Nastanak Univerzuma – II. deo

Postoje snažni dokazi da je univerzum imao početak koji je suštinski zasnovan na istim principima nuklearne hemije kakvu srećemo u zvezdama.

Nastanak Univerzuma - II. deo

Stablo nasleđa: potomci nasleđuju promene koje su doživeli njihovi preci

Brzina rađanja zvezda

Da je svemir oduvek prisutan, nove zvezde bi se rađale stalno. Rađanje zvezda bi se danas dešavalo potpuno istovetno kao i pre 1.000, 10.000, milion, ili 10 milijardi godina. Ipak, slike dalekog svemira koje nam šalje svemirski teleskop „Habl“ pričaju sasvim drugačiju priču.

Godine 1995. ovaj teleskop je uporno snimao daleki svemir. Punih deset dana teleskop je bio usmeren ka malom delu neba u sazvežđu Veliki medved. Gledano golim okom, ovo područje svemira je potpuno crno. Ipak, osetljivi instrumenti „Habla“ su uspeli da uhvate trag najbleđih galaksija koje su ikada uočene do tada. Svetlost koja potiče od tih galaksija je ka Zemlji krenula pre više od 12 milijardi godina. Snimci su ukazali na to, da je brzina rađanja zvezda bila čak deset puta veća pre nekoliko milijardi godina. Kako je vreme prolazilo, tako je i brzina rađanja zvezda opadala. Odatle su proistekli i neki veoma bitni zaključci: – najveći broj zvezda koje će ikada postojati već je nastao; – Sunce je nastalo na samom kraju eksplozije zvezdane populacije; – kako vreme teče, rađanje zvezda će se sve više smanjivati, sve do trenutka kada će i prestati, naprosto zato što će ponestati materijala.

Tako možemo reći da danas najveći broj zvezda u svemiru, zapravo, prolazi kroz svoje srednje godine (da li su i u krizi srednjih godina, teže je reći).

No, šta je to toliko važno u vezi sa brzinom kojom se zvezde rađaju? Upravo je to podatak koji dodatno ukazuje da je univerzum imao jasan početak. Ako hoćemo da studiozno ispitamo vezu zvezda i trajanja svemira, mogli bismo je okarakterisati kroz nekoliko jednostavnih stavova: – činjenica je da su zvezde nastajale velikom brzinom u ranom univerzumu, iz prašine i gasa; – činjenica je da brzina rađanja zvezda opada; – činjenica je da će sve zvezde prestati da gore i odumreti s vremenom; – univerzum je imao početak i vremenom će sve zvezde nestati; – činjenica je da univerzum umire i ne može sam sebe održati.

Brzina rađanja galaksija

Kada se beba rodi, ona ne ume odmah da hoda. Kako raste, prvo počinje da puzi, potom pokušava da se uspravi, da bi, napokon, načinila i prve, u početku nesigurne korake. Ti prvi koraci su veoma nespretni i nezgrapni, u poređenju sa kretanjem deteta koje ima 5 ili 10 godina.

U poređenju sa ljudskom bebom, kako onda izgleda i kako se ponaša beba galaksija na svom početku?

Pre svega, kod beba galaksija ne postavlja se pitanje hodanja. Ali, sa druge strane, njihova veličina i izgled jesu bitni. Dakle, kako su izgledale bebe galaksije pre nekoliko milijardi godina?

Snimci dubokog svemira koje je načinio teleskop „Habl“ pokazuju da bebe galaksije izgledaju mnogo drugačije od današnjih galaksija. Pre opisa tih beba galaksija, treba reći i to da su nastale nekih milijardu godina nakon „Velikog praska“. Postoje naučnici koji veruju da snimci koje pravi „Habl“ mogu pokazati neke od prvih beba galaksija.

Ti snimci pokazuju da su bebe galaksije u početku bile vrlo male, što se i moglo očekivati. Treba reći da ima i onih koji veruju da su ove bebe galaksije isprva bile daleko veće, a da mi vidimo samo središnji deo galaksije koja nastaje. Bilo kako bilo, s vremenom su galaksije rasle i dobijale spiralne „krakove“ i „izrasline“ raznih drugih oblika.

U redu. Ali, kako su to galaksije rasle?

Evo dva moguća načina:

  1. Galaksije se sudaraju i tako stvaraju jednu veću iz dve manje; „Habl“ je načinio mnoštvo snimaka sudaranja galaksija i to ne samo dve, već i više njih u isto vreme;
  2. 2. Beba galaksija uvlači gas i drugu materiju u sebe i tako raste; gas i materija potiču iz vremena „Velikog praska“, kada je materija rasuta širom univerzuma.

