A világ sok titkot rejt a számunkra (pl:feketejukak,szupernovák,ősrobbanás,csillagok stb.)
1.A feketelyuk:
|
A fekete lyukak az univerzum legfélelmetesebb objektumai. Mindent bekebeleznek ami az útjukba kerül. Az elmúlt években azonban repedések keletkeztek a hagyományos elméleten. A kutatók az univerzum jobb megértéséért folytatott verseny során rádöbbentek, hogy a fekete lyuk nem is olyan fekete, és talán nem is lyuk. 1975-ben Stephen Hawking a Cambridge-i egyetemről arra a számításra jutott, hogy a fekete lyukak lassan, de elkerülhetetlenül felszívódnak. A quantummechanika törvényei szerint a virtuális testek és antitestek párjai folyamatosan kipukkadnak az űr ürességében. Hawking szerint a fekete lyuk gravitációs energiáját "kölcsönadja" a virtuális részecskéknek az eseményhorizont közelében. Ezek így valóssá válhatnak és elmenekülhetnek magukkal vive a pozitív energiát, úgynevezett Hawking sugárzás formájában. Idővel a fekete lyuk így "elvérzik" az űrben. Ez azonban egy paradoxonhoz vezetett. Míg a relativitás azt sugallja, hogy a fekete lyukba eső anyagról az információ elvész, a quantummechanika szerint az inkább elmenekül. Hawking szerint amíg energia elszökhet addig az információ nem. Tavaly azonban a tudós újragondolta az elméletét a fekete lyukak mozgatórugójáról. Ezt a húrelmélet ösztönözte, a quantummechanika és az általános relativitás elmélet egységesítésének törekvése. A már 20 éve élő elmélet szerint a tér-idő, és minden benne vibráló húrokból áll, melyek olyan kicsik, hogy alig van esélyünk létezésükről bizonyosságot szerezni. Vonzereje abban rejlik, hogy egységesíteni képes az általános relativitáselméletet és a quantummechanikát. A húr elméletet először a 90-es évek közepén alkalmazták fekete lyukakra. Andrew Strominger és Cumrun Vafa a Harvard egyetemről elkezdett dolgozni az információ paradoxonon, elképzelve, milyen lehet a fekete lyuk belseje. A kutatók rájöttek, hogy a húrelmélet lehetővé teszi, hogy a húrokból apró, sűrű struktúrákat és más tárgyakat hozzanak létre, melyek közül némelyik több mint három dimenziós. Ezek a struktúrák apró fekete lyukként működtek: gravitációs vonzerejük elnyelte a fényt. A húrok elhelyezési lehetősége a fekete lyukban meglepően nagy számú. Számításaik alátámasztották a húr elméletet. Az 1970-es években Hawking és Jacob Bekenstein a Princeton egyetemről kiszámították a fekete lyuk entrópiáját a quantummechanika segítségével. Egy tárgy entrópiájának mértéke nagyjából a benne levő információ mennyiségétől függ. Leginkább azon módszerek számát jelenti, ahogyan a tárgyat alkotó elemeket össze lehet rendezni. Érdekes módon a fekete lyukban levő húrok elrendezésénel lehetőségei számban megegyeztek a Hawking és Bekenstein által kiszámolt entrópiával. Ez azonban nem adott választ arra, hogy hogyan lehet elrendezni a húrokat. A múlt évben Samir Mathur az ohio-i egyetemről a kollégáival a húrok konfigurációjának lehetséges módjait vizsgálta a fekete lyukban. Arra jutottak, hogy a húrok egy nagy laza húrrá kapcsolódnak össze, mely sokkal nagyobb lehet mint az egy pontnyi méret. Mathur kutatócsoportja kiszámította a több húros fekete lyuk teljes fizikai méretét. Meglepetésükre mindegyik pontosan akkora volt, mint a hagyományos elmélet szerinti eseményhorizont. Ezek szerint azonban a kerek lyuk, fekete pont középpel elképzelés a fekete lyukról nem állja meg a helyét. A hagyományos elmélet szerint a sík horizontnak egyértelmű határai vannak. Azok az objektumok, melyek meghatározott ponton haladnak át meghatározott időpontban, garantáltan a fekete lyuk szingularitásában kötnek ki. Az új elképzelés szerint azonban a sík horizont egy "habzó" húrhalmaz nem egy éles határ. A húrhalmaz elmélet megkérdőjelezi azt is, hogy a fekete lyuk elpusztítja az információt. Mathur leírása szerint nincs szingularitás. A húrok sokasága egészen az eseményhorizontig ér. Eszerint az információ a húrokban tárolódhat és a kifelé menő Hawking sugárzással továbbadódik. Tehát mi is történik a fekete lyukba eső információval? Képzeljük el azt, amikor tejet öntünk a kávéba. Ha a kávét és tejet a régi elmélet szerinti fekete lyukba öntjük, azok szingularitásba kerülnek és elvesznek. Soha nem fogjuk látni az összekeverés eredményét. De ha a kávét és a tejet a Mathur féle húrhalomba öntjük, a kávé-tej keverékről az információ húr vibrációkba kódolódik át. A kijövő Hawking sugárzás részletes