Davies nam govori da je teleskop 'vremenski opseg', da kada promatramo slike dalekih galaksija, vidimo ih onakve kakve su izgledale davno prije nego što je Zemlja postojala. To je zbog činjenice da je potrebno vrijeme da vizualno dopre do nas brzinom svjetlosti.
Kako svjetlost prolazi svemirom koji se širi, njegova se valna duljina rasteže zajedno s prostorom koji se rasteže. ....Količina crvenog pomaka ovisi o tome koliko je davno (a time i koliko daleko) svjetlost emitirana. Vraćajući se prema velikom prasku, crveni pomak postaje sve veći i veći. ... Vraćajući se mnogo dalje u prošlost (i u svemir), dolazimo do epohe iz koje CMB [cosmic microwave background ili kozmička mikrovalna pozadina, op.prev.] emanira. ... CMB je putovao do Zemlje relativno nesmetano od otprilike 380.000 godina nakon velikog praska. Prije tog vremena temperatura je bila previsoka da bi atomi postojali jer bi elektroni bili odvojeni od jezgri intenzivnom toplinom, tj. atomi su bili ionizirani. Fizičari plin u ovom stanju nazivaju plazmom. Plazme jako raspršuju svjetlost i stoga su neprozirne: zato ne možemo zaviriti u unutrašnjost sunca... kada WMAP detektira CMB, on zapravo gleda što je moguće dalje u prošlost... Nijedan običan teleskop ili mikrovalna antena, koliko god snažni bili, ne može prodrijeti kroz užarenu maglu.Idemo na trenutak u drugom, ali povezanom smjeru: neki dan sam pročitala zanimljiv članak: Teleskop James Webb otkrio je najstariju galaksiju u poznatom svemiru - i to šokantno veliku. U ovom članku rečeno nam je:
Prema novom istraživanju, astronomi su pomoću snažnog infracrvenog teleskopa otkrili ono što se čini kao dvije najranije, najudaljenije galaksije u poznatom svemiru, koje datiraju samo 300 milijuna godina nakon Velikog praska.
Osim što su iznimno stare, novootkrivene galaksije — nazvane JADES-GS-z14-0 i JADES-GS-z14-1 — također su neuobičajeno velike za tako rano razdoblje u kozmičkoj povijesti, prema dokumentu o otkriću objavljenom 28. svibnja poslužitelj za pretisak arXiv. Budući da veća galaksija ima procijenjeni promjer od 1600 svjetlosnih godina, ovo otkriće pridodaje gomili dokaza da su najranije galaksije u svemiru rasle mnogo brže nego što vodeće teorije kozmologije predviđaju da je to moguće.
· Dokazi upućuju na to da se naša galaksija nalazi unutar kozmičke praznine, golemog prostranstva relativno praznog prostora.
· Prema našim zakonima kozmologije, međutim, ta praznina ne bi trebala postojati.
· Novo istraživanje kaže da takva praznina može objasniti neobično ponašanje u obližnjim galaksijama.
Prema sve većem popisu dokaza, živimo na nišanu goleme kozmičke praznine — najveće ikada opažene. Astronomi su prvi put predložili takvu prazninu 2013. i od tada se gomilaju dokazi za njeno postojanje.
Ali zanimljivo je to što ta ogromna praznina uopće ne bi trebala postojati. Ako postoji, to znači da vjerojatno nešto nije u redu s našim razumijevanjem kozmosa.
Prema temeljnoj teoriji kozmologije koja se naziva kozmološki princip, materija u svemiru trebala bi biti ravnomjerno raspoređena na vrlo velikim razmjerima.
Razlog zašto je ovo važno je taj što pretpostavljajući uniformnost, znanstvenici mogu primijeniti iste zakone fizike na objekte u blizini kao objekte na rubovima ranog svemira. Drugim riječima, sve funkcionira prema istim univerzalnim zakonima. ...
Međutim, višestruka promatranja tijekom posljednjeg desetljeća sugeriraju da bi se materija u svemiru mogla grupirati u područja visoke i niske gustoće, što znači da ipak nije tako uniformna.
