• Observatorija
• Forums
• Zeme
• Saules sistēma
• Visums
  • Citplanētas
  • Zvaigznes
  • Zvaigžņu kopas
  • Miglāji
  • Galaktikas
  • Melnie caurumi
  • Tumšā matērija un enerģija
  • Lielais Sprādziens
  • Astroķīmija
  • Astrobioloģija
• Kosmosa kuģi
• Tehno loģijas
• Spin-off
• Vērojam debesis
• Vēsture
• Attēli un video
• Mazajiem par kosmosu
• Citas ziņas

Lielais pārrāvums: Jauna Visuma bojāejas teorija

Diezgan biedējoša jauna teorija par visuma bojāeju liek iztēloties skatu, kad „spokaina enerģija” saārdīs galaktikas, zvaigznes, planētas un visbeidzot ikvienu vielas kripatu. Tāds būs fantastiskais noslēgums.

Zinātniski tas ir visatbaidošākais paziņojums, kādu jebkad varētu iedomāties.

Šo spekulatīvo, bet nopietno teoriju apraksta kā „skaistu fantastisku iespēju”, pat tās autors Roberts Kaldvels no Dartmoutas universitātes. Tā izskaidro vienu no iespējamajiem iznākumiem nopietnajiem astronomiskajiem novērojumiem, kas izdarīti 1990to gadu beigās – ka visums izplešas ar pieaugošu ātrumu, un ka kaut kāds līdz šim nezināms spēks veicina šo izretināšanos.

Jautājums, kuru izvirzīja Kaldvels un viņa kolēģi ir – kas notiks, ja paātrinājums pieaugs vēl vairāk?

Viņu atbilde ir, ka eventuāls, fenomenāls temps nomāks normālos, uzticamos gravitācijas efektus jebkuros līmeņos. Pat kodolspēki, kas satur elementus subatomārā līmenī nebūs efektīvi.

„Izplešanās kļūs tik ātra, ka tā burtiski saārdīs visus saistītos objektus,” Kaldvels skaidroja intervijā pa telefonu. "Tā saārdīs galaktiku kopas. Tā saārdīs zvaigznes. Tā saārdīs planētas un solārās sistēmas. Un visbeidzot tā saārdīs visu matēriju."

Viņš to nosauca, kā jau iespējams noprotat, par Lielo Pārrāvumu.

Tradicionālais uzskats

Tiek uzskatīts, ka universa izplešanās pamatā atrodas mistiska lieta, kas tiek saukta par tumšo enerģiju, kura pēc zinātnieku domām darbojas kā antigravitācijas spēks lielos attālumos.

Standarta versijas sekotāji uzskata, ka paātrinājums noritēs ar noteiktu ātrumu, līdzīgi kā mašīna, kas katru nākamo kilometru brauc ar 10 km/h lielāku ātrumu. Tā kā paātrinājumam nav augšējā robeža, visas galaktikas galu galā attālināsies viena no otras ar gaismas ātrumu, paliekot vienas pašas aukstā un tumšā visumā 100 miljards gadu laikā. Pat ar visspēcīgākajiem teleskopiem nebūs iespējams saskatīt citas galaktikas ārpus Piena ceļa.

Tas ir tradicionālais uzskats, ievērojiet kā tas skan.

Lielā Pārrāvuma teorija ietver tumšās enerģijas ietekmi, kas laika gaitā pieaug, līdz sasniedz nekontrolējamas un neiedomājamas fantoma enerģijas līmeni. Iedomājaties to pašu mašīnu, kas sākumā brauc ātrāk par 10km/h katru kilometru, tad katru pus kilometru, tad katrus 100 metrus, tad katrus 10 centimetrus.

Nepaies pārāk ilgs laiks, kad automobilis vienkārši sadalīsies. Ātrāk vai vēlāk mūsu hipotētiskais dzinējs sadalīsies, neatkarīgi no tā cik mēs iztērēsim motora eļļas.

Nāves stundas atskaite

Daudzi zinātnieki, kas ir izskatījuši šo Lielā Pārrāvuma teoriju, tomēr nav tai vēl pārdevušies. Tai pašā laikā Kaldvela komanda ir izskaitļojusi precīzu totālās bojāejas laiku. Plānotais laiks, mums par mierinājumu, ir pēc 20 miljards gadiem. Ja mūsu suga izdzīvos nākamos 19 miljards gadus (kas ir apšaubāmi kaut vai Saules mūža garuma dēļ), tad ir cerības, ka zinātnieki šo problēmu varētu risināt.

