Ilustracija

STVARNI SVIJET JE ČUDNIJI OD FIKCIJE: Svemir bi se mogao stalno širiti ili završiti u toplinskoj smrti

Autor: Zlatko Govedić / 7Dnevno

Kada čujete pojam „sablasne pojave”, vjerojatno ćete prvo pomisliti na duhove, demone, zombije ili kakve strašne sile koje vrebaju u tami noći. No, možete zaboraviti Edgara Allana Poea, Stephena Kinga, R. L. Stinea ili H. P. Lovecrafta. Neobjašnjive, često i jezive priče o svijetu u kojem živimo pronaći ćemo u prvom udžbeniku fizike. Naš je svijet oblikovan svakojakim nevidljivim silama koje ne razumijemo u potpunosti. Brojni neriješeni misteriji i dan danas muče znanstvenike, od tamne tvari do multiverzuma… Vrijeme je da zaronimo u stvarni svijet u kojem je istina po mnogo čemu čudnija od bilo kakve fikcije.

Tamna tvar

Sunce nam se čini kao mala svijetleća kugla na nebu. No, u tu „kuglicu” stalo bi oko 1,3 milijuna planeta veličine Zemlje. Za nas je Sunce konačni izvor života, no u širim razmjerima ono je tek jedna od najmanje sto milijardi zvijezda u našoj galaktici Mliječnoj stazi. Najsuvremenija istraživanja ukazuju na to da u vidljivom svemiru postoji najmanje dva bilijuna galaktika. Ukupan broj zvijezda u vidljivom svemiru time se procjenjuje na milijun milijardi milijardi, što je daleko veći broj od zrnaca pijeska na cijelom našem planetu. Kada tome pridodamo planete, satelite, komete, asteroide i međuzvjezdanu prašinu, jasno je da je svemir nesaglediv i nepojmljiv. Pa ipak, sve to čini svega 0,5 posto ukupne materije u svemiru! Na materiju koja ne svijetli otpada 26,5 posto i to je glasovita „tamna tvar”.

Ne možemo ju vidjeti. Ne postoji način da ju izravno opažamo. Ne razumijemo je, pa ipak – svjesni smo da ona postoji! Još je početkom 1970-ih, na temelju mjerenja krivulja rotacije bliskih spiralnih galaktika, američka astronomkinja Vera Rubin (1928.-2016.) ustanovila da je devedeset posto tvari prosječne galaktike nevidljivo. Ona je opazila da vanjska područja spiralnih galaktika kruže brže no što se očekuje na temelju Keplerovih zakona. Izmjerene krivulje rotacija upućuju na to da u vanjskim sferičnim područjima (haloima) galaktika mora postojati deset puta više nevidljive tvari od vidljive.

Iako imamo obilje dokaza, tamna tvar ostaje misterij. Znanstvenici vjeruju da ona djeluje poput paukove mreže i drži brzo pokretne galaktike na okupu. Prema jednom modelu ona bi se mogla sastojati od slabomeđudjelujućih masivnih čestica, dok drugi stručnjaci smatraju da je riječ o neotkrivenom svojstvu gravitacije. Kako bilo, tamna tvar ostaje velika zagonetka.

‘STARCHILD SKULL’: Skupa i dugotrajna DNK analiza nedvojbeno će pokazati je li lubanja izvanzemaljska

Tamna energija

Preostalih 73 posto svemira čini još neobičnija pojava – tamna energija, dovoljno snažna da može uništiti cijeli svemir. Dok tamna tvar privlači galaktike, mnogo ih jača tamna energija razdvaja te uzrokuje ubrzano širenje prostora. Njezinim se postojanjem objašnjava činjenica da se svemir širi mnogo brže no što bi trebalo. Zbog tog svojstva znamo da tamna energija nije stvorena ni od kakve poznate vrste čestica. Ako se trend širenja nastavi, galaktike koje danas vidimo toliko će se udaljiti da će u dalekoj budućnosti jedne drugima biti nevidljive. To će ujedno biti i kraj astronomije kakvu poznajemo.

Kako tamna energija ne odgovara postojećim fizikalnim modelima, istraživači su osmislili nebrojene ideje od kojih su neke poprilično kreativne. Neki teoretičari misle kako je naš vidljivi svemir rezultat nepreglednog niza paralelnih svemira te svaki od njih ima različitu količinu tamne energije. Neki, pak, misle kako je naš svemir u interakciji s paralelnim svemirom te da sila između tih dvaju svemira pokreće svemirsko ubrzavanje. Postoje također i sumnje kako je tamna energija znak da je trenutačno prihvaćena teorija relativnosti nepotpuna na većim udaljenostima.

