Misterija širenja svemira

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Prije nešto više od stotinu godina, niko na našoj planeti nije znao da se Univerzum širi. Ali uprkos svim nevoljama i nedaćama koje je dvadeseti vek doneo čovečanstvu, upravo je ovaj vek obeležen naučnim i tehnološkim napretkom. U nevjerovatno kratkom vremenskom periodu naučili smo više o svijetu i Univerzumu nego ikada prije.

Ideju da se naš svemir širio u proteklih 13,8 milijardi godina prvi je predložio belgijski fizičar Georges Lemaitre 1927. godine. Dvije godine kasnije, američki astronom Edwin Hubble uspio je potvrditi ovu hipotezu. Otkrio je da se svaka galaksija udaljava od nas i što je dalje, to se brže dešava. Danas postoji mnogo načina na koje naučnici mogu razumjeti koliko se brzo naš svemir širi u veličini. Evo samo brojeva koje istraživači dobijaju u procesu mjerenja, svaki put kada se ispostavi da su drugačiji. Ali zašto?

Najveća misterija univerzuma

Kao što danas znamo, postoji bliska veza između udaljenosti do galaksije i brzine njenog povlačenja. Tako se, recimo, galaksija na udaljenosti od 1 megaparseca od naše planete (jedan megaparsek je približno jednaka 3,3 miliona svjetlosnih godina) udaljava brzinom od 70 kilometara u sekundi. A galaksija koja je malo dalje, na udaljenosti od dva megaparseka, kreće se duplo brže (140 km/s).

Zanimljivo je i da danas postoje dva glavna pristupa određivanju starosti Univerzuma, odnosno, naučno, Hablove konstante. Razlika između ove dvije grupe je u tome što jedan skup metoda gleda na relativno bliske objekte u svemiru, dok drugi gleda na one vrlo udaljene. Međutim, bez obzira koju metodu naučnici koriste, rezultati su svaki put drugačiji. Ispostavilo se da ili radimo nešto pogrešno, ili se negdje daleko u svemiru dešava nešto apsolutno nepoznato.

U studiji koja je nedavno objavljena na serveru za preprint airxiv.org, astronomi koji proučavaju obližnje galaksije koristili su pametnu metodu za mjerenje širenja svemira nazvanu fluktuacije svjetline površine. To je otmjeno ime, ali uključuje ideju koja je zapravo intuitivna.

Zamislite da stojite na rubu šume, tačno ispred drveta. Pošto ste veoma blizu, vidite samo jedno drvo u svom vidnom polju. Ali ako se malo odmaknete, vidjet ćete još drveća. I što dalje idete, više drveća će se pojaviti pred vašim očima. Prilično ista stvar se dešava sa galaksijama koje naučnici posmatraju teleskopima, ali mnogo komplikovanije.

Kako znate brzinu širenja Univerzuma?

Da bi dobili dobru statistiku, astronomi posmatraju galaksije koje su prilično blizu Zemlji, oko 300 miliona svjetlosnih godina ili bliže. Međutim, prilikom posmatranja galaksija potrebno je uzeti u obzir prašinu, pozadinske galaksije i zvjezdana jata koja se mogu vidjeti na slikama snimljenim teleskopom.

Univerzum je, međutim, lukav. Od 1990-ih, astronomi su vidjeli da su vrlo udaljene zvijezde koje eksplodiraju uvijek bile dalje nego što bi jednostavna mjerenja pokazala. To ih je navelo da vjeruju da se svemir sada širi brže nego prije, što je, zauzvrat, dovelo do otkrića tamne energije - misteriozne sile koja ubrzava univerzalno širenje.

Kako pišu autori naučnog rada, kada posmatramo veoma udaljene objekte, vidimo ih onakvima kakvi su bili u prošlosti, kada je svemir bio mlađi. Ako je stopa širenja Univerzuma tada bila drugačija (recimo, prije 12-13,8 milijardi godina) nego što je sada (prije manje od milijardu godina), možemo dobiti dvije različite vrijednosti za Hablovu konstantu. Ili se možda različiti dijelovi svemira šire različitim brzinama?

Ali ako se stopa širenja promijenila, tada starost našeg svemira uopće nije ono što mislimo (naučnici koriste stopu širenja svemira da bi pratili njegovu starost). To, pak, znači da svemir ima drugačiju veličinu, što znači da će i vrijeme potrebno da se nešto dogodi biti drugačije.

Ako slijedite ovaj lanac razmišljanja, onda se na kraju ispostavi da su se fizički procesi koji su se odvijali u ranom svemiru odvijali u različito vrijeme. Takođe je moguće da su bili uključeni i drugi procesi koji utiču na brzinu ekspanzije. Generalno, postoji neka vrsta nereda. "Iz čega proizlazi da ili ne razumijemo dovoljno dobro kako se svemir ponaša, ili ga pogrešno mjerimo", napominju autori studije.

U svakom slučaju, Hablova konstanta je tema o kojoj se žestoko raspravlja u astronomskoj zajednici. Nova studija je, međutim, dodala još više pitanja, tako da će borba protiv neizvjesnosti biti duga. Jednog dana, naravno, naše razumijevanje kosmosa će se promijeniti. Ali kada se to dogodi, kosmolozi će morati da potraže nešto drugo oko čega će se raspravljati. Šta će sigurno uraditi.