Jei mokslininko paklausite, kaip prasidėjo Visatos egzistencija, greičiausiai išgirsite apie Didįjį Sprogimą. Mūsų Visatoje apstu žvaigždžių, galaktikų ir milžiniškų kosminio tinklo struktūrų, kurias skiria neaprėpiama tuščia erdvė. Tačiau tokia Visata egzistavo anaiptol ne visada.
Jei mokslininko paklausite, kaip prasidėjo Visatos egzistencija, greičiausiai išgirsite apie Didįjį Sprogimą. Mūsų Visatoje apstu žvaigždžių, galaktikų ir milžiniškų kosminio tinklo struktūrų, kurias skiria neaprėpiama tuščia erdvė. Tačiau tokia Visata egzistavo anaiptol ne visada.
Ji tokia tapo todėl, kad plėtėsi ir šalo ir iš karštos, tankios, medžiagos ir spinduliuotės kupinos būsenos, kurioje nebuvo nei galaktikų, nei žvaigždžių, ir netgi atomų, kurių dabar apstu žvaigždėse, virto tokia, kokia yra dabar.
To, kas egzistuoja dabar, prieš 13,8 mlrd. metų nebuvo nė kvapo, o informaciją apie Visatos atsiradimą sužinojome tik per pastaruosius šimtą metų.
Tačiau vis dar yra daugybė paslapčių ir faktų, kurių daugelis žmonių ir netgi mokslininkų iki galo nesupranta. Mokslinių straipsnių autorius Ethanas Siegelis tinklaraštyje „Stars With a Bang“ aprašo dešimt įdomiausių faktų apie Didžiojo Sprogimo teoriją.
1. Albertas Einsteinas atmetė Didžiojo Sprogimo teorijos egzistavimo galimybę
Bendroji A. Einsteino reliatyvumo teorija buvo revoliucinis darbas apie gravitaciją, parašytas 1915-aisiais ir gerokai praplėtė Isaaco Newtono pirminį darbą.
Jame buvo nuspėtas Merkurijaus orbitos judėjimas tokiu tikslumu, kokio nebuvo Newtono teorijoje; jame nuspėtas žvaigždžių šviesos išlenkimas dėl masės, kuris patvirtintas 1919-aisiais; jame taip pat nuspėtos gravitacinės bangos, patvirtintos prieš keletą mėnesių.
A. Einsteino darbe taip pat numatyta, kad Visata, kuri būtų pilna medžiagos ir statiška, arba nekintanti bėgant laikui, nebūtų stabili. Tačiau kai belgų kunigas ir mokslininkas Georgesas Lemaitre‘as 1927-aisiais iškėlė idėją, kad erdvėlaikis gali būti labai didelis ir plėstis ir atsirado iš mažos ir tankios būsenos, A. Einsteinas rašė: „Jūsų skaičiavimai yra tikslūs, tačiau jūsų fizika yra pasibjaurėtina.“
2. Edwino Hubble besiplečiančios Visatos idėja pasirodė esanti teisinga
Nors daugelis mokslininkų dar iki A. Einsteino manė, kad spiraliniai ūkai danguje yra galaktikos, E. Hubble darbas antrajame dešimtmetyje parodė, kad tai ne tik yra tiesa, bet kad toliau esančios galaktikos nuo mūsų tolsta dar greičiau.
E. Hubble dėsniai, nusakantys Visatos plėtimąsi, privedė prie labai aiškios interpretacijos apie Didžiojo Sprogimo teoriją – jei Visata dabar plečiasi, vadinasi, kažkada ji buvo kur kas mažesnė ir tankesnė!
3. Idėja apie Didįjį Sprogimą egzistavo ilgą laiką iki 1922-ųjų, bet ji buvo atmesta dešimtmečius
Sovietų fizikas Aleksandras Friedmannas sugalvojo Didžiojo Sprogimo teoriją 1922-aisiais, kai jo darbą sukritikavo A. Einsteinas. 1927-aisiais G. Lamaitre‘o teiginius A. Einsteinas taip pat atmetė. Ir net po E. Hubble'o tyrimo 1929-aisiais idėja, kad Visata kadaise buvo mažesnė ir tankesnė, didelio pritarimo mokslo bendruomenėje nesulaukė.
Tačiau vėliau Lamaitre‘as teoriją papildė įžvalga, kad galaktikų raudonasis poslinkis gali būti paaiškintas kosmoso plėtimusi ir kad turėjo būti pirminis sukūrimo momentas, kuris anksčiau buvo apibūdinamas kaip „kosminis kiaušinis“ arba „pirmapradis atomas“.
4. Didžiojo Sprogimo teorija tapo žinoma ketvirtajame dešimtmetyje, kai joje iškeltos hipotezės pasirodė esančios stebinančiai tikslios
George‘as Gamowas, JAV mokslininkas, kuris buvo užkrėstas Lamaitre‘o idėjų, suprato, kad jei Visata dabar plečiasi, tuomet šviesos bangos ilgiai laikui bėgant didėja, taigi Visata bėgant laikui vėsta.
Jeigu ji dabar vėsta, tuomet kažkada turėjo būti karšta. Ekstrapoliuodamas atgalinį scenarijų, G. Gamowas suprato, kad kažkada Visata buvo per karšta, kad galėtų formuotis neutralūs atomai, o dar anksčiau temperatūra joje buvo per didelė ir atomo branduolių formavimuisi.
