Svemir nije statičan. To su potvrdile studije astronoma Edwina Hubblea davne 1929. godine, dakle prije gotovo 90 godina. Na tu su ga ideju navela promatranja kretanja galaksija. Još jedno otkriće astrofizičara s kraja dvadesetog stoljeća bilo je izračunavanje ekspanzije svemira s ubrzanjem.
Kako se zove ekspanzija svemira
Neki se ljudi iznenade kad čuju ono što znanstvenici nazivaju širenjem svemira. Većina ovog imena povezana je s gospodarstvom i negativnim očekivanjima.
Inflacija je proces širenja Svemira odmah nakon njegove pojave, i to uz naglo ubrzanje. Prevedeno s engleskog, "inflacija" - "napumpati", "napumpati".
Nove sumnje o postojanju tamne energije kao faktora u teoriji inflacije svemira koriste protivnici teorije ekspanzije.
Tada su znanstvenici predložili kartu crnih rupa. Početni podaci se razlikuju od onih dobivenih u kasnijoj fazi:
- Šezdeset tisuća crnih rupa s razmakom između najvišeudaljeni više od jedanaest milijuna svjetlosnih godina - podaci od prije četiri godine.
- Sto osamdeset tisuća galaksija crne rupe udaljene trinaest milijuna svjetlosnih godina. Podaci do kojih su došli znanstvenici, uključujući ruske nuklearne fizičare, početkom 2017.
Ova informacija, kažu astrofizičari, nije u suprotnosti s klasičnim modelom svemira.
Brzina širenja svemira izazov je za kozmologe
Brzina širenja doista je izazov za kozmologe i astronome. Istina, kozmolozi više ne tvrde da brzina širenja Svemira nema konstantan parametar, odstupanja su se preselila na drugu razinu - kada se širenje počelo ubrzavati. Podaci o romingu spektra iz vrlo udaljenih supernova tipa 1 dokazuju da širenje nije proces iznenadne pojave.
Znanstvenici vjeruju da se svemir skupio u prvih pet milijardi godina.
Prve posljedice Velikog praska najprije su izazvale snažnu ekspanziju, a zatim je počela kontrakcija. Ali tamna energija je i dalje utjecala na rast svemira. I s ubrzanjem.
Američki znanstvenici počeli su stvarati kartu veličine svemira za različita razdoblja kako bi saznali kada je ubrzanje počelo. Promatrajući eksplozije supernove, kao i smjer koncentracije tamne tvari u drevnim galaksijama, kozmolozi su uočili značajke ubrzanja.
Zašto se svemir "ubrzava"
U početku se pretpostavljalo da u sastavljenoj karti veličine svemira vrijednosti ubrzanja nisu linearne, već su pretvorene u sinusoidu. Zvali su ga "val svemira."
Val svemira kaže da ubrzanje nije išlo konstantnom brzinom: usporilo je, pa ubrzalo. I to nekoliko puta. Znanstvenici vjeruju da je bilo sedam takvih procesa u 13,81 milijardu godina nakon Velikog praska.
Međutim, kozmolozi još ne mogu odgovoriti na pitanje što određuje ubrzanje-usporenje. Pretpostavke se svode na ideju da je energetsko polje iz kojeg potječe tamna energija podložno valu Svemira. A, krećući se iz jednog položaja u drugi, Svemir ili širi svoje ubrzanje ili ga usporava.
Unatoč uvjerljivosti argumenata, oni i dalje ostaju teorija. Astrofizičari se nadaju da će informacije s orbitalnog teleskopa Planck potvrditi postojanje vala u svemiru.
Kada je pronađena tamna energija
Prvi put su o tome počeli govoriti devedesetih godina zbog eksplozija supernove. Priroda tamne energije je nepoznata. Iako je Albert Einstein izdvojio kozmičku konstantu u svojoj teoriji relativnosti.
Godine 1916., prije stotinu godina, svemir se još uvijek smatrao nepromjenjivim. Ali gravitacija je intervenirala: kozmičke mase bi se uvijek udarale jedna o drugu da svemir miruje. Einstein izjavljuje gravitaciju zbog kozmičke odbojne sile.
Georges Lemaitre će to opravdati kroz fiziku. Vakum sadrži energiju. Zbog njezina oklijevanja koje je dovelo dopojavom čestica i njihovim daljnjim uništavanjem, energija poprima odbojnu silu.
Kad je Hubble dokazao širenje svemira, Einstein je kozmološku konstantu nazvao glupošću.
Utjecaj tamne energije
Svemir se udaljava konstantnom brzinom. Godine 1998. svijetu su predstavljeni podaci iz analize eksplozija supernove tipa 1. Dokazano je da svemir raste brže.
To se događa zbog nepoznate supstance, nazvana je "tamna energija". Ispada da zauzima gotovo 70% prostora Svemira. Suština, svojstva i priroda tamne energije nisu proučavani, ali njezini znanstvenici pokušavaju otkriti postoji li u drugim galaksijama.
U 2016. izračunali su točnu stopu širenja za blisku budućnost, ali se pojavila razlika: Svemir se širi brže nego što su astrofizičari pretpostavili. Među znanstvenicima su izbili sporovi oko postojanja tamne energije i njenog utjecaja na brzinu širenja granica svemira.