információt hordoz arról, hogy mi történt a kávé és a tej részecskéivel. Nincs információs probléma. Gary Horowitz a kaliforniai egyetemről és Juan Maldacena Princeton-ból szerint az információ valóban kikerülhet a fekete lyukból. Szerintük azonban a fekete lyuk közepe valóban hordozza a szingularitást. Szerintük az információ kvantum teleportáció során szabadulhat el. Ez lehetővé teszi egy részecske állapotának azonnali teleportálását egy másikba A legtöbb, amit egy fekete lyuk magában tarthat is csak egy része az információnak, minden más valószínűleg kiszabadul. De ahhoz, hogy a számítás működjön, fel kellett tételezniük, hogy a befelé eső anyag és a kifelé haladó sugárzás nem ütköznek össze. Ha ez ugyanis megtörténne, az megzavarná a teleportációs folyamatot. A kvantum-információ elméleti szakértői úgy gondolják, hogy ilyen jellegű zavarok könnyen keletkezhetnek. Ez problémát okozott Horowitz és Maldacena számára, de Seth Lloyd a Massachusetts-i technológiai intézetből kidolgozta, hogyan is oltják ki egymást az ilyen zavarok. De Gottesman és Preskill még egy kritikát közölt a teleportációs képpel szemben. Kimutatták, hogy a hatás lehetővé tenné a fénysebességnél gyorsabb kommunikációt, mely a relativitás elmélet szerint nem lehetséges. A teleportációs kalkuláció azon a feltevésen alapul, hogy a fekete lyukon belül minden anyag ugyanabban a kvantum státuszban van. Bár a kvantummechanika szerint lehetséges, hogy egy részecske hirtelen hatással legyen egy másik kvantum állapotára, ez nem alkalmas kommunikációra. Ha valaki, mondjuk "A" megméri a kvantum állapotát egy részecskének, mely kapcsolódik egy másik részecskéhez, amely a barátja, "B" kezében van, a mérés hatását azonnal közli "B"-vel, de ez semmiképpen nem történhet meg a fény sebességénél gyorsabban, mert "A"-nak el kell mondania milyen mérési módszereket alkalmazott a részecskén, mielőtt "B" dekódolhatná az általa tapasztalt változások jelentését. Ez az információ a normális úton kell kerüljön "B"-hez. Ha azonban "A" bedobja a részecskét egy fekete lyukba, a mérések azonnal a fekete lyuk kvantum állapotába szorulnak. Ez hatást gyakorolna a "B"-nél levő részecskére melyet "B" anélkül is meg tudna határozni, hogy "A" informálná. Gottesmann következtetése szerint a teleportáció elmélete nem működhet túl jól. A jelenség fejtörést okoz a Marylandi egyetemen dolgozó kvantumgravitációs elméleti szakértőnek, Ted Jacobsonnak is, aki szerint a fekete lyukba eső információ örökre elvész az azon kívül levők számára. A teleportációs elméletet nem tartja meggyőzőnek. Jacobson szerint a fekete lyuk belseje és külseje közötti kapcsolat olyan bonyolult a húrelmélet szerint, hogy senki nem lehet biztos benne, hogy kizárhatja annak lehetőségét, hogy az információ a mi tér-időnkön kívülre kerül. Az tehát, hogy az információ elszabadulhat-e a fekete lyukból vagy örökre megsemmisül, továbbra is élénk viták tárgya lesz. Az is elképzelhető, hogy egy harmadik lehetőség merül fel. A húr elmélettel szemben a hurok-kvantumgravitáció úttörő szemléletének követője többek között Lee Smolin a Kanadai Perimeter intézetből. Szerinte a tér-idő alkotóelemei a húroknál is kisebb hurkok. Az egymáshoz kapcsolódó hurkok nagyobb csomókat és hálózatokat alkotnak. A modell előnye, hogy a tér-idő maga is felépíthető ezekből a hálózatokból anélkül, hogy azokat feltételezni kelljen. Abhay Ashtekar a Pennsylvaniai állami egyetemről és Martin Bojowald a Max Planck Intézetből ilyen hálózatok felhasználásával készült fekete lyuk modellt tanulmányoztak. Azt találták, hogy az egyenletek, melyek a tér-időt leírják magában a szingularitásban is érvényesek. Ez egy a hagyományostól nagyon eltérő szemlélet, mely szerint a fizika törvényei nem érvényesülnek, ha a tér-idő összeomlik. Ez azt jelenti, hogy az az információ, mely eléri a szingularitást, túlélhet ott, kódolva a hurokhálózatban. Szerintük a fekete lyukban rekedt információ nem képes a Hawking sugárzással elszökni. De ha elég sokáig várunk, az információ túléli, és esetleg újra csatlakozik a világegyetemhez amikor a fekete lyuk elpárolog. Tehát bármelyik elméletet is szemléljük, a fekete lyukak korántsem olyan drámaiaik, mint amilyennek hisszük azokat. Végülis miért kellene félni egy nagy gombolyag húrtól? |
2.Az ősrobbanás:
Az ősrobbanás elméletével magyarázza a tudomány a Világmindenség keletkezését. Honnan jön ez az elmélet, mi az alapja?
