Az univerzum nem statikus. Ezt Edwin Hubble csillagász tanulmányai is megerősítették még 1929-ben, vagyis csaknem 90 évvel ezelőtt. Erre a gondolatra a galaxisok mozgásának megfigyelései vezették. Az asztrofizikusok másik felfedezése a huszadik század végén az Univerzum gyorsulással történő tágulásának kiszámítása volt.
Mi a neve az Univerzum tágulásának
Néhány ember meglepődve hallja, amit a tudósok az univerzum tágulásának neveznek. Ennek a névnek a nagy része a gazdasághoz és a negatív várakozásokhoz kötődik.
Az infláció az Univerzum tágulásának folyamata közvetlenül a megjelenése után, éles gyorsulással. Angolról lefordítva "inflation" - "pump up", "inflate".
A tágulási elmélet ellenzői a sötét energia létezésével kapcsolatos új kételyeket használják fel az Univerzum inflációs elméletében.
Akkor a tudósok fekete lyukak térképét javasolták. A kezdeti adatok eltérnek a későbbiekben kapott adatoktól:
- Hatvanezer fekete lyuk a legnagyobb távolságg altöbb mint tizenegy millió fényévnyire – négy évvel ezelőtti adatok.
- Száznyolcvanezer fekete lyukgalaxis tizenhárom millió fényévre. Tudósok, köztük orosz atomfizikusok által 2017 elején szerzett adatok.
Ez az információ az asztrofizikusok szerint nem mond ellent az Univerzum klasszikus modelljének.
Az Univerzum tágulási üteme kihívás a kozmológusok számára
A tágulás üteme valóban kihívást jelent a kozmológusok és csillagászok számára. Igaz, a kozmológusok már nem vitatják, hogy az Univerzum tágulási sebességének nincs állandó paramétere, az eltérések átkerültek egy másik síkra - amikor a tágulás gyorsulni kezdett. A nagyon távoli, 1-es típusú szupernóvák spektrum-barangolási adatai azt bizonyítják, hogy a tágulás nem egy hirtelen induló folyamat.
A tudósok úgy vélik, hogy az univerzum az első ötmilliárd év során összehúzódott.
Az ősrobbanás első következményei először erőteljes terjeszkedést váltottak ki, majd az összehúzódás kezdődött. De a sötét energia továbbra is befolyásolta az univerzum növekedését. És gyorsulással.
Amerikai tudósok elkezdték készíteni a világegyetem méretének térképét a különböző korszakokra, hogy megtudják, mikor kezdődött a gyorsulás. A szupernóva-robbanások, valamint az ősi galaxisokban a sötét anyag koncentrációjának irányának megfigyelésével a kozmológusok felfigyeltek a gyorsulási jellemzőkre.
Miért "gyorsul az Univerzum"
Kezdetben azt feltételezték, hogy az Univerzum méretének összeállított térképén a gyorsulási értékek nem lineárisak, hanem szinuszossá változtak. "Az univerzum hullámának" hívták.
Az Univerzum hulláma azt mondja, hogy a gyorsulás nem állandó sebességgel ment: lelassult, majd gyorsult. És többször is. A tudósok úgy vélik, hogy az ősrobbanást követő 13,81 milliárd évben hét ilyen folyamat volt.
A kozmológusok azonban még nem tudnak válaszolni arra a kérdésre, hogy mi határozza meg a gyorsulást-lassulást. A feltételezések arra az elképzelésre vezetnek, hogy az energiamező, amelyből a sötét energia származik, alá van vetve az Univerzum hullámának. És az egyik pozícióból a másikba haladva az Univerzum vagy kiterjeszti a gyorsulását, vagy lelassítja.
Az érvek meggyőző volta ellenére továbbra is elmélet marad. Az asztrofizikusok abban reménykednek, hogy a Planck keringő távcső információi megerősítik egy hullám létezését az univerzumban.
Amikor sötét energiát találtak
Először a kilencvenes években kezdtek beszélni róla a szupernóva-robbanások miatt. A sötét energia természete ismeretlen. Bár Albert Einstein a kozmikus állandót emelte ki relativitáselméletében.
1916-ban, száz évvel ezelőtt az univerzumot még változatlannak tekintették. De a gravitáció közbeszólt: a kozmikus tömegek mindig egymásnak csapódnának, ha az univerzum állna. Einstein a gravitációt a kozmikus taszító erőnek köszönheti.
Georges Lemaitre fizikán keresztül fogja igazolni. A vákuum energiát tartalmaz. A hezitálása miatta részecskék megjelenése és további pusztulása, az energia taszító erőre tesz szert.
Amikor Hubble bebizonyította az univerzum tágulását, Einstein ostobaságnak nevezte a kozmológiai állandót.
A sötét energia hatása
A világegyetem állandó sebességgel távolodik egymástól. 1998-ban a világot bemutatták az 1-es típusú szupernóva-robbanások elemzéséből származó adatokkal. Bebizonyosodott, hogy az univerzum gyorsabban növekszik.
Ez egy ismeretlen anyag miatt történik, „sötét energia” beceneve. Kiderült, hogy az Univerzum terének csaknem 70%-át foglalja el. A sötét energia lényegét, tulajdonságait és természetét nem vizsgálták, de a tudósok megpróbálják kideríteni, hogy létezett-e más galaxisokban.
2016-ban kiszámolták a közeljövő pontos tágulási ütemét, de feltűnt egy eltérés: az Univerzum gyorsabban tágul, mint azt az asztrofizikusok korábban feltételezték. A tudósok között viták törtek ki a sötét energia létezéséről és a világegyetem határainak tágulási sebességére gyakorolt hatásáról.
