Kosmoss šodienas skatījumā
Publicēts: 19.02.2009
Pirms 6000 gadiem Dievs radīja debesis un Zemi. Par to viņš esot pārliecināts, saka Russel Humphreys. Un viņš zina arī, kas notika tālāk. Kā amerikāņu kreacionists viņš tic burtiskai Bībeles interpretācijai, kā fiziķis – vispārējai relativitātes teorijai. Tātad tālāk: otrajā radīšanas dienā Zeme pazūd labdabīgā melnajā caurumā, kurš nevis iznīcina Zemi, bet gan liek pulksteņiem tikšķēt nedaudz savādāk. Kamēr laiks uz Zemes stāv gandrīz uz vietas, pārējais Universs noveco par vairākiem miljardiem gadu. Tas esot iemesls, saka Humphreys, kāpēc mums Universs šķiet daudz vecāks kā 6000 gadi. Trešajā dienā Dievs radīja kokus un zāli. Ceturtajā dienā melnais caurums piepeši pārvēršas baltajā caurumā, sava veida putekļu sūcējā, kas darbojas atpakaļgaitā; tas katapultē gāzi un putekļus tukšajā telpā – tā rodas Saule, Mēness un zvaigznes.
Un kā ar Lielo Sprādzienu? „LS teorijas sirdī mīt ateisms”, atbild Humphreys. Jo LS radītu Universu bez centra un Zeme tajā būtu tikai nejaušība. Humphreys uzskata, ka Universa centrā ir Piena Ceļš: „Līdz ar to Zeme ir tuvu centram un tāpēc izvēlēta – tas runā par labu Radītājam”. Savus apsvērumus fiziķis ir publicējis Creatio ex Nixilio Technical Journal, specializētā izdevumā „Radīšana no nekā”. Diemžēl pēc dažiem gadsimtiem Zeme ies bojā, domā Humphreys. Un beigas būs briesmīgas, - galu galā tas ir rakstīts 2. Pētera vēstulē, 3. nodaļa, 10. pants.
Iedomātie ateisti 2003. gada septembra beigās tikās Sorento, mazā pilsētiņā pie Neapoles līča. „Domāšana, Universa novērošana un apgūšana”, bija viņu sanāksmes moto. 130 astrofiziķi un kosmologi godināja LS modeli. Noskaņa bija lieliska. Galaktiku eksperts George Djorgovsky no Tehnoloģiju institūta Kalifornijā jūsmoja pat par „astronomijas zelta laikmetu”. Nekad agrāk vēl zinātnieku cunfte nebija bijusi tik pārliecināta par savu taisnību.
Viņu „radīšanas scenārijs” izskatās šādi:
- Sākumā bija Lielais Sprādziens. Universa telpa, enerģija un matērija bija koncentrēta bezgalīgi mazā un karstā punktā.
- Pirmajās sekundes daļās telpa izpletās eksponenciāli, kā hēlija avotam pieslēgts gaisa balons.
- Pēc pāris minūtēm radās pirmie atoma kodoli, pēc 200 miljoniem gadu pirmās zvaigznes, pēc 9,1 miljards gadiem – mūsu Saule.
- Pēc 13,7 miljardiem gadu parādījās cilvēks. Viņa kauli, āda un orgāni sastāv no atomiem, kas radās pirmās zvaigžņu paaudzes bojāejas rezultātā.
- Šodien Universs sastāv no 73% tumšās enerģijas, 22% tumšās matērijas, kas tieši nav novērojami, un 5% redzamās matērijas.
- Universs izplešas arvien ātrāk un tas ir plakans (no matemātiskā viedokļa)
Jāatzīst, modernās kosmoloģijas pasaules attēlojums skan diezgan drosmīgi. Patiešām, vēl pārdesmit gadus atpakaļ zinātnieku uzskati par Universu līdzinājās pseidoreliģijai, šos uzskatus veidoja autoritātes, viņu dogmas un atzinumi. Toties šodien, vairāk kā jebkad agrāk, kosmoloģija ir empīriska zinātne ar pamatīgu teorētisko un eksperimentālo bāzi: teleskopi uz Zemes un orbītā sniedz arvien detalizētākus Universa attēlus, uztver rentgena, infrasarkanos un radio viļņus. No šīs informācijas kosmologi ir izveidojuši pasaules modeli, kas ir apbrīnojami konsekvents.