"Do sada je prilično jasno da smo u značajnoj smanjenoj gustoći", rekao je Indranil Banik, postdoktorski istraživač na Sveučilištu St. Andrews, za Business Insider.
"Postoji nekoliko ljudi koji se tome još uvijek protive u ograničenoj mjeri. Na primjer, neki su ljudi ispravno tvrdili da takva praznina ne bi trebala postojati u standardnom modelu, što je istina. To nažalost ne dokazuje da ne postoji ," on je dodao.
Banik je koautor rada objavljenog krajem prošle godine u recenziranom časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society koji sugerira da bismo mogli živjeti blizu središta ove praznine — nazvane KBC praznina — promjera oko 2 milijarde svjetlosnih godina. Dovoljno široka da u nju stane 20 000 galaksija Mliječnog puta u nizu koji se proteže od jednog do drugog kraja. ...
KBC praznina nije potpuno prazna. Ne može, jer mi živimo u njoj. No, ako su izračuni Banika i njegovih kolega točni, praznina bi bila oko 20% praznija od prostora izvan njezine granice.
To se možda ne čini kao veliki deficit, ali dovoljno je da izazove zbunjujuće ponašanje u našem lokalnom kozmičkom susjedstvu, prema nedavnoj studiji.
Konkretno, obližnje zvijezde i galaksije udaljavaju se od nas brže nego što bi trebale. Kozmolozi imaju vrijednost, nazvanu Hubbleova konstanta, koju koriste kako bi opisali koliko brzo se širenje svemira ubrzava.
Hubbleova konstanta trebala bi biti ista vrijednost kamo god pogledate, bilo da je blizu ili vrlo daleko. Problem je u tome što se čini da se galaksije i zvijezde u našem lokalnom susjedstvu udaljavaju od nas brže nego što predviđa Hubbleova konstanta, u biti prkoseći našem zakonu kozmologije koji opisuje kako svemir raste i evoluira.
Astronomi se ne mogu složiti oko toga što uzrokuje ovu razliku u Hubbleovoj konstanti, a tvrdnja je postala poznata kao Hubbleova napetost.
Banik i njegovi kolege sugeriraju da bi praznina mogla biti rješenje jer bi regije visoke gustoće s jačom gravitacijom izvan praznine mogle privlačiti galaksije i zvijezde prema sebi.
Banik tvrdi da bi ti odljevi mogli objasniti zašto su kozmolozi izračunali višu vrijednost za Hubbleovu konstantu gledajući objekte u blizini. Stvari se kreću brže u praznini, lete iz naše prazne regije prema prepunom svemiru.
© Pablo Carlos Budassi / Wikimedia Commons Pablo Carlos Budassi / Wikimedia Commons Novo istraživanje sugerira da je KBC praznina 2 milijarde svjetlosnih godina široko prostranstvo relativno praznog prostora, a naša galaksija se nalazi točno blizu njegovog središta
Znanstvenici su procijenili da vidljivi svemir sadrži oko 1050 tona vidljive materije koja se kombinira da stvori snažno gravitacijsko polje koje iskrivljuje geometriju svemira. "Dakle, kakav je oblik svemira", zapitao se Einstein 1917. Budući da gravitacija iskrivljuje geometriju prostora, u Einsteinovom matematičkom modelu svemira, ovo iskrivljenje, u prosjek tijekom milijardi svjetlosnih godina, čini prostor hipersferom. Prema Einsteinu, možete krenuti u jednom smjeru i nastaviti ići sve dalje i završiti tamo gdje ste krenuli. Svemir je neograničen, ali konačan.
