ASTROFIZIKA

Pripremio: Zoran Janjušević

Nastanak galaksije

Zemlja nije izuzetak

Posle Velikog praska, gustina elementarnih čestica (neutrona, protona, elektrona...) koje su haotično ispunjavale sav prostor nije dozvoljavala svetlosti da se probije tako da je svuda u ranoj vasioni vladala tama. Daljim razvojem materije stvorili su se uslovi za probijanje elektromagnetnih talasa (svetlosti) koji se i sada opažaju u vidu reliktnog pozadinskog zračenja

Postojanje pozadinskog zračenja prvi su predvideli studenti rusko-američkog astrofizičara Gamova, Ralf Alfer i Robert Herman. Nedugo potom, dvojica inženjera kompanije „Bel telefoni“ slučajno su otkrili pozadinsko zračenje kao šum na radio-antenskom prijemniku, koji je dolazio iz svih pravaca vasione u vidu vrlo izduženih radio-talasa niske energije (temperatura oko 3 stepena Kelvina iznad apsolutne nule)

Velika gustina materije rane vasione pogodovala je stvaranju džinovskih zvezdanih struktura, čija je masa hiljadama puta prevazilazila masu našeg Sunca. Njihova gravitacija uslovila je privlačenje velikih skupina materije koja je većim delom kružila oko nastalog centra mase. Deo materije sa manjim orbitalnim momentom utopio se u novoformiranu zvezdu i povećao njenu masu, čime se njen evolutivni proces skratio tako da je ona ubrzano stigla do faze supernove.

Materija bez poznatih osobina

Ogromna eksplozija supernove razbacala je veliki deo zvezdanog materijala u okolni prostor, ali je u centru zvezde ostala materija čija je masa, pod uticajem gravitacije, nastavila sa sabijanjem sve do „crne rupe“, egzotičnog vasionskog tela čiji veći deo osobina savremena nauka ne poznaje. Smatra se da je u centralnom delu crne rupe materija sabijena do mere da je izgubila svoje osobine prema važećim zakonima fizike, a prema Teoriji relativiteta pretvorila se u tačku bez dimenzija („singularna tačka“). Ovo predstavlja matematičku pretpostavku, vrlo malo verovatnu u stvarnosti. Mnogo je logičnije pretpostaviti da je crna rupa nepoznato stanje materije izuzetno velike gustine, veoma smanjenih ali ipak konačnih dimenzija.

Novoformirana crna rupa, svojim velikim gravitacionim dejstvom, ponovo je privlačila ranije odbačenu i ostalu okolnu materiju koja nije mogla da se suprotstavi sili gravitacije. Veći deo formiranog oblaka materije kružio je oko crne rupe i rađao nove mlade zvezde. Njihov orbitalni momenat, koji je svojom centrifugalnom silom činio ravnotežu sa gravitacionim privla-čenjem novoformirane crne rupe, obezbedio je stalno kruženje na bezbednom rastojanju, izvan takozvanog „horizonta događaja“. (Taj horizont je zamišljena sfera oko crne rupe iz koje nikakva materija ne može da izbegne poniranje u rupu, uključujući svetlost. Odatle i potiče naziv „crna rupa“ pošto je, obzirom da ne emituje nikakvo zračenje, praktično nevidljiva.)

Deo materije u kolapsu vrtložno je ponirao u crnu rupu i sabijao se do nama nepoznatih granica. U tom samrtničkom grču veliki deo materije pretvorio se u elektromagnetno zračenje. Intenzitet zračenja bio je enormne veličine i neodredivo je prevazilazio ukupno zračenje jedne prosečne galaksije. (Telo koje zrači toliku energiju je aktivna crna rupa, u astrofizici poznata pod imenom „kvazar“. Ovo je skraćeni naziv za „kvazi stelarni radio-izvor“, prvobitno jak izvor radio-talasa. Kvazar ili aktivna crna rupa postoji dok god ima okolne materije da ponire u nju. Kada se završi taj proces, pretvara se u pasivnu crnu rupu, koja više ne zrači pa je za astronomske uslove potpuno nevidljiva.)

Na kraju i čovek

Novoformirana crna rupa našla se u centru preostalog oblaka materije i mlađih zvezdanih struktura, formiranih nešto kasnije, sa manjom masom od masivne centralne zvezde, sada pretvorene u crnu rupu. U preostalom oblaku nastavljeno je formiranje nebeskih tela koja su kružila oko centralne crne rupe, što je označilo rađanje galaksije. Gravitacija je u toku narednih nekoliko milijardi godina postepeno formirala strukturu spiralnog oblika, spiralnu galaksiju.

Pre oko pet milijardi godina, u oblaku materije Mlečnog puta, rođeno je naše Sunce a odmah za njim planete, uključujući i Zemlju. Život se začeo pre oko 3,5 milijardi godina, a na samom kraju tog ciklusa stvaranja pojavio se čovek.

Delovi evolucije vasione

Na osnovu dosadašnjih ispitivanja otkrivenih kvazara, najveći broj ih je nastao oko 3 milijarde godina posle Velikog praska. Kada se tome doda vreme da se aktivnost crne rupe - kvazara okonča, odnosno pretvori u pasivnu običnu crnu rupu, dolazi se do saznanja da je najveći broj galaksija nastao u periodu od oko pre 10 milijardi godina, što je procenjena starost i naše galaksije, Mlečnog puta. Ako se u celini posmatra evolutivni proces, on bi izgledao ovako:

1. kosmičko jaje i Veliki prasak - nulto vreme,

2. formiranje prvih oblaka materije, pretežno vodonika i manjim delom helijuma, oko 20 % ukupno stvorene mase - vreme oko 1 milijarde godina posle Velikog praska,

3. u delovima oblaka stvorene materije počelo je gravitaciono okupljanje materije oko novostvorenih centara mase - najveći broj džinovskih zvezda formiran je u periodu od 2 milijarde godina posle Velikog praska i ubrzano su se pretvorile u supernove,

4. većina supernovih posle eksplozija postale su aktivne crne rupe, odnosno kvazari zbog poniranja okolne materije u crnu rupu, što je izazvalo enormno isijavanje elektromagnetnog zračenja - oko 3 milijade godina od Velikog praska,

5. okončana aktivnost najvećeg broja crnih rupa (prestalo usisavanje okolne materije) i postepeno uspostavljanje ravnoteža sa materijom koja kruži oko crne rupe na bezbednom rastojanju - oko 4 milijarde godina posle Velikog praska.

Ako se pođe od procenjene starosti vasione od 13,7 milijardi godina i od toga oduzmu 3 milijarde godina potrebnih da se formira najveći broj kvazara i pretpostavljeni životni vek istih od oko 0,7 milijardi, dobija se 10 milijardi godina pre sadašnjeg vremena. Tada je nastao najveći broj spiralnih galaksija. Ostali oblici galaksija su evolutivno nešto mlađi i verovatno će tek kasnije poprimiti stabilniji oblik spiralne galaksije.

Danas smo okruženi velikim brojem galaksija. Prema nekim procenama, njihov broj u vasioni iznosi oko 100 milijardi. Naš Mlečni put predstavlja prosečnu galaksiju sa oko 100 milijardi zvezda, među kojima je i naše Sunce sa svojim planetarnim sistemom. Planeta ima desetak puta više od ukupnog broja zvezda. Zbog ovolikog broja planeta, zaista je malo verovatno da je život začet samo na Zemlji.

Zoran Janjušević