Podjednako bitno je bilo i otkriće da unutrašnja jezgra nekih velikih galaksija odaju izuzetno jaku svetlost. Ta izuzetna svetlost je posledica kvazara (energetski jako i veoma udaljeno aktivno galaktičko jezgro) iz ranog svemira. Nauka nam govori da su kvazari najsjajniji objekti u celom univerzumu. Izmereni sjaj samo jednog kvazara ravan je sjaju hiljada galaksija, sakupljenih zajedno.

I pored tog izuzetnog sjaja, kvazari su otkriveni tek nizom osmatranja iz 1960-ih.

U početku, najveći deo naučnika je verovao da su kvazari tačkasti izvori svetlosti, ali i radio-talasa. Danas se veruje da su kvazari nastali u središtima mladih galaksija. Njihova ogromna masa je privlačila i gutala zvezde i različiti razni svemirski otpad koji je kraj njih prolazio. Izuzetna vrelina ovog gigantskog sistema nastaje trenjem i tako stvara snažnu svetlost. Tako se galaksije iz ranog univerzuma prilično razlikuju od današnjih, „starih“ galaksija.

Ali, šta je toliko bitno u vezi sa bebama galaksijama?

Verovatno je najbitniji stav da su gotovo sve galaksije nastale u približno isto vreme (približno, u relacijama trajanja svemira, može da bude i više desetina, stotina hiljada godina, pa čak i par miliona godina). Od nastanka galaksija, do danas se nisu pojavljivale nove.

Oni koji se drže teorije „stabilnog univerzuma“ ne mogu objasniti ovu pojavu. Upravo ovo naglo rađanje beba galaksija ukazuje na to da je univerzum imao početak. Činjenice o bebama galaksijama bile bi sledeće: – činjenica je da su u ranom univerzumu nastajale bebe galaksije; – činjenica je da su kvazari veoma daleko i da su nastali u ranom univerzumu; – činjenica je da su rane galaksije rasle usled međusobnih sudara; – činjenica je da su galaksije menjale oblik od trenutka svog nastanka.

Postojanje beba galaksija govori da univerzum nije uvek postojao. Dakle, dokazi podržavaju tezu o početku univerzuma, a na osnovu životnog ciklusa galaksija.

Da bismo nastavili dalje, moramo se vratiti sa ivice poznatog univerzuma i mikroskopom zaviriti u unutrašnjost samog atoma.

Nastanak Univerzuma - II. deo

Čudesni atom

U trenutku dešavanja „Velikog praska“ nije bilo atoma. Jedina fizički prisutna materija su bile sićušne čestice, koje će jednom u budućnosti načiniti atome. Te sićušne čestice su nazvane subatomske čestice.

Nauka kaže da je u trenutku „Velikog praska“ bilo pretoplo da bi atomi opstali. Međutim, sa svakom sekundom, kako je vreme teklo, temperatura je brzo padala. Već nakon 3 minuta od „Velikog praska“, teže čestice su sačinile protone i neutrone. Kasnije, zajedno sa elektronima će stvoriti najprostije atome, vodonik i helijum.

S obzirom na to da je postojalo pravo izobilje čestica koje će zajedno stvoriti proste atome, teorija „Velikog praska“ pretpostavlja da je moralo nastati mnogo vodonika i helijuma. Naučnici koji proučavaju atome sračunali su da bi „Veliki prasak“ bio direktno odgovoran za stvaranje ranih atoma, od kojih su 75 procenata činili atomi vodonika, a 25 procenata atomi helijuma.

Takva procena potiče iz dobrog poznavanja nuklearnih reakcija koje nastaju tokom decenija sudaranja atoma u čestičnim akceleratorima.

Sada, zamislimo prelepu dugu, sa svetlošću razloženom na pojedinačne boje – crvenu, narandžastu, žutu, zelenu, plavu, teget i ljubičastu. Svetle boje nastaju usled rasipanja svetlosti po različitim spektrima (tj. po različitim talasnim dužinama), a naučnici koji se bave atomima koriste naprave poznate kao spektrometri da svetlost razdvoje, raseju i dobiju boje odvojene isto kao kod duge.

A sada, zamislimo Sunce. U Suncu postoje usijani atomi koji odaju svetlost. Svaki atom, bilo da je u pitanju vodonik ili helijum, odaje svetlost. Korišćenjem spektroskopa, naučnici su utvrdili da svaki atom ima svoju jedinstvenu šemu boja, nalik na sopstvenu dugu. Na primer, vodonikova „duga“ izgleda poput otiska prsta, dok je helijumova malo drugačija – i tako kroz ceo periodni sistem elemenata, od najlakših do najtežih atoma.

Tako, ako naiđete na neki nepoznati atom, možete saznati kakav je. Naučnici koji se bave atomima samo bi zagrejali taj atom i videli kakvu svetlost odaje, tj. kakva mu je „duga“. Tako bi tačno znali o kom se atomu radi.

Spektroskopskom analizom svetlosti koja dolazi sa Sunca ili sa neke druge zvezde, lako je moguće odrediti od kojih se atoma ta zvezda sastoji. Analizom svetlosti koja dolazi iz svemira naučnici su otkrili i sastav našeg univerzuma, koji se potpuno slaže sa pretpostavkama teorije „Velikog praska“.

Dakle, teorija „Velikog praska“, zajedno sa našim razumevanjem nuklearne hemije, navodi nas da očekujemo veliku količinu lakih elemenata poput vodonika i helijuma. I još jednom, teorija i praktična posmatranja se slažu.

Kako zvezda sagoreva, nuklearna fizika menja njene atome vodonika u atome helijuma. Tako, s vremenom nastaju sve teži i teži elementi. Za zvezde poput Sunca, nuklearni proces se završava sa helijumom i zvezda na kraju umire. Kod ekstremno velikih zvezda, proces nuklearne hemije se završava kada kombinacija elemenata dâ gvožđe. Kako se proces pretvaranja u gvožđe nastavlja, dolazi do drastičnih događaja. Ogromna zvezda doživljava svoj kraj tako što eksplodira, tokom pojave koja se naziva supernova.

Na osnovu ovog procesa, logika nam govori da, na kraju, ta velika količina vodonika mora da se smanji. Takođe, logika nam govori da univerzum nije postojao oduvek. I, ponovo, postoje snažni dokazi da je univerzum imao početak koji je suštinski zasnovan na istim principima nuklearne hemije kakvu srećemo u zvezdama.

Nastavljamo dalje, do tačke u kojoj ćemo naučiti da je, po svemu sudeći, naš univerzum postojao samo jednom kao takav i da polako odumire.

Čudni, zastrašujući (i, pri tome, ubrzavajući) univerzum

Do 1995. godine najveći broj naučnika je prihvatio teoriju „Velikog praska“ i na osnovu teorijskih predviđanja i na osnovu posmatranja. Ideja o svemiru koji se širi postala je opšteprihvaćeni postulat nauke. Podjednako opšte prihvatanje je doživela i ideja da bi, nakon početnih događaja iz „Velikog praska“, gravitacija usporila brzinu širenja.

Međutim, svet naučnih misli je čekalo naglo buđenje.

Nakon deset godina intenzivnog istraživanja i posmatranja dalekih supernova, dva nezavisna naučna tima („Supernova Cosmology Project“ i „High Z Supernova Search Team Project“) došla su do identičnog zaključka – da se uvećava brzina kojojm se univerzum širi. Ta ideja je bila toliko neočekivana, da je smesta dobila svoje mesto među astrofizičkim i kosmološkim teorijama, kao „ubrzavajući univerzum“.

Odjek ovakvog otkrića u široj naučnoj zajednici je bio veliki i vrlo glasan. Od tada potiče i fraza jednog od naučnika, da je ovaj univerzum čudan i zastrašujuć.

Međutim, kako možemo znati da se univerzum uvećava i to sve brže i brže?

Da bismo pronašli odgovor na ovo pitanje, moramo pogledati zvezde koje eksplodiraju i njihovo svetlo.

Kada se posmatra zvezda koja eksplodira, ona koju nazivamo supernova, uočava se da je svetlost koju odašilje toliko jaka, toliko svetla, da se vidi čak na drugom kraju univerzuma.

Kako je te eksplodirajuće zvezde moguće videti na tako velikim razdaljinama, one nam otkrivaju kakav je univerzum bio pre više milijardi godina. Mapiranjem, tj. beleženjem rastojanja do svake od zvezda koja eksplodira, uz spoznaju o njenoj brzini, saznajemo da se univerzum širi sve brže i brže.

Da bi dobili dokaz za ove tvrdnje, naučnici koji proučavaju svetlost zvezda koje eksplodiraju, tragaju za tri vrste podataka: – kakvi atomi nastaju pri eksploziji i evoluciji zvezda (zvezde koje pri eksploziji proizvode iste atome, po svemu sudeći, proizvode i isti stepen osvetljenosti, tj. luminoznosti); – koliko brzo se zvezda udaljava od nas (pri udaljavanju zvezde povećava se talasna dužina svetlosti koju odašilje); – da li je onda ubrzavajući univerzum zaista postojeći (ispitivanja nezavisnih naučnih timova ukazuju jasno na to)?

U redu, ali zašto je ubrzavajući univerzum toliko bitan?

Pre svega, treba reći da ima onih koji su verovali da će univerzum nastati, nestati i, potom, ponovo nastati. Ti ljudi su verovali da je takav „oscilirajući univerzum“ prošao kroz sledeći ciklus: – univerzum nastaje „Velikim praskom“; – univerzum se neko vreme širi, a onda širenje prestaje; – univerzum počinje da se urušava, sve dok se potpuno ne uruši u samoga sebe; – univerzum nastaje iznova sa novim „Velikim praskom“.

Po toj teoriji, ovakav niz događaja bi se dešavao iznova i to zauvek. Da je to tačno, univerzumu, u stvari, ne bi ni bio potreban neki formalni početak.

Međutim, „Ubrzavajući univerzum“ je uništio ovu teoriju. Mi sada znamo da će se univerzum zauvek širiti, što znači da se nikada neće urušiti u samog sebe i potom iznova nastati.

Može se sa dovoljno sigurnosti zaključiti da je univerzum postojao (i postoji) samo jednom; može se sa dovoljno sigurnosti zaključiti da je univerzum imao samo jedan početak; može se sa dovoljno sigurnosti zaključiti da univerzum umire i da će u narednom periodu postati mesto tame, ekstremne hladnoće i samoće.

Jedan i jedini univerzum za koji znamo da postoji, imao je početak i svakako će imati kraj. Samo, taj kraj neće biti katastrofično razaranje, velike eksplozije, samourušavanje, ili nekakav mistični intergalaktički sukob koji će spržiti sve u celoj vasioni.

Ne, kraj će biti nimalo romantičan, nimalo dinamičan, nimalo pesnički.

Zvezde će istrošiti svoje gorivo, svetlo će nestati, život odumreti i sve će jednostavno stati u večnom mraku. Entropija će nepogrešivo uzeti svoj danak.

Bog nije tvorac

A bog? Gde je mesto bogu u svemiru koji je nastao velikim praskom?

Jednostavno – nema ga.

I bez zalaženja u duboku vodu prepunu prepiranja između teista, deista, ateista i anti-teista, dovoljno je samo posvetiti malo pažnje razmišljanjima nespornog autoriteta na polju kosmologije i fizike, Stivena Hokinga (Stephen Hawking).

Sam Hoking je ranije tvrdio da „tvorac“ nije potpuno nekompatibilan sa naukom, u smislu da je, na primer, mogao stvoriti zakone fizike, ali da nikada neće učiniti ništa što bi prekršilo te iste zakone.

A vremenom, i njegovi stavovi, a posebno u vezi sa nastankom univerzuma, menjali su se do tačke u kojoj je potpuno izbacio mogućnost postojanja „tvorca“, makar i povučenog, makar i potpuno dobroćudnog.

Zaključio je da je i sam „Veliki prasak“ samo nepobitna posledica zakona fizike, spontani nastanak, i da apsolutno ne postoji potreba za pozivanjem boga u pomoć da bi univerzum trajao, menjao se i, jednostavno, postojao.

Nakon što je 1992. godine otkrivena planeta koja orbitira oko zvezde koja nije naše Sunce, okolnosti koje čine našu planetu, naše Sunce i naš položaj u svemiru jedinstvenim, postale su nešto manje takve, podižući, istovremeno, verovatnoću o postojanju drugih svetova sa životom, negde u daljinama vasione. Upravo to saznanje, uz tako univerzalni i tako genijalno primenljivi zakon gravitacije, uverili su i Hokinga da je sam pojam boga postao suvišan, zastareo i intelektualno štetan.

I, mada će za konačnu pobedu nauke nad praznoverjem biti potrebno još dosta vremena i dosta truda, svako novo otkriće i svako novo saznanje o mikrosvetu i makrosvetu, sve do tačke nastanka univerzuma u kome obitavamo, zapravo je, u figurativnom smislu, samo još jedan ekser više u sanduku u kome će biti sahranjena i poslednja iluzija koju religija nosi u sebi.

Autor: Marko Ekmedžić

%d bloggers like this: