Skrivnost širjenja vesolja

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Pred nekaj več kot sto leti nihče na našem planetu ni vedel, da se Vesolje širi. Toda kljub vsem težavam in nesrečam, ki jih je dvajseto stoletje prineslo človeštvu, je bilo to stoletje zaznamovano z znanstvenim in tehnološkim napredkom. V neverjetno kratkem času smo o svetu in vesolju izvedeli več kot kdaj koli prej.

Zamisel, da se je naše vesolje širilo v zadnjih 13,8 milijardah let, je prvi predlagal belgijski fizik Georges Lemaitre leta 1927. Dve leti pozneje je ameriški astronom Edwin Hubble to hipotezo lahko potrdil. Ugotovil je, da se vsaka galaksija odmika od nas in dlje kot je, hitreje se to zgodi. Danes obstaja veliko načinov, na katere lahko znanstveniki razumejo, kako hitro se naše vesolje širi po velikosti. Tukaj so le številke, ki jih raziskovalci dobijo v procesu merjenja, vsakič ko se izkaže, da so drugačne. Ampak zakaj?

Največja skrivnost vesolja

Kot vemo danes, obstaja tesna povezava med razdaljo do galaksije in tem, kako hitro se ta umika. Torej, recimo, galaksija na razdalji 1 megaparsec od našega planeta (en megaparsec je približno enak 3,3 milijona svetlobnih let) se odmika s hitrostjo 70 kilometrov na sekundo. In galaksija, ki je malo bolj oddaljena, na razdalji dveh megaparsekov, se premika dvakrat hitreje (140 km / s).

Zanimivo je tudi, da danes obstajata dva glavna pristopa k določanju starosti vesolja oziroma, znanstveno, Hubblove konstante. Razlika med obema skupinama je v tem, da ena skupina metod gleda na relativno blizu objekte v vesolju, druga pa na zelo oddaljene. Ne glede na to, katero metodo uporabljajo znanstveniki, so rezultati vsakič drugačni. Izkazalo se je, da bodisi delamo nekaj narobe ali pa se nekje daleč v vesolju dogaja nekaj popolnoma neznanega.

V študiji, ki je bila nedavno objavljena na strežniku za predtisk airxiv.org, so astronomi, ki so preučevali bližnje galaksije, uporabili pametno metodo za merjenje širjenja vesolja, imenovano nihanja površinske svetlosti. To je modno ime, vendar vključuje idejo, ki je pravzaprav intuitivna.

Predstavljajte si, da stojite na robu gozda, tik pred drevesom. Ker ste zelo blizu, vidite samo eno drevo v svojem vidnem polju. Če pa se malo umaknete, boste videli več dreves. In dlje ko greste, več dreves se bo pojavilo pred vašimi očmi. Podobno se dogaja z galaksijami, ki jih znanstveniki opazujejo s teleskopi, vendar veliko bolj zapleteno.

Kako veste hitrost širjenja vesolja?

Da bi dobili dobro statistiko, astronomi opazujejo galaksije, ki so precej blizu Zemlje, približno 300 milijonov svetlobnih let ali bliže. Pri opazovanju galaksij pa je treba upoštevati prah, galaksije v ozadju in zvezdne kopice, ki jih lahko vidimo na slikah, posnetih s teleskopom.

Vesolje pa je zvit. Od devetdesetih let prejšnjega stoletja so astronomi opazili, da so bile zelo oddaljene eksplodirajoče zvezde vedno dlje, kot bi pokazale preproste meritve. Zaradi tega so verjeli, da se vesolje zdaj širi hitreje kot prej, kar je posledično pripeljalo do odkritja temne energije - skrivnostne sile, ki pospešuje univerzalno širitev.

Kot pišejo avtorji znanstvenega dela, ko gledamo zelo oddaljene predmete, jih vidimo takšne, kot so bili v preteklosti, ko je bilo vesolje mlajše. Če je bila stopnja širjenja vesolja takrat drugačna (recimo pred 12-13,8 milijarde let) kot je zdaj (pred manj kot milijardo let), lahko dobimo dve različni vrednosti za Hubblovo konstanto. Ali pa se morda različni deli vesolja širijo z različno hitrostjo?

Če pa se je stopnja širjenja spremenila, potem starost našega vesolja sploh ni to, kar mislimo (znanstveniki uporabljajo hitrost širjenja vesolja, da izsledijo njegovo starost). To pa pomeni, da ima vesolje drugačno velikost, kar pomeni, da bo tudi čas, potreben, da se nekaj zgodi, drugačen.

Če sledite tej verigi sklepanja, se na koncu izkaže, da so fizični procesi, ki so se odvijali v zgodnjem vesolju, potekali v različnih časih. Možno je tudi, da so bili vključeni tudi drugi procesi, ki vplivajo na stopnjo širitve. Na splošno je nekakšna zmešnjava. "Iz tega sledi, da bodisi ne razumemo dovolj dobro, kako se vesolje obnaša, bodisi ga napačno merimo," ugotavljajo avtorji študije.

Vsekakor je Hubblova konstanta tema, o kateri se v astronomski skupnosti močno razpravlja. Nova študija pa je dodala še več vprašanj, zato bo boj proti negotovosti dolg. Nekega dne se bo naše razumevanje kozmosa seveda spremenilo. Toda ko se bo to zgodilo, bodo morali kozmologi iskati nekaj drugega, o čemer bi se lahko prepirali. Kaj bodo zagotovo naredili.