Univerzum nije statičan. To su potvrdile studije astronoma Edwina Hubblea davne 1929. godine, odnosno prije skoro 90 godina. Na ovu ideju su ga navela zapažanja kretanja galaksija. Još jedno otkriće astrofizičara s kraja dvadesetog stoljeća bilo je proračun širenja Univerzuma s ubrzanjem.
Kako se zove ekspanzija Univerzuma
Neki ljudi su iznenađeni kada čuju ono što naučnici nazivaju širenjem svemira. Većina ovog imena povezuje se sa ekonomijom i negativnim očekivanjima.
Inflacija je proces širenja Univerzuma odmah nakon njegovog pojavljivanja, i to uz naglo ubrzanje. Prevedeno sa engleskog, "inflacija" - "napumpati", "naduvati".
Nove sumnje u postojanje tamne energije kao faktora u teoriji inflacije Univerzuma koriste protivnici teorije ekspanzije.
Tada su naučnici predložili mapu crnih rupa. Početni podaci se razlikuju od onih dobijenih u kasnijoj fazi:
- Šezdeset hiljada crnih rupa sa razdaljinom između najvišeudaljeni više od jedanaest miliona svjetlosnih godina - podaci od prije četiri godine.
- Sto osamdeset hiljada galaksija crnih rupa udaljenih trinaest miliona svjetlosnih godina. Podaci do kojih su došli naučnici, uključujući ruske nuklearne fizičare, početkom 2017.
Ova informacija, kažu astrofizičari, nije u suprotnosti sa klasičnim modelom Univerzuma.
Brzina širenja Univerzuma je izazov za kosmologe
Brzina ekspanzije je zaista izazov za kosmologe i astronome. Istina, kosmolozi više ne tvrde da brzina širenja Univerzuma nema konstantan parametar, odstupanja su se preselila u drugu ravan - kada je ekspanzija počela da se ubrzava. Podaci o romingu spektra sa veoma udaljenih supernova tipa 1 dokazuju da ekspanzija nije proces iznenadne pojave.
Naučnici vjeruju da se svemir stezao u prvih pet milijardi godina.
Prve posljedice Velikog praska najprije su izazvale moćnu ekspanziju, a zatim je počela kontrakcija. Ali tamna energija je i dalje utjecala na rast svemira. I sa ubrzanjem.
Američki naučnici su počeli da kreiraju mapu veličine svemira za različite ere kako bi saznali kada je ubrzanje počelo. Posmatrajući eksplozije supernove, kao i pravac koncentracije tamne materije u drevnim galaksijama, kosmolozi su uočili karakteristike ubrzanja.
Zašto se Univerzum "ubrzava"
U početku se pretpostavljalo da u sastavljenoj mapi veličine Univerzuma vrijednosti ubrzanja nisu linearne, već su pretvorene u sinusoidu. Zvali su ga "talas svemira."
Talas Univerzuma kaže da ubrzanje nije išlo konstantnom brzinom: usporilo je, pa ubrzalo. I to nekoliko puta. Naučnici vjeruju da je bilo sedam takvih procesa u 13,81 milijardi godina nakon Velikog praska.
Međutim, kosmolozi još ne mogu odgovoriti na pitanje šta određuje ubrzanje-usporenje. Pretpostavke se svode na ideju da je energetsko polje iz kojeg potiče tamna energija podložno talasu Univerzuma. I, krećući se iz jednog položaja u drugi, Univerzum ili proširuje svoje ubrzanje ili ga usporava.
Uprkos uvjerljivosti argumenata, oni i dalje ostaju teorija. Astrofizičari se nadaju da će informacije sa orbitalnog teleskopa Planck potvrditi postojanje talasa u svemiru.
Kada je pronađena tamna energija
Prvi put su o tome počeli pričati devedesetih godina zbog eksplozija supernove. Priroda tamne energije je nepoznata. Iako je Albert Ajnštajn izdvojio kosmičku konstantu u svojoj teoriji relativnosti.
Godine 1916, prije stotinu godina, svemir se još uvijek smatrao nepromjenjivim. Ali gravitacija je intervenisala: kosmičke mase bi se uvek udarale jedna o drugu da je svemir nepomičan. Einstein proglašava gravitaciju zbog kosmičke odbojne sile.
Georges Lemaitre će to opravdati kroz fiziku. Vakum sadrži energiju. Zbog njenog oklijevanja koje je dovelo dopojavom čestica i njihovim daljim uništavanjem, energija poprima odbojnu silu.
Kada je Hubble dokazao širenje svemira, Ajnštajn je kosmološku konstantu nazvao glupošću.
Utjecaj tamne energije
Univerzum se udaljava konstantnom brzinom. 1998. svijetu su predstavljeni podaci iz analize eksplozija supernove tipa 1. Dokazano je da svemir raste brže.
Ovo se dešava zbog nepoznate supstance, dobila je nadimak "tamna energija". Ispostavilo se da zauzima skoro 70% prostora Univerzuma. Suština, svojstva i priroda tamne energije nisu proučavani, ali njeni naučnici pokušavaju da otkriju da li je postojala u drugim galaksijama.
U 2016. izračunali su tačnu stopu ekspanzije za blisku budućnost, ali se pojavila neslaganja: Univerzum se širi brže nego što su astrofizičari ranije pretpostavljali. Među naučnicima su izbili sporovi oko postojanja tamne energije i njenog uticaja na brzinu širenja granica svemira.
Širenje Univerzuma se dešava bez tamne energije
Teoriju o nezavisnosti širenja svemira od tamne energije iznijeli su naučnici početkom 2017. godine. Oni objašnjavaju ekspanziju kao promjenu strukture Univerzuma.
Naučnici sa univerziteta u Budimpešti i Havajima došli su do zaključka da je neslaganje između proračuna i stvarne stope širenja povezano s promjenom svojstava prostora. Niko nije uzeo u obzir šta se dešava sa modelom Univerzuma tokom ekspanzije.
Sumnjajući u postojanje tamne energije, naučnici objašnjavaju: najviševelike koncentracije materije Univerzuma utiču na njegovo širenje. U ovom slučaju, ostatak sadržaja se ravnomjerno raspoređuje. Međutim, činjenica ostaje nerazjašnjena.
Da bi pokazali valjanost svojih pretpostavki, naučnici su predložili model mini-univerzuma. Predstavili su ga u obliku skupa mehurića i počeli da izračunavaju parametre rasta svakog balona po sopstvenoj brzini, u zavisnosti od njegove mase.
Ova simulacija svemira je pokazala naučnicima da se može promijeniti bez obzira na energiju. A ako "umiješate" tamnu energiju, tada se model neće promijeniti, kažu naučnici.
Uglavnom, debata još traje. Pristalice tamne energije kažu da ona utiče na širenje granica svemira, protivnici stoje na svome, tvrdeći da je koncentracija materije bitna.
Stopa širenja Univerzuma sada
Naučnici su uvjereni da je Univerzum počeo rasti nakon Velikog praska. Tada se, prije skoro četrnaest milijardi godina, pokazalo da je brzina širenja Univerzuma veća od brzine svjetlosti. I nastavlja da raste.
Najkraća istorija vremena Stephena Hawkinga i Leonarda Mlodinova napominje da stopa širenja granica svemira ne može preći 10% na milijardu godina.
Da 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. Ispostavilo se da se galaksije na udaljenosti od najmanje tri miliona svjetlosnih godina mogu udaljavati brzinom od skoro 73 km/s.
Rezultat je bio neverovatan: orbitalni teleskopi, isti Planck, govorili su o 69 km/s. Zašto je zabilježena takva razlika, naučnici ne mogu odgovoriti: ne znaju ništa o porijeklu tamne materije, na kojoj se zasniva teorija širenja Univerzuma.
Tamno zračenje
Još jedan faktor u "ubrzanju" Univerzuma otkrili su astronomi uz pomoć Hubble-a. Vjeruje se da se tamno zračenje pojavilo na samom početku formiranja svemira. Tada je u njemu bilo više energije, a ne materije.
Tamno zračenje je "pomoglo" tamnoj energiji da proširi granice svemira. Naučnici kažu da su razlike u određivanju brzine ubrzanja bile zbog nepoznate prirode ovog zračenja.
Dalji Hubbleov rad bi trebao učiniti zapažanja preciznijima.
Misteriozna energija bi mogla uništiti svemir
Naučnici razmišljaju o ovakvom scenariju već nekoliko decenija, podaci iz svemirske opservatorije Planck govore da je to daleko od samo nagađanja. Objavljeni su 2013.
"Planck" je izmjerio "eho" Velikog praska, koji se pojavio u dobi Univerzuma oko 380 hiljada godina, temperatura je bila 2700 stepeni. I temperatura se promijenila. "Planck" je također odredio "sastav" Univerzuma:
- skoro 5% - zvijezde, kosmička prašina, kosmički plin, galaksije;
- skoro 27% je masa tamne materije;
- 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 narednih dvadeset do pedeset milijardi godina, smatra naučnik. Ovaj proces će se dogoditi sa sve većim širenjem granica svemira. Ovo će otrgnuti Mliječni put od zvijezde, a takođe će se i raspasti.
Svemir izmjeren oko šezdeset miliona godina. Sunce će postati patuljasta zvijezda koja blijedi, a planete će se odvojiti od njega. Tada će zemlja eksplodirati. U narednih trideset minuta svemir će razdvojiti atome. Konačno će biti uništenje strukture prostor-vremena.
Gdje Mliječni put "odleti"
Jerusalemski astronomi su uvjereni da je Mliječni put dostigao svoju maksimalnu brzinu, koja je veća od brzine širenja Univerzuma. Naučnici to objašnjavaju željom Mliječnog puta za "Velikim Atraktorom", koji se smatra najvećim jatom galaksija. Tako Mliječni put napušta svemirsku pustinju.
Naučnici koriste različite metode za mjerenje brzine širenja Univerzuma, tako da ne postoji jedinstveni rezultat za ovaj parametar.
