Mūsdienās astronomiem ir plašas zināšanas par Visumu. Tomēr pat kosmiskie teleskopi un uz tālākajiem Saules sitēmas nostūriem nosūtītās zondes nedod atbildi vairākiem fundamentāliem jautājumiem.
Rakstā pētam 10 lielākās mīklas un izvērtējam, cik tuvu esam to atminējumam.
10 Lielākās Visuma mīklas26
243
1
Kas bija pirms Lielā Sprādziena?
Ilgu laiku astronomu parastā atbilde skanēja tā, ka šis jautājums ir bezjēdzīgs, jo tikpat labi var jautā, kas atrodas uz ziemeļiem no Ziemeļpola. Tomēr šī attieksme pamazām mainās. Pēdējos gados pētnieki izvirza arvien vairāk teoriju par laiku pirms Lielā Sprādziena un varbūt arī par citiem visumiem.
Ko mēs zinām?
Lielā Sprādziena teorija ir vispārpieņemta, un tā raksturo attīstību kopš laika, kad Visums bija mazāks nekā viens atoms. Tomēr šī teorija ļoti skopi skaidro to, kā vai kāpēc Visums radies, un nepavisam ne to, kur tas atradies agrāk. Iespējams, laiks un telpa, kādus tos pazīstam, radās Lielā Sprādziena brīdī. Bet tikpat labi to tapšanas vēsture meklējama agrāk.
Vai varam gūt atbildi?
Lai rastu atbildi, nepieciešams kaut kādā veidā pamanīt citu esošu vai senāku visumu eksistenci. Vislabākā vieta, kur meklēt atbildi, ir kosmiskais fona atstarojums. Ir mēģināts to izdarīt, bet pārliecinoši rezultāti nav gūti un diez vai tiks gūti tuvākajā nākotnē.
Kāpēc mūsu Visums atkal neizzuda?
Mūsu Visumam patiesībā būtu vajadzējis iet boā radiācijas jūrā. Laiku rītausmā radās gan matērija, gan antimatērija, un, ja tās būtu sadalītās vienādās proporcijās, kā to varētu gaidīt, Visums būtu pilnībā pārvērties par enerģiju. Tomēr kaut kāda iemesla dēļ matērijas bija mazliet vairāk.
Ko mēs zinām?
Liela daļa mūsu pasaules ainas pamatojās uz dabas likumiem raksturīgu izteiktu simetriju. Taču, šķiet, Visuma pirmsākumos uz katru miljardu antimatērijas daļiņu radās miljards un viena matērijas daļiņa. Nelielās disproporcijas dēļ Visums eksistē vēl šodien.
Vai varam gūt atbildi?
Pēc daudziem gadiem, kad zinātnieki konstatēja tikai sīkas atkāpes no CP simetrijas, tagad atklāta novirze, ko nevar izskaidrot ar t.s. standartmodeli. Paredzams, ka eksperimenti turpināsies, ļaujot mums tuvoties atbildei.
Reklāma
Kā metērija koncentrējās galaktikās?
Tūdaļ pēc Lielā Sprādziena Visumu pildīja silta, mirdzoša gāzes masa. Tomēr jau dažu simtu miljonu gadu laikā daļa gāzes bija sakopojusies pirmajās galaktikās. Bet kā sākās galaktiku veidošanās?
Ko mēs zinām?
Mūsdienās varam novērot galaktikas, kas radušās mazāk nekā 500 miljonu gadu pēc Lielā Sprādziena. Tās atrodas pietiekami tālu, tāpēc skatienam paveras tādas, kādas izskatījās īsi pirms Visuma sākotnes.
Vai varam gūt atbildi?
Jaunās paaudzes teleskopi gan kosmosā, gan uz Zemes tuvākajā desmitgadē ļaus ielūkoties tik tālā pagātnē, ka varēsim izsekot pirmo galaktiku veidošanās procesam pēc Lielā Sprādziena. Kopā jaunām zināšanām par tumšo matēriju tas varbūt ļaus atminēt šo mīklu.
No kā sastāv Visums?
Visumu acīm redzami piepilda zvaigznes, planētas un gāzu miglāji. Tomēr, spriežot pēc daudziem aprēķiniem, tur obligāti jābūt vēl kaut kam, ko mēs nevaram saskatīt. Kas tas ir?
Ko mēs zinām?
Ja analizē tālu galaktiku izstaroto gaismu, izrādās, ka tā ceļā uz Zemi tiek novirzīta vairāk, nekā prognozēts. To galaktiku gravitācijas spēks, kurām gaisma traucas garām, ir pārāk niecīgs, lai ar to varētu izkaidrot izmērito novirzi. Tāpēc astronomi pieņem, ka eksistē tumšā matērija, kas nodrošina papildus gravitācijas spēku. Arī Visums izplešas daudz straujāk, un tas iespējams tikai tad, ja darbojas atgrūšanās spēks, kas savukārt nodēvēts pa tumšo enerģiju.
