Misterij širenja svemira

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Prije nešto više od stotinu godina nitko na našem planetu nije znao da se Svemir širi. No, unatoč svim nevoljama i nedaćama koje je dvadeseto stoljeće donijelo čovječanstvu, upravo je ovo stoljeće obilježeno znanstvenim i tehnološkim napretkom. U nevjerojatno kratkom vremenu naučili smo više o svijetu i Svemiru nego ikada prije.

Ideju da se naš svemir širio u posljednjih 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 događa. Danas postoji mnogo načina na koje znanstvenici mogu razumjeti koliko se brzo naš svemir širi u veličini. Evo samo brojeva koje istraživači dobivaju u procesu mjerenja, svaki put kada se ispostavi da su drugačiji. Ali zašto?

Najveća misterija svemira

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 našeg planeta (jedan megaparsek je otprilike jednak 3,3 milijuna svjetlosnih godina) udaljava brzinom od 70 kilometara u sekundi. A galaksija koja je malo dalje, na udaljenosti od dva megaparseka, kreće se dvostruko brže (140 km/s).

Također je zanimljivo da danas postoje dva glavna pristupa određivanju starosti svemira, odnosno, znanstveno, Hubble konstante. Razlika između dvije skupine je u tome što jedan skup metoda promatra relativno bliske objekte u svemiru, dok drugi promatra vrlo udaljene objekte. No, bez obzira na to koju metodu znanstvenici koriste, rezultati su svaki put drugačiji. Ispada da ili radimo nešto krivo, ili se negdje daleko u Svemiru događa nešto apsolutno nepoznato.

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

Zamislite da stojite na rubu šume, točno ispred drveta. Budući da ste vrlo blizu, vidite samo jedno drvo u svom vidnom polju. Ali ako se malo odmaknete, vidjet ćete još drveća. I što dalje idete, to će vam se više stabala pojaviti pred očima. Slično se događa s galaksijama koje znanstvenici promatraju teleskopima, ali puno kompliciranije.

Kako znate brzinu širenja Svemira?

Kako bi dobili dobru statistiku, astronomi promatraju galaksije koje su prilično blizu Zemlji, oko 300 milijuna svjetlosnih godina ili bliže. Međutim, pri promatranju galaksija potrebno je uzeti u obzir prašinu, pozadinske galaksije i zvjezdana jata koja se mogu vidjeti na slikama snimljenim teleskopom.

Svemir 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 na uvjerenje da se svemir sada širi brže nego prije, što je, zauzvrat, dovelo do otkrića tamne energije - tajanstvene sile koja ubrzava univerzalno širenje.

Kako pišu autori znanstvenog rada, kada gledamo vrlo udaljene objekte, vidimo ih onakvima kakvi su bili u prošlosti, kada je svemir bio mlađi. Ako je stopa širenja Svemira 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 Hubbleovu konstantu. Ili se možda različiti dijelovi svemira šire različitim brzinama?

Ali ako se brzina širenja promijenila, tada starost našeg svemira uopće nije ono što mislimo (znanstvenici koriste stopu širenja svemira kako bi pratili njegovu starost). To pak znači da svemir ima drugačiju veličinu, što znači da će vrijeme potrebno da se nešto dogodi također 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. Također je moguće da su bili uključeni i drugi procesi koji utječu na brzinu širenja. Općenito, postoji nekakav nered. “Iz čega proizlazi da ili ne razumijemo dovoljno dobro kako se svemir ponaša, ili ga pogrešno mjerimo”, napominju autori studije.

U svakom slučaju, Hubbleova konstanta je tema o kojoj se žestoko raspravlja u astronomskoj zajednici. Nova studija je, međutim, dodala još više pitanja, pa će borba protiv neizvjesnosti biti duga. Jednog dana, naravno, naše razumijevanje kozmosa će se promijeniti. Ali kada se to dogodi, kozmolozi će morati tražiti nešto drugo oko čega bi se raspravljali. Što će svakako učiniti.