Kaip mokslininkai supranta Visatą?

turinys

1. Žemė apvali, Visata plokščia
2. Kadaise Visata buvo mažesnė už atomą
3. Visatos pagrindas – sunki neregima materija iš nežinomų dalelių

4. Erdvė siūbuoja, kaip želė
5. 11 matmenų, branos ir stygos

Dvi vieno mėnesio naujienos: „Visata neturėtų egzistuoti“ ir „Pagaliau rasta pusė Visatos medžiagos“. Jei esate pratę, kad mokslas į klausimus atsako aiškiai ir iš esmės, tai matant po dvi tokias naujienas per mėnesį, kosmologija darosi panaši į, atsiprašant, astrologiją. Negana to, kad mokslininkai pametė pusę Visatos, – kam nepasitaiko, paskui juk surado, – tai dar jie ir neužtikrinti, kad Visata išvis gali egzistuoti.

Tad, ką užtikrintai žinome apie kosmosą ir, svarbiausia, iš kur žinome? Pabandėme surinkti kelis pagrindinius faktus apie pasaulio sandarą, kurie atrodo kaip iš dangaus nukritę ir paaiškinti, kaip kosmologai visa tai išsiaiškino.

Žemė apvali, Visata plokščia

Kosmoso formos klausimas atrodo beprasmis – štai jis, kosmosas, spigina į mus žvaigždėmis iš visų pusių. Fizikams tai nėra svarus argumentas: nuo Einšteino laikų žinoma, kad gravitacija erdvę iškreipia, tad ir mūsų Visatos forma gali būti gan keista.

Reliatyvumo teorijoje įmanomi keli scenarijai, neprieštaraujantys niekam, ką mokslininkai spėjo aptikti iki ⁠XX amžiaus vidurio. Pagal vieną scenarijų, lygiagrečios tiesės mūsų Visatoje gali susikirsti, pagal kitą – išsiskirti be galo toli viena nuo kitos. (Šiuo atveju erdvė, kurioje veikia mums įprasti dėsniai, o lygiagrečios tiesės nesusikerta ir nenutolsta, yra „plokščia“). O būtent, Visata galėtų būti baigtinė ir uždara.

Žodį „galėtų“ reikėtų suprasti taip, kad iš vidaus gyvenimas būtų lygiai toks pat – kaip futbolo aikštė atrodo idealiai plokščia, nors Žemė yra rutulys. Išlenktoje Visatoje ir žvaigždės šviestų iš visų pusių ir geležinkelio bėgiai į Mebijaus juostą nesusisuktų. Visi šie efektai pasireikštų tik milijardų šviesmečių atstumu. Viena iš neįprastų gyvenimo uždarame kosmose pasekmių būtų, pavyzdžiui, tai, kad danguje regėtume daug vienos ir tos pačios galaktikos pėdsakų. Kaip smūginė banga nuo termobranduolinio sprogimo Naujosios Žemės archipelage gali apskrieti Žemę tris kartus ir tris kartus sudrebinti langų stiklus, taip ir, tarkime, Andromedos ūko skleidžiama šviesa, apskriejusi uždarą Visatą kartą ar du, galėtų atsklisti iki mūsų, tad regėtume iš karto tris galaktikos egzempliorius: jauną, seną, ir dar senesnę. (Tiesa, astronomai tokio reiškinio nematė nė karto.)

Kaip galima sužinoti, pasaulis plokščias ar kreivas? Pačioje Visatos jaunystėje, kai ji buvo daug tankessnė ir kupina karštos švytinčios plazmos, kreivumas būtų turėjęs pasireikšti stipriau. Mokslininkai turi savotišką Visatos kūdikystės nuotrauką, kai nuo Didžiojo sprogimo tebuvo praėję 380 tūkstančių metų – tai reliktinis spinduliavimas, tos pačios senovinės plazmos švytėjimas, atsklindantis iš visų dangaus taškų ir per daugiau nei 13 milijardų metų pavirtęs mikrobangomis. Senosios plazmos vaizdalapyje mokslininkai žymėjo šimtųjų procento dalių temperatūros skirtumus – ir pagal dėmių šiame vaizdalapyje dydį astrofizikai sugebėjo įvertinti Visatos išlinkimo laipsnį.