Vai varam gūt atbildi?
Lai atrastu tumšo matēriju, mūsdienās pievēršas lielām un masīvām daļiņām, kas var radīt papildu gravitācijas spēku. Labaratorijās meklējot jaunas daļiņas, ir gūta vērā ņemama pieredze, tāpēc šim projektam ir labas izredzes.
Ar tumšo enerģiju ir grūtāk, un zinātniekiem nav arī reāla priekšstata par tās sastāvu. Meklējumus sarežģī tas, ka ir grūti iegūt drošus Visuma izplešanās paātrinājuma mērījumus.
Cik ir dimensiju?
Kopš Einšteins ieviesa laiktelpas jēdzienu, mēs esam raduši raksturot Visumu kā četrdimensiju objektu, kam ir trīs telpas dimensijas un viena laika dimensija. Tomēr jauni fizikas pētījumi, it sevišķi stīgu teorijas jomā, liek domāt, ka varbūt pastāv pat 11 dimensijas.
Ko mēs zinām?
Nekādas konkrētas liecības neapstiprina lielāku dimensiju skaitu par tām četrām, ar kurām darbojās Einšteins. Tomēr daudzi fiziķi pieļauj papildu dimensiju eksistenci, jo tās nepieciešamas, lai būtu spēkā vairākas svarīgas teorijas. Tas īpaši attiecas uz izvirzīto teoriju, kas var darboties tikai tad, ja telpai eksistē septiņas papildu dimensijas.
Vai varam gūt atbildi?
Veicot eksperimentus daļiņu paātrinājumos, galvenokārt CERN, iespējams, varēs apstiprināt, ka gravitācijas spēks, matērija vai enerģija spēk 'iesūkties' citās dimensijās, tādējādi pierādot to eksistenci. Šie izmēģinājumi gan ir fantatikas robežas, tāpēc ekpretimentāli gūta atbilde, šķiet, gaidāma pēc daudziem gadiem.
Reklāma
Vai var izkļūt no melnā cauruma?
Mūsdienās astronomi rēķinās ar to, ka Visumā ir daudz melno caurumu, no kuriem lielākie mērāmi miljardos Saules masu un atrodas galaktiku centros. Bet kas notiek pēc melnā cauruma rašanās? Vai matērija un informācija tajā zūd un visiem laikiem, vai arī process var norisināties pretējā virzienā?
Ko mēs zinām?
Melno caurumu eksistence tieši izriet no Einšteina releatīvās teorijas. Tā apraksta melno caurumu ļoti vienkārši, ieviešot notikumu horizontu, kas norobežo cauruma iekšieni no apkārtējā kosmosa. Pašā centrā atrodas dēvētā singularitātē, kurā visa masa koncentrēta vienā punktā bez dimensijām. Itin viss, kas iekļūst aiz notikumu horizonta, uz vieiem laikiem pazūd no mūsu Visuma. Tomēr jau 1974. gadā britu fiziķis Stīvens Hokings pierādīja, ka kvantu mehānika pieļauj starojuma izkļūšanu cauri notikumu horizontam. Šis starojums, ko sauc par Hokinga starojumu, pamazām liks melnajam caurumam 'iztvaikot'. Tomēr joprojām nav atrisināta problēma, vai starojums ļauj no melnā cauruma atgūt arī tajā iepriekš zaudēto informāciju. Kvantu mehānika nosaka, ka informācija nevar tā vienkārši pazust.
Vai varam gūt atbildi?
Tuvākie melnie caurumi atrodas varāku tūkstošu gaismas gadu attālumā, un Hokinga starojums ir pārāk vājš, lai to varētu novērot no šāda attāluma. Tāpēc praksē būs ļoti grūti pētīt melno caurumu īpašības.
Vai dabas likumi ir nejauši?
Daudzi fiziķi ir aprēķinājuši, ka pat sīkas pārmaiņas dabas likumos paradītu dzīvību neiespējamu. Šķiet, ka Visums ir gudri pielāgots dzīvības eksistencei. Ja tā ir tiesa, dabas likumi varbūt nemaz nav nejauši.
Ko mēs zinām?