Tomēr neatbildētu jautājumu pietiek:
- No kā sastāv tumšā matērija un tumšā enerģija?
- Kas notika LS pirmajā milisekundē?
- Kas ir noteicis dabas likumu rašanos?
- Kā tas viss beigsies?
Daži no slavenākajiem „kosmosa vēsturniekiem” strādā Kembridžā; viņi ir piedalījušies aktuālā Universa modeļa izstrādē un drudžaini mēģina aizpildīt tajā esošos robus. Astronomijas institūtā Madingley Road gaiteņos sienas ir aplīmētas ar galaktiku un tālu pasauļu attēliem, kas pie sienas piestiprināti ar izolācijas lentu, it kā kāds gribētu, lai tos varētu ātri nomainīt, ja kāda teorija izrādītos nepatiesa. Lielākā attēlu daļa karājas jau ilgi.
Izšķirošo paradigmas maiņu institūts piedzīvoja 1960. gadā. Līdz tam Kembridža bija LS pretinieku citadele. Bronzas figūra institūta dārzā atsauc atmiņā sīvāko LS pretinieku, institūta dibinātāju Fredu Hoilu.
Līdz pat dzīves beigām fiziķis cīnījās pret Lielā Sprādziena teoriju. Tā parādījās 1920-tajos gados; beļģu priesteris un matemātiķis Georges Lemaitre savu pieņemto blīvo Universa sākuma stadiju nosauca par „sen-atomu”. Krievu-amerikāņu fiziķis George Gamow vēlāk runāja par „sen-vielu”. Bet vēsturē galu galā palika Freda Hoila sākotnēji kā lamu vārds domātais teiciens Big Bang. Jau sen zaudējis savas pozīcijas, Freds Hoils vēl 2000. gadā kopā ar diviem līdzautoriem publicēja kosmoloģijas mācību grāmatu, kas proklamēja mūžīgu līdzsvarā esošu (Steady State) Universu. Kosmologi bieži kļūdās, vēsta paruna, bet nekad nešaubās.
„Hoils bija cilvēks, kas savas domas nekad nemainīja”, saka Mārtins Rīss, kurš 1960. gadā bija Freda Hoila students. Šodien slaidais vīrs ar biezajām, sirmajām uzacīm pieder pasaules slavenākajiem astrofiziķiem, un ir viens no nedaudzajiem Karalienes ieceltajiem Astronomer Royal. Par strīdu starp LS un Steady State piekritējiem Rīss vēl labi atminās: „Tās bija skaļas debates”.
Tolaik bija zināms, ka Universs izplešas. Šis fakts gan it kā atbalstīja LS teoriju, bet arī Steady State teorētiķi pamanījās to iekļaut savā modelī. Universa izplešanos pirmoreiz konstatēja Edvīns Habls, Vilsona kalnā Kalifornijā pētot tālu galaktiku gaismu. Pie tam, viņš pārsteigts konstatēja, ka gaisma tiek nobīdīta spektra sarkanajā daļā, un vienīgais viņa iespējamais skaidrojums bija: galaktikas attālinās no Zemes. Mārtins Rīss uzskata to par vienu no svarīgākajiem atklājumiem astronomijas vēsturē.
Kopš tā laika kosmologi Universu pieņem kā kaut ko līdzīgu rauga kūkai, kas ir pilna ar rozīnēm. Izplešoties kūkai, visas rozīnes attālinās viena no otras – vienalga, no kuras rozīnes skatpunkta skatās uz citām, vienmēr šķiet, ka visas tās attālinās. Un nav nekā, ko varētu nosaukt par centru. Līdz ar to attālums līdz tālām galaktikām nepalielinās tāpēc, ka tās attālinās telpā no mums, bet gan tāpēc, ka izplešas pati telpa. Reiz Vudijs Allens par to esot brīnījies: „Ja reiz Universs izplešas, kāpēc es nekad nevaru atrast brīvu stāvvietu savam auto?”
Patiesībā arī eksperti līdz pat šim brīdim nespēj vienoties, kas notiek ar telpu galaktiku iekšienē vai starp Saules sistēmas planētām. Ja arī telpa te izplešas, tad efekts ir minimāls, jo to kompensē debess ķermeņu gravitācija, kas darbojas pretēji tai. Arī Andromēdas galaktiku un Piena Ceļu saista gravitācija. Bet – starp Piena Ceļu un tuvāko galaktiku kopu - Jaunavas kopu - savukārt jau dominē izplešanās.
1960. gadā nejauši atklātais mikroviļņu fona starojums ļāva LS teorijai gūt virsroku. Kosmologi šo „ (ogļu) gailēšanu”, kā Martins Rīss to sauc, uzskata par galveno argumentu LS teorijai. Galvenokārt, tieši apbrīnojamais mikroviļņu viendabīgums pārsteidz zinātniekus. Vai debesīs virs ziemeļpola, vai dienvidu puslodē, vai dienā, vai dziļā naktī, - vienmēr un visur starojumam ir viena un tā pati temperatūra. Tas nozīmē, ka visiem Universa reģioniem kādreiz bija jābūt saskarē: Lielajā Sprādzienā. Šis laika brīdis fiziķiem ir laika un telpas sākuma punkts. Jebkādas spekulācijas, kas bija pirms tam, nav pieejamas novērojumiem.
Pirmajā milisekundē pēc LS matērija bija blīvāka kā atoma kodols; no kvarkiem vēl nebija izveidojušies protoni un neitroni. Pirmajos gados Universs sastāvēja no karstas, blīvas un necaurspīdīgas gāzes, jo gaismas daļiņas tūlīt pēc rašanās sadūrās ar elementārdaļiņām. Tikai pēc 380000 gadiem vētra lēnām rimās. Uguns lode atdzisa līdz apmēram tagadējai Saules virsmas temperatūrai. Elementārdaļiņas pirmoreiz apvienojās neitrālos atomos. Gaisma un pārējais elektromagnētiskais starojums beidzot varēja netraucēti izplatīties. Galu galā izveidojās matērijas sabiezējumi, kuros, gravitācijas saistītas, dzima pirmās zvaigznes. Zvaigžņu sastāvs ir papildus pierādījums LS: tās sastāv no 75% ūdeņraža, 23-24% hēlija, nedaudz skābekļa, silīcija un citiem retākiem elementiem.
Ironiskā kārtā tieši LS noliedzējs Freds Hoils un viņa līdzstrādnieks Rodžers Tailers atklāja, ka tik liels hēlija daudzums varēja rasties tikai kodolsintēzes rezultātā superzvaigznēs, miljardu grādu C temperatūrās. Taču atklāts palika jautājums, kā šādas milzu zvaigznes varētu turēties kopā; to lieluma dēļ tās eksplodētu jau pēc pāris eksistences minūtēm. Vairākumam kosmologu tādēļ bija tikai viens skaidrojums: hēlijs radās sprāgstot vienai megazvaignei – LS.
Līdz ar to LS teorija ir visai labi pamatota. Pēdējā ceturtdaļgadsimta laikā tā atkal un atkal ir izaicināta, bet līdz šim nav parādījušies fakti, kas varētu apgāzt Big Bang modeli. „Par 99% es esmu pārliecināts par LS teorijas pareizību”, saka Mārtins Rīss, „tā sniedz mums ieskatu līdz pat pirmajai milisekundei pēc LS”. Līdz tam temperatūra un blīvums bija par lielu, lai tos aprakstītu ar mums šodien zināmo dabas likumu palīdzību.
Kosmiskais mikroviļņu fona starojums blakus liecībai par LS palīdz mums izprast vēl vienu fenomenu: karsti diskutēto jautājumu par Universa ģeometriju. 1990-tajos gados astrofiziķi Antarktīdā atmosfēras ārējos slāņos sūtīja balonus, kā arī palaida orbītā satelītu „Cobe” (Cosmic Background Explorer). Tas viss vienam mērķim – lai, apejot atmosfēras traucējumus, ieklausītos LS atbalsī. Par izbrīnu pētniekiem, aparāti reģistrēja gandrīz nemanāmas, bet regulāras svārstības mikroviļņu starojumā – tā, it kā no slikti uztverama raidītāja izfiltrētu klusu korāļu dziedājumu.
