piątek, 29 marca, 2024

Najnowsze

Fotoalbum

Podobne wpisy

5 mitów o Wielkim Wybuchu

Kiedy myślicie o Wielkim Wybuchu, w wyniku którego powstał wszechświat, co macie na myśli? Jak wyobrażacie sobie ten moment? I w którym miejscu? Okazuje się, że to, co początkowo wydawało nam się jako oczywiste, wcale takie nie jest. Posłuchajcie.

Kiedy wyobrażamy sobie wybuch, eksplozję – przed oczyma staje nam konkretne miejsce, powiedzmy budynek, który wybucha na miliony cząsteczek we wszystkich kierunkach. I podobnie jest z Wielkim Wybuchem, który uformował wszechświat – wydaje nam się, że w wyniku nieskończenie wielkiej eksplozji w jednym miejscu rozpoczęło się wszystko. No nie.

Naukowiec z Uniwersytetu w Oslo, profesor Torsten Bringman zajujący się kosmologią i fizyką astrocząsteczek szybko sprowadziłby cię na ziemię i wyśmiałby twoje wyobrażenie o Wielkim Wybuchu. Podobnie uczyniłby Are Raklev, profesor fizyki teoretycznej na tym samym uniwersytecie.

Zacznijmy od początku. Czym jest “Wielki Wybuch”? Wiemy tylko, że miał miejsce jakieś 14 miliardów temu, kiedy to wszechświat był cieplejszy i rozszerzał się. To wszystko. Od tego czasu przestrzeń kosmiczna się rozszerza i staje się coraz zimniejsza.

A teraz bierzemy się za legendy ludowe.

1. „To była eksplozja”.

Na początku lat dwudziestych matematyk Alexander Friedmann odkrył, że ogólna teoria względności Einsteina przewiduje rozszerzający się wszechświat. Do tego samego wniosku doszedł belgijski ksiądz Georges Lemaître.

Wkrótce potem Edwin Hubble wykazał, że galaktyki oddalają się od siebie. Pewnego dnia prawie wszystkie galaktyki, które możemy obserwować przez teleskopy, znikną z pola widzenia. Ale spokojnie, przecież to tak odległa droga, że nawet nie da się wyliczyć ile czasu minie, aż to się stanie.

Ale co z tym “Wielkim Wybuchem”? Najprościej pomyśleć, że “Wielki Wybuch” był eksplozją, w której wyrzucane były substancje podczas klasycznego wybuchu. Ale przecież już wcześniej zwróciliśmy uwagę na to, że coś takiego w przypadku kosmosu nie miało miejsca. Owszem ciała niebieskie oddalają się od siebie, ale nie tak jak w przypadku klasycznej eksplozji, zatem porzućmy klasyczne wyobrażenie “Wielkiego Wybuchu”

2. „Wszechświat rozszerza się w… coś?”

To nie galaktyki się oddalają, ale przestrzeń, która się rozszerza.

Możemy myśleć o tym jako o cieście z rodzynkami. Ciasto to przestrzeń, a rodzynki to galaktyki. Wstaw ciasto do piekarnika i obserwuj jak rośnie. Zwróć uwagę jak rodzynki uciekają od siebie tak naprawdę nie poruszając się.

Profesor Bringmann podaje lepszy przykład: balon:

“Narysuj kropki na nienadmuchanym balonie i zobacz, jak zwiększa się odległość między punktami, gdy się nadmuchuje.”

Are Raklev uzupełnia:

„Jednocześnie prawdą jest, że galaktyki również poruszają się dzięki wzajemnemu przyciąganiu grawitacyjnemu – to dodatkowy efekt”.

Kilka galaktyk przesuwa się w naszym kierunku i dotyczy to części galaktyk znajdujących się w pobliżu. Jednak na dużych odległościach efekt ten jest przyćmiony przez prawo Hubble’a-Lemaître’a, które określa, jak szybko galaktyki oddalają się proporcjonalnie do odległości. W rzeczywistości odległość między punktami, które są bardzo od siebie oddalone, rośnie szybciej niż światło.

Wracamy do przykładu z ciastem. Ostatecznie ciasto rozszerza się w brytfrance, która ogranicza ciasto. A co z wszechświatem? No nie ma takiej brytfanki, która jest w stanie go ograniczyć.

To, co nazywamy obserwowalnym wszechświatem, to otaczająca nas bańka o średnicy 93 miliardów lat świetlnych. Im bardziej odległe jest coś, na co patrzymy, tym dalej w czasie widzimy. Nie możemy obserwować ani mierzyć niczego dalej niż odległość, jaką światło zdołało przebyć w naszym kierunku od Wielkiego Wybuchu.

Ponieważ wszechświat się rozszerza, obserwowalny wszechświat jest intuicji większy niż 14 miliardów lat świetlnych.
Jednocześnie naukowcy szacują, że wszechświat poza naszą bańką jest znacznie większy, być może nieskończony.
Wygląda na to, że wszechświat może być „płaski”. Oznaczałoby to, że dwa promienie światła pozostaną równoległe i nigdy się nie spotkają. Krótko mówiąc, gdybyś kiedyś tam planował podróż trochę dalej niż dookoła świata, czyli powiedzmy na sam koniec wszechświata to raczej być tam nigdy nie dotarł. On trwa w nieskończoność.

