Vesolje

Iz Wikipedije, proste enciklopedije

Vesólje ali vsemírje je pojem, s katerim so v prvi polovici 20. stoletja imenovali celotni prostorsko-časovni kontinuum, v katerem živimo skupaj s snovjo in energijo, in smo tudi sami snovni. V tem smislu v največjem merilu poskuša razumeti Vesolje kozmologija - znanost, ki se je razvila iz astronomije in fizike. V drugi polovici 20. stoletja je razvoj opazovalne kozmologije, imenovane tudi fizikalna kozmologija, razdelil pomen besede Vesolje med opazovalnimi in teoretičnimi kozmologi. V opazovalni kozmologiji po navadi opuščajo upanje opazovanja celotnega prostorsko-časovnega kontinuuma, teoretični kozmologi pa niso izgubili upanja najti najbolj razumljiva razmišljanja za modeliranje celotnega prostora-časa, navkljub velikim težavam pri predstavljanju kakršnekoli izkustvene zvezanosti s takšnimi razmišljanji in tveganosti preiti v metafiziko.

Vsebina 1 Širjenje, starost, prapok 1.1 Velikost Vesolja in opazljivo vesolje 1.2 Razlogi za obstoj in smisel Vesolja 2 Oblika Vesolja 3 Usoda Vesolja 4 Mnogovesolje 4.1 Drugi pojmi 5 Glej tudi 6 Viri 7 Zunanje povezave

[uredi] Širjenje, starost, prapok

Najpomembnejši rezultat kozmologije, da se Vesolje širi, izhaja iz opazovanj rdečih premikov in določitve Hubblovega zakona. Če si predstavimo to širjenje nazaj v času, pridemo do gravitacijske singularnosti za Vesolje, precej odmišljene matematične predstave, ki lahko ali pa tudi ne, odgovarja resničnosti. Na ta način se je razvila teorija prapoka ali velikega poka, prevladujoč model današnje kozmologije. Ničti čas prapoka se je zgodil pred približno 13,7 milijardami (13,782 · 10⁹) leti (glej Hubblov čas) (ali okoli 60,9 kozmičnih let), z napako samo 200 milijonov let (0,9 kozmičnega leta) na podlagi podatkov Nasine raziskovalne Wilkisonsonove mikrovalovne anizotropične sonde WMAP.

Osnovno podobo prapoka lahko danes vidimo v dejstvu, da se bolj oddaljene galaksije hitreje oddaljujejo od bližnjih. Drugi pokazatelj prapoka je mikrovalovno sevanje kozmičnega ozadja, precej oslabljeno sevanje, ki izvira iz časa kmalu po prapoku. To sevanje je izredno enakomerno v vseh smereh. To posebnost sevanja so kozmologi poskusili pojasniti z začetnim obdobjem hitrega napihnjenja, ki je sledilo prapoku, saj zelo oddaljeni predeli Vesolja med sabo drugače niso mogli vplivati drug na drugega.

[uredi] Velikost Vesolja in opazljivo vesolje

Ne vemo ali je Vesolje prostorsko končno ali neskončno, čeprav je večina teoretikov trenutno naklonjena neskončnemu Vesolju. Če je Vesolje končno, se lahko vprašamo, kaj je onstran njega. Če rečemo »nič«, s tem nismo odgovorili, kajti »nič« je tudi prostor. Če pa je Vesolje neskončno, si moramo predstavljati nekaj kar si prav gotovo ne moremo. Rečemo lahko le, da je Vesolje morda »končno«, a neomejeno.

Opazljivo vesolje (ali vidno vesolje) z vsemi predeli prostora, ki je lahko vplivalo na nas vse od prapoka, je vsekakor končno. Rob svetlobnega obzorja Vesolja je oddaljen okoli 13,7 milijard sv.l. Trenutna razdalja do roba opazljivega je večja, ker se Vesolje razširja in znaša približno 50 milijonov sv.l. (4,6 · 10²⁶m). Prostornina znanega Vesolja je tako 5 · 10³² kubičnih svetlobnih let (če predvidimo, da je prostor popolnoma krogeln). Opazljivo vesolje vsebuje okoli 7 · 10²² zvezd, ki so združene v okoli 10¹⁰ galaksij. Galaksije same naprej tvorijo skupine in jate in superjate. Število galaksij lahko s pomočjo opazovanj Širokokotne kamere Hubblovega vesoljskega daljnogleda tudi naraste.

