КОСМИЧКО ТКАЊЕ

ОТКУД „ОСА ЗЛА” У СВЕМИРУ

Visited 620 times, 1 visit(s) today

Последњих година по астрономским чланцима, сајтовима, предавањима и форумима може да се чује та фраза. Име звучи квазинаучно и било би лепо ако бисмо престали да га користимо (то тешко иде). Сама тема која се крије иза тог назива је, међутим, интересантна.

На горњој слици је изглед целог неба према примљеном зрачењу на таласним дужинама од око трећине милиметра до око 11 милиметара. Звезде не емитују много на тим таласним дужинама, па се не виде. Хладни гас наше или других галаксија има приметну емисију у овом дијапазону, али то је пажљиво одузето. Оно што је остало да видимо јесу облаци топле плазме на температури од близу 4.000 Целзијуса. Отприлике двапут топлије од млаза швајс-апарата. Штавише, ти облаци се налазе на самој граници видљивог свемира и видимо их онаквим какви су били пре скоро 13,7 милијарди година.

Исти такви облаци вреле плазме су постојали и ту где ми сада седимо и свуда ближе у свемиру, али пошто је то ближе оно што је ту видимо како је сада или како је било у ближој прошлости. Дотле се свемир проширио, гас се охладио, формирале су се галаксије, звезде и планете, па је то оно што и видимо. Тако да на овој слици видимо само облаке који су тако далеко да њихово зрачење тек сада стиже до нас. То је граница видљивог свемира.

У међувремену, откако је зрачење напустило те облаке плазме свемир ширио. Охладили су се не само облаци већ и само њихово зрачење (то је необичан физички ефекат, светлост се охладила!), па нам стиже не као блиставо зрачење швајс-апарата него као углавном микроталасно зрачење које као да је емитовао хладни гас на температуре од свега око 2,73 Kелвина.

Шарена зрнца која опажамо на слици представљају облаке плазме различитих величина и температура. Мрља величине малог слова „о” одговара облаку од око 400 хиљада светлосних година у пречнику. До сада се такав регион проширио око хиљаду пута и у садашње време одговара гигантском јату галаксија од око 400 милиона светлосних година у пречнику. О садашњем стању тих далеких облака ми доносимо закључке посматрајући галаксије и јата галаксија која су близу. Јер материја било где проистекла је из исте супе, и галаксије какве су сада близу нас би требало да су исте као галаксије сада које су далеко.

Црвеном бојом на тој слици су означени региони који су мало топлији од 2,73 Kелвина. Плавом они који су мало хладнији. Распон тих варијација је до 0,0001 Kелвина. Прецизна мерења те зрнасте структуре су основа наше савремене слике свемира. Са ове слике је дедукована и старост свемира, и његов састав и његова геометрија, и закон по којем су настале галаксије. Једно од највећих достигнућа науке свих времена.

Све што је на овој мапи измерено представља реалност. И ту су, поврх свих успешних, очекиваних или разумљивих резултата, примећене и неочекиване аномалије. Две су означене на овој слици.

Бели овал доле десно има пречник од око 10 пуних Месеца на небу или 2 милиона светлосних година у то доба. Његова температуре, како се види из дубоко плаве боје, сада је око 0,0007 Kелвина испод средње. Та мања вредност није проблем, већ што не би требало да је тако хладан регион толико велики! То је такозвана хладна пега или „хладна мрља” (CMB cold spot).

На слици је, такође, означена вијугава бела линија. Она дели небо у две полулопте, леву и десну. Испоставило се да је средња температуре полулопте лево око 0,0001 Kелвина испод средње температуре целог неба, а средња температуре полулопте десно је око 0,0001 Kелвина изнад средње температуре целог неба (2,73 Kелвина).

Технички опис те разлике је што две или, чак, три математичке функције које се овде користе имају максимуме у приближно истом смеру, блиско једној истој оси. Неколико година пре овог открића тадашњи амерички председник Џорџ Буш Млађи употребио је у политичком контексту фразу „оса зла”. Двоје физичара усвојило је то име за опис узрока разлике средњих температура две полулопте које раздваја вијугава бела линија на слици. Свако може да одлучи да ли је то политички сарказам, духовита аналогија или језички кич.

Загонетке те разлике у температурама је што би се очекивало да ,како год да пресечемо небо у две полулопте, оне би требало да имају исте средње температуре, то јест исте у смислу да се не разликују много више од тачности мерења. Разлика од 0,0001 Kелвина је отприлике два пута већа и примећена је. Важно је нагласити да се овде не ради о разлици температуре у два дијаметрално супротна правца (такозвани дипол), већ о дифузнијој разлици целе полусфере, једне у односу на другу.

Шта је узрок те разлике? То још нико не зна. Прва могућност била је да су ове аномалије резултат математичке обраде мерења. То је у принципу могуће, али физичари су испитали ту могућност И одлучно је одбацили. Друга могућност је да су у одузимању зрачења ближих објеката на овим таласним дужинама неки пропуштени. Да је ова разлика у температурама можда узрокована присуством блиских извора хладног микроталасног зрачења?

То је нарочито интересантна могућност јер је хладнија од две хемисфере углавном северно од равни еклиптике (равни у којој планете круже око Сунца), док је мало топлија хемисфера јужније од те равни. Да ли постоји нека несиметрична расподела прашине или гаса око Сунчевог система која доводи до ове аномалије? Није немогуће у принципу, али физичари и астрономи су разматрали ту могућност и до сада ниједан модел не држи воду.

Трећа могућност је да се ради о неком новом космолошком ефекту, знаку нове физике, можда чак нове револуције у космологији? Таква разматрања за сада, међутим, имају малу вредност. Јер ништа нисмо научили ако треба да усвојимо три нове драматичне хипотезе да би се објаснила једна чињеница!

Треба посебно нагласити да аномалија разлике у температурама две полулопте нема никакве везе са интерпретацијом квантне механике, улогом посматрача у мерењу и сличним темама. Овде се ради о стандардној ситуацији – разумети број. Најприхватљивија интерпретација за сада је да се ради о статистичкој флуктуацији без већег физичког значаја. Јер ни „хладна мрља” ни „оса зла” нису немогуће, као вода која тече узбрдо, само су мало вероватне, као шанса да се добије на лутрији. Ове аномалије не руше садашњу слику свемира или такозвани Стандардни космолошки модел, тек су га заголицале.

У историји физике и астрономије има доста случајева тих нумерички малих загонетки. Неке се полако истопе, када се повећа прецизност мерења или открије неочекивана систематска грешка, што даје пријатан осећај да заиста разумемо шта знамо. Друге се одрже, комбинују и доведу до нових открића и проширења наше слике, што је стандардни пут прогреса. Видећемо шта ће бити у овом случају.

(Илустрације https://sci.esa.int/)

(Астрономски магазин)

Visited 620 times, 1 visit(s) today

О аутору

administrator

Оставите коментар