Visatos plėtimosi paslaptis

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Prieš kiek daugiau nei šimtą metų mūsų planetoje niekas nežinojo, kad Visata plečiasi. Tačiau nepaisant visų bėdų ir nelaimių, kurias XX amžius atnešė žmonijai, būtent šis šimtmetis pasižymėjo mokslo ir technologijų pažanga. Per neįtikėtinai trumpą laiką mes sužinojome apie pasaulį ir Visatą daugiau nei bet kada anksčiau.

Idėją, kad mūsų visata plėtėsi per pastaruosius 13,8 milijardus metų, pirmą kartą pasiūlė belgų fizikas Georgesas Lemaitre'as 1927 m. Po dvejų metų amerikiečių astronomas Edvinas Hablas sugebėjo patvirtinti šią hipotezę. Jis nustatė, kad kiekviena galaktika tolsta nuo mūsų ir kuo toliau, tuo greičiau tai vyksta. Šiandien yra daug būdų, kaip mokslininkai gali suprasti, kaip greitai plečiasi mūsų visatos dydis. Čia pateikiami tik skaičiai, kuriuos tyrėjai gauna matuodami, kiekvieną kartą, kai jie skiriasi. Bet kodėl?

Didžiausia visatos paslaptis

Kaip žinome šiandien, atstumas iki galaktikos ir to, kaip greitai ji tolsta, yra glaudžiai susiję. Taigi, tarkime, 1 megaparseko atstumu nuo mūsų planetos esanti galaktika (vienas megaparsekas yra maždaug lygus 3,3 mln. šviesmečių) tolsta 70 kilometrų per sekundę greičiu. O galaktika, kuri yra kiek toliau, dviejų megaparsekų atstumu, juda dvigubai greičiau (140 km/s).

Įdomu ir tai, kad šiandien yra du pagrindiniai būdai nustatyti Visatos amžių arba, moksliškai kalbant, Hablo konstantą. Skirtumas tarp dviejų grupių yra tas, kad vienas metodų rinkinys žiūri į santykinai artimus visatos objektus, o kitas - į labai tolimus. Tačiau kad ir kokį metodą mokslininkai taikytų, rezultatai kaskart skiriasi. Pasirodo, arba mes darome kažką ne taip, arba kažkur toli Visatoje vyksta kažkas visiškai nežinomo.

Neseniai airxiv.org išankstinio spausdinimo serveryje paskelbtame tyrime astronomai, tyrinėjantys netoliese esančias galaktikas, naudojo protingą metodą, kad išmatuotų Visatos plėtimąsi, vadinamą paviršiaus ryškumo svyravimais. Tai išgalvotas pavadinimas, tačiau jame yra idėja, kuri iš tikrųjų yra intuityvi.

Įsivaizduokite, kad stovite miško pakraštyje, tiesiai priešais medį. Kadangi esate labai arti, matote tik vieną medį savo regėjimo lauke. Bet jei šiek tiek atsitrauksite, pamatysite daugiau medžių. Ir kuo toliau, tuo daugiau medžių atsiras prieš akis. Panašiai atsitinka ir su galaktikomis, kurias mokslininkai stebi teleskopais, bet daug sudėtingiau.

Kaip žinoti Visatos plėtimosi greitį?

Norėdami gauti gerą statistiką, astronomai stebi galaktikas, kurios yra gana arti Žemės, maždaug 300 milijonų šviesmečių ar arčiau. Tačiau stebint galaktikas būtina atsižvelgti į dulkes, fonines galaktikas ir žvaigždžių spiečius, kuriuos galima pamatyti teleskopu darytose nuotraukose.

Tačiau visata yra gudri. Nuo 1990-ųjų astronomai pastebėjo, kad labai toli sprogusios žvaigždės visada buvo toliau, nei rodo paprasti matavimai. Tai paskatino juos patikėti, kad dabar visata plečiasi greičiau nei anksčiau, o tai savo ruožtu paskatino atrasti tamsiąją energiją – paslaptingą jėgą, pagreitinančią visuotinį plėtimąsi.

Kaip rašo mokslinio darbo autoriai, kai žiūrime į labai tolimus objektus, matome juos tokius, kokie jie buvo praeityje, kai visata buvo jaunesnė. Jei Visatos plėtimosi greitis tuomet buvo kitoks (tarkime, prieš 12–13,8 milijardo metų) nei dabar (mažiau nei prieš milijardą metų), galime gauti dvi skirtingas Hablo konstantos reikšmes. O gal skirtingos visatos dalys plečiasi skirtingu greičiu?

Bet jei plėtimosi greitis pasikeitė, vadinasi, mūsų visatos amžius visai ne toks, kokį mes manome (mokslininkai naudoja Visatos plėtimosi greitį jos amžiui nustatyti). Tai savo ruožtu reiškia, kad visatos dydis yra kitoks, o tai reiškia, kad laikas, kurio prireiks, kol kažkas įvyks, taip pat skirsis.

Jei vadovausitės šia samprotavimo grandine, galų gale paaiškėja, kad fiziniai procesai, vykę ankstyvojoje Visatoje, vyko skirtingu laiku. Taip pat gali būti, kad buvo įtraukti kiti procesai, turintys įtakos plėtimosi greičiui. Apskritai yra kažkokia netvarka. „Iš to išplaukia, kad arba mes nepakankamai gerai suprantame, kaip elgiasi visata, arba ją išmatuojame neteisingai“, – pažymi tyrimo autoriai.

Bet kokiu atveju Hablo konstanta yra karštai diskutuojama tema astronomijos bendruomenėje. Tačiau naujasis tyrimas pridėjo dar daugiau klausimų, todėl kova su netikrumu bus ilga. Žinoma, kada nors mūsų supratimas apie kosmosą pasikeis. Tačiau kai tai atsitiks, kosmologai turės ieškoti ko nors kito, dėl ko ginčytis. Ką jie tikrai padarys.