A csillagászat, mint tudomány, nagyon gyönyörű, de a nagy része puszta agyalás, és semmi nem támasztja alá.
Talán a Doppler-effektust sokan ismerik. De legalábbis tapasztaljuk nap, mint nap: ha például elmegy mellettünk egy jármű, a hangja (menetzaj, duda, sziréna, stb.) hirtelen elmélyül.
Nyilván nem a hangja változott meg, hanem az észlelésünk függ a hangforrás sebességétől: a közeledő hangforrást magasabbnak, a távolodót mélyebbnek halljuk, mint amilyen az eredeti hang.
A fény is így viselkedik: a közeledő fényforrás kékül, míg a távolodó vörösödik az észlelő számára ahhoz képest, amilyen az eredeti fény.
Azért nem vesszük ezt észre a hétköznapokban, mert a fény közel egymilliószor gyorsabb a hangnál, tehát elég nagy (csillagászati) sebességeknél észlelhető ez a színeltolódás.
A kitérőt azért tettem, mert a fent említett Doppler-effektus az alapja az ősrobbanás-elméletnek. A csillagászok rengeteg olyan fényforrást találtak az űrben, amelyeknél ez a színképeltolódás a vörös színkép irányába történik, és csak nagyon keveset, ami a kék felé.
Ebből arra következtettek, hogy sokkal több távolodó objektum van, mint közeledő.
Utána elkezdtek gondolkodni, miért lehet ez: miért távolodik tőlünk ennyi objektum, miért vagyunk ennyire különlegesek?
Az első elrugaszkodás az észlelésektől akkor történt, amikor erre magyarázatot kreáltak.
Arra gondoltak, hogy talán nem csak tőlünk távolodik (szinte) minden objektum, hanem ugyanezt észlelnénk máshonnan is, vagyis minden mindentől távolodik!
Mint például egy nagy robbanás után a repeszdarabok...
Nos, innen idult az ősrobbanás-elmélet diadalútja. Azóta rengeteg "bizonyítékot" próbáltak keresni erre az elméletre. A mérések egy része igazolta, egy része nem.
Vagyis az egész elmélet onnan származik, hogy a csillagászati objektumok mai sebességének alapján elképzelték a folyamatot időben visszafelé: ha ma távolodnak az objektumok egymástól, akkor ez visszafelé nézve közeledés. Minél inkább a múltba megyünk, annál közelebb lehettek az objektumok egymáshoz... és innen csak egy lépés az az ötlet, hogy mindez egy pontból indult...
Ám ez utóbbi "vissza"-következtetés máig ellentmond a fizika ma érvényes törvényeinek.
Először is: a mai fizika nem képes kezelni a minden határon túl összezsúfolodó anyag modelljét, és magyarázattal sem tud szolgálni arra, hogy bármi is okozhatná az anyag (ősrobbanás előtti) egy ponttá zsugorodását, illetve arra sincs korrekt fizikai magyarázat, miért kezdene tágulni ez a rendszer.
Ám az ősrobbanás-elmélet gyenge pontját nem itt, hanem jóval előbb is meg lehet találni. Erre maga a fizika, és a tudományos megközelítés elve ad alapot.
Korábban említettem, hogy az ősrobbanás elmélete a Doppler-effektuson alapszik.
Nos, itt a Földön, illetve a Tejútrendszer közelebbi részein van arra lehetőség, hogy az objektumok mozgását egyéb módszerekkel is elemezzük, ám a távoli objektumok mozgásának ellenőrzése lehetetlen.
Miért?
Gondolkodjunk elsőre földi körülmények között. Tegyük fel, hogy állunk este a sötétben és feltűnik egy fénypont az égen, a távolban. Ha a fénypont nem pont velünk szemben mozog, az oldalirányú mozgás látványából máris látjuk az irányt, és a sebességére is következtetni tudunk.
