Nasza Loteria NaM - pasek na kartach artykułów

Kulisy egzystencji wszechświata

Piotr Drabik
Piotr Drabik
Kosmos wciąż jest niepoznaną tajemnicą (http://www.sxc.hu/photo/1323481)
Kosmos wciąż jest niepoznaną tajemnicą (http://www.sxc.hu/photo/1323481) gilderm, Royalty free
Zdaniem wielu naukowców, zadawanie pytań na temat wielkości wszechświata czy położenia jego środka nie ma większego sensu. Mimo to, warto się przyjrzeć kwestiom, które ciągle przerastają możliwości ludzkiego umysłu.

Jestem świadomy, że umysł ludzki jest zbyt ograniczony, by głębiej wniknąć w harmonię Wszechświata - mawiał za życia Albert Einstein. Trudno się nie zgodzić z tym stwierdzeniem - obecna wiedza na temat widzialnego kosmosu w ciągu ostatnich wieków zdecydowanie się powiększyła, jednak nadal otaczająca nas przestrzeń budzi więcej pytań niż oczywistych odpowiedzi. Dziś, widziany z naszej, błękitnej planety wszechświat to prawie 14 miliardów lat świetlnych, choć przyjmowane są również inne, o wiele większe wartości. Wszystko wskazuje na to, że mimo wciąż rosnących możliwości cywilizacyjnych, rozległość naszych kosmicznych horyzontów znacznie się nie zmieni. Ale to wcale nie zniechęca naukowców do rozwiązywania zagadek na temat wyglądu czy funkcjonowania wszech rzeczy. Warto bliżej przyjrzeć się kwestiom, które nadal budzą w kosmologii spore kontrowersje i do dziś pobudzają ludzką wyobraźnię.

Gdzie znajduje się środek wszechświata? - to pytanie pojawia się nie tylko w kontekście teorii wielkiego wybuchu. Ludzkość od wielu wieków starała się zlokalizować centralne miejsce przestrzeni. Od starożytności do rewolucji kopernikańskiej to właśnie Ziemia była stawiana jako środek wszechświata, ponieważ każde inne założenie kłóciło się z ówczesną filozofią. Polski astronom na podstawie obserwacji ruchów planet i gwiazd, doszedł do wniosku, że wokół naszej najbliższej gwiazdy czyli Słońca, krążą wszelkie obiekty kosmicznie, włącznie z Ziemią. Rewolucja kopernikańska dała początek rozważaniom na temat
centralnego punktu przestrzeni. Mimo to, nauka nadal postrzegała cały wszechświat jako obiekty układu słonecznego. Giordano Bruno w XVI wieku poszedł o krok dalej i spojrzał poza ten astronomiczny schemat. Stwierdził, że pozostałe gwiazdy na nieboskłonie są całkowicie niezależne od naszego słońca, a wokół nich krążą inne planety, na których mogą żyć inne istoty. Niestety, jego poglądy okazały się zbyt radykalne jak na ówczesną Europę i spłonął na stosie.

Przypuszczenia Bruna potwierdził Galileusz. Odkrył on za pomocą skonstruowanych przez siebie lunet księżyce Jowisza, które krążyły wokół planety a nie Słońca. To odkrycie potwierdziło szeptem powtarzane wnioski, że ani Ziemia ani nasza najbliższa gwiazda nie stanowią centrum przestrzeni. Do kolejnego przełomu w tej kwestii musieliśmy czekać aż do XX wieku. Edwin Hubble, amerykański astronom w 1929 r. dokonał jednego z największych przełomów w historii badania kosmosu. Potwierdził on istnienie ucieczki galaktyk, a co za tym idzie rozszerzania się wszechświata (jako pierwszy zjawisko przewidział Georges Lemaître na dwa lata przed odkryciem Hubble'a).
Potwierdzenie tego zjawiska stało się postawą do sformowania teorii wielkiego wybuchu, który w pewnym momencie miał dać początek czasu i materii.

Tutaj, tam i wszędzie - tak na pytanie o położenia środek wszechświata odpowiada Paul Doherty, wykładowca instytutu Exploratorium. Ale mówiąc jaśniej - biorąc pod uwagę teorię wielkiego wybuchu, przestrzeń nie może posiadać żadnego punktu centralnego, wspólnego dla wszystkich obserwatorów. Galaktyki i supergromady cały czas się od siebie oddalają we wszystkich kierunkach. Poza tym już dziś wiemy, że widzialny z Ziemi wszechświat to prawdopodobnie tylko niewielka część całej przestrzeni. Dalej jednak nie mamy pewności, czy przestrzeń kosmiczna jest zamknięta czy nieskończona. Gdyby wszechświat był skończony, to przestrzeń w nim była by zakrzywiona. Oznacza to, że odbycie w nim podróży w linii prostej przez miliardy lat świetlnych mogła by się zakończyć z miejscu jej rozpoczęcia. Natomiast w nieskończonym wszechświecie nie da się określić miejsca położenia środka przestrzeni ponieważ w każdym miejscu wygląda ona tak samo.

I w tym momencie dochodzimy do najważniejszego wniosku - wiemy, że w pewnym momencie historii doszło do wielkiego wybuchu, ale nie jesteśmy w stanie zlokalizować centralnego punktu wszechrzeczy. Warto zaznaczyć, że termin wielki wybuch jest przyjmowany bardzo metaforycznie, ponieważ nie oznacza on niewyobrażalnej eksplozji sprzed miliardów lat, ale powstanie znanej nam materii i czasu. Dla naszego umysłu, przestrzeń w każdym momencie wygląda tak samo - setki świecących gwiazd i innych obiektów na ciemnym niebie. Poza tym nie znamy całego wszechświata, tylko jego część i na tej podstawie nie można stwierdzić czy posiada jakikolwiek kształt. Stąd można wysnuć wcześniej wspominany wniosek, że środek wszechświata znajduje się tam, gdzie jego obserwator. I w tej chwili historia zatacza koło ponieważ okazuje się, że to człowiek póki co jest jedynym centrum wszechświata.

