KOSMOLOGIJA

Pripremio:

Šest pitanja u vezi Velikog praska i dalje tajna

Misterije kosmičke bombe

Godine 1964. inženjeri iz Nju Džersija (Bell Labs) pokušavali su da naprave napredniju antenu za osluškivanje svemira, a cela priča se završila tako što su otkrili ono čemu se nisu nadali. Arno Penzias i Robert Vilson zabeležili su neobično šištanje radija. Oni tvrde da je posredi prvi potvrđeni signal kosmičke mikrotalasne pozadine (u daljem tekstu: KMB), nastao kao posledica Velikog praska a koji i sada prožima svemir.

Posle pola veka, KMB pomaže u otkrivanju starosti kosmosa, njegovog oblika i komponenata, i detalja njegovog razvoja. Ali, svako novo otkriće je sobom nosilo nova uznemiravajuća pitanja. Evo šest postojećih misterija koje su nastale proučavanjem Velikog praska.

1. Zašto je rani univerzum bio tako ujednačen?  

Isprva su mape KMB-a izgledale previše dobro da bi bile istinite. Posle Velikog praska, materija je trebalo da se razleti a da delići potom formiraju nasumične grupacije. Međutim, kosmička mikrotalasna pozadina je pokazala da je univerzum neverovatno jednoličan, kao da su daleko zabačeni delovi nekako ostali u kontaktu u toku rane ekspanzije kosmosa.

Godine 1980. fizičari su došli na ideju da je kosmos, nedugo posle Velikog praska, prošao kroz period kada je eksplozivno rastao. Ova teorija se sada naziva inflacija. Najnovije mape kosmičke mikrotalasne pozadine potvrdile su određena predviđanja u vezi sa ovim modelom, ali ne sva. Čak i u slučaju da je teorija tačna, još uvek nema saznanja šta je izazvalo inflaciju, kada je počela i zašto je prestala.

Uskoro bismo mogli da dođemo do odgovora. Inflacija je trebalo da proizvede prostorno-vremenske talase koje nazivaju gravitacionim talasima. Obeležja tih talasa bi mogla da se pojave na mapama KMB-a visoke rezolucije, smatra Avi Loeb (Harvard-Smitsonov centar za astrofiziku) iz Kembridža u Masačusetsu.

2. Da li je postojalo nešto pre Velikog praska?

Inflacija je izbrisala sve dokaze o tome šta se u svemiru zbivalo pre nagle ekspanzije tako da odgovor na ovo pitanje nećemo dobiti posmatranjem neba. Štaviše, početak kosmosa pratila je tako vrela i gusta materija da bi jednačine kojima opisujemo njegovu ekspanziju i razvoj brzo pale u vodu. Teorija koja ujedinjuje ove jednačine s kvantnom mehanikom mogla bi matematički da predvidi da li je nešto postojalo pre Velikog praska i šta. Međutim, takva teorija je nepouzdana. Naravno, to nije sprečilo ljude da koriste KMB da bi spekulisali o „skakanju“ univerzuma koji kruže kroz beskonačne praskove i razbijaju se, ili o „multiverzumima“ koji su nastali od jedinstvenog prvobitnog svemira.

3. Da li je život počeo u sjaju Velikog praska?

Svetlost kosmičke mikrotalasne pozadine potiče od supervrelog gasa, ili plazme koja je ispunjavala rani kosmos. Ova materija se vremenom hladila pa su nastajale zvezde i galaksije, a današnji svemir je previše hladan i negostoljubiv za život kakav poznajemo na planetama koje su daleko od svojih zvezda. Međutim, temperaturna očitavanja kosmičke mikrotalasne pozadine nagoveštavaju da bi „samo“ 15 miliona godina posle Velikog praska sjaj bio dovoljno topao da od univerzuma napravi veliku prijatnu oazu za život. Ta epoha trajala bi nekoliko miliona godina, što je dovoljno da se pojave mikrobi ali ne i da se razviju složeniji oblici života.

4. Šta su tamna materija i tamna energija?

Astronomi znaju da su 1964. neki delovi univerzuma imali više materije nego što možemo da vidimo: na osnovu našeg najboljeg shvatanja gravitacije, galaksije „šibaju“ u grupacijama i brže se obrću oko svojih osa nego što im njihova vidljiva materija dozvoljava bez razdvajanja. KMB nam je već pokazala da ta nevidljiva tamna materija čini približno 80 % ukupne materije svemira. Ali, još uvek nemamo saznanje o sastavu ove misteriozne tvari, niti da li će se ikada ukazati u eksperimentima ili očitati na detektorima. Takođe, istraživanja supernove otkrila su 1998. godine da se svemir nije samo širio posle Velikog praska već i da se ubrzano odvajao. To se pripisuje čudnoj sili nazvanoj tamna energija, a KMB pokazuje da se od te energije sastoji 68 % univerzuma. Tamna energija ostaje jedna od najmisterioznijih sila u fizici.

5. Kakva je konačna sudbina univerzuma?

Proučavanja KMB mogla bi da pomognu u otkrivanju prošlosti tamne energije. Konačno, saznali bismo šta se može dogoditi kada se univerzum završi. Ako jačina tamne energije kontinuirano raste, univerzum bi mogao da se raspadne u jednom trenutku. Ako se povećava a zatim ponovo smanjuje, neke od struktura bi mogle ponovo da se izdignu iz pepela umirućeg svemira. A ukoliko se tamna energija „čvrsto“ održi onako kako je danas „vidimo“, kosmos će se zauvek širiti a biće mračan i hladan.

6. Da li će Veliki prasak postati teorija koja se ne može dokazati?

Ako se kontinuirana ekspanzija nastavi dovoljno dugo, jedinstvena talasna dužina KMB postaće velika kao i sam univerzum. To znači da ljudi koji budu živeli za milion miliona godina neće moći uopšte da detektuju KMB. Nestaće osećaj koji imamo u vezi s kosmološkim studijama jer neće moći da se pronađe bilo kakav znak Velikog praska na nebu. U budućnosti imaćemo samo „legendu“ o Velikom prasku koju nećemo moći da verifikujemo. Da li će se kosmologija pretvoriti u religiju? Za sada ne treba da brinemo o tome.

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja