Strahospoštovanje zbujajoče vesolje

Kaj veliki pok pojasni – česa ne

VSAKO jutro je čudež. Globoko v jutranjem Soncu se vodik zliva v helij pri temperaturi milijone stopinj. Neverjetno močni rentgenski in gama žarki izhajajo iz Sončeve sredice v plasti, ki ga obdajajo. Če bi bilo Sonce transparentno, bi si ti žarki v nekaj palečih sekundah izžgali pot na Sončevo površino. Tako pa se namesto tega začnejo odbijati od atoma na atom Sončeve »izolacije« in postopno zgubljajo energijo. Minevajo dnevi, tedni, stoletja. Tisoče let kasneje to nekdaj smrtonosno žarčenje končno priseva iz Sončeve površine kot blag tuš rumene svetlobe – ne preti več, temveč je ravno pravšnje, da se Zemlja kopa v njegovi toploti.

Tudi vsaka noč je čudež. Druga sonca do nas prisvetlikajo skozi obsežna prostranstva naše galaksije. So mnogih različnih barv, velikosti, temperature in gostote. Nekatera so nadorjakinje, tako velika, da bi, če bi eno od njih usrediščili tam, kjer je naše Sonce, bilo to, kar bi ostalo od našega planeta, znotraj površine te nadorjakinje. Druga sonca so majhne, bele pritlikavke – manjše od Zemlje, a s tolikšno maso kot Sonce. Nekatera bodo mirno nadaljevala pot še milijarde let. Druga so tik pred tem, da eksplodirajo kot supernova, kar jih bo uničilo, in takrat za kratek čas sijejo bolj kot cele galaksije.

Starodavna ljudstva so o vesolju govorila v simbolih: o morskih pošastih in bojevanju bogov, o zmajih, želvah in slonih, o lokvanjevih cvetovih in spečih bogovih. Kasneje, med tako imenovano dobo razuma, so bogove potisnili vstran zaradi novo odkrite »magije«, računa in Newtonovih zakonov. Sedaj živimo v dobi, ko ni več stare poezije in legend. Otroci današnje atomske dobe kot svoj vzorec za vesoljstvo niso izbrali starodavne morske pošasti, niti Newtonovega »stroja«, temveč prežemajoči simbol 20. stoletja – bombo. Njihov »stvarnik« je eksplozija. Svojo vesoljsko eksplozijo imenujejo veliki pok.

Kaj veliki pok »pojasni«

Najpopularnejša različica te generacije glede ustvarjanja pravi, da od pred kakimi 15 do 20 milijardami let vesolje ni obstajalo, niti prazen prostor ne. Ni bilo ne časa, ne snovi, ničesar razen neizmerno goste, neskončno majhne točke, imenovane singularnost, ki je eksplodirala v sedanje vesolje. Med to eksplozijo je bilo v prvem delčku sekunde kratko razdobje, ko se je novorojeno vesolje širilo veliko hitreje kot potuje svetloba.

V prvih nekaj minutah velikega poka so se v obsegu vesolja začela zlivati jedra, kar je povzročilo sedaj merjene koncentracije vodika in helija ter vsaj nekaj litija v medzvezdnem vesolju. Čez morda 300.000 let se je žareča krogla, ki je obsegala vse vesolje, ohladila na malo manj kot je temperatura Sončevega površja. To je povzročilo, da so se elektroni lahko umestili v orbitale okoli atomov, in sprostilo izbruh fotonov oziroma svetlobe. Ta prvotni izbruh lahko danes izmerijo, čeprav se je zelo ohladil, kot sevanje vesoljskega ozadja na mikrovalovnih frekvencah, ki ustreza temperaturi 2,7 Kelvinaa. Pravzaprav je odkritje tega sevanja ozadja leta 1964 in 1965 prepričalo večino znanstvenikov, da na teoriji o velikem poku nekaj je. Teorija tudi trdi, da razloži, zakaj je videti, kot da se vesolje širi v vse smeri, in se tako oddaljene galaksije očitno zelo hitro odmikajo od nas in ena od druge.