Ovaj se fizikalni fenomen javlja kada parovi ili skupine čestica nastanu ili međudjeluju tako da se kvantno stanje pojedinačnih čestica ne može utvrditi neovisno o drugim česticama, čak i ako je među njima velika udaljenost. Drugim riječima, informacija ne mora putovati kroz vrijeme i prostor. Umjesto toga, mora se uzeti kvantno stanje sustava kao cjeline. Nobelovac Albert Einstein (1879.-1955.)  tu je pojavu nazvao  „sablasnim djelovanjem na daljinu”.

Mjerenja fizikalnih svojstava na spregnutim česticama blisko su povezana. Ako jedna čestica ima spin u smjeru kazaljke na satu na nekoj osi, spin druge čestice, mjeren po istoj osi, uvijek će biti obrnutog smjera, kao što se može i očekivati. Međutim, takvo ponašanje može dovesti do paradoksalnih učinaka. Bilo kakvo mjerenje svojstva čestice može se gledati kao utjecanje na tu česticu, što će promijeniti originalno kvantno svojstvo. Tada ispada da jedna čestica spregnuta sustava „zna” koja su mjerenja izvedena na drugoj čestici, i s kojim rezultatima, iako nema poznatog načina izmjene takvih informacija između njih, i to bez obzira na njihovu međusobnu udaljenost.

ZNANOST NA NOVOJ PREKRETNICI: Kad umjetna inteligencija predviđa događaje u svemiru!

Antimaterija

Zvuči kao tema iz znanstvene fantastike, no sve subatomske čestice oko nas – elektroni, protoni i neutroni imaju svoje „zle blizance” – antičestice. Prvu antičesticu, pozitron, predvidio je britanski fizičar Paul Dirac (1902.-1984.) još 1931. godine, a godinu dana poslije pronašao ju je američki fizičar Carl David Anderson (1905.-1991.) u kozmičkome zračenju. Sve su antičestice iste mase kao i normalne čestice, ali su suprotnog električnog naboja. U doticaju materije i antimaterije dolazi do njihova međusobnog poništenja i oslobađanja energije. Vjeruje se da bi mnoge od žestokih eksplozija u svemiru mogle potjecati iz sudara svjetova i antisvjetova.

Iako zvuči jezivo, antimaterija može biti i korisna. U PET/CT uređajima stvaraju se antielektroni čije uništavanje u tijelu liječnicima omogućuje stvaranje sofisticiranih slika. Štoviše, znanstvenici se nadaju da će jednog dana uspjeti iskoristiti energiju oslobođenu interakcijom materije i antimaterije za pogon svemirskih letjelica.

(VIDEO) Nećete vjerovati kako svemir izgleda iz naše perspektive! Objavljena najveća 3D karta

Fermijev paradoks

Godine 1950. talijansko-američki nobelovac Enrico Fermi (1901.-1954.) postavio je pitanje: „Ako izvanzemaljci postoje, zašto još nismo uspostavili kontakt s njima?” Prema njegovu mišljenju taj je problem nazvan Fermijev paradoks. Doista, gdje su „mali zeleni”? Prema brojnim teorijskim modelima i jednadžbama, u svemiru bi trebalo postojati više milijuna, možda i milijardi tehnološki naprednih civilizacija, mnoge od njih u našoj vlastitoj galaktici.

Da ne ulazimo u ovu iznimno kompleksnu problematiku, neki stručnjaci navode da je život u svemiru zapravo veoma rijedak i kratkotrajan. Drugi pak smatraju da izvanzemaljske vrste namjerno izbjegavaju kontakt s drugim vrstama.

„Postoje dvije mogućnosti: ili smo sami u svemiru ili nismo. Obje su jednako zastrašujuće”, rekao je britanski pisac i futurist Arthur C. Clarke (1917.-2008.).

Crne rupe

Ova vječna inspiracija znanstvene fantastike uistinu je najsablasnija poznata pojava. Crna rupa nevidljivi je i nasilni svemirski objekt koji uništava sve pred sobom. Njezina je gravitacijska sila toliko snažna da ju čak ni svjetlost ne može napustiti.