Širenje svemira događa se bez tamne energije
Teoriju o neovisnosti širenja svemira od tamne energije iznijeli su znanstvenici početkom 2017. godine. Oni objašnjavaju širenje kao promjenu strukture svemira.
Znanstvenici sa sveučilišta u Budimpešti i Havajima došli su do zaključka da je neslaganje između izračuna i stvarne stope širenja povezano s promjenom svojstava prostora. Nitko nije uzeo u obzir što se događa s modelom svemira tijekom širenja.
Sumnjajući u postojanje tamne energije, znanstvenici objašnjavaju: najviševelike koncentracije materije Svemira utječu na njegovo širenje. U tom se slučaju ostatak sadržaja ravnomjerno raspoređuje. Međutim, činjenica ostaje nerazjašnjena.
Da bi pokazali valjanost svojih pretpostavki, znanstvenici su predložili model mini-svemira. Predstavili su ga u obliku skupa mjehurića i počeli izračunavati parametre rasta svakog mjehurića svojom brzinom, ovisno o njegovoj masi.
Ova simulacija svemira pokazala je znanstvenicima da se može promijeniti bez obzira na energiju. A ako "umiješate" tamnu energiju, tada se model neće promijeniti, kažu znanstvenici.
Općenito, rasprava još uvijek traje. Pristaše tamne energije kažu da ona utječe na širenje granica svemira, protivnici stoje pri svome, tvrdeći da je koncentracija materije bitna.
Stopa širenja svemira sada
Znanstvenici su uvjereni da je Svemir počeo rasti nakon Velikog praska. Tada se, prije gotovo četrnaest milijardi godina, pokazalo da je brzina širenja Svemira veća od brzine svjetlosti. I nastavlja rasti.
Najkraća povijest vremena Stephena Hawkinga i Leonarda Mlodinova primjećuje da stopa širenja granica svemira ne može premašiti 10% po milijardu godina.
Kako bi odredio brzinu širenja svemira, u ljeto 2016., dobitnik Nobelove nagrade Adam Riess izračunao je udaljenost do pulsirajućih cefeida u galaksijama blizu jedna drugoj. Ovi podaci su nam omogućili da izračunamo brzinu. Pokazalo se da se galaksije na udaljenosti od najmanje tri milijuna svjetlosnih godina mogu udaljavati brzinom od gotovo 73 km/s.
Rezultat je bio nevjerojatan: orbitalni teleskopi, isti Planck, govorili su o 69 km/s. Zašto je zabilježena tolika razlika, znanstvenici ne mogu odgovoriti: ne znaju ništa o podrijetlu tamne tvari, na kojoj se temelji teorija širenja Svemira.
Tamno zračenje
Još jedan faktor u "ubrzanju" svemira otkrili su astronomi uz pomoć Hubblea. Vjeruje se da se tamno zračenje pojavilo na samom početku nastanka svemira. Tada je u njemu bilo više energije, bez obzira.
Tamno zračenje je "pomoglo" tamnoj energiji da proširi granice svemira. Znanstvenici kažu da su razlike u određivanju brzine ubrzanja bile posljedica nepoznate prirode ovog zračenja.
Daljnji Hubbleov rad trebao bi učiniti opažanja točnijima.
Tajanstvena energija mogla bi uništiti svemir
Znanstvenici razmišljaju o takvom scenariju već nekoliko desetljeća, podaci iz svemirskog opservatorija Planck govore da je to daleko od samo nagađanja. Objavljeni su 2013.
"Planck" je izmjerio "eho" Velikog praska, koji se pojavio u dobi svemira oko 380 tisuća godina, temperatura je bila 2700 stupnjeva. I temperatura se promijenila. "Planck" je također odredio "sastav" svemira:
- gotovo 5% - zvijezde, kozmička prašina, kozmički plin, galaksije;
- gotovo 27% je masa tamne tvari;
- oko 70% je tamna energija.
Fizičar Robert Caldwell sugerirao je da tamna energija ima moć koja može rasti. I ova energija će odvojiti prostor-vrijeme. Galaksija će se udaljiti u sljedećih dvadeset do pedeset milijardi godina, smatra znanstvenik. Ovaj proces će se dogoditi sa sve većim širenjem granica svemira. Ovo će otrgnuti Mliječnu stazu od zvijezde, a također će se i raspasti.
Svemir izmjeren oko šezdeset milijuna godina. Sunce će postati patuljasta zvijezda koja blijedi, a planeti će se odvojiti od nje. Tada će zemlja eksplodirati. U sljedećih trideset minuta svemir će razdvojiti atome. Konačno će biti uništenje strukture prostor-vremena.
Gdje Mliječni put "odleti"
Jeruzalemski astronomi uvjereni su da je Mliječni put dosegao svoju maksimalnu brzinu, koja je veća od brzine širenja Svemira. Znanstvenici to objašnjavaju željom Mliječne staze za "Velikim Atraktorom", koji se smatra najvećim skupom galaksija. Tako Mliječni put napušta svemirsku pustinju.
Znanstvenici koriste različite metode za mjerenje brzine širenja svemira, tako da nema jedinstvenog rezultata za ovaj parametar.