Taigi kai Visata plėtėsi ir vėso, joje pirmą kartą turėjo susiformuoti lengvieji elementai ir neutralūs atomai, dėl kurių atsirado „pirmapradis“ ugnies kamuolys, arba kosminis šaltos spinduliuotės fonas, vos keliais laipsniais didesnis už absoliutų nulį.
5. Pavadinimą „Didysis Sprogimas“ sukūrė didžiausias teorijos niekintojas Fredas Hoyle‘is
Ketvirtajame, penktajame ir net dalyje šeštojo dešimtmečio vyravo pastovios būsenos Visatos teorija. Tuomet aiškinta, kad didžioji dalis atomų atsirado iš mirusių žvaigždžių, ir ne taip seniai, iš branduolinės fizikos atkeliavo pirminės tankios karštos būsenos Visatos idėja.
Kalbėdamas su BBC žurnalistu F. Hoyle‘is 1949-aisiais sakė: „Yra idėja, kad Visada prasidėjo prieš baigtinį laiko tarpą iš vieno milžiniško sprogimo ir kad dabartinė ekspansija yra to žiauraus sprogimo palikimas. Ši Didžiojo Sprogimo idėja man atrodė nepatenkinama net prieš detalų jos tyrimą, kuris parodė, kad ji veda prie didelių sunkumų.“
6. 1964-aisiais manyta, kad atrasti Didžiojo Sprogimo pėdsakai atsirado iš paukščio išmatų
1964-aisiais mokslininkai Arno Penzias ir Bobas Wilsonas atrado vienodus radijo signalus, ateinančius iš kiekvieno dangaus kampo tuo pat metu. Nesuprasdami, kad tai yra Didžiojo Sprogimo aidas, jie pamanė, kad sugedo antena ir mėgino pašalinti triukšmą.
Kai jokio gedimo rasti nepavyko, mokslininkai nuėjo iki antenos ir pamatė, kad ten lizdus susukę balandžiai. Jie išvalė lizdus ir paukščių išmatas, tačiau signalas liko.
Galiausiai suprasta, kad tai buvo Didžiojo Sprogimo aidas, numatytas G. Gamowo. Arno Penziasas ir Bobas Wilsonas yra vieninteliai Nobelio premiją gavę mokslininkai, kuriems atliekant Nobelio premijos vertą tyrimą teko valyti paukščių išmatas.
7. Didžiojo Sprogimo patvirtinimas pateikia labai tikslią žvaigždžių, galaktikų ir uolingų planetų Visatoje formavimosi istoriją
Jeigu Visata atsirado iš vienalyčio, tankaus ir karšto taško, tuomet ji ne tik vėso ir formavo atomų branduolius ir neutralius atomus, tačiau reikėjo laiko ir gravitacijai, kad ji galėtų traukti objektus kartu į gravitaciškai kolapsavusias struktūras.
Pirmųjų žvaigždžių susiformavimui prireikė 50–100 mln. metų, galaktikoms – 150–200 mln. metų, o Paukščių Tako dydžio galaktikoms – ir milijardų metų.
Pirmosios uolingos planetos negalėjo formuotis iki tol, kol keletas žvaigždžių kartų sudegė ir išnyko po katastrofiškų supernovų sprogimų.
Taigi yra galimybė, kad mes būtent dabar Visatą savo uolingame pasaulyje stebime neatsitiktinai – galbūt prireikė tiek laiko, kol subrendo sąlygos gyvybės egzistavimui.
8. Kosminės foninės mikrobangų spinduliuotės svyravimai mums pasako, kiek arti vienalytės būsenos Visata buvo Didžiojo Sprogimo pradžioje
Dabar kosminė foninė mikrobangų spinduliuotė yra lygi maždaug 2,725 kelvino, o jos svyravimai yra 100 mikrokelvinų diapazone.
Faktas, kad Didžiojo Sprogimo aide yra menkų tam tikro dydžio svyravimų parodo, kad Visata kadaise, itin trumpą laiko dalį, buvo vienalytė, o dėl svyravimų atsirado visa struktūra – žvaigždės, galaktikos ir t. t., kurias regime Visatoje šiandien.
9. Didysis Sprogimas nebūtinai reiškia pačią Visatos pradžią
Karštos, tankios ir besiplečiančios idėjos būseną galima ekstrapoliuoti iki pat singuliarumo, kaip tai darė Lamaitre’as prieš 89 metus.
Tačiau stebėjimai leidžia daryti prielaidą, kad anksčiau egzistavo ir kita Visatos būsena, kur visa energija Visatoje buvo neatskiriama nuo erdvės, ir kad erdvė plėtėsi eksponentiniu greičiu.
Šis periodas žinomas kaip kosminė infliacija, ir mes apie šį reiškinį palaipsniui gauname vis naujų duomenų.
10. Visatos atsiradimo teorija nepaaiškina, kaip ji baigsis
Galiausiai, Didysis Sprogimas mums pasako, kad vyko lenktynės tarp gravitacijos, kuri stengėsi atsiimti besiplečiančią Visatą, ir pirminio plėtimosi. Tačiau Didysis Sprogimas mums nepasako, koks likimas laukia Visatos.
Kadangi egzistuoja tamsioji energija, atrasta vos prieš 18 metų, mes sužinojome ne tik tai, kad plėtimasis laimės prieš gravitaciją, bet ir kad dauguma tolimų galaktikų tols nuo mūsų vis greičiau.
Mūsų vienišas, šaltas, tuščias likimas yra tai, ką gausime tamsiosios energijos Visatoje, tačiau jei mūsų Visata būtų atsiradusi tik su vos didesniu kiekiu energijos, mūsų likimas galėjo būti visiškai kitoks.
