Kereső toggle

Világegyetemes ellentmondások

Vitatott ősrobbanás, rejtélyes sötét anyag

Továbbítás emailben
Cikk nyomtatása

1968 karácsony estéjén az Apollo–8 legénysége a Hold közeléből jelentkezett be, és az űrhajó utasai a Teremtés könyvének első sorait olvasták fel arról, ahogy Isten kezdetben megteremtette az eget és a földet. A felvétel még ma is megrendítő, az űrhajó ablakán csak a Föld látszik, miközben az űrhajósok a Biblia méltóságteljes sorait olvassák.

Az ősi szent szöveg, a sötétségben világító Föld, a karácsonyeste üzenete együtt azt sugározzák, hogy az ember otthon van a végtelen univerzumban. Az Apollo–8 karácsonyi üzenete óta több mint ötven év telt el, és a tudomány rendkívül sok információt szerzett az univerzumról, érdekes módon azonban ma sem tudunk többet és biztosabbat, mint az a tíz sor, amit az űrhajósok felolvastak.

Pedig az elmúlt évtizedekben fantasztikus felfedezések születtek, ezeket jutalmazták részben az idei Nobel-díjjal, ugyanakkor ezek a felfedezések és megfigyelések inkább csak újabb kérdéseket vetettek fel, és gyakorlatilag a korábban elfogadott elméletek újragondolására késztetik a fizikusokat.

Az univerzumról sokáig azt gondolták, hogy örök és végtelen. Elsőként egy jezsuita tudós, Georges Lemaître feltételezte a húszas évek elején, hogy az univerzum folyamatosan tágul. Talán nem véletlenül jött rá erre, mivel a Biblia több helyen is utal arra, hogy az univerzum tágul (lásd keretes írásunkat). Erre vezettek Edwin Hubble csillagász mérései is, aki a galaxisok vöröseltolódásából figyelte meg, hogy ezek nagy sebességgel távolodnak. (A vöröseltolódás ebben az esetben olyan, mint a távolodó vonat füttye, amelynek frekvenciája egyre mélyebb.) Az univerzum tágulására végül Einstein adott magyarázatot az általános relativitáselméletben, amely tulajdonképpen helyesen írja le a tágulás mikéntjét, legfeljebb a mértéke nem felel meg a mai eredményeknek.

 

Az eltűnt idő nyomában

A jelenleg elfogadott elmélet szerint, amit populárisan ősrobbanásnak szoktak nevezni, az univerzum egy végtelenül kicsi és végtelenül sűrű, forró pontból robbant szét mintegy 14 milliárd évvel ezelőtt. Az Agymenőkön (The Big Bang Theory) felnőtt generációk számára ez evidenciának tűnik, köszönhetően a nyitó képsoroknak – úgy tűnik azonban, egyre kevésbé van konszenzus akár az időpontról, akár a robbanásról. A kozmosz keletkezésével foglalkozó fizikusok és tudósok – gyűjtőnevükön kozmológusok – nem győzik hangsúlyozni, hogy ez a folyamat nem nevezhető robbanásnak, sokkal inkább egy nagyon gyors tágulásról van szó. És itt már el is jutottunk ahhoz a ponthoz, ahol megszűnik a konszenzus a különféle kutatócsoportok között. Egyesek szerint ugyanis nem igazolható az, hogy az univerzum egy végtelenül kisméretű pontba „sűrűsödött”, és onnan robbant szét. Másrészt – ahogyan erről a New Scientist a napokban beszámolt – a Buffalo Egyetem kozmológusai szerint az univerzum 13,8 milliárd évvel ezelőtti – az ősrobbanás idejére feltételezett – forró állapota nem a kezdeti kiindulás, hanem a tágulás eredménye. Mindezek alapján fogalmunk sincs, hogy a kezdeti nagyon gyors tágulás és a forró állapot között mennyi idő telt el.

Ha ez mind nem elég, akkor újabb fejtörést okoz az, hogy az univerzumban létezik egy csillag, amely az összes eddigi kísérlet alapján idősebb, mint maga az univerzum.

A kora alapján Matuzsálemnek elnevezett csillagra már száz évvel ezelőtt felfigyeltek, és először 2000-ben határozta meg a korát az Európai Űrügynökség Hipparcos nevű szondája. Ezek a mérések a csillag életkorát mintegy 16 milliárd évre becsülték, amely több mint két milliárd évvel több, mint a kozmikus háttérsugárzásból meghatározott 13,8 milliárd év. A kezdeti mérést több másik követte, de a Matuzsálem életkora még mindig meghaladja a 14 milliárd évet – ami tulajdonképpen már nem is annyira rossz, már csak néhány száz millió évet kellene „találni”. Időközben azonban újabb gond adódott: a legújabb mérések arra utalnak, hogy az univerzum gyorsabban tágul, mint amivel korábban számoltak. Az elmúlt időszakban a csillagászok többször is pontosították a Hubble-állandó értékét, de minden alkalommal arra jutottak, hogy az univerzum sokkal gyorsabban tágul, mint bármikor korábban gondolták. Egy, a nyáron megjelent tanulmány szerint a Hubble-állandó értéke olyan magas, hogy ezek alapján az univerzum „mindössze” 11,4 milliárd éves, vagyis majdnem hárommilliárd évvel fiatalabb, mint a Matuzsálem nevű csillag. Ez természetesen komoly ellentmondás, de nemcsak emiatt beszélnek a csillagászok és a kozmológusok kozmológiai krízisről, hanem más ellentmondások miatt is. A közelmúltban a Római La Sapienza Egyetem csillagászai arról számoltak be, hogy a Planck obszervatórium méréseit feldolgozva arra jutottak, hogy a világegyetem nem (viszonylag) lapos, hanem inkább gömb alakú, vagyis egyik irányból elindulva visszatérhetünk a kiindulópontba. Ez egyben azt is jelenti, hogy a világegyetem inkább zárt, mint nyitott, ahogyan az érvényben levő elméletek tárgyalták. A felfedezést egyelőre maguk a kutatók – akik a Nature Astronomy nevű rangos lapban tették közzé az eredményeiket – is fenntartással kezelik, mert ha igaznak bizonyul, akkor teljesen új modellre van szükség a világegyetem megértéséhez.