Ám ha velünk pont szemben mozog, akár úgy is tűnhet, mintha állna. (Aki látott már repülőgépet szemből leereszkedés előtt, az tudja, milyen érzés.)
Azért nem tudjuk a velünk szemben mozgó egyetlen fénypont sebességét megbecsülni, mert nincs viszonyítási alapunk. Ha például egy motoros közeledne az úton egy lámpával, az úthoz viszonyított helyzetéből, a lámpa méretéből már tudnánk valamennyire következtetni, de még akkor is nehezen.
Egy autó esetében könnyebb: a két lámpa látszólagos távolságának változása segít a kocsi távolságának, abból pedig a sebességének megítélésében.
A csillagászati objektumok óriási távolsága miatt egyetlen fénypontot tudunk észlelni. Ezért az egyetlen támpontunk a fénypont mozgásának oldalirányú összetevője. Ebből, illetve a többi objektumhoz viszonyított látszólagos helyzetéből lehet következtetni a valódi helyzetére, távolságára, és abból a sebességére.
Még a Naprendszerünkön belüli objektumok térbeli elhelyezkedését sem igazán látjuk. Az éjszakai égbolt számunkra egy fekete háttér, és azon fénypontok mozognak... de fogalmunk sincs, milyen messzire vannak.
A csillagászati távolságok megítélése következtetések sorozata: Pozíció mérések, ezek összehasonlítása, végül a "fekete síkon" látható látszólagos mozgás modellezése a térben.
A távoli objektumok esetében NINCS támpontunk. SEMMI. Csak a fény, illetve az elektromágneses sugárzás műszereinkkel észlelhető frekvenciatartománya.
És mindezt még bonyolítja a téridő-szerkezet.
Elsőre még nem is hangzik bonyolultnak: mivel a fény sebessége állandó (az űrben), ezért az objektumokról érkező fény által látható információ az adott objektumnak azt az állapotát mutatja, amikor onnan elindult a fény.
A hétköznapokban ezt észre sem vesszük. Viharban például a villámlás fényétől számolt másodpercek harmada megadja a villámlás távolságát kilométerben. A számítás alapja a hang sebessége, ami kb. 330m/s, vagyis kb. 1km/3s.
Ám ebben a számításban nem vesszük figyelembe a fény sebességét, ugyanis pl. egy 3 km-re lévő villám fénye a másodperc százezred része alatt elér hozzánk. Ez az eltolódás elenyésző.
Még a Hold fénye is egy másodperc alatt elér hozzánk. A Holdra annakidején leszállt űrhajósok rádióadása is 1 másodperc késleltetéssel ért a Földre, de az irányítóközpont adása is ennyi idő alatt tette meg ezt a távolságot, tehát a kommunikációban ez 2 másodperc késleltetésnek tűnt.
A TV-ben a műholdas közvetítések során, amikor a riportert kérdezik, szintén észlelhető közel 1 másodperc késleltetés. Ez a műholdak nagy távolságából adódik: a rádióhullámoknak idő kell a műholdra, majd vissza; illetve mindez duplán, mert a riporter válasza is ugyanennyi utat tesz meg... ebből adódik össze a kb. 1 másodperc késleltetés (4-szeres Föld-műhold távolság).
Ha eltávolodunk a bolygónktól, az elektromágneses hullámok útja a Földig óriásira növekszik: a Nap fénye már 8 percig, a szomszédos csillagoké 2-4 évig(!), a Tejútrendszerünk másik széléről pedig közel százezer évig utazik a fény. Vagyis a Tejútrendszerünkből csak egy időben torzult alakzatot látunk: a távolabbi részeinek akár több tízezer évvel idősebb állapotát észleljük, mint a közelebbieknek!
Nos, és akkor még csak a saját Tejútrendszerünkről beszéltünk...
Az időbeli torzulás miatt még az a kép sem valós, amit látunk. Márpedig a nagyon távoli objektumokról csak az elektromágneses színkép ad információt. Mit lehet abból megállapítani?
Például a színképeltolódást. Amikor egy anyagban egy molekula fényt (elektromágneses rezgést) bocsát ki, ún. gerjesztett állapotban van. Nem keverek most ide kémiát is, de a lényeg, hogy az adott rezgés frekvenciája jellemző az adott molekula adott elektron-energiasávjára. Vagyis végeredményben adott fényt kizálólag adott anyag bocsájthat ki.
Elképzelhető, hogy megdöbbentek először a csillagászok, amikor a színképelemzésben olyan sávok jelentek meg, amilyen anyagot a Földön nem ismerünk...
Ekkor fedezték fel a színképeltolódást: ha a frekvenciatengelyen eltolták a sávokat, ismert anyagok színképét kapták.
És innentől kezdődött az ősrobbanás-elmélet kétes megszületése.
Az előzőek ismeretében már talán érezhető, mennyi bizonytalanság övezi a csillagászati méréseket, ami pusztán a Mindenség jellemzőiből következik. És akkor még a műszerek, a mérési módszerek torzító hatásáról még nem is beszéltünk.
A színképeltolódás felfedezésekor az első következtetés az volt: egyszerűbb a Doppler-effektussal magyarázni, mint idegen anyagokat feltételezni, melyek csak sáveltolódásban különböznek az általunk ismert anyagoktól.
A közelebbi objektumoknál, ahol a mozgást más módszerrel is lehetett ellenőrizni, szintén sikerült kimutatni (minimális mértékben) a színképeltolódást. Igaz, vegyesen kék- és vöröseltolódást, hiszen az objektumok egy része éppen távolodó, vagy éppen közeledő fázisban van... és ekkor jött egy óriási baklövés, a második következtetés:
Ha a színképelemzés a távoli objektumoknál kizárólag vöröseltolódást mutat, akkor ezek - a Doppler-effektus szerint - mind távolodnak tőlünk.
Miért írtam, hogy ez egy óriási baklövés?
A fenti következtetés feltételezi, hogy a színképeltolódás és a sebesség között a Doppler-effektus adja az összefüggést.
Márpedig ez nem igaz. Maga a tudomány ad rá alternatív magyarázatot.
Talán Albert Einstein gondolatkísérlete (elképzelt kísérlete) lehetett a következő:
Tegyük fel, hogy az űrben vagyunk, egy kabinban, amelynek belseje semmiféle kommunikációt nem tesz lehetővé kifelé vagy befelé (teljes Faraday-kalitka).
Ülünk egy széken, és egyszer csak azt érezzük, hogy egy erő egyre jobban hátrafelé beprésel minket az ülésbe.
Mi történhetett?
Ha ez egy autóban történik velünk, de nem látunk kifelé (és hang sem jön befelé), meg lennénk győződve róla, hogy az autó elindult, és a gyorsulás következtében présel a tehetetlenségünk az ülésbe.
Vajon itt is ez történt?
Einstein szerint az égvilágon semmiféle módszerrel nem tudjuk megkülönbözetni az említett kabin belsejében a következő két esetet:
1. A kabin egyre jobban gyorsul előre. (Valmilyen erő húzza vagy tolja).
2. A kabinra hátulról egyre nagyobb gravitációs erő hat, de a kabin ennek hatására nem tud elmozdulni (rögzítve van).
Hoppá! Igen, a gravitáció!
A tudomány már kísérletekkel bizonyította, hogy a gravitációs tér igen érdekes hatással van a téridőre is. Például úgy, hogy lassítja az időt.
Észrevehetően kimutatható időkülönbség keletkezik két atomóra között, ha az egyiket egy több emelet mély pincében, a másikat pedig egy felhőkarcoló tetején helyezzük el.
(A hölgyek kedvéért: a kimutatható azt jelenti, hogy a másodperc töredéke. Tehát nem lehet ezzel a korunkat még inkább letagadni. :) )
Mi köze a gravitáció időlassító hatásának a Doppler-effektushoz?
Hát az, hogy a sebesség is lassítja az időt... Bizony, Einstein bebizonyította, és a saját Naprendszerünkben méréssel is ki tudtuk mutatni: A Naphoz legközelebb keringő Merkur bolygóra nem érvényesek a klasszikus Kepler-féle bolygókeringési törvények, csak akkor, ha a képletekbe a relativisztikus (Einstein relativitás-elméletéből származó) időt írjuk bele.
Hol is tartunk?
Vagy egy csomó objektumunk, amelyeknek jó részét nem tudjuk a - csllagászati értelemben - közelünkben megfigyelni, csak a színképét tudjuk elemezni az elektromágneses sugárzása alapján.
És ezek mind vöröseltolódást mutatnak, különböző mértékben.
Mi okozhat tehát vöröseltolódást?
1. A távolodó sebesség. A vöröseltolódás mértéke arányos a sebességgel.
2. A gravitáció. (Az összefüggés az időeltolódás és a gravitációs gyorsulás között bonyolultabb.)
Tehát semmi nem indokolja az Ősrobbanás-elmélet létjogosultságát.
Olyannyira nem, hogy a feltételezett ősrobbanás során nem csak az anyag, hanem az energia is szét kellett, hogy repüljön. És az elektronágneses energia fénysebességgel terjed.
Tehát akkor kell lennie egy robbanási középpontnak, ahonnan az energia elindult, tehát arrafelé sokkal intenzívebb kell, hogy legyen, mint a robbanási ponttól távolabb.
Nos, erre vonatkozólag a csillagászok találtak ugyan egy ún. háttérsugárzást, amely viszont az űr minden irányában gyakorlatilag azonosnak mérhető.
Ebből az következik, hogy nem volt robbanási középpont.
Ebből az is, hogy nem volt robbanás.
Akkor nem távolodnak az objektumok sem, mert nincs miért.
Tehát nem tudjuk bizonyítani, hogy az Ősrobbanás megtörtént, mert a fizika két, egymástól eltérő, számunkra egyelőre ellenőrizhetetlenül különböző módon ad magyarázatot a vöröseltolódásra.
Nézzük, milyen következményei lehetnek ennek?
A csillagászok szerint a robbanás elmélete azt feltételezi, hogy a gyorsabban távolodó objektumok tőlünk messzebb vannak. Minél gyorsabbak, annál messzebb.
Ha a sebességre a vöröseltolódásból következtetünk, akkor a vöröseltolódásból a távolságot is arányosan meg tudjuk becsülni.
Az eddig megtalált legtávolabbi objetum (az előzőek szerint) közel 15 milliárd fényévnyire van tőlünk, vagyis a fény ezt a távolságot 15 milliárd év alatt tenné meg. (Emlékeztetőül: a saját Napunk 8 fénypernyire van tőlünk.)
Csakhogy nekem kétségeim vannak, hogy a csillagászok számoltak-e Einstein relativitáselméletével. Vagyis azzal, hogy a távolodó objektumnak a sebesség növekedésével növekszik a tömege. A nagyobb tömegnek nagyobb gravitációs tere van, a nagyobb gravitáció lassítja az időt, az idő lassulása pedig újabb vöröseltolódást okoz... vagyis kérdés, hogy a mért vöröseltolódás összes okát figyelembe vették-e? Vagy csak a Doppler-effektus hatását? Eistein relativitáselméletét vajon belekalkulálták?
Ugyanis ha a relativisztikus időlassulást a gravitációs mezőben eddig sem vették figyelembe, akkor kétségeim vannak, hogy a saját ősrobbanás-elméletükben ezt megtették volna.
Márpedig akkor a Mindenségről alkotott világképünk akkor sem jó, ha mégis az...
Ha vöröseltolódást a gravitáció is okozhatja önmagában, akkor lehet, hogy ezek az objektumok nincsenek is olyan messze. Ha nincsenek olyan messze, akkor a fény is hamarabb ideér, ami onnan származik, vagyis akkor nem annyira régi állapotukat látjuk, mint amennyit eddig gondoltak.
Hogy érthetőbb legyen: egy 15 milliárd fényévnyire lévő objektumnak pont 15 milliárd évvel ezelőtti állapotát látjuk. A saját Napunk, ugye, 8 fénypernyire van, tehát a 8 perccel ezelőtti állapotát látjuk... (Mikor is van akkor naplemente? ;) )
Összefoglalva: ha a vöröseltolódást a gravitációs mező (is) okozza, akkor
- nem távolodnak az objektumok?
- milyen messze vannak ezek az objektumok valójában?
- miért nagyobb a gravitációs tér (vagy volt akkor, amikori állapotukat látjuk) ott?
- mennyi idős, hogyan keletkezett a Világegyetem?
- nem volt ősrobbanás?
Érdekes, idevágó cikket találtam korábban, valakinek a blogjában volt rá hivatkozás.
Eszerint a Pioneer űrszondák, amelyeket még az űrhajózás hőskorában indítottak útjukra, hogy megvizsgálják a távolabbi bolygókat, mostanában elhagyták a Naprendszert... méghozzá úgy, hogy a fizika törvényei szerint számolt pályától egyre messzebb, egyre gyorsabban haladnak...
Ezek szerint mégsem mindenütt ugyanolyan a gravitációs tér, mint ahogy a Naprendszerben tapasztaljuk?
Lehet, hogy tényleg alaptalanul tulajdonítjuk a Doppler-effektusnak a vöröseltolódást?
3.most jön az eggyik kedvencem a Szupernovák:
A szupernovák működése
A szupernovák a Világegyetemben lezajló legnagyobb energiájú robbanások közé tartoznak. Egy-egy szupernova olyan fényes lehet, hogy túlfényli a teljes galaxisának csillag-milliárdját. A szupernova robbanás a csillag életútjának végső fázisában következik be, miután a rendelkezésére álló fúziós tüzelőanyagot mind felélte. A szupernovák működését egészen pontosan ugyan nem ismerjük, de a méréseket legjobban magyarázó modellek alapján két nagy családba oszthatóak be.
