Vesmír nie je statický. Potvrdili to štúdie astronóma Edwina Hubbla už v roku 1929, teda takmer pred 90 rokmi. K tejto myšlienke ho priviedli pozorovania pohybu galaxií. Ďalším objavom astrofyzikov na konci dvadsiateho storočia bol výpočet expanzie vesmíru so zrýchlením.
Ako sa volá expanzia vesmíru
Niektorí ľudia sú prekvapení, keď počujú, čo vedci nazývajú rozpínanie vesmíru. Väčšina tohto mena je spojená s ekonomikou a negatívnymi očakávaniami.
Inflácia je proces expanzie vesmíru ihneď po jeho objavení a s prudkým zrýchlením. Preložené z angličtiny, "inflation" - "napumpovať", "nafúknuť".
Odporcovia teórie expanzie používajú nové pochybnosti o existencii temnej energie ako faktora v teórii inflácie vesmíru.
Vedci potom navrhli mapu čiernych dier. Počiatočné údaje sa líšia od údajov získaných v neskoršej fáze:
- Šesťdesiattisíc čiernych dier so vzdialenosťou medzi najväčšímivzdialená viac ako jedenásť miliónov svetelných rokov – údaje spred štyroch rokov.
- Stoosemdesiattisíc čiernych dier vzdialených trinásť miliónov svetelných rokov. Údaje získané vedcami vrátane ruských jadrových fyzikov začiatkom roka 2017.
Táto informácia, hovoria astrofyzici, nie je v rozpore s klasickým modelom vesmíru.
Rýchlosť rozpínania vesmíru je výzvou pre kozmológov
Rýchlosť expanzie je skutočne výzvou pre kozmológov a astronómov. Pravda, kozmológovia už netvrdia, že rýchlosť rozpínania Vesmíru nemá konštantný parameter, nezrovnalosti sa presunuli do inej roviny – keď sa rozpínanie začalo zrýchľovať. Spektrum roamingových dát z veľmi vzdialených supernov typu 1 dokazuje, že expanzia nie je proces náhleho začiatku.
Vedci sa domnievajú, že vesmír sa na prvých päť miliárd rokov zmenšil.
Prvé dôsledky Veľkého tresku najskôr vyvolali silnú expanziu a potom začala kontrakcia. Ale temná energia stále ovplyvňovala rast vesmíru. A so zrýchlením.
Americkí vedci začali vytvárať mapu veľkosti vesmíru pre rôzne obdobia, aby zistili, kedy začalo zrýchlenie. Pozorovaním výbuchov supernov, ako aj smeru koncentrácie tmavej hmoty v starovekých galaxiách, si kozmológovia všimli akceleračné prvky.
Prečo sa vesmír „zrýchľuje“
Spočiatku sa predpokladalo, že v zostavenej mape veľkosti vesmíru neboli hodnoty zrýchlenia lineárne, ale zmenili sa na sínusoidu. Nazývalo sa to "vlna vesmíru."
Vlna vesmíru hovorí, že zrýchlenie neprebiehalo konštantnou rýchlosťou: spomalilo a potom zrýchlilo. A to hneď niekoľkokrát. Vedci sa domnievajú, že za 13,81 miliardy rokov po Veľkom tresku prebehlo sedem takýchto procesov.
Kozmológovia však zatiaľ nevedia odpovedať na otázku, čo určuje zrýchlenie-spomalenie. Predpoklady sa scvrkávali na myšlienku, že energetické pole, z ktorého pochádza tmavá energia, podlieha vlne vesmíru. A pohybom z jednej polohy do druhej vesmír buď svoje zrýchlenie rozšíri, alebo spomalí.
Napriek presvedčivosti argumentov stále zostávajú teóriou. Astrofyzici dúfajú, že informácie z Planckovho orbitálneho teleskopu potvrdia existenciu vlny vo vesmíre.
Keď bola nájdená temná energia
Po prvýkrát sa o tom začalo hovoriť v deväťdesiatych rokoch kvôli výbuchom supernov. Povaha temnej energie nie je známa. Hoci Albert Einstein vo svojej teórii relativity určil kozmickú konštantu.
V roku 1916, pred sto rokmi, bol vesmír stále považovaný za nemenný. Ale gravitácia zasiahla: kozmické masy by vždy narazili proti sebe, ak by bol vesmír nehybný. Einstein vyhlasuje gravitáciu v dôsledku kozmickej odpudivej sily.
Georges Lemaitre to zdôvodní fyzikou. Vákuum obsahuje energiu. Kvôli jej váhaniu vedúcemu kobjavením sa častíc a ich ďalším ničením získava energia odpudzujúcu silu.
Keď Hubble dokázal expanziu vesmíru, Einstein označil kozmologickú konštantu za nezmysel.
Vplyv temnej energie
Vesmír sa od seba vzďaľuje konštantnou rýchlosťou. V roku 1998 boli svetu prezentované údaje z analýzy výbuchov supernov typu 1. Bolo dokázané, že vesmír rastie rýchlejšie.
Toto sa deje kvôli neznámej látke, ktorá dostala prezývku „temná energia“. Ukazuje sa, že zaberá takmer 70% priestoru vesmíru. Podstata, vlastnosti a povaha temnej energie neboli skúmané, ale jej vedci sa snažia zistiť, či existovala aj v iných galaxiách.
V roku 2016 vypočítali presnú rýchlosť expanzie na blízku budúcnosť, objavil sa však nesúlad: Vesmír sa rozširuje rýchlejšie, než astrofyzici predtým predpokladali. Medzi vedcami prepukli spory o existencii temnej energie a jej vplyve na rýchlosť rozpínania hraníc vesmíru.
Rozpínanie vesmíru prebieha bez temnej energie
Teóriu nezávislosti expanzie vesmíru od temnej energie predložili vedci začiatkom roka 2017. Vysvetľujú expanziu ako zmenu v štruktúre vesmíru.
Vedci z univerzít v Budapešti a na Havaji dospeli k záveru, že nesúlad medzi výpočtami a skutočnou rýchlosťou expanzie súvisí so zmenou vlastností vesmíru. Nikto nebral do úvahy, čo sa stane s modelom vesmíru počas expanzie.
Vedci, ktorí pochybujú o existencii temnej energie, vysvetľujú: najviacveľké koncentrácie hmoty vesmíru ovplyvňujú jeho rozpínanie. V tomto prípade je zvyšok obsahu distribuovaný rovnomerne. Táto skutočnosť však zostáva nevysvetlená.
Na demonštráciu platnosti svojich predpokladov vedci navrhli model minivesmíru. Predstavili to vo forme súboru bublín a začali počítať parametre rastu každej bubliny vlastnou rýchlosťou v závislosti od jej hmotnosti.
Táto simulácia vesmíru vedcom ukázala, že sa môže meniť bez ohľadu na energiu. A ak „primiešate“temnú energiu, potom sa model nezmení, hovoria vedci.
Vo všeobecnosti diskusia stále prebieha. Priaznivci temnej energie tvrdia, že ovplyvňuje rozširovanie hraníc vesmíru, odporcovia si stoja za svojím a tvrdia, že na koncentrácii hmoty záleží.
Teraz miera rozpínania vesmíru
Vedci sú presvedčení, že vesmír začal rásť po Veľkom tresku. Potom, takmer pred štrnástimi miliardami rokov, sa ukázalo, že rýchlosť rozpínania vesmíru bola väčšia ako rýchlosť svetla. A stále rastie.
Najkratšia história času od Stephena Hawkinga a Leonarda Mlodinova poznamenáva, že rýchlosť expanzie hraníc vesmíru nemôže prekročiť 10 % za miliardu rokov.
Na určenie rýchlosti rozpínania vesmíru vypočítal nositeľ Nobelovej ceny Adam Riess v lete 2016 vzdialenosť k pulzujúcim cefeidám v galaxiách blízko seba. Tieto údaje nám umožnili vypočítať rýchlosť. Ukázalo sa, že galaxie vo vzdialenosti najmenej tri milióny svetelných rokov sa môžu vzdialiť rýchlosťou takmer 73 km/s.
Výsledok bol úžasný: teleskopy na obežnej dráhe, ten istý Planck, hovorili o rýchlosti 69 km/s. Prečo bol zaznamenaný taký rozdiel, vedci nevedia odpovedať: nevedia nič o pôvode temnej hmoty, na ktorej je založená teória rozpínania vesmíru.
Temné žiarenie
Ďalší faktor „zrýchľovania“vesmíru objavili astronómovia s pomocou Hubbleovho teleskopu. Predpokladá sa, že temné žiarenie sa objavilo na samom začiatku formovania vesmíru. Potom v ňom bolo viac energie, nezáleží na tom.
Temné žiarenie „pomohlo“temnej energii rozšíriť hranice vesmíru. Vedci tvrdia, že rozdiely v určovaní rýchlosti zrýchlenia boli spôsobené neznámou povahou tohto žiarenia.
Ďalšia práca Hubblea by mala spresniť pozorovania.
Tajomná energia by mohla zničiť vesmír
Vedci o takomto scenári uvažujú už niekoľko desaťročí, údaje z Planckovho vesmírneho observatória hovoria, že to zďaleka nie sú len špekulácie. Boli publikované v roku 2013.
"Planck" zmeral "echo" Veľkého tresku, ktorý sa objavil vo veku vesmíru asi 380 tisíc rokov, teplota bola 2700 stupňov. A teplota sa zmenila. „Planck“tiež určil „zloženie“vesmíru:
- takmer 5% – hviezdy, kozmický prach, kozmický plyn, galaxie;
- takmer 27 % tvorí hmotnosť tmavej hmoty;
- asi 70 % tvorí tmavá energia.
Fyzik Robert Caldwell naznačil, že temná energia má silu, ktorá môže rásť. A táto energia oddelí časopriestor. Vedec sa domnieva, že galaxia sa v najbližších dvadsiatich až päťdesiatich miliardách rokov vzdiali. Tento proces nastane s narastajúcou expanziou hraníc vesmíru. To odtrhne Mliečnu dráhu od hviezdy a tiež sa rozpadne.
Vesmír meral asi šesťdesiat miliónov rokov. Slnko sa stane trpasličou miznúcou hviezdou a planéty sa od nej oddelia. Potom zem vybuchne. V nasledujúcich tridsiatich minútach vesmír roztrhne atómy na kusy. Finále bude zničením štruktúry časopriestoru.
Tam, kde Mliečna dráha „odlieta“
Jeruzalemskí astronómovia sú presvedčení, že Mliečna dráha dosiahla svoju maximálnu rýchlosť, ktorá je vyššia ako rýchlosť rozpínania vesmíru. Vedci to vysvetľujú túžbou Mliečnej dráhy po „veľkom priťahovači“, ktorý je považovaný za najväčšiu kopu galaxií. Mliečna dráha teda opúšťa vesmírnu púšť.
Vedci používajú rôzne metódy na meranie rýchlosti expanzie vesmíru, takže pre tento parameter neexistuje jediný výsledok.