Par sensāciju var uzskatīt nevis pašu svārstību eksistenci, bet gan to toņkārtu. Pamatojoties uz viļņu garumu, ko 2003. gadā vēl precīzāk apstiprināja WMAP satelīts (Wilkinson Microwawe Anisotropy Probe), šodien varam konstatēt: Universs, no matemātiskā viedokļa, ir gandrīz plakans. Tas gan nenozīmē, ka Universs ir kas līdzīgs galda virsmai. Kad astronomi runā par plakanu vai izliektu Universu, runa nav par diskiem vai lodēm, bet gan par abstraktu trīsdimensionālu telpu, kas, iespējams, pārsniedz cilvēka iztēles iespējas. Analoģija ar divdimensionālām plaknēm var sniegt nojausmu, kas tiek domāts: šāda plakne ir izliekta, ja tā līdzinās gaisa balonam vai sedliem, un plakana, ja tā līdzinās galda virsmai. Ja eksistētu divdimensionālas būtnes, tās nevarētu atšķirt, vai tās dzīvo uz gaisa balona vai uz galda virsmas. Tām trūktu putna perspektīvas no trešās dimensijas. Līdzīgi ir ar cilvēkiem trīsdimensiju telpā; tikai būtne, kam būtu pieejama augstāka dimensija un kura no tās skatītos uz leju, spētu uzreiz atšķirt izliektu no plakana Universa. Bet matemātiķiem tas netraucē aplūkot telpu, kurā dimensiju daudzums ir neierobežots. „Plakans” matemātiķiem nozīmē, ka divi, viens otram paralēli Visumā nosūtīti gaismas stari, lidos paralēli viens otram bezgalīgi un nekad neatgriezīsies savā izejas punktā un, ka trijstūra leņķu summa vienmēr ir 180 grādi. Ja šī summa būtu mazāka vai lielāka nekā 180 grādi, telpa būtu izliekta pozitīvi vai negatīvi, kā lode vai kā sedli.
Zinātnieki aplūko plakano Universu ar divējādām jūtām. No vienas puses, tas ir praktisks: šādu ģeometriju paredz inflācijas teorija, kura pieņem, ka telpa LS izpletās eksponenciāli. No otras puses, tas šo to nedaudz sarežģī, jo Universam ir jābūt noteiktai masai, kas ar savu gravitāciju veido telpu plakanu un novērš Universa izliekšanos. Bet tam ne tuvu nepietiek ar visu zvaigžņu, galaktiku un matērijas sabiezējumu masu.
Saskaņā ar aprēķiniem, plakanā Universā matērijas blīvumam būtu jābūt vidēji pieci ūdeņraža atomi uz vienu kubikmetru telpas. Kas izklausās maz, attiecināts uz Visumu, ir ļoti daudz: jo, ja visu zināmo matēriju vienmērīgi sadalītu Visumā, tās blīvums būtu 0.2 atomi uz telpas kubikmetru – tieši 4 procenti no nepieciešamā matērijas blīvuma plakanā Universā.
„Nav patīkami apzināties, ka lielākā daļa no Universa mums joprojām ir nezināma”, saka Mārtins Rīss. Tātad kaut kas būtisks trūkst: tas nav redzams, tas nav dzirdams, tas neizdala un neabsorbē gaismu un līdz šim nav atstājis nekādas pēdas daudzajos raktuvēs un satelītos izveidotajos daļiņu detektoros.
Tomēr kosmologi ir vienisprātis, ka šim kaut kam ir jābūt un nokristīja to par tumšo matēriju. Norādījumus uz tās noslēpumaino eksistenci jau 1930-jos gados atklāja Šveices astronoms Fritz Zwicky. Saskaņā ar viņa aprēķiniem, redzamajai matērijai ne tuvu nepietiek gravitācijas spēka, lai kompensētu milzīgos zvaigžņu centrbēdzes spēkus, - galaktikām patiesībā vajadzētu izjukt.
Mēģinājumu izskaidrot tumšo matēriju pietiek. Daļiņu fiziķi labprāt tur aizdomās jaunas, vēl nezināmas elementārdaļiņu klases, piemēram, angliski sauktās wimps, kas nozīmē gan „bailules”, gan weakly interacting massive particles. Vai citas eksotiskas daļiņas kā neutralino vai axioni. Izmantojot apmēram duci dažādu raktuvēs un tuneļos izvietotu detektoru, no tiem veseli četri atrodas itāļu Gran-Sasso masīvā vien, fiziķi vēlas nokļūt uz pēdām tumšajai matērijai.