• Miljards gadus pirms beigām visas galaktikas būs attālinājušās tik ļoti, ka nebūs vairs redzamas pat kā sīkas zvaigznītes.
• Kad sāks sadalīties Piena ceļš, būs palikuši tikai 60 miljons gadu.
• Planētas mūsu Saules sistēmā sāks attālināties no centrālā spīdekļa trīs mēnešu pirms beigām.
• Kad eksplodēs Zeme, beigas ir neaptverami tuvu.

Šajā brīdī vēl ir pavisam īss laika sprīdis, pirms sabruks atomi un to kodoli. „Būs palikušas aptuveni 30 minūtes,” skaidroja Kaldvels. „Bet tas vairs nav īpaši labs laiks.”

Un tad? Vai visums sevi atjaunos? Vai būs kaut kas pēc nekā?

„Mēs nezinām, kas būs pēc tam,” teica Kaldvels. „Izskatās, ka laiks beigsies.”

Pirmais sprādziens

Kaldvela pētījumiem ir pavisam necils sākums. Viņs un daži kolēģi – Marks Kamjonovskis un Nevins Weinbergs – Kaltehā, pētīja kā matērijas sfēra sabrūk zem sava svara, lai izveidotu galaktiku. Datormodelēšanā viņi iekļāva arī tumšās enerģijas faktoru un atrada, ka pārāk daudz šādas enerģija neļautu sfērai sabrukt. Galējos gadījumos sfēra eksplodēja.

„Tas bija acīmredzams mājiens, ka notiek kaut kas neparasts,” stāstīja Kaldvels.

Tas bija pavisam nesen, neilgi pirms tika atklāta paātrinātā izplešanās, daudzi kosmologi ticēja, ka universs varētu sākt virzīties pretējā virzienā, ka normālā gravitācija uzvarēs un viss sakritīs atpakaļ „Lielajā Brakšķī” Pavisam nesen nopietni novērojumi un tajos iegūtie dati vairāk nekā pierādīja, ka darbojas nepārtrauktas izplešanās modelis un mūs gaida auksts, tumšs nekad nebeidzams gals.

Kaldvela grupa nolēma, ka jābūt trešajai iespējai. Šis lēmums noveda pie topošās publikācijas žurnālā Physical Review.

Jaunajā teorijā ir vēl daudz nezināmo. Vēl nav noskaidrots, vai tumšās enerģijas radītā izplešanās ir spēks, kuru vēl fiziķi nav aprakstījuši, vai arī tā ir tikai gravitācijas savādāka izpausme lielos attālumos. Atgrūšanos iespējams rada tumšā viela, neredzama matērija, kas, kā zināms, aizņem aptuveni 23 % no visuma.

Tumšajai vielai joprojām nav noskaidrotas tās īpašības. Iespējams, ka tā ir cieši saistīta ar tumšo enerģiju. Kaldvels skaidroja, ka pat Einšteins esot apsvēris gravitācijas pretēji vērsto darbību, kas ir saskaņā ar viņa vispārējās relativitātes teoriju.

Tumšās enerģijas daudzums ir noteikts pavisam nesen. Par to tiek spriests kā par dīvainu, jaunu spēku, kas papildinātu četrus fundamentālos spēkus – gravitāciju, elektromagnētismu, stipros un vājos kodolspēkus, kas pārvalda atomu pasauli. Atgrūšanās iespējams ir tikai veids kā gravitācija uzvedas tumšās enerģijas klātbūtnē, paskaidroja Kaldvels. Šādā gadījumā tas nav jauns spēks.

Piesardzīgs pieņēmums

Lai tumšo enerģiju pārvērstu par destruktīvu fantomenerģiju, Kaldvels un kolēģi savos aprēķinos iesaistīja kosmoloģisko konstanti – matemātisku vērtību, kuru Einšteins pielietoja realativitātes aprēķinos. Einšteins to vēlāk nosauca par savu lielāko kļūdu, kad 1920ajos gados Edvīhs Habls atklāja, ka visums izplešas (septiņas desmitgades vēlāk atradīs, ka izplešanās paātrinās).

Kosmoloģiskā konstante patlaban ir ieguvusi savu otro elpu. Mēģinājumi aprakstīt tumšo enerģiju ir atkarīgs no tā kā tās blīvums mainās līdzi laikam. Dažos modeļos blīvums krītas lēnām. Kosmoloģiskās konstantes gadījumā blīvums ir konstants. Fantomenerģijas gadījumā tai jāpieaug līdz ar laiku.

„Mēs apsveram ideju, ka kāds no eksotiskiem tumšās enerģijas veidiem ir ar lielākām atgrūšanās spējām,” izskaidroja Kaldvels.

Ābrahams Loebs, Hārvardas Smitsoniāna astrofizikas centra teorētiķis, noteicis efektus, kādi būs sastopami visumā, kas mūžīgi izplešas. Loebs ir tradicionālās teorijas piekritējs, bet viņš teica, ka Kaldvela ideja tomēr ir interesanta, lai to papētītu tuvāk.

„Es ticu, ka loģiski tas ir iespējams,” Loebs stāstīja SPACE.com. Bet viņš brīdināja, ka kosmoloģiskās konstantes mainīšana ir pretrunā ar patreizējo uzskatu.

„Ja man būtu jāder, es liktu uz tradicionālo kosmoloģisko konstanti,” Loebs piebilda.

Zinātniskā fantastika pārtop realitātē

Ja Kaldvela komandai ir taisnība, kosmoloģija piedzīvos revolūciju. Zinātniskās fantastikas idejas, tādas kā ceļošana laikā, pēkšņi kļūs nopietnās zinātnes valstības pašsaprotami iemītnieki. Kaldvels tic, ka tas drīzumā noskaidrosies. Nākamo dažu gadu laikā veiktie pētījumi parādīs vai šāda fantomenerģija ir iespējama.

„Kas zin vai tā ir patiesība vai nē,” Kaldvels izteicās par savu teoriju. „Es domāju, ka to mēs noskaidrosim ļoti drīz.”

Patiesībā, pēdējie NASA WMAP kosmosa zondes dati ir atspoguļojuši visuma fizikas likumus ar pārsteidzošu precizitāti. Pavisam nelielas izmaiņu iespējas ir atlikušas kosmoloģiskajai konstantei. Nākamo četru gadu laikā tiek plānots iegūt vēl vairāk WMPA datus. Citas ekspedīcijas, ieskaitot Supernovas akcelerācijas zondi (SNAP), varētu palīdzēt rast atbildes, teica Kaldvels.

Pat ja Lielais Pārrāvums ir liels blefs, tad arī tad nav garantijas patīkamām beigām.

Alternatīvais noslēgums

Pauls Steinhardts, fiziķis no Princetonas universitātes, tāpat kā Kaldvels un Loebs nav svešinieki dīvainām idejām. Steinhardts savukārt aizstāv ciklisku visumu, kuram nav nedz sākuma, nedz beigas, bet kurš nepārtraukti sākas atkal un atkal.

Steinhardts teoretizē vispārēji pieņemto kosmoloģiskās konstantes standartu ietvaros. Viņš izteicās, ka Lielais Pārrāvums ir viseksotiskākā ideja, bet joprojām iespējams, plānots iznākums, kas „kosmologiem ir vienkāršs un acīmredzams”.

Tomēr pastāv vēl pavisam savādāks beigu brīdis laikam, kuru mēs pazīstam.

Divus gadus atpakaļ šo teoriju izvirzīja Steinhardts un viņa kolēģi. Mūsu visums ir plāksne, kas peld (lido) piecu dimensiju telpā. Tā nenovēršami sadursies ar kādu citu plāksni. Ideja, kuru pazīst kā Ekpirotiskais visums, daļēji aizvietos Lielā Sprādziena scenāriju, vienlaicīgi pieturoties pie šobrīd pieņemtā paātrinājuma novērtējuma.

„Gadījumā, ja jūs esat pārāk optimistisks – galaktikas tiks iznīcinātas vēl briesmīgākā veidā,” Steinhardts stāstīja par plākšņu teoriju. „Tās izgaros nākamajā „sprādzienā” – sadursmē starp plāksnēm... Tā kā, ir vienalga, vai tās tiks sadalītas vai iztvaikos.”

Robert Roy Britt (SPACE.com)