A II-es típusú szupernováknál a csillag magjának összeesése okozza a robbanást. Ezt a fúziós reakciók gyors egymást követő sorozata váltja ki. Miközben a hidrogén a fúzió során héliummá alakul hő termelődik. A nagyobb hőmérséklet és nyomás lehetővé teszi a nehezebb elemek fúziójának beindulását, sorra létrejön a szén az oxigén, neon és magnézium. Ezek további hőmérséklet és nyomásnövekedést eredményeznek, és egyre gyorsabb ütemben újabb és újabb fúziós reakciókat indítanak be. Létrejön a szilícium és a kén, majd belőlük a vas. A vas az atommagok között egy olyan végső állapotot jelent, amely fúzióval már nem alakul tovább, nem termelődik több energia, így a csillag vas magja összeroppan. Az események drámaian felgyorsulnak, ez az összeroppanás a csillag évmilliárdokban mérhető életéhez képest nagyon gyorsan, néhány óra alatt lejátszódik. Az összeroppanó vas mag helyére persze a csillag külső, könnyebb rétegei is elkezdenek bezuhanni. Közben azonban a csillag közepében a vas egy kis térfogatba zuhan be iszonyatos sebességgel, így felforrósodik és ismét kifelé kezd repülni. Ez a kifelé haladó vas-front találkozik a befelé zuhanó külső rétegekkel. Az ütközés rendkívüli erejű lökéshullámot hoz létre kiszórva a világűrbe a külső rétegeket.
Az I-es típusú szupernovák igazából két csillag kölcsönhatásából jönnek létre. A kisebbik csillag egy fehér törpe, amelynek olyan erős a gravitációs vonzása, hogy társáról anyagot tud elszívni. Ezzel persze saját tömege növekedésnek indul és előbb-utóbb eléri az úgynevezett Chandrasekhar határértéket ami Napunk tömegének 1.4-szerese. Ez a határ azt jelenti, hogy a fehér törpe csillag belső erői nem tudnak tovább a gravitáció hatásának ellenállni, instabillá válik, összeroppan és hatalmas robbanás jön létre miközben hőmérséklete 1 milliárd foknál is magasabbra emelkedik. Attól függően, hogy a társcsillag fejlődésének melyik fázisában van, a csillagászok megkülönböztetnek Ia, Ib és Ic szupernova típusokat.
A szupernovák kozmológiai szerepe
A szupernováknak két fontos szerepe is van a Világegyetemet uraló törvények szempontjából. A II-es típusú szupernovák leírásánál említettük, hogy a csillag életének normál fázisában csak a könnyű elemeket hozza létre, a nehezebb elemek a végső fázis során keletkeznek. A vasnál nehezebb elemeket azonban a csillagokban közönséges fúziós folyamatokkal elő sem lehet állítani, csak a szupernovák gigantikus robbanásának energiája tudja létrehozni. Mindazon nehéz elemek tehát amelyek bárhol a világegyetemben, akár Földünkön is megtalálhatóak mind szupernovák termékei.
A Hubble diagram projektben láthattuk, hogy a szupernováknak a kozmológiai távolság mérésben is nagy a jelentősége. Különösen az Ia típusú szupernovák alkalmasak leginkább erre. Mivel fizikájukat jól értjük, tudjuk hogy egy adott kritikus értéknél, a Chandrasekhar határértéknék következik be a robbanás. Ez leegyszerűsítve azt jelenti, hogy minden Ia típusú szupernova ugyanolyan, vagyis a robbanás és így az abból származó felvillanás abszolút erőssége is ismert. Az ilyen ismert abszolút fényességű objektumokat a csillagászok standard gyertyának nevezik. Kiderült, hogy ez az egyszerű kép ugyan nem teljesen igaz, az Ia típusú szupernovák abszolút fényessége nem mind egyforma, viszont ha lemérjük fénygörbéjét is – a csillag fényessége az idő függvényében – akkor ez alapján már pontosan megállapítható az abszolút fényesség, megmentve ezzel az Ia típusú szupernovák standard gyertya tulajdonságát.
A szupernovák nem csak standard gyertyák, hanem mint említettük, olyan fényesek, hogy az Univerzum nagyon távoli részéről is látszik fényük. Ha egy standard gyertyának ismerjük az abszolút fényességét, akkor az általunk látott fényességből könnyen ki tudjuk számítani távolságát. Ugyanakkor ha lemérjük vöröseltolódását, akkor a Hubble törvény pontosabb alakját, és ezen keresztül az Univerzumot leíró olyan fontos paramétereket határozhatunk meg, mint az Univerzum kora, összetétele, a tágulás gyorsulása.
4.A gravitáció elmélete:
Bodonyi László (1919-2001) szenzációs kísérletei indították el bennem az erős érdeklődést gravitáció iránt a 90-es években. A középiskolai, egyetemi tananyag lényegében nagyon keveset foglalkozik a gravitáció kísérleti oldalával. A gravitációs kölcsönhatás viszonylagos gyengesége miatt a gravitáció kísérleti vizsgálata mind a mai napig igen nehéz feladat, nagy gyakorlatot, körültekintést igényel. A gravitáció sikeres laboratóriumi kimutatása, a G gravitációs állandó első közvetlen kimérése az angol H. Cavendish (1710-1831) nevéhez fűződik, Newton gravitációs elméletének megszületése után mintegy száz évvel.