Pa, očito, to ne možemo znati jer smo zarobljeni na trodimenzionalnoj površini sfere. Isto vrijedi i za 'vanjštinu' balona. Mi smo doista poput bića u noveli "Flatland" samo što je malo kompliciranije jer smo 3D bića u 3D svijetu, a govorimo o hiperdimenzijama koje su u biti posvuda oko nas. Paul Davies smatra da je to nebitno:
Pokušajte se staviti u poziciju stvorenja nalik palačinki kojem je život ograničen na površini okruglog balona. Palačinka može nagađati o tome što se nalazi unutar balona (zrak, prazan prostor, zeleni sir...), ali što god da tamo postoji ne utječe na stvarni doživljaj palačinke jer ona ne može pristupiti prostoru unutar balona niti primiti bilo kakvu informaciju od toga. ... palačinki ne treba božji pogled na balon da zaključi da je njen svijet sferičan - zatvoren i konačan, ali bez granica. Palačinka to može u potpunosti zaključiti opažanjima koja može izvesti iz granica sferne površine: sferičnost je svojstvena površini i ne ovisi o tome da je ugrađena u obavijajući trodimenzionalni prostor. Kako palačinka može znati? Pa, na primjer, crtanjem trokuta i mjerenjem da li zbroj kutova iznosi više od 180'. Ili bi palačinka mogla oploviti svoj svijet. Na isti način, ljudi bi mogli zaključiti da živimo u zatvorenom, konačnom, hipersferičnom Einsteinovom prostoru bez upućivanja na bilo kakvo višedimenzionalno ugrađivanje ili omotavanje prostora, izvođenjem geometrije unutar prostora. Dakle, postojanje ili nešto drugo, 'unutarnjeg' ili 'vanjskog' područja Einsteinovog svemira, da ne spominjemo od čega se on sastoji, jednostavno je irelevantno. Ali ako želite zamisliti nedostupan prazan prostor tamo radi lakše vizualizacije, samo naprijed. Nema razlike.Ipak, Davies tada počinje raspravljati o drugim dimenzijama osim o 3 koje doživljavamo. Budući da ih ne možemo vidjeti, moraju biti skrivene. Ali kako? Prema Daviesu, postoje dva načina. Prvi je predložio Oskar Klein 1920-ih. Njegova je ideja bila razmotriti crijevo koje iz daljine izgleda kao linija. Kad priđete bliže, ispostavlja se da je 'linija' dvodimenzionalni list smotan u cijev. Ispostavilo bi se da je točka na liniji krug oko opsega cijevi. Njegov prijedlog je bio da su ono što smatramo točkama 3D prostora zapravo mali krugovi koji se kreću oko 4. dimenzije. Ovo 'smotavanje' dimenzija naziva se 'kompaktifikacija' i ne postoji ograničenje broja dodatnih dimenzija koje se mogu kompaktizirati iako postoji niz načina na koje se mogu kompaktizirati. Različiti oblici koji mogu rezultirati nazivaju se "topologije". Što je više dimenzija, to je više mogućih topologija. Dakle, kada govorimo o obliku prostora, morate odrediti koliko 'velikih' (tj. vidljivih) dimenzija postoji, a koliko je kompaktificiranih (tj. nevidljivih).
Davies zaključuje da izgleda da postoji razlog zašto je priroda odredila da živimo u trodimenzionalnom svijetu (koliko god skrivenih dimenzija ima). Prema engleskom matematičaru Geraldu Whitrowu, da svemir ima četiri dimenzije i da zakoni gravitacije i elektromagnetizma ostanu nepromijenjeni, zakon obrnutog kvadrata postao bi zakon obrnute kocke, a Zemlja bi odavno spiralizirala u Sunce zajedno s mnogim drugim katastrofama. Život bi bio nemoguć u svemiru s 'većim' dimenzijama od tri. Dakle, kao što Davies primjećuje: tri dimenzije su 'baš kako treba' kao što je medvjedićeva kaša bila za Zlatokosu.
P/S. 01-06-24 18:49 (A.J.) kompaktificirane dodatne dimenzije ili brane koje lebde višim dimenzionalnim područjem? Mislim da me ne bi iznenadilo da priroda koristi obje mogućnosti, kao i druge o kojima još ne razmišljamo.
P.S. 04-06-24 17:10 (A.J.)
3. i 4. dio serije podcasta Jaya Campbella s Laurom:
Komentari čitatelja
na naše novosti