Sötét anyag

Nemcsak az univerzum gyors tágulása és az időpontok körüli anomália okoz gondot a csillagászoknak, hanem az is, hogy mindeddig nem sikerült rábukkanni az univerzumot kitöltő sötét anyagra. A jelenleg elfogadott elméletek szerint az univerzum több mint nyolcvan százaléka ebből a számunkra láthatatlan anyagból áll. A létezésüket már a múlt század harmincas éveiben sejteni lehetett, azt követően, hogy egy Fritz Zwicky nevű svájci csillagász megfigyelte, galaxisok egy csoportja túl gyorsan forog ahhoz képest, mekkora gravitációs erővel hatnak egymásra. Zwicky megfigyelésével egészen a hatvanas évekig nem foglalkoztak, amikor Vera Rubin megfigyelte, hogy egyes galaxisokban a hidrogéngáz sokkal gyorsabban forog a galaxis középpontja körül, mint azt a galaxis szemmel látható tömegéből várni lehetne. Ezt követően a csillagászok lassan elfogadták, hogy hatalmas mennyiségű láthatatlan (sötét) anyag van az univerzumban, amelyet mindeddig nem sikerült detektálni. Az érvényben levő elmélet szerint a sötét anyagot egymással gyenge kölcsönhatásban álló hatalmas részecskék (weakly interacting massive particles) alkotják. A WIMP-részecskék kimutatása érdekében a Gran Sasso alatt, valamint Dél-Dakotában és Kínában is hatalmas detektorokat helyeztek el, amelyek azonban mindeddig nem találták nyomát ezeknek a részecskéknek. Ez pedig nemcsak azért rossz hír, mert rengeteg pénzt költöttek el a megtalálásukra, hanem azért is, mert nincs ötlet arra, hogy miből állhatnak, hogyan működnek és kölcsönhatásban állnak-e az univerzum többi részével.

 

Aki kifeszítette az egeket

A Biblia számos helyen beszél a világegyetem működéséről, a teremtésről és más tudományos igazságról, de természetesen ezt nem úgy teszi, mint egy fizikai kézikönyv, ezért ez az olvasó figyelmét legtöbbször elkerüli.
A Biblia első sora például beszámol arról, hogy van kezdet. A ma érvényben levő keletkezéselméletek már mind azzal számolnak, hogy az univerzumnak van kezdete. Hosszú évszázadokon keresztül a tudomány azt gondolta, hogy a világegyetem végtelen és nincsen kezdete. Beszámolók szerint, amikor Edwin Hubble megmutatta Einsteinnek a teleszkópját és elmagyarázta neki a vöröseltolódással kapcsolatos felfedezését, akkor Einstein elgondolkodva megjegyezte, „szóval van kezdet”.
Hubble felfedezése és Einstein elmélete óta számol azzal a természettudomány, hogy az univerzum tágul, a Biblia ezt összesen tizenegy különböző helyen jegyzi meg. Jób például úgy beszél Istenről, hogy „aki egymaga feszítette ki az eget…” (Jób 8,9), Ézsaiás pedig azt mondja, hogy „én vagyok az Úr, aki mindent cselekszem, aki az egeket egyedül kifeszítem…”. Az ég vagy az egek kifeszítése, kiterjesztése ugyanarra a kozmikus tágulásra utal, amelyet a Hubble-állandóval jellemzünk. Ugyancsak Ézsaiás próféta jelenti ki, hogy a Földet lakásul alkotta az ember számára. Ha az univerzum tágulása csak egy kicsit is eltérne attól, amit tapasztalunk, akkor a Föld nem lenne alkalmas az élet számára.
Eltekintve a történet elsődleges rétegétől, a Jób könyve például rengeteg információt közöl a világegyetemről, a Földről és a természetről, elsősorban a 38–41. fejezetekben. Hugh Ross asztrofizikus szerint amikor Isten Jóbot megkérdi, hogy „melyik út visz oda, hol a világosság lakik és a sötétségnek hol van a helye”, a Biblia az univerzumot kitöltő sötét anyagra utal.

 

Olvasson tovább: