Bezgalība. Iedomājieties brīdi, kad naktī paceļat acis pret debesīm. Tur, tālu virs pilsētu uguņiem un ikdienas steigas, mirgo tūkstošiem zvaigžņu, katra no tām ir kā sena vēstule, kas sūtīta pirms miljoniem gadu.
Tomēr šis mirdzošais klājums ir tikai plāns plīvurs, kas sedz patieso realitāti. Kosmoss jeb Visums nav tikai tukša telpa; tā ir dzīva, pulsējoša un neaptverami milzīga substance, kas slēpj noslēpumus, kuri liek apstāties pat drosmīgākajai iztēlei.
Bezgalība, novērojamais Visums.
Mūsu redzesloka robežas.
Kad mēs runājam par Visuma izmēriem, zinātnieki parasti izdala divus jēdzienus. Pirmais no tiem ir novērojamais Visums. Tas ir kā milzīgs, gaismas izgaismots burbulis, kura centrā atrodamies mēs.
Tā robežas nenosaka fiziska siena, bet gan pats laiks un gaismas ātrums. Kopš Lielā Sprādziena brīža ir pagājuši aptuveni 13,8 miljardi gadu, un tieši tik daudz laika gaismai ir bijis, lai mērotu ceļu līdz mūsu teleskopiem.
Tomēr šeit slēpjas pirmais prātam neaptveramais pavērsiens. Lai gan Visums ir 13,8 miljardus gadu vecs, tā novērojamās daļas diametrs nav 27 vai 28 miljardi gaismas gadu. Tas ir 93 miljardi gaismas gadu. Iespaidīgi, vai ne tā!
Kā tas iespējams?
Atbilde slēpjas tajā, ka Visums nav statiska kaste; tas ir kā elastīgs audums, kas nemitīgi stiepjas. Kamēr gaisma no tālām galaktikām ceļoja pie mums, telpa starp mums un šīm galaktikām paspēja ievērojami paplašināties. Objekti, kuru gaismu mēs redzam tagad, šobrīd atrodas aptuveni 46,5 miljardu gaismas gadu attālumā jebkurā virzienā no Zemes.
Aiz apvāršņa.
Bezgalības iespējamība.
Bet kas atrodas aiz šīs neredzamās robežas? Tur sākas viss Visums, tā daļa, ko mēs, iespējams, nekad neieraudzīsim. Mēs nezinām, cik tālu tas sniedzas. Daži matemātiskie modeļi liecina, ka viss Visums varētu būt vismaz 250 reizes lielāks par mūsu “novērojamo burbuli”. Citi pētnieki iet vēl tālāk, pieļaujot, ka tas ir miljardiem reižu lielāks vai pat bezgalīgs.
Lai mēs spētu kaut nedaudz aptvert šos mērogus, izmantosim salīdzinājumu:
- Attālums no Zemes līdz Saulei ir nieka 0,000008 gaismas gadi.
- Līdz mūsu tuvākajai kaimiņa zvaigznei jālido 4 gaismas gadi.
- Mūsu mājas ir Piena Ceļa galaktika, kas stiepjas aptuveni 100 000 līdz 200 000 gaismas gadu platumā.
- Savukārt novērojamais Visums ir 93 000 000 000 gaismas gadu diametrā.
Tas ir tāpat kā salīdzināt vienu vienīgu smilšu graudiņu ar visiem planētas okeāniem kopā… un tad atskārst, ka aiz šī okeāna, visticamāk, plešas vēl bezgalīgi daudz citu ūdeņu.
Bezgalība, kosmiskā balona deja.
Kā telpa izplešas?
Viena no fundamentālākajām idejām, kas mainīja mūsu izpratni par pasauli, ir Visuma izplešanās. Cilvēki bieži kļūdaini iedomājas, ka galaktikas kā lodes lido cauri telpai prom no kāda sprādziena centra. Taču patiesība ir daudz dzejiskāka un reizē sarežģītāka.
Iedomājieties parastu, nepiepūstu balonu, uz kura virsmas ar flomāsteru sazīmēti mazi punktiņi. Šie punktiņi simbolizē galaktikas. Kad jūs sākat pūst balonā gaisu, virsma sāk stiepties. Punktiņi attālinās viens no otra nevis tāpēc, ka tie “skrietu” pa balonu, bet gan tāpēc, ka pati balona gumija starp tiem kļūst lielāka.
Šajā modelī ir svarīgi saprast trīs lietas:
- Nav centra: Nav tāda viena punkta, no kura viss sākās. No katra punktiņa skatupunkta šķiet, ka visi pārējie bēg prom tieši no tā. Katra galaktika savā ziņā jūtas kā Visuma centrs.
- Nav malas: Visums neizplešas “kādā tukšumā”, kas atrodas ārpus tā. Tas pats rada jaunu telpu starp objektiem.
- Gravitācijas enkuri: Lai gan telpa izplešas, mēs paši, mūsu planēta un pat mūsu galaktika neizplešas. Kāpēc? Jo tuvos attālumos gravitācija un atomu spēki ir daudz spēcīgāki par telpas stiepšanos. Tas ir kā mēģināt izstiept gumiju, kurai pa vidu pielīmēts ciets metāla gabaliņš — gumija stiepsies apkārt, bet metāls paliks nemainīgs.
Habla mantojums un gaismas krāsu maiņa.
To, ka Visums nav statisks, 1920. gados atklāja astronoms Edvins Habls. Viņš pamanīja dīvainu parādību jo gandrīz visas tālās galaktikas rādīja tā saukto sarkano nobīdi (redshift).
v=H0×d
Šī vienkāršā formula, ko sauc par Habla likumu, vēsta: jo tālāk galaktika atrodas (d), jo ātrāk tā no mums attālinās (v). Tas notiek tāpēc, ka gaisma, ceļojot cauri izplešamajai telpai, burtiski tiek “izstiepta”. Tās viļņa garums kļūst garāks, nobīdoties uz spektra sarkano galu. Tas ir līdzīgi kā ātrās palīdzības sirēnas skaņa kļūst zemāka, kad auto pabrauc jums garām un attālinās.
Mūsdienās zinātnieki joprojām strīdas par precīzu Habla konstantes (H0) vērtību. Pastāv neliela, bet intriģējoša nesaskaņa jeb “Habla spriedze” (Hubble tension) starp mērījumiem, kas veikti, pētot seno fonu starojumu, un mērījumiem, kas gūti no mūsdienu zvaigznēm. Tas nozīmē, ka Visums mums vēl gatavo pārsteigumus.
Tumšā enerģija.
Mistiskais paātrinātājs.
Visuma vēsture nav bijusi vienmērīga. Pirmajos miljardos gadu pēc Lielā Sprādziena izplešanās palēninājās. Gravitācija, ko radīja visa redzamā un neredzamā (tumšā) matērija, darbojās kā bremzes, mēģinot visu saturēt kopā.
Tomēr pirms aptuveni 5–6 miljardiem gadu kaut kas mainījās. It kā kāds būtu nospiedis kosmiskā paātrinājuma pedāli. Šo lomu uzņēmās tumšā enerģija — noslēpumains spēks, kas aizņem aptuveni 68–70% no visas Visuma enerģijas. Tā darbojas kā pretstats gravitācijai, spiežot galaktiku kopas vienu no otras arvien straujāk un straujāk.
Ko mēs zinām šodien?
Mūsu zināšanas par telpu un laiku joprojām papildinās, taču galvenie balsti paliek nemainīgi:
- Mēs redzam tikai daļu: Novērojamais Visums ir milzīgs (93 miljardi gaismas gadu), bet tas ir tikai logs uz kaut ko vēl lielāku.
- Telpa ir dzīva: Galaktikas nelido caur telpu; pati telpa “aug” starp tām.
- Nākotne ir klusa: Tā kā izplešanās paātrinās, tālās galaktikas galu galā attālināsies tik ātri, ka to gaisma vairs nekad mūs nesasniegs. Tās burtiski izdzisīs no mūsu debesīm, atstājot Piena Ceļu un tā tuvākos kaimiņus vientulībā.
Visums ir stāsts par nemitīgu kustību un izmaiņām. Ja rīt šī izplešanās pēkšņi apstātos, mēs ieraudzītu “iesaldētu” kosmosu, kurā katrs gaismas stars paliktu savā vietā. Taču šobrīd mēs joprojām esam daļa no šī varenā, straujā un bezgalīgi skaistā procesa, kas turpina mūs pārsteigt katru reizi, kad ieskatāmies objektīvā.
Galu galā mums, šķiet, ir jāatzīst, ka mēs neko nezinām par patieso Visuma sākumu. Un pat tad, ja mēs sliecamies uz ideju par mūžīgu multiversu, kam vispār nav īsta sākuma. Mēs nezinām, kāpēc ir kaut kas (vai kāpēc viss pastāv), nevis ir nekas. Arī par to mēs nevaram pateikt neko.