Ker je videti, da teorija o velikem poku tako veliko pojasni, zakaj naj bi o njej dvomili? Zato, ker je tudi veliko takšnega, česar ne pojasni. Naj ponazorimo: starodavni astronom Ptolemej je postavil teorijo, da se Sonce in planeti gibljejo okoli Zemlje v velikih krogih ter hkrati delajo majhne kroge, epicikle. Videti je bilo, da teorija pojasni gibanje planetov. Ko so astronomi skozi stoletja zbrali več podatkov, so ptolemejski kozmologi lahko k njihovim epiciklom vedno dodajali nove in »pojasnjevali« nove podatke. Toda to še ni pomenilo, da je teorija pravilna. Končno je bilo podatkov za izračunavanje preprosto preveč, in druge teorije, na primer Kopernikova zamisel, da se Zemlja vrti okoli Sonca, je stvari pojasnila bolje in preprosteje. Danes je ptolemejskega astronoma težko najti!

Profesor Fred Hoyle je prizadevanja ptolemejskih kozmologov, da bi ob novih odkritjih skrpali svojo propadajočo teorijo, povezal s prizadevanji verujočih v veliki pok, da bi svojo teorijo obdržali na površini. V svoji knjigi The Intelligent Universe je napisal: »Raziskovalci so se predvsem trudili za to, da bi prikrili nasprotja v teoriji o velikem poku, da bi oblikovali zamisel, ki je postala celo bolj zapletena in nerodna.« Potem ko je opozoril na jalovo uporabo epiciklov, s katerimi je Ptolemej hotel rešiti svojo teorijo, je nadaljeval: »Ne obotavljam si reči, da so se sedaj nad teorijo o velikem poku zgrnili črni oblaki. Kot sem omenil že prej, izkušnje kažejo tole: ko vzorec dejstev postavimo pred teorijo, si ta redko opomore.« (stran 186)

Revija New Scientist, 22., 29. december 1990, je ponovila podobno: »Ptolemejsko metodo so zelo uporabljali do [. . .] kozmološkega modela velikega poka.« Nato pa vpraša: »Kako naj zares napredujemo v fiziki elementarnih delcev in kozmologiji? [. . .] Glede povsem spekulativne narave nekaterih naših najbolj negovanih domnev moramo biti bolj pošteni in odkriti.« Sedaj množično prihajajo nova opažanja.

Vprašanja, na katera veliki pok ne odgovori

Eden večjih izzivov velikemu poku so opazovanja s popravljeno optiko Hubblovega vesoljskega teleskopa, s katerim lahko merijo razdalje do drugih galaksij. Novi podatki teoretike osupljajo!

Astronomka Wendy Freedman in drugi so nedavno uporabili Hubblov vesoljski teleskop, da bi izmerili razdaljo do galaksije v ozvezdju Device. Freedmanine meritve kažejo, da se vesolje širi hitreje, in je torej mlajše, kakor so menili prej. Pravzaprav novi podatki »namigujejo, da je vesolje staro le osem milijard let«, je lanskega junija poročala revija Scientific American. Čeprav se osem milijard let zdi zelo dolgo razdobje, pa je to samo pol toliko, kolikor so do sedaj menili, da je vesolje staro. To pa povzroča poseben problem, saj, kot omenja poročilo, »drugi podatki kažejo, da so nekatere zvezde stare vsaj 14 milijard let«. Če se bodo Freedmanine številke obdržale, se bo izkazalo, da so te postarane zvezde starejše kot sam veliki pok!