Citi pētnieki meklē sastingušas milzu planētas vai melnos caurumus, kuri kā spoki klīst nomaļos Piena Ceļa nostūros un kurus mīļi dēvē par mačo (Machos – massive compact halo objects). Katru reizi, kad šāds mačo nonāk starp daudzus gaismas gadus tālu zvaigzni un Zemi, uz dažām dienām vai nedēļām tā gravitācijas lauks fokusē zvaigznes gaismu uz Zemi un liek tai izskatīties spožākai nekā parasti. Vairāk kā 20 šādus gadījumus astronomi ir novērojuši pēdējo gadu laikā, bet tas joprojām ir daudz par maz, lai izlīdzinātu matērijas bilanci. Bet viņi turpina meklēt, izveidojot pētniecības programmu „Supermacho”.
Astrofiziķis Joachim Wambsganss no Potsdamas universitātes grib atrast machos citās galaktikās un pēta arī tā sauktās gravitācijas lēcas. Tie ir supermasīvi galaktiku sakopojumi, kuru gravitācija izliec dziļi Universā aiz tiem esošu debess ķermeņu gaismu, līdzīgi kā vīna glāzes pamatne izliec aiz tās esošu punkta attēlu.
Kamēr zvaigžņu vērotāji un daļiņu pētnieki joprojām mēģina saprast, no kā sastāv tumšā matērija, citur tā jau tiek iekļauta aprēķinos. Piemēram, Maksa Planka institūtā Garchingā, kur pētnieki simulē „radīšanas” vēsturi uz superdatoriem. „Sākumā gandrīz neviens neticēja tumšās matērijas eksistencei”, atceras institūts šefs Saimons Vaits, „ šodien tā ir iekļauta astronomijas ievadkursā”. Ar zodu norādot uz savu biroju, Anglijā dzimušais Vaits saka: „Tumšā matērija ir visur”. Mūsu Piena Ceļam līdzīgā galaktikā tumšā matērija esot līdz pat 20 reizes vairāk nekā redzamā matērija, izvietota galvenokārt galaktikas nomalēs. Uz Zemes tās blīvums ir pāris daļiņas kubikmetrā, viņa birojā - nedaudz vairāk par 100 daļiņām.
Vaits atver savu klēpja datoru un rāda 2 minūtes ilgu filmiņu: Universa vēstures 13 miljardi gadu paātrinātā skatījumā. Maksa Planka institūta superdators 3 mēnešus apstrādāja ievadītos datus, lai izveidotu šo filmiņu. Sākumā redzams ir tikai anarhiski savīts batikas musturs no zilganiem pavedieniem: tumšā matērija un telpas dzīlēs izkaisīti redzamie atomi. Daži no pavedieniem kļūst arvien biezāki, daži pazūd. Mezglpunktos sabiezē redzamā matērija, pēc pāris simtiem miljonu gadu no nulles punkta parādās pirmās zvaigznes.
Kopš tā laika Universs ir radījis trīs zvaigžņu paaudzes. Pirmās zvaigznes sastāvēja tikai no ūdeņraža un hēlija, bija ārkārtīgi smagas un dzīvoja neilgi. Jau pēc dažiem miljoniem gadu atomi to dzīlēs gravitācijas ietekmē pārtapa smagākos elementos – skābeklī, silīcijā un dzelzī. Milzīgās eksplozijās tās gāja bojā, izkaisot telpā savu saturu. Atliekas veidoja asnus otrajai zvaigžņu paaudzei. Katras 5 stundas tolaik izveidojās jauns debess ķermenis, daudzi no kuriem savu eksistenci jau ir beiguši kā supernovas. Mūsu Saule, tāpat kā lielākā daļa debesīs redzamo objektu, pieder jau trešajai zvaigžņu paaudzei.
Taču Universa bērnudārza stadija sen jau ir pagātnē. To noskaidrojuši ir skotu un amerikāņu astronomi, izpētot 37000 galaktiku no SDSS (Sloan Digital Sky Survey), sava veida galaktiskās tautas skaitīšanas programmas. Saskaņā ar šo pētījumu jau kopš 6 miljardiem gadu jaunu zvaigžņu dzimšanas līkne iet uz leju.
Beigas ir paredzamas: pēc apmēram 5 miljardiem gadu Andromēdas un Piena Ceļa galaktikas sadursies, un miljardiem zvaigžņu aizvirpuļos visuma dzīlēs. Ap to pašu laiku Saule pārvērtīsies par sarkano milzi un izdzēsīs jelkādu dzīvību uz Zemes. Savu dzīvi Saule beigs kā vāji gailošs baltais punduris, nedaudz lielāks kā Zeme un ne spožāks par pilnmēnesi. Galu galā arī pārējās zvaigznes piemeklēs līdzīgs liktenis, tās kļūs par neitronu zvaigznēm vai melnajiem caurumiem un Universs līdzināsies tumšai zvaigžņu kapsētai. Izredzes ne pārāk romantiskas, atzīst arī Saimons Vaits un, aizverot datoru, lakoniski nosaka: „Tad arī vairs nebūs ko darīt”.
Līdz 1997. gadam Universa nākotnes izredzes bija pavisam savādākas: saskaņā ar tolaik valdošo viedokli, Universa izplešanās palēninājās redzamās un tumšās matērijas gravitācijas ietekmē. Galu galā tas sabruktu sevī un nonāktu „Big Crunch” , jeb „Lielā kraukšķa” stadijā. Taču dažu gadu laikā notika dramatiska paradigmas maiņa.
Bruno Leibundgut ir viens no tiem, kas šo apvērsumu sarīkoja. Fiziķis ir eksperts attālumu noteikšanai Universā. Kosmisko attālumu noteikšanas princips ir vienkāršs, jo pētnieki ir atklājuši tā saucamās standarta „sveces”, ko izmanto kā atskaites punktus, zvaigznes, vismaz 1.4 reizes smagākas par Sauli, kuras savas dzīves beigās uzliesmo kā supernovas un vairākas nedēļas spīd spožāk nekā miljards Saules. Tā kā to lielums un starjauda ir aptuveni vienāda, nosakot to spožumu, ir iespējams aprēķināt zvaigznes attālumu no Zemes. Savukārt, ja ir zināms attālums līdz dažāda vecuma zvaigznēm un, ņemot vērā sarkano nobīdi spektrā, tiek izmērīts to attālināšanās ātrums, ir iespējams noteikt, vai Universs agrāk izpletās ātrāk vai lēnāk.
Kad 1998. gadā Adams Riess no Kalifornijas Universitātes Berkeley izvērtēja pirmos datus, kļuva acīmredzams: Universa izplešanās paātrinās. Tālu esošu supernovu spožums bija par ceturtdaļu vājāks, nekā varēja sagaidīt tad, ja Universa izplešanās palēninātos. Šīs supernovas atradās daudz tālāk kā paredzēts.
Šie rezultāti bija sensācija kosmologiem. Viņi cerēja ieraudzīt Universu, kurā LS enerģija pamazām samazinās un līdz ar to bremzējas arī izplešanās. Tā vietā viņi ieraudzīja Universu, kurš izplešas arvien ātrāk. Rezultāti tika publicēti un tos apstiprināja arī citi pētnieki. Žurnāls „Science” šos rezultātus nominēja par gada atklājumu.
Tagad, kā tas bieži gadās, atbildot uz vienu zinātnes jautājumu, zinātnieki tiek konfrontēti ar jaunu problēmu. Jo kaut kam vajadzēja paātrināt LS iesākto telpas izplešanos un darboties pretī debess ķermeņu gravitācijai. Šo nezināmo spēku kosmologi sauc par tumšo enerģiju.
Tā pārsteidza kosmologus kā labs paziņa, kuru sen domāja par beigtu esam. Jau 1917. gadā Alberts Einšteins spēlējās ar domu par antigravitācijas spēku. Īzaka Ņūtona tradīcijās viņš pieņēma, ka Universs ir statisks. Savukārt viņa vispārējā relativitātes teorija paredzēja, ka Universs vai nu izplešas vai saraujas. Tomēr, lai pieskaņotu savu teoriju statiskam Universam, Einšteins papildināja savu formulu ar konstanti, ko apzīmēja ar grieķu burtu lambda – „kosmoloģisko konstanti”.
