PUT PREMA ODGOVORIMA

Znanstvenici i danas nastoje riješiti vječni misterij: Koliko je točno star i velik naš svemir?

07.08.2021 u 17:08

Bionic
Reading

Od grčkih filozofa, preko Alberta Einsteina, Edwina Hubblea i Johannesa Kepplera, veliki umovi su pokušali otkriti točnu starost našeg svemira - ovo je priča o lovu na početak kozmosa

Ako Google upitate koliko je star svemir, dobit ćete munjevit odgovor - 13.8 milijardi godina. Sa ovom se teorijom slaže većina današnjih znanstvenika - kolaboracija astronoma je pomoću teleskopa u Atacami (Atacama Cosmology Telescope) u Čileu objavila procjenu od 13.77 milijarde godina, odnosno rezultat koji je ponudila i europska satelitska misija Planck tijekom promatranja između 2009 i 2013.

Pitanje je, doduše, kako je ljudska vrsta - zajednica primata čiji je životni vijek u prosjeku kraći od 100 godina došao do ovakvih zaključaka.

Sve je počelo u Antici

Svaka kultura, piše Popular Science, ima svoj mit o nastanku. Babilonci su tvrdili da su Zemlja i nebo nastali od tijela ubijenog boga, dok su Hinduisti podučavali da se svemir iz nova stvara svake 4.3 milijarde godina što je, zanimljivo, vrlo blizu pravoj starosti planeta Zemlje.

Ideje su, koliko god neobične bile, ostale u trendu sve do dolaska Grka i njihovih filozofa čije je objašnjenje svemira bio svojevrsni korak prema natrag. U četvrdom i trećem stoljeću prije nove ere, Platon, Aristotel i ostatak filozofa zaključili su da su zvijezde i planeti smješteni unutar beskonačno rotirajućih sfera. Svemir je, dijelom zbog toga, bio konstanta - mistična okolina Zemlje koja nikad ne stari niti je ikad stario.

Kraj beskonačnosti

Astronom Johannes Kepler 1610. je otkrio manu popularne teorije o geocentričnom svemiru - ako vječiti svemir ima ograničen broj zvijezda, zašto te zvijezde ne obasjavaju svemir blještavim svjetlom? Noćno nebo, bio je uvjeren, daje naznaku o ograničenom svemiru u kojem se zvijezde s vremenom gase.

Sukob između noćnog neba i beskonačnog svemira nosi ime Olbersov paradoks - imenovan po astronomu Heinrichu Wilhelmu Olbersu koji je teoriju popularizirao 1826. Rana verzija modernog rješenja je, neočekivano, stigla od spisatelja. Edgar Allan Poe je u pjesmi Eureka iz 1848. pretpostavio da noć nastaje zato jer svemir nije beskonačan - postoji njegov početak i do tog dana nije prošlo dovoljno vremena da zvijezde u potpunosti osvijetle nebo.

Moderna era

Einsteinova teorija gravitacije poznatom je znanstveniku 1917. dala ideju da se svemir polako smanjuje, a on ju je 'stabilizirao' ubacivanjem kozmološke konstante, komponente koja je svemiru garantirala dugovječnost.

Veći teleskopi su, u međuvremenu, pružili jasniji pogled prema drugim galaksijama, pokrenuvši debatu o tome gledamo li udaljene 'kozmičke svemire-otoke' ili obližnje rojeve zvijezda unutar Mliječnog puta. Edwin Hubble je cijelu raspravu zaključio izračunom intergalaktičkih udaljenosti - otkrivši ne samo da postoje galaksije koje su udaljene i fantastično velike, već da se međusobno udaljavaju.

Hubble clocked je brzinu širenja proračunao na 500 kilometara u sekundi po megaparseku, konstantom koja danas nosi njegovo ime. Hubbleov rad je 1929. doveo je do zaključka da se naš svemir širi tolikom brzinom da je trenutno 2 milijarde godine star.

Mjerenje udaljenosti u svemiru je vrlo težak posao koji je, na sreću, 1965. olakšano znanstvenim otkrićem - mikrovalovima koji prema Zemlji dolaze iz svih smjerova. Kozmolozi su pretpostavili da takve stvari postoje, s obzirom da bi se svjetlost nastala nekoliko stotina tisuća godina nakon nastanka svemira širenjem rastegnula u dulje mikrovalove. Mjerenjem karakteristika CMB-a, odnosno kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja, astronomi su uspjeli oslikati sliku mladog svemira, odredivši njegovu ranu veličinu i sadržaj. CMB je poslužio kao neporeciv dokaz da svemir, uistinu, ima svoj početak.

svemirska čarolija

Prekrasan pogled u svemir: Ovo su neke od najljepših fotografija dubokog svemira koje je snimio Hubble

Pogledaj galeriju

Milenijski zadatak - rafiniranje proračuna

Kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje znanstvenicima je dalo uvid u veličinu svemira u ranom stadiju postojanja, što im je omogućilo izračun veličine i ekspanzije. Ova metoda znanstvenicima je pužila nov način izmjere brzine širenja svemira. Zaključili su da se svemir širi deset puta sporije od Hubbleove pretpostavke te da je star 7 do 20 milijardi godina.

Nastojanja velikog broja znanstvenih timova uz pomoć svemirskog teleskopa Hubble doveli su ih do trenutne Hubbleove konstante od 71 kilometra u sekundi po megaparseku - definiravši starost svemira na 9 do 14 milijardi godina.

Nakon toga je 2003. svemirska letjelica WMAP pomogao dodatno rafinirati CMB. Uz pomoć sakupljenih podataka satelit Planck izmjerio je detaljniju sliku CMB-a podesivši Hubbleovu konstantu na 67.66 i starost svemira na 13.8 milijardi godina. Novo nezavisno mjerenje CMB-a koje je sproveo ACT dobilo je praktički iste rezultate, dodatno utvrdivši dugo izmjenjivanu konstantu.

Čeka nas era kozmoloških sukoba

Uz sve preciznija mjerenja, nova otkrića počela su se kršiti sa starim pretpostavkama. Dok studije temeljene na ranoj slici CMB-a predlažu da se Hubbleova konstanta kreće oko 70 km/s/Mpc, trenutna mjerenja udaljenosti među galaksijama oslikava žustrije širenje u niskim do srednjim sedamdesetima.

Uzmemo li ova mjerenja u obzir, to bi značilo da je svemir oko milijardu godina mlađi od 13.8 milijardi koje su izmjerene pomoću Plancka i ACT-a.

Drugi odgovor je, možda, dublji od greške u proračunu. Spajanjem CMB-a s današnjom znanstvenom erom uključuje i pretpostavke o nedovoljnom razumijevanju tamne energije i tamne tvari koje, prema novim saznanjima, dominiraju većinom svemira, te konačno - nedosljednim mjerenjem Hubbleovih instrumenata nalažu da pravu starost svemira ne možemo otkriti jednostavnim 'premotavanjem na njegov početak'.

Možda smo, na koncu, više u krivu nego što mislimo.