Še en problem za veliki pok je nepretrgano kopičenje dokazov za »mehurčke« v vesolju, ki so veliki 100 milijonov svetlobnih let, z galaksijami na zunanji strani in praznimi prostori na notranji. Margaret Geller, John Huchra in drugi s Harvard-Smithsonovega centra za astrofiziko so odkrili, kot so to sami poimenovali, veliko steno galaksij kakšnih 500 milijonov svetlobnih let po dolžini preko severnega neba. Druga skupina astronomov, ki so postali znani kot Sedem samurajev, je odkrila dokaz za raznoliki vesoljni skupek, ki mu pravijo Veliki privlačevalec, je pa v bližini južnih ozvezdij Hidre in Kentavra. Astronoma Marc Postman in Tod Lauer verjameta, da mora onstran ozvezdja Orion ležati nekaj celo večjega, kar povzroča, da stotine galaksij, z našo vred, teče v tisto smer kakor splavi na nekakšni »reki v vesolju«.

Vse te strukture begajo. Kozmologi pravijo, da je bil sunek velikega poka glede na sevanje ozadja, ki ga je baje pustil za sabo, izredno blag in enakomeren. Kako je lahko takšen blag začetek pripeljal do tako masivnih in zapletenih struktur? »Velika skupina sten in privlačevalcev, ki so jih nedavno odkrili, še povečuje skrivnost, kako se je lahko toliko struktur oblikovalo v samo 15 milijard let starem vesolju,« priznava Scientific American – problem, ki postane še težji, ko Freedmanova in drugi izračunano starost vesolja še bolj zmanjšajo.

»Manjka nam temeljni element«

Zaradi Gellerjinih tridimenzionalnih kart tisočih kepastih, zamotanih in mehurčkastih galaktičnih aglomeracij si znanstveniki vesolje slikajo drugače. Gellerjeva se ne pretvarja, da to, kar vidi, razume. Videti je, da je njeno veliko steno nemogoče pojasniti samo z gravitacijo. »Pogosto čutim, da nam pri tem, ko skušamo razumeti to strukturo, manjka kakšen temeljni element,« priznava.

Gellerjeva svoje dvome še okrepi: »Jasno je, da ne vemo, kako bi velike strukture povezali z Velikim pokom.« Razlage vesoljnih struktur na temelju trenutnih kart neba še zdaleč niso dokončne – so bolj nekaj takšnega, kot če bi poskušali kartografirati cel svet na podlagi karte Rhode Islanda, ZDA. Gellerjeva je nadaljevala: »Nekega dne bomo morda ugotovili, da delov ne dajemo prav skupaj, in ko jih bomo, se nam bo zdelo tako očitno, da se bomo spraševali, kako je mogoče, da na to nismo pomislili že veliko prej.«

To pa vodi do največjega vprašanja: Kaj naj bi povzročilo veliki pok? Strokovnjak kot je Andrei Linde, eden od ustanoviteljev zelo priljubljene inflacijske različice teorije o velikem poku, odkrito priznava, da se standardna teorija tega temeljnega vprašanja ne loteva. »Prvi in glavni problem je obstoj velikega poka,« pravi. »Kdo se morda sprašuje: Kaj je bilo pred tem? Če vesoljskega časa takrat ni bilo, kako se je lahko vse pojavilo iz nič? [. . .] Pojasniti to začetno singularnost – kje in kdaj se je vse začelo – je še vedno najbolj trdovraten problem sodobne kozmologije.«

Članek revije Discover je nedavno sklenil, da »noben razumen kozmolog ne bi trdil, da je Veliki pok končna teorija«.

Pojdimo sedaj ven ter opazujmo lepoto in skrivnostnost zvezdnatega oboka.

[Podčrtna opomba]

[Okvir na strani 5]

Svetlobno leto – vesoljski meter

vesolje je tako veliko, da bi bilo meriti ga z miljami ali kilometri enako, kakor če bi razdaljo od Londona do Tokia merili z mikrometrom. Primernejša enota za merjenje je svetlobno leto, razdalja, ki jo svetloba prepotuje v enem letu oziroma približno 9,460.000,000.000 kilometrov. Ker je svetloba najhitrejša stvar v vesolju in pride do Lune že v 1,3 sekunde in v 8 minutah do Sonca, se zdi svetlobno leto zares velikansko!