Visuma paplašināšanās noslēpums

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Pirms nedaudz vairāk nekā simts gadiem neviens uz mūsu planētas nezināja, ka Visums paplašinās. Taču, neskatoties uz visām nepatikšanām un nelaimēm, ko cilvēcei atnesa divdesmitais gadsimts, tieši šis gadsimts iezīmējās ar zinātnes un tehnikas progresu. Neticami īsā laika posmā mēs esam uzzinājuši vairāk par pasauli un Visumu nekā jebkad agrāk.

Ideju, ka mūsu Visums ir paplašinājies pēdējo 13, 8 miljardu gadu laikā, pirmo reizi ierosināja beļģu fiziķis Žoržs Lemaitre 1927. gadā. Divus gadus vēlāk amerikāņu astronoms Edvins Habls varēja apstiprināt šo hipotēzi. Viņš atklāja, ka katra galaktika attālinās no mums un jo tālāk tā atrodas, jo ātrāk tas notiek. Mūsdienās ir daudz veidu, kā zinātnieki var saprast, cik ātri mūsu Visums paplašinās. Šeit ir tikai skaitļi, ko pētnieki iegūst mērīšanas procesā, un katru reizi tie izrādās atšķirīgi. Bet kāpēc?

Visuma lielākais noslēpums

Kā mēs šodien zinām, pastāv cieša saikne starp attālumu līdz galaktikai un to, cik ātri tā atkāpjas. Tātad, teiksim, galaktika, kas atrodas 1 megaparseka attālumā no mūsu planētas (viens megaparseks ir aptuveni vienāds ar 3,3 miljoniem gaismas gadu), attālinās ar ātrumu 70 kilometri sekundē. Un galaktika, kas atrodas nedaudz tālāk, divu megaparseku attālumā, pārvietojas divreiz ātrāk (140 km / s).

Interesanti ir arī tas, ka mūsdienās ir divas galvenās pieejas Visuma vecuma jeb, zinātniski, Habla konstantes, noteikšanai. Atšķirība starp abām grupām ir tāda, ka viena metožu kopa aplūko relatīvi tuvus objektus Visumā, bet otrs - ļoti tālus. Tomēr neatkarīgi no tā, kādu metodi zinātnieki izmanto, rezultāti katru reizi ir atšķirīgi. Izrādās, vai nu mēs darām kaut ko nepareizi, vai arī kaut kur tālu Visumā notiek kaut kas absolūti nezināms.

Pētījumā, kas nesen publicēts airxiv.org priekšdrukas serverī, astronomi, kas pētīja tuvumā esošās galaktikas, izmantoja gudru metodi, lai izmērītu Visuma izplešanos, ko sauc par virsmas spilgtuma svārstībām. Tas ir izdomāts nosaukums, taču tajā ir ietverta ideja, kas patiesībā ir intuitīva.

Iedomājieties, ka jūs stāvat meža malā, tieši koka priekšā. Tā kā jūs esat ļoti tuvu, jūs redzat tikai vienu koku savā redzes laukā. Bet, ja jūs nedaudz atkāpjaties, jūs redzēsit vairāk koku. Un jo tālāk tu dosies, jo vairāk koku parādīsies tavu acu priekšā. Tas pats notiek ar galaktikām, kuras zinātnieki novēro ar teleskopiem, taču daudz sarežģītāk.

Kā jūs zināt Visuma izplešanās ātrumu?

Lai iegūtu labu statistiku, astronomi novēro galaktikas, kas atrodas diezgan tuvu Zemei, aptuveni 300 miljonu gaismas gadu vai tuvāk. Taču, novērojot galaktikas, ir jāņem vērā putekļi, fona galaktikas un zvaigžņu kopas, kas redzamas ar teleskopu uzņemtajos attēlos.

Visums tomēr ir viltīgs. Kopš deviņdesmitajiem gadiem astronomi ir redzējuši, ka ļoti tālu sprādzienbīstamas zvaigznes vienmēr ir bijušas tālāk, nekā liecina vienkārši mērījumi. Tas lika viņiem domāt, ka Visums tagad izplešas ātrāk nekā iepriekš, kas, savukārt, lika atklāt tumšo enerģiju - noslēpumainu spēku, kas paātrina universālo izplešanos.

Kā raksta zinātniskā darba autori, skatoties uz ļoti attāliem objektiem, mēs tos redzam tādus, kādi tie bija pagātnē, kad Visums bija jaunāks. Ja Visuma izplešanās ātrums toreiz bija atšķirīgs (teiksim, pirms 12–13,8 miljardiem gadu) nekā tagad (mazāk nekā pirms miljarda gadu), mēs varam iegūt divas dažādas Habla konstantes vērtības. Vai varbūt dažādas Visuma daļas izplešas dažādos tempos?

Bet, ja izplešanās ātrums ir mainījies, tad mūsu Visuma vecums nepavisam nav tas, ko mēs domājam (zinātnieki izmanto Visuma izplešanās ātrumu, lai izsekotu tā vecumam). Tas savukārt nozīmē, ka Visumam ir atšķirīgs izmērs, kas nozīmē, ka arī laiks, kas nepieciešams, lai kaut kas notiktu, būs atšķirīgs.

Ja seko šai spriešanas ķēdei, tad beigās izrādās, ka fiziskie procesi, kas norisinājās agrīnajā Visumā, notika dažādos laikos. Iespējams, ka tika iesaistīti arī citi procesi, kas ietekmē paplašināšanās ātrumu. Vispār ir kaut kāds bardaks. "No kā izriet, ka vai nu mēs nepietiekami labi saprotam, kā Visums uzvedas, vai arī mēs to mērām nepareizi," atzīmē pētījuma autori.

Jebkurā gadījumā Habla konstante ir karsti apspriesta tēma astronomijas aprindās. Tomēr jaunais pētījums ir pievienojis vēl vairāk jautājumu, tāpēc cīņa pret nenoteiktību būs ilga. Kādu dienu, protams, mūsu izpratne par kosmosu mainīsies. Bet, kad tas notiks, kosmologiem būs jāmeklē kaut kas cits, par ko strīdēties. Ko viņi noteikti darīs.