A fizika történetében ugyanis az első nagy lépést Newton tette meg a gravitációs törvény matematikai megfogalmazásával. A csillagászati megfigyelések, első sorban Kepler törvényei adták meg ehhez a segítséget. Sikerült a heliocentrikus világképet stabil alapokra helyezni.
Hazánk híres gravitációs tudósa Eötvös Loránd volt, aki kiváló munkát végzett mind elméleti, mind kísérleti téren. A kísérleti gravitáció területén világsikert ért el az ásványok, a nyersolaj földalatti kutatásához használt un. Eötvös ingáival. A tudomány szempontjából nagy elvi jelentősége volt a gravitáló és tehetetlen tömeg azonosságának (arányosságának) nagy pontosságú kísérleti igazolása. Ez Einstein általános relativitáselméletének fontos kísérleti alátámasztása, amelyet Einstein intuitív módon feltételezett. Később nagy elismeréssel nyilatkozott Eötvös kísérleti eredményéről.
Biztos vagyok abban, hogy a következő évtizedekben a gravitációs kutatások nagy lendületbe jönnek, mind kísérleti, mind elméleti téren.
Einstein általános relativitáselmélete
A második nagy jelentőségű lépés a gravitációval kapcsolatban Albert Einstein nevéhez fűződik, az általános relativitáselmélet geometriai képet ad a gravitációról és ezzel együtt sikerült megmagyarázni a gravitáció finomabb részleteit (ezek közül a legismertebbek: a Merkur bolygó lassú perihélium elfordulása, az idő lelassulása gravitációs térben és az ezzel kapcsolatos gravitációs vörös-eltolódás, a gravitációs hullámok létezésének kimutatása). Ami még hiányzik: a gravitáció kvantumelmélete, illetve annak kísérleti igazolása.
Mint minden nagy fizikai elméleti rendszert, az általános relativitáselméletet sem lehet lezártnak tekinteni. A fizika nagy eredményeit módosíthatják az újabb elméleti és kísérleti eredmények, a technikai fejlődés adta pontosabb mérések. Amit azonban feltétlenül kiemelendőnek tartok: Einstein ún. ekvivalencia elvét. Ennek kísérleti igazolását adta meg nagy pontossággal Eötvös Loránd. Az ekvivalencia elv tudományosan megfogalmazva azt jelenti, hogy minden gravitációs rendszer fizikailag teljesen ekvivalens egy hozzárendelhető gyorsuló rendszerrel és fordítva. Talán közismert a gyorsuló lift példája, mely Einstein „gondolatkísérlete” volt. Időközben a fizikusok az ekvivalencia elvet kettéválasztották: a „gyenge” ekvivalencia elv csak a mechanikai, gravitációs jelenségekre vonatkozik, az „erős” ekvivalencia elv viszont minden fizikai jelenségre. Az utóbbi részletesebben azt jelenti, hogy mechanikai, gravitációs, elektromágneses, kémiai, biológiai, bármilyen… kísérlettel sem lehet különbséget tenni a gravitációs és a gyorsuló rendszerek között.
Dinamikus gravitáció
Bodonyi László kísérletei annyira megtetszettek, hogy magam is elkezdtem kísérletezni egy kis vidéki csendes garázsban. Sikerült Bodonyi kísérleteit maradéktalanul megismételni, korszerűbb eszközökkel, elektronikus méréstechnikával. Nem volt célom a G pontosabb meghatározása, pedig ez világszerte égető probléma mind a mai napig. A G ugyanis az összes fizikai állandó közül a legkevésbé pontos.
Bodonyi gravitációs ingája kezdetben nagy fejtörést okozott, a hagyományos számítások ugyanis nem igazolták az inga jelentős mértékű kitéréseit. Sokhetes tévutak és töprengések után rájöttem a probléma megoldására. Bodonyi ingája ugyanis nem az ismert „sztatikus” gravitációt méri. A fizikai ingával mérhető gravitáció ugyanis a sebességfüggő dinamikus gravitáció. Sikerült megmutatni, hogy a fizikai inga a gravitációs energiacsere mérésére alkalmas eszköz. A Cavendish inga, ezzel ellentétben, csak a gravitációs erőt képes mérni. A fizikai ingával történő gravitációs mérések a gravitációs jelenségek teljesen új, eddig ismeretlen, színesebb arcának megismerésére vezettek
Kérdések:ha valamit még tegyek fel vagy kérdeztek valamit akkor irjatok nekem:email:capa12dom@citromail.hu