Večina poljudnih in člankov profesionalnih raziskav v kozmologiji po navadi uporablja pojem »Vesolja« kadar je mišljeno »opazljivo vesolje«.

Živimo v središču opazljivega vesolja v navideznem protislovju s Kopernikovim načelom, ki govori o tem, da je Vesolje bolj ali manj enakomerno in nima nekega odlikovanega središča. To je zaradi končne hitrosti svetlobe in tudi opazujemo dogodke v preteklosti. Če gledamo vedno dlje, vidimo dogodke, ki so vedno bližje meji ničtega časa v modelu prapoka. Ker svetloba potuje proti nam v vsaki smeri z enako hitrostjo, tako živimo v središču našega opazljivega vesolja.

[uredi] Razlogi za obstoj in smisel Vesolja

Hawking je zapisal: »Človeku ne bi bilo treba reči, da je Bog zagnal vesolje tako, da teče na nek poljuben način, ki ga ne moremo razumeti. Moja teorija ne pravi ničesar o obstoju Boga - le to pravi, da se On ne more obnašati, kakor bi se mu zazdelo.« In še: »Čeprav znanost morda lahko reši vprašanje nastanka vesolja, pa ne zna odgovoriti na vprašanje: zakaj se vesolje sploh muči s svojim obstojem? Odgovora na to vprašanje ne poznam.« [Hawking 1994].

Roger Penrose je izračunal verjetnost nastanka Vesolja, v katerem se razvije življenje, če je upošteval fizikalne količine. Presenetljiv rezultat 1/₁₀10¹²³ kaže na to, kako zelo zelo malo je verjetno, da je takšno Vesolje nastalo po naključju ali da se potika naokoli kar samo od sebe. Ta verjetnost je vključena na vseh nivojih, in tudi na nivoju planetov, ki seveda za pravilno in stabilno življenje potrebujejo posebne pogoje kot sta predvsem glavna zvezda in še kakšna luna. Kako majhna verjetnost je to vidimo, če primerjamo nekaj verjetnosti med seboj. Da bi papiga po naključju odtipkala Baskervillskega psa na tipkovnici je 'samo' 1/10^3000000. Verjetnost, da kvantne fluktuacije 'prevrnejo' pločevinko piva z ravne podlage je 1/₁₀10³⁰. Verjetnost, ki jo je izračunal John Littlewood, da miš preživi en teden na površini Sonca je 1/₁₀10⁴² in verjetnost, da se znajdeš na Marsu je 1/₁₀10⁵¹. Po Penroseu se tako Vesolje ne potika kar tako naokoli. Pa tudi, če bi Kip Thorne šel nazaj v preteklost in ustrelil svojega dedka, je to še precej bolj verjetno od Penroseove verjetnosti, 1/₁₀10⁶⁰. [Hawking 2002]

Če na grobo ocenimo, lahko dobimo tudi število planetov v Vesolju, podobnih Zemlji, ki znaša približno 5 · 10¹⁵. Verjetnost, da so življenja na njih razvita v enakih fazah je majhna.

[uredi] Oblika Vesolja

Pomembno odprto vprašanje kozmologije je oblika Vesolja.

Prvo, ali je Vesolje »ravno«, oziroma ali v velikem merilu velja Pitagorov izrek. Trenutno večina kozmologov verjame, da je opazljivo vesolje (skoraj) ravno, ravno tako kakor je (skoraj) ravna Zemlja.

Drugo, ali je Vesolje večkratno povezano. Vesolje je po standardnem modelu prapoka brez prostorske meje, lahko pa je končno v prostoru. To lahko razumemo s sicer slabo dvorazsežno primerjavo. Zemljina površina nima robu, ima pa končno površino. Boljše predstave pa skoraj nimamo. Lahko mislimo tudi o valju in si zamislimo, da se sprehajamo po običajnem prostoru. Nekako v mislih staknemo skupaj oba konca valja ne da bi ga upognili. Tudi to je dvorazsežni prostor, vendar s končno površino in z razliko od površine Zemlje je raven tako, da lahko služi kot boljši model.

Natančno govoreč lahko imenujemo zgoraj omenjene zvezde in galaksije slike zvezd in galaksij, ker je možno, da je Vesolje končno in tako majhno, da lahko vidimo enkrat ali večkrat okoli njega. Resnično število zelo oddaljenih zvezd in galaksij je tako lahko manjše. V teku so opazovanja, ki bodo potrdila ali je to res ali ne.

Nov pogled na Vesolje nam je omogočil astrometrični satelit Hipparcos, iztreljen leta 1989 s katerim so premerili zvezde do oddaljenosti 200 sv.l. Nova spoznanja kažejo, da je opazljivo vesolje nekako 10% večje, ko so domnevali prej.

[uredi] Usoda Vesolja

Odvisno od povprečne gostote snovi in energije v Vesolju, se bo Vesolje ali večno razširjalo ali pa bo prevladovala težnost in se bo morebiti sesedlo samo vase v »velikem zdrku« ali »velikem kolapsu«. Trenutno kaže, da je za to premalo mase in energije in celo, da širjenje Vesolja narašča in se bo širilo vekomaj.

Glej tudi končna usoda Vesolja, toplotna smrt Vesolja.

[uredi] Mnogovesolje

Obstajajo razmišljanja, da obstaja več vesolij v večnivojskem mnogovesolju. Masa, ki v takšnem vesolju pade v črno luknjo, je lahko prapok, ki naredi drugo vesolje. Vsekakor takšnih zamisli trenutno ne morejo preveriti in so le spretna umovanja.

[uredi] Drugi pojmi

Skozi zgodovino so uporabili različne besede za označitev »celotnega prostora«, vključno s sopomenkami v različnih jezikih »nebesa«, »kozmos« in »svet«.

Večinoma se sicer besede kot je svet in soznačice v različnih jezikih sedaj nanašajo na planet Zemljo, včasih pa se nanašajo tudi na vse kar obstaja.

Pri pojmu mnogovesolja, ki vsebuje veliko »vesolij« (pisano z malo) je naše Vesolje, pisano z veliko, eno izmed njih.

[uredi] Glej tudi

• fizika osnovnih delcev
• standardni model
• kritična gostota
• Einsteinovo vesolje
• otroško vesolje,
• popolna teorija poenotenja
• splošna teorija relativnosti
• teorija velikega poenotenja
• teorija vsega
• Olbersov paradoks
• znanstvena fantastika
• vesoljsko plovilo

[uredi] Viri

• Stephen Hawking (1994), Črne luknje in otroška vesolja (Black holes and baby Universes, 1993) (prevod Mirjam Galičič, DMFA S, Ljubljana, pp 149),
• Stephen Hawking (2002), Vesolje v orehovi lupini (The Universe in a Nutshell, 2001) (prevod Mirjam Galičič, Učila International, Tržič, pp 216).

[uredi] Zunanje povezave

• Arno Penzias, Moj pogled na Vesolje, (prevod Andrej Guštin) Spika 2 (1994)/Kvarkadabra: http://www.kvarkadabra.net/index.html?/vesolje/teksti/penzias.htm
• Jure Zupan: Kako se lahko neskončno vesolje še naprej širi?, Kvarkadabra: http://www.kvarkadabra.net/vprasanja/teksti/nesk_vesolje.htm
• Jure Zupan, O standardnem in stacionarnem modelu vesolja, Kvarkadabra: http://www.kvarkadabra.net/index.html?/vprasanja/teksti/kozmoloski_modeli.htm
• Sašo Dolenc, Kako, da je vesolje nastalo iz nič, Kvarkadabra: http://www.kvarkadabra.net/vprasanja/teksti/vesolje_iz_nic.htm
• Giordano Bruno, O neskončnem, vesolju in svetovih - prvi dialog, Kvarkadabra 9, 4 (2001): http://www.kvarkadabra.net/zgodovina/teksti/bruno_neskoncno_1.htm
• Jure Zupanc, Število galaksij v vesolju, Kvarkadabra: http://www.kvarkadabra.net/vprasanja/teksti/stevilo_galaksij.htm
• Intuitivni pripomočki za ravno, neomejeno Vesolje (igre :) (v angleščini)
• Starost Vesolja na Space.Com (v angleščini)
• Astronomski radio (v angleščini)
• NOVA Science:The Elegant Universe (v angleščini)