Inovacijos

5 įdomiausios kosmoso mįslės

2019 rugsėjo 10

Kosmosas – didelė ir keista vieta, pilna fenomenų, kuriuos toli gražu ne visada paprasta suvokti protu. Masteliai ir laiko periodai čia tokie milžiniški, kad, siekiant juose susigaudyti, tenka pasitelkti visus savo abstraktaus mąstymo gebėjimus, o net ir tada viskas atrodo, mažų mažiausiai, komplikuotai. Taip komplikuotai, kad ir patys astrofizikai pripažįsta, kad mes, ko gero, žinome mažiau nei nežinome. Tačiau astronomija kaip tik tuo ir įdomi! Kosmoso neaprėpiamumas ir paslaptingumas masina žmogiškąją vaizduotę ir žadina norą atrasti. Pačią Žemę juk jau spėjome pažinti pakankamai detaliai, bet štai nuotykių troškimas niekur nedingo. Būtent to potencialo atrasti ir nustebti kosmosas knibždėte knibžda. Toli ieškoti visai nereikia. Astronomus šiuo metu kamuoja ne viena fundamentali intriga, kurių įminimas gerokai išplėstų mūsų supratimą apie Visatą.

_-45

Pradėkime nuo, ko gero, pačios fundamentaliausios Visatos mįslės. Iš ko ji pagaminta? Na taip, jūs sakysite, kad iš atomų. Ir visiškai neklysite. Tačiau viskas iš tikrųjų gerokai komplikuočiau. Tai, ką mes matome plika akimi ir teleskopais, tesudaro viso labo 5 proc. visos Visatos. Likusieji 95 proc. – tai Tamsioji medžiaga (25 proc.) ir Tamsioji energija (70 proc.). Dar kebliau tai, kad mes jų nei matome, nei patiriame, nei suvokiame, kas tai yra. Galime būti (beveik) tikri tik dėl to, kad šie dalykai egzistuoja. Šį fenomeną be galo sunku suvokti, mat jis reiškia, jog mes patiriame viso labo menką realybės dalelę. Tačiau visi ženklai rodo, kad Tamsioji medžiaga iš tiesų egzistuoja. Matematiniai modeliai rodo, kad vien paprastos materijos paprasčiausiai nepakaktų tam, kad Visata veiktų. Galaktikas kažkas tarsi laiko vietoje. Kažkas TAMSUS, neskleidžiantis šviesos. Vietos, kuriose Tamsiosios medžiagos daug, ji netgi iškreipia šviesą – taip mes ir žinome, kad ji, tikriausiai, egzistuoja. Tačiau, kas tai yra? Tiesą sakant, šiuo metu daugiau nutuokiame apie tai, kas ji nėra, o ne yra.

_2-65

Tamsioji energija – dar keistesnis reiškinys. Jeigu kalbėdami apie Tamsiąją medžiagą galime bent šiek tiek susiaurinti paieškų lauką, tai Tamsioji energija kelia praktiškai vien tik klausimus. Šiuo metu mes vis dar neturime jokių galimybių nei ją aptikti, nei kažkaip pamatuoti, nei jos paragauti. Iš kur tada žinome, jog ji egzistuoja? Mes galime matyti jos efektą. Dar 1929 m. astrofizikas Edward’as Hubble (tas pats, kurio vardu pavadintas žymusis teleskopas) pirmą kartą iškėlė hipotezę, jog Visata plečiasi. Vėliau ji ne tik buvo patvirtinta, bet praplėsta, nustatant, kad šis plėtimasis tik spartėja. Tai reiškia, kad kosmose randasi vis daugiau tuštumos, o kartu su tuštuma – Tamsiosios energijos. Kuo jos daugiau, tuo sparčiau Visata plečiasi. Kitaip tariant, tuštuma maitina pati save. Visgi, tai tik teorija, kurios patvirtinti dar neturime galimybių. Toks netikrumas trikdo? Nieko keisto. Visgi tuo pačiu tai ir be galo intriguoja. Sunku būtų rasti kitą fizikos sritį, kurioje būtų tiek daug potencialo reikšmingiems atradimams.

_3-66

Juodosios skylės yra vienas paslaptingiausių Visatos fenomenų. Tiesą sakant, iki pat šių metų mes net neturėjome autentiškos jos nuotraukos – visi jų modeliai būdavo nupiešti remiantis skaičiavimais. Jos susiformuoja, kai didelė žvaigždė, neatlaikiusi savo pačios masės, tiesiog sukrenta pati į save ir suformuoja neišmatuojamai tankio tašką – vadinamąjį singuliarumą. Jis toks sunkus, kad aplink save tiesiog iškreipia erdvę, suformuodamas Įvykių horizontą. Tai linija, už kurios nėra kelio atgal, mat už jos Juodosios skylės jėga sugeria viską: šviesą, materiją, laiką. O taip pat ir informaciją, mat ji yra savotiškas prarytų dalykų sudėtinių dalių sąrašas. Kitaip tariant, Juodosios skylės yra tarsi milžiniški duomenų bankai. Tačiau jeigu tame šviesos neatspindinčiame, neįtikėtinai koncentruotame 2D plote, esančiame už Juodųjų skylių Įvykių horizonto linijos, iš tikrųjų saugoma informacija, kas su ja nutinka? Visata veikia taip, kad niekas joje neišnyksta. Dalykai gali nebent pakeisti savo būseną. Ar tai reiškia, kad Juodosios skylės savyje talpina savotiškas mini–Visatas? Mes tiesiog to nežinome.

_4-61

Šiuolaikinė fizika yra tiesiog nebeįsivaizduojama be Didžiojo sprogimo teorijos. Ji mums sako, kad Visata kažkada tilpo neįtikėtinai koncentruotame taške, kuris galiausiai sprogo ir tebesiplečia iki šiol. Kai mes sakome „Visata“, omenyje turime ne tik erdvę, bet ir laiką. Mat Visata turi tris erdvės dimensijas ir vieną laiko (teoriškai jų yra gerokai daugiau, bet šį kartą pasilikime prie to, ką galime matyti ir patirti). Tai viena iš pačių reikšmingiausių Alberto Einšteino teorijų – supratimas, kad erdvė ir laikas iš esmės yra dvi to paties reiškinio, kuris turėtų būti vadinamas Erdvėlaikiu, dedamosios. Tai reiškia, kad jeigu Didžiojo sprogimo metu buvo sukurta viskas, KAS Visatoje YRA (visa materija), tai tuo pačiu ir viskas, KADA Visata YRA. Kitaip tariant, absoliučiai viskas Visatoje jau yra įvykę. Mes paprasčiausiai patiriame vieną konkretų momentą Erdvėlaikyje. Štai kur didysis klausimas: o ar įmanoma savo valia patirtį kitą momentą? Teorizavimų šia tema labai daug. Beveik neabejojama, kad Erdvėlaikiu galima manipuliuoti. Pavyzdžiui, šalia Juodosios skylės Įvykių horizonto jis išsikreipia, todėl laikas čia juda lėčiau nei įprasta. Visgi ar įmanoma sukonstruoti laiko mašiną? Dėl to dar smarkiai ginčijamasi.

_5-58

Fizikos vadovėliuose jūs vis dar galėtumėte surasti štai tokį Visatos vystymosi modelį: po Didžiojo sprogimo, kūnai dėl jo jėgos pradėjo tolti vienas nuo kito, bet galiausiai ši inercija baigsis, o Visata pradės trauktis. Tai beviltiškai pasenęs modelis. Iš tikrųjų Visata ne tik sėkmingai tebesiplečia, bet ir daro tai vis greičiau ir greičiau. Šis procesas toks galingas, kad, ko gero, galiausiai lems laiko ir Visatos pabaigą. Šiuo metu Galaktikos Visatoje susiformavusios į savotiškus „klusterius“, kurie, dėka jų gravitacijos jėgos, laikosi kartu. Tačiau atstumai nuo klusterio iki klusterio auga šviesos greičiu (todėl iš savo „klusterio“ ribų tradiciniu būdu mes niekada negalėsime ištrūkti). Tačiau galiausiai Galaktikos nebeatlaikys Visatos plėtimosi greičio ir pradės irti. Po to ateis eilė ir žvaigždėms bei planetoms, o galiausiai net ir smulkiausiems meteorams. Visata virs savotiška skysta subatominių dalelių sriuba. Čia verta prisiminti, kas yra „laikas“. Laikas – tai pastovūs intervalai tarp pasikartojančių įvykių, pvz., Žėmes apsisukimai apie savo ašį. Tačiau subatominės dalelės taip nesielgia. Jos elgesi neprognozuojamai. Taigi toji „sriuba“ net negalės būti suvokiama taikant įprastą laiko sampratą. Kitaip tariant, Visata baigsis.