Co istnieje poza naszym wszechświatem? - to pytanie można zadać tylko biorąc pod uwagę teorię superstrun, która zakłada istnienie nawet kilkunastu wymiarów, poza naszą czasoprzestrzenią. Jeśli udało by się potwierdzić tą hipotezę, oznaczało by, że poza naszym kosmosem są inne wieloświaty istniejące obok siebie równolegle. Wszystko to jednak jest tylko założeniem, którego nie da się w żaden sposób potwierdzić. Dziś głównym założeniem dla nauki jest badanie przestrzeni, którą możemy obserwować za pomocą teleskopów czy sztucznych satelitów.

Po zastanowieniu, powyższe pytanie traci sens, ponieważ nie może nic istnieć poza jednym wszechświatem, w którym się znajdujemy. Według teorii wielkiego wybuchu, przestrzeń kosmiczna cały czas się rozszerza we wszystkich kierunkach dlatego nie możliwe jest nawet odkrycie jego "granic", nie mówiąc już nawet o jakiejkolwiek próbie dotarcia do nich. Nie posiadamy obecnie żadnych instrumentów mogących potwierdzić istnienie "zewnętrznej" przestrzeni.

Szansą na lepsze poznanie na poznanie natury wszechświata, naukowcy upatrują w badaniu czarnych dziur. Te wciąż owiane tajemnicą obiekty astronomiczne powstają gdy gwiazdy ostatecznie kończą swój żywot. Wciąga ona wówczas do swojego środka, wszelką materię znajdującą się wokół niej - nawet światło nie jest w stanie przed nią uciec. Również wszystko co znajdzie się w czarnej dziurze nie jest już w żaden sposób z niej się wydostać. Cała materia w jej wnętrzu ulega wielkiemu ściśnięciu ku nieskończonej gęstości. Zdaniem części ekspertów czarne dziury mogą być wrotami do innych równoległych wymiarów. Niestety, nie da się tego w żaden sposób sprawdzić ponieważ żaden obiekt nie jest w stanie w całości przetrwać wessanie przez czarną dziurę.

Co istniało przed Wielkim Wybuchem? Odpowiadając na to pytanie można pokusić się o stwierdzenie, że cokolwiek przed powstaniem wszechświata by nie było, i tak by było trudne do zrozumienia dla nas. Otaczająca nas przestrzeń składa się m.in. z czasu, który miał powstać w wyniku wielkiego wybuchu. W tym momencie również powstała materia i obowiązujące prawa fizyki - w żaden sposób nie da się określić czy "cokolwiek" istniało przed powstaniem wszechświata. Jednak ostatnie ustalenia kanadyjsko-brytyjskiego zespołu naukowców rzuca nowe światło na tą kwestię.
Alan Coley z Dalhousie University w Kanadzie i astrofizyk Bernard Carr z Queen Mary University w Londynie poddali badaniom promieniowanie gamma, które ich zdaniem jest pozostałością po pierwotnych czarnych dziurach, które mogły istnieć jeszcze przed wielkim wybuchem. Jak to możliwe? Te obiekty mają się różnić od "zwykłych" czarnych dziur tym, że nie powstają w wyniku wybuchu supernowej. Według dwójki naukowców, powstały one w wyniku wielkiego kolapsu - procesu odwrotnego do wielkiego wybuchu, podczas którego cała przestrzeń skupia się w jednym punkcie. Coley i Carr w ten sposób wspierają swoimi badaniami innych zwolenników cykliczności wszechświata. Według tej teorii, powstanie naszego kosmosu nie było niczym unikalnym i jest regularnie odbywającym się procesem. Naukowcy przyznali jednak, że potwierdzenie ich założeń jest praktycznie niemożliwe.

Wciąż również trwają badania nad hipotetyczną cząstką elementarną, która miała dać początek wielkiemu wybuchowi. W świecie nauki wstępnie nazwano ją Bozonem Higgsa, od nazwiska szkockiego fizyka Peter Higgsa, który rozwinął wiedzę na temat modelu standardowego oraz innych związanych z nim zagadnieniń. Intensywne badania nad tą kwestią trwają obecnie przy Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN-ie oraz akceleratorze cząsteczek Tevatron pod Chicago. Naukowcy zderzają w nich pędzące z ogromną prędkością cząsteczki, wywołując przy tym małe wielkie wybuchy. Badacze zapewniają, że do końca 2012 roku potwierdzą istnienie Bozonu Higgsa. Może się również okazać, że taka cząstka elementarna nie istnieje - zburzyło by to wówczas teorie wielkiego wybuchu.

Dla zainteresowanych tematem:
Zasada kopernikańska albo gdzie leży środek Wszechświata?
Jerzy Kierul, Ład świata. Od kosmosu Arystotelesa do wszechświata wielkiego wybuchu, PIW 2007
Strona NASA poświęcona teorii wielkiego wybuchu

emisja bez ograniczeń wiekowych
Wideo

Wielki Piątek u Ewangelików. Opowiada bp Marcin Hintz

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!

Polecane oferty

Materiały promocyjne partnera
Wróć na naszemiasto.pl Nasze Miasto