Gdyby chociaż wszechświat był w jakiś sposób zakrzywiony, to może byś dotarł do miejsca, w którym rozpocząłeś swoją podróż, ale. No właśnie. Wszechświat rozszerza się. Bez celu, bez formy, bez kształtu.

Rozszerza się i tyle. Pamiętaj, nie ma takiej brytfanki, która go pomieści.

3. „Wielki Wybuch miał centrum”.

Jeśli wyobrazimy sobie Wielki Wybuch jako eksplozję, łatwo jest pomyśleć, że eksplodował na zewnątrz, od środka. Tak działają eksplozje. Nie w przypadku Wielkiego Wybuchu.

Prawie wszystkie galaktyki oddalają się od nas we wszystkich kierunkach. Wygląda na to, że Ziemia była centrum początku wszechświata. Ale tak nie było.

Poniewasz wszechświat rozszerza się wszędzie w tym samym czasie, Wielki Wybuch nie wydarzył się w żadnym konkretnym miejscu. Jak enigmatycznie mówi Are Raklew:

„Zdarzyło się to wszędzie.”

4. „Cały wszechświat zebrał się w malutkim punkcie”.

To prawda, że ​​na początku Wielkiego Wybuchu cały nasz obserwowalny wszechświat był zebrany niezwykle ciasno w bardzo małej przestrzeni. Ale jak wszechświat może być nieskończony, a jednocześnie był tak mały?

Istnieją poglądy, że wszechświat był początkowo mniejszy niż atom, a potem był wielkości piłki nożnej. Ale ta analogia sugeruje, że przestrzeń miała na początku granice i krawędź.

Co na to Are Raklev?

„Nic nie mówi, że wszechświat nie był już nieskończony w czasie Wielkiego Wybuchu. Był po prostu mniejszy w tym sensie, że to, co wtedy miało metr, teraz rozszerzyło się na ogromne odległości wielu miliardów lat świetlnych. Cały obserwowalny wszechświat pochodzi z małego obszaru, który można nazwać punktem. Ale punkt obok również się rozszerzył, a także następny punkt. Po prostu jest tak daleko od nas, że nie możemy tego zaobserwować.”

5. „Wszechświat był nieskończenie mały, gorący i gęsty”.

Być może słyszałeś, że wszechświat był osobliwością, nieskończenie mały, gorący i tak dalej. To może być prawda, ale wielu fizyków uważa, że nie do końca. Według kosmologa Steena H. Hansena osobliwości są wyrażeniem matematyki, które się załamuje i nie można go opisać zwykłą fizyką.

Profesor Torsten Bringmann komentuje:

„Dzisiejszy wszechświat jest większy niż wczoraj. I jest nawet trochę większy niż milion lat temu. Teoria Wielkiego Wybuchu polega na ekstrapolacji tego w czasie. W takim razie potrzebna jest do tego teoria: i to jest ogólna teoria względności”.

Dodaje również:

„Jeśli ekstrapoluję całą drogę wstecz, wszechświat staje się coraz mniejszy, staje się gęstszy i gęstszy, cieplejszy i cieplejszy. W końcu dochodzisz do punktu, w którym jest naprawdę mały, naprawdę gorący i gęsty. To właściwie teoria Wielkiego Wybuchu: wszechświat powstał w takich warunkach. Na tym naprawdę musisz się zatrzymać”.

Logicznie rzecz biorąc, jeśli poprowadzimy ogólną teorię względności do końca, dojdziemy do punktu o nieskończenie wysokiej gęstości i cieple, gdzie rozmiar wynosi zero.

„To czysta matematyczna ekstrapolacja wykraczająca poza to, na co faktycznie pozwala teoria”, mówi Bringmann. „Następnie dochodzisz do punktu, w którym gęstość energii i temperatury są tak wysokie, że nie mamy już teorii fizycznych, aby je opisać”.

Dodaje, że fizycy potrzebują innej teorii. I są ludzie, którzy właśnie to badają.

„Czego potrzebujemy, aby opisać tak ekstremalny stan? W tym momencie wkraczamy w obszar, w którym potrzebna jest teoria łącząca grawitację i teorię kwantową. Nikt jeszcze nie potrafił tego sformułować. Oczekuje się dokładnie, że teoria grawitacji kwantowej nie doprowadzi do wniosku, że wszystko wróci do jednego punktu” – mówi Bringmann.

Hmmm… Cóż, wychodzi na to, że ten najwcześniejszy moment w historii wszechświata pozostanie tajemnicą. A cały informacyjny szum traktujmy jako przyjemne science fiction warty tyle, co sobotnie gawędy podczas biesiady.

Żrodłoforskning
Joanna Warska
Joanna Warska
Jestem trybikiem w maszynie. Trzeba to piszę, nie piszę to wypoczywam na balkonie, trawie lub w ogrodzie.

komentarze

Popularne 24h