Zinātne šajā jautājumā atrodas gluži kā pie baltas lapas. No loģikas viedokļa iespējami trīs risinājumi. Viena iespēja - Visumas ir sākotnējs mērķis, tāpēc tas radīts noteiktā veidā. Tas ir reliģijā balstīts viedoklis, kas atrodas ārpus zinātnes aplūkojamo jautājumu loka. Otrs variants - varbūt nemaz nav iespējams mainīt vienu dabas likumu, jo tas ietekmēs citus. Ja dabas likumi ir savstarpēji saistīti, varbūt dzīvībai piemērots ir arī visums, kurā darbojas citi likumi un fundementālas konstantes. Trešā iespēja - eksistē ļoti liels skaits visumu, pēc dažām kosmoloģijas teorijām pat 10 piecsimtajā pakāpē, un katrā darbojas citi dabas likumi. Tādā gadījumā nav nekas neparasts, ka dažos no tiem rodas dzīvība.
Vai varam gūt atbildi?
Pat ja izdotos izveidot Visa Esošā teoriju, diez vai tā atrisinātu problēmu. Jāšaubās, ka zinātne, kādā tā ir pašlaik vai kādu to varam prognozēt, spēs sniegt atbildi uz jautājumu par dabas likumu nejaušumu.
Kas atrodas ārpus Visuma?
Visumam, ko mēs varam novērot, ir ierobežots lielums. Bet kas gan atrodas otrpus šā notikumu horizonta? Vai tas jebkādā veidā ietekmē mūs, Zēmes iedzīvotājus?
Ko mēs zinām?
Mēs atrodamis visumā, kura vecums ir 13,7 miljardi gadu. Tas izplešas, tāpēc redzamais Visums ir lielāks, nekā varētu domāt. Piemēram, galaktika, kuras gaisms ir ceļojusi 10 miljardus gadu, neatrodas 10 miljardu gaismas gadu attālumā. Tā atrodas tālāk, jo, kamēr gaisma ceļoja pie mums, Visums ir izpleties. Ja ņemam to vērā, redzamā VIsuma rādiuss ir 42 miljardi gaismas gadu. Šo tilpumu sauc par Habala tilpumu.
Vai varam gūt atbildi?
Saprotamu iemeslu dēļ novērot jebko ārpus redzamā Visuma ir apgrūtinoši. Tomēr pavisam niecīga iepēja pastāv - 2008. gadā zinātnieki atklāja, ka galaktikas kustas Visumā tā, it kā uz tām iedarbotos kaut kāda daudz tālāka objekta gravitācijas spēks. Varbūt ko vairāk izzināt ļautu papildu novērojumi par šo t.s. tumšo plūsmu.
Reklāma
Vai dzīvība radusies vairākās vietās?
Ja dzīvības izcelsme dabiski izriet no dabas likumiem, ir savādi, ka mēs nekur citur neesam atraduši liecības par to. Ja nu Visumā ir saprātīgas būtnes, kāpēc mēs nesaņemam no tām nekādu ziņu?
Ko mēs zinām?
Izvērtējot iespēju, vai dzīvība radusies arī citās vietās, nākas izmantot zināšanas par dzīvību uz Zemes. Planētas ilgā vēsture sniedz divas svarīgas liecības - dzīvība radās īsi pēc tam, kad Zeme vispār kļuva apdzīvojama, un pagāja laiks, ieams parādījās kaut kas vairāk par vienšūņiem. Tas liek domāt, ka dzīvība rodas samērā vienkārši, bet lēciens uz daudšūnu organismiem nav viegls.
Vai varam gūt atbildi?
Runājot par dzīvības eksistenci Saules sistēmā, paies relatīvi īss laika, un mēs zināsim, vai tāda pastāv. Attiecība uz meklējumiem ārpus Saules sistēmas viss kļūst sarežģītāk. Varbūt nākotnes tehnoloģijas ļaus mums uziet dzīvības pēdas uz eksoplanētām . Vienmēr pastāv arī iespēja, ka pēkšņi ieradīsies kāds citplanētietis.
Kā tas viss beigsies?
Tāpat kā viss dzīvais mirst, ir dabiski pieņemt, ka Visumam ir gals. Bet vai mūsu pašreizējās teorijas dod mums iespēju kaut ko pateikt par Visuma nāvi?
Ko mēs zinām?
Kosmologi var konstatēt divas lietas - Visums izplešas arvien straujāj, un tā enerģijas resursi ir ierobežoti. Tas nozīmē, ka tālā nākotnē zvaigznes ies bojā cita pēc citas, līdz pēdīgi būs atlikušas tikai mazās, sarkanās pundurzvaigznes. Aprēķināts, ka tās pārveido ūdeņradi tik lēno, ka var nodzīvot vairāk nekā 100 miljardus gadu.
Vai varam gūt atbildi?
Mums ir ticams scenārijs tam, kā Visums attīstīsies turpmākos vairākus triljonus gadu. Tomēr galīgais Visuma liktenis nav zināms, jo nav iespējams, simtprocentīgi pierādīt kosmoloģijas teorijas.
Tev patiks šie raksti