Manje crne rupe nastaju urušavanjem zvijezda velike mase pod djelovanjem vlastite gravitacije u vrlo mali prostor, obično nakon eksplozije tzv. supernove. No postoje i supermasivne crne rupe koje se nalaze u središtima galaktika te imaju masu milijun ili milijardu puta veću od Sunčeve. Najmasivnija poznata crna rupa nalazi se u galaktici TON 618 udaljenoj više od deset milijardi svjetlosnih godina. Njezina crna rupa ima masu 66 milijardi puta veću od Sunca, a njezin je gravitacijski polumjer 1300 puta veći od udaljenosti od Zemlje do Sunca.

Nitko ne zna što se događa ako upadnete u crnu rupu. Najvjerojatnije umirete. Brzo ili sporo. Možete biti „špagetizirani”, tj. razvučeni u dugačku nit. Dakako, romantičari se nadaju da ako uđete u crnu rupu, morate izaći iz „bijele rupe” i tako završiti u nekom drugom prostoru, možda čak i u drugom svemiru.

(FOTO) NASA OBJAVILA NOVU FOTOGRAFIJU SATURNA: Ovaj planet sve brže gubi svoje prstene!

Svemirski “vrisak”

U svemiru vas nitko ne može čuti kako vičete. Svemir je vakuum pa se zvuk naprosto ne može prenositi. Pa ipak, pogađate, svemir proizvodi zvuk. Znanstvenici su otkrili svemirsku buku dovoljno glasnu da „utopi” zemaljske radiosignale. Ne znamo odakle dolazi taj zvuk. Neki misle da je to ostatak eksplozije velikog praska ili pak zračenja ranih zvijezda ili da ga proizvode plinovi koji se vrte oko nakupina galaktika, a možda i same galaktike. Zasad svemir ostaje još jedna neriješena i bučna zagonetka.

Znamo da na Zemlju iz svemira dopire iznimno prodorno kozmičko zračenje visoke energije koje se djelomično sastoji od električki nabijenih čestica. No, zašto bismo se brinuli? Zemlja je dovoljno zaštićena svojim magnetskim poljem. Ili?

Istina je da nas naša atmosfera brižljivo štiti. Ipak, postoje neke iznimke. Ponekad čestice kozmičkog zračenja mogu prodrijeti u elektroničke sustave, uzrokovati ogromnu štetu i dovesti do pada sustava. U sve više digitalnom svijetu to nije dobra vijest.

Tek počinjemo učiti o potencijalnom utjecaju koji kozmičke zrake mogu imati na naše živote.

REVOLUCIONARNO OTKRIĆE: Gljivice iz Černobila štitit će život ljudskih doseljenika na Marsu

Kako će završiti?

Sve što je dobro, mora se završiti, čak i svemir kao takav. No, kako će završiti, to još nitko ne može pouzdano reći. Postoji više modela.

Teorija „velikog hlađenja” kaže da će se svemir stalno širiti te na kraju završiti u stanju toplinske smrti. U tom doista jezivom scenariju najprije će se galaktike udaljavati jedne od drugih, potom zvijezde i planeti, a na kraju će se i sama materija raspasti. Kako ni crne rupe nisu vječne, i one će na koncu nestati pa će na kraju u nesagledivo velikom, tamnom i hladnom svemiru možda preostati još pokoja čestica i zanemarivo malo zračenja – jedno veliko ništa.

Teorija „velikog sažimanja” iznosi posve suprotan scenarij. Svemir će se ponovno početi skupljati i približavati se točki singulariteta, te će na kraju postati mjesto enormnih temperatura i zračenja. Ova teorija dopušta da se iz takvog sažimanja ponovno u prasku razvije novi svemir.

Na koncu, postoji i teorija „velikog kidanja” prema kojoj se svemir širi tolikom brzinom i silinom da će se na kraju svaka struktura raspasti do posljednjeg atoma. Do toga bi moglo doći ako tamna energija nije konstantna nego raste u vremenu.

Kako god svemir završio, važno je živjeti sada i ovdje. Carpe diem. Živjeli!

NAJNOVIJE OTKRIĆE: Nakon asteroida koji je uništio dinosaure, dogodio se još strašniji udar!

Autor:Zlatko Govedić / 7Dnevno
Komentari odražavaju stavove njihovih autora, ali ne nužno i stavove portala Dnevno.hr. Molimo čitatelje za razumijevanje te suzdržavanje od vrijeđanja, psovanja i vulgarnog izražavanja. Portal Dnevno.hr zadržava pravo obrisati komentar bez najave i/li prethodnog objašnjenja.