Pēc tam, kad Edvīns Habls 1920-tajos gados pierādīja, ka Universs izplešas, Einšteins, ticēdams Hablam, atteicās no savas kosmoloģiskās konstantes. Kā vēsta leģenda, pats Einšteins nosauca to par „savas dzīves lielāko ēzelību”. Daudzus gadu desmitus kosmologi iztika bez kosmoloģiskās konstantes un tikai atklājums, ka Universs izplešas paātrināti, Einšteina veco ideju atkal izcēla gaismā, jo paātrinātā izplešanās nav izskaidrojama ne ar vispārējo relativitātes teoriju, ne ar LS enerģiju. „Mums ir jāiemācas sadzīvot ar lambdu”, saka Hārvardas astronoms Roberts Kiršners.
Daži pētnieki interpretē tumšo enerģiju kā kaut ko līdzīgu fizikālam laukam, kas aizpilda visu Universa telpu, līdzīgi elektriskam vai magnētiskam laukam. Viņi ir nokristījuši to par „Kvintesenci”, - atceroties Aristoteli, kurš kopā ar uguni, ūdeni, gaisu un zemi kā piekto elementu postulēja visu caurvijošo ēteri.
Un tā mums ir radies dabaszinātnēs neskolotam prātam grūti aptverams, fantastisks kosmoss, pildīts ar tumšo matēriju, kura lokāli darbojas kā gravitācijas spēks, kas satur kopā galaktikas un tumšo enerģiju, kura, savukārt, darbojas kā antigravitācijas spēks, kas liek Universam izplesties arvien ātrāk.
Daži jautājumi arī zinātniekiem līdz šim ir tīti miglā: kāpēc visums kādu laiku izpletās nedaudz mierīgāk un ļāva gravitācijai radīt no matērijas debess ķermeņus, uz kuriem atomi spēja savienoties dzīvās būtnēs, kuras prāto par savu rašanos? Kāpēc dabas konstantēm kā gaismas ātrums vai elektrona lādiņš ir tieši tām piemītošās vērtības un nevis citas?
Daļiņu fiziķi un stīgu teorētiķi cer atklāt fundamentālu formulu, kura ļautu izskaidrot esošos dabas likumus un līdz ar to arī visas konstantās vērtības. Viņi tic vienotai teorijai, kura samierinātu kvantu fiziku ar gravitāciju un, kura aprakstītu arī bezgala karsto un blīvo LS.
Antropā principa piekritēji saka, ka Universs ir tāds, kāds tas ir, jo pretēja gadījumā mēs nebūtu te, lai par to domātu.
Martins Rīss pārstāv vēl radikālāku pozīciju: „Mūsu Universs ir niecīga, bet auglīga oāze neaptverami lielā Multiversā”. Saskaņā ar to, mūsu LS būtu tikai viens no daudziem. Dažos universos sākumpunktā esot radies par daudz matērijas un tie sabrukuši sevī, dažus esot sarāvusi par daudz esošā tumšā enerģija. Un dažos varēja rasties dzīvība, līdzīga mūsējai. „Multiversu varētu salīdzināt ar milzīgu drēbju skapi”, pieņem Rīss. „Ja drēbju izvēle ir pietiekami liela, mēs neesam pārsteigti, tajā atrodot arī ko piemērotu”.
Nikolajs Koperniks gāza ģeocentrisko pasaules redzējumu un pasaules centrā novietoja Sauli. Džordano Bruno nocēla kroni Saulei un cīnījās par nebeidzamu kosmosu bez noteikta centra. Šādā rakursā šķiet tikai konsekventi apšaubīt arī mūsu Universa vienreizību. Alan Guth, Masačūsetsas Tehnoloģijas institūta fiziķis un inflācijas teorijas radītājs, prāto pat par iespēju radīt jaunu universu laboratorijā.
Varbūt LS, kas radīja mūsu universu, ir tikai kāda eksperimenta rezultāts...
Max Rauner, GEO Wissen Nr. 33.
Materiālu sagatavoja Ivars
Komentāri