Az Univerzum tágulása sötét energia nélkül megy végbe
Az Univerzum tágulásának a sötét energiától való függetlenségére vonatkozó elméletet 2017 elején terjesztették elő tudósok. A tágulást az Univerzum szerkezetének megváltozásával magyarázzák.
A budapesti és a hawaii egyetem tudósai arra a következtetésre jutottak, hogy a számítások és a valós tágulási sebesség közötti eltérés a tér tulajdonságainak megváltozásával függ össze. Senki nem vette figyelembe, hogy mi történik az Univerzum modelljével a tágulás során.
A sötét energia létezésében kételkedve a tudósok kifejtik: a legtöbbetaz Univerzum anyagának nagy koncentrációja befolyásolja a tágulását. Ebben az esetben a tartalom többi része egyenletesen oszlik el. A tény azonban továbbra sem ismert.
Feltételezéseik érvényességének bizonyítására a tudósok egy mini-univerzum modelljét javasolták. Buborékkészlet formájában mutatták be, és elkezdték kiszámítani az egyes buborékok növekedési paramétereit a saját ütemükben, a tömegüktől függően.
Az univerzum ez a szimulációja megmutatta a tudósoknak, hogy az energiától függetlenül is változhat. És ha "bekevered" a sötét energiát, akkor a modell nem fog megváltozni, mondják a tudósok.
A vita általában még mindig tart. A sötét energia támogatói azt mondják, hogy ez befolyásolja az univerzum határainak tágulását, az ellenzők kitartanak a helyükön, azzal érvelve, hogy az anyag koncentrációja számít.
Az Univerzum tágulási sebessége most
A tudósok meg vannak győződve arról, hogy az Univerzum az Ősrobbanás után kezdett növekedni. Majdnem tizennégy milliárd évvel ezelőtt kiderült, hogy az Univerzum tágulási sebessége nagyobb, mint a fénysebesség. És tovább növekszik.
Stephen Hawking és Leonard Mlodinov legrövidebb időtörténete megjegyzi, hogy az univerzum határainak tágulási üteme nem haladhatja meg a 10%-ot milliárd évenként.
Az Univerzum tágulási sebességének meghatározásához 2016 nyarán a Nobel-díjas Adam Riess kiszámította a távolságot a pulzáló cefeidáktól az egymáshoz közeli galaxisokban. Ezek az adatok lehetővé tették a sebesség kiszámítását. Kiderült, hogy a legalább hárommillió fényév távolságra lévő galaxisok közel 73 km/s sebességgel távolodhatnak el.
Az eredmény lenyűgöző volt: a keringő teleszkópok, ugyanaz a Planck, 69 km/s-ról beszéltek. Hogy miért jegyeztek fel ekkora különbséget, arra a tudósok nem tudnak válaszolni: semmit sem tudnak a sötét anyag eredetéről, amelyen az Univerzum tágulásának elmélete alapul.
Sötét sugárzás
Az Univerzum "gyorsulásának" egy másik tényezőjét fedezték fel a csillagászok a Hubble segítségével. Úgy gondolják, hogy a sötét sugárzás az univerzum kialakulásának legelején jelent meg. Akkor több energia volt benne, nem az anyag.
A sötét sugárzás „segítette” a sötét energiát, hogy kitágítsa az univerzum határait. A tudósok szerint a gyorsulás mértékének meghatározásakor tapaszt alt eltérések ennek a sugárzásnak az ismeretlen természetéből adódnak.
A Hubble további munkájának pontosabbá kell tennie a megfigyeléseket.
A titokzatos energia elpusztíthatja az univerzumot
A tudósok évtizedek óta fontolgatják ezt a forgatókönyvet, a Planck-űrobszervatórium adatai szerint ez messze nem csak spekuláció. 2013-ban jelentek meg.
"Planck" az ősrobbanás "visszhangját" mérte, ami az Univerzum mintegy 380 ezer éves korában jelent meg, a hőmérséklet 2700 fok volt. És megváltozott a hőmérséklet. "Planck" meghatározta az Univerzum "összetételét" is:
- majdnem 5% - csillagok, kozmikus por, kozmikus gáz, galaxisok;
- majdnem 27% a sötét anyag tömege;
- körülbelül 70%-a sötét energia.
Robert Caldwell fizikus azt javasolta, hogy a sötét energiának olyan ereje van, amely képes növekedni. És ez az energia szétválasztja a téridőt. A galaxis a következő húsz-ötvenmilliárd évben el fog távolodni - véli a tudós. Ez a folyamat az univerzum határainak növekvő tágulásával fog bekövetkezni. Ez elszakítja a Tejútot a csillagtól, és az is szétesik.
Az űr körülbelül hatvanmillió éves. A Nap egy törpe elhalványuló csillag lesz, és a bolygók elválnak tőle. Akkor a föld felrobban. A következő harminc percben az űr széttépi az atomokat. A végső a téridő szerkezetének megsemmisülése lesz.
Ahol a Tejút "elrepül"
A jeruzsálemi csillagászok meg vannak győződve arról, hogy a Tejútrendszer elérte maximális sebességét, ami nagyobb, mint az Univerzum tágulási sebessége. A tudósok ezt azzal magyarázzák, hogy a Tejút a "Nagy Vonzó" iránti vágyakozik, amelyet a legnagyobb galaxishalmaznak tartanak. Tehát a Tejút elhagyja az űrsivatagot.
A tudósok különböző módszereket használnak az Univerzum tágulási sebességének mérésére, ezért nincs egyetlen eredmény erre a paraméterre.
