Visatos likimas(santūriai)

Pradėjo .L.U.T.H.O.R., liepos 22, 2013, 22:29:17

« ankstesnis - sekantis »
Žemyn

.L.U.T.H.O.R.


Atradau savo referatą kažkada rašytą apie tai kas laukia mūsų visatos ir galvoju pasidalinsiu, bus gal kam kaip anekdotas ar šiaip skaitalas :D Taigi:

Visatos likimas
by Šešėlis




Įvadas


Apie tai, jog Visata plečiasi, turbūt yra girdėjęs kiekvienas nors kiek astronomija besidomintis žmogus. Taip pat gal kažkur girdėta ir tai, jog plėtimasis vis greitėja. Jei kažkas apie tai ir nežinojo, tai tikrai apie šį reiškinį išgirdo prieš keletą savaičių, paskelbus šių metų Nobelio fizikos premijos laureatus. Po šio įvykio daugeliui turėtų pasirodyti aktualu, koks gi likimas laukia visatos. Dažnam kyla klausimai: Ar ji plėsis be galo? O gal plėtimasis liausis ir ji pradės trauktis? Žiniasklaidoje galime rasti įvairių teorijų atsakančių į šiuos klausimus, bet ar jos teisingos? Šio referato tikslas išaiškinti visa tai. Iš ko gi sudaryta visata ir kaip ir dėl ko vyksta jos plėtimasis? Ir galiausiai ar visata sulauks savo pabaigos, ar plėsis be galo.




Pradžia


Tūkstančius metų astronomai, bandė atsakyti į paprasčiausius klausimus apie visatos amžių ir dydį. Ar visata yra begalinė, ar kažkur yra jos kraštas? Ar ji egzistavo visada, ar atsirado kažkada praeityje. Į šiuos klausimus 1929metais padėjo atsakyti astronomas Edvinas Hablas (Edvin Hubble), atradęs jog visata plečiasi.


Trečiojo dešimtmečio pradžioje Hablas atliko daugybę „ūkų" stebėjimų. Kai kuriuose „ūkuose" jis aptiko kintamųjų ryškio žvaigždžių, vadinamų cefeidėmis. Šių žvaigždžių šviesio kitimo periodas labai glaudžiai koreliuoja su jų absoliutiniu ryškiu, taigi išmatavus periodą bei regimąjį ryškį, galima nustatyti ir atstumą iki žvaigždės. Atlikęs šiuos skaičiavimus, Hablas 1925-ųjų metų pradžioje įrodė, jog bent kai kurie „ūkai" yra per toli, kad galėtų būti Paukščių Tako dalis. Tai buvo galutinis argumentas, privertęs mokslo bendruomenę pripažinti, jog mūsų galaktika nėra vienintelė Visatoje.


Hablas nebuvo vienintelis, užsiiminėjantis „ūkų" stebėjimu. Dar gerokai anksčiau kitas amerikietis, Vestas Slaiferis (Vesto Slipher) nustatė, jog daugumos ūkų spektrai yra pasislinkę į raudonąją pusę; tai reiškia, kad ūkai nuo mūsų tolsta. Hablas, pasinaudodamas savo paties galaktikų nuotolių matavimais bei Slaiferio ir kitų mokslininkų surinktais raudonojo poslinkio (t.y. judėjimo greičio) katalogais, aptiko, jog toliau esančios galaktikos tolsta greičiau, nei artimos. Sąryšis tarp atstumo ir tolimo greičio pasirodė esąs tiesinis, t.y. greitis lygus atstumui, padaugintam iš tam tikros konstantos. Ši konstanta bei pats dėsnis pavadinti Hablo vardu.


Kai tik mokslininkai suprato, jog visata plečiasi, jie suvokė, kad anksčiau visata turėjo būt mažesnė. Kažkuriuo metu praeityje visata turėjo būti taško dydžio. Ši vieta vėliau pavadinta, didžiuoju sprogimu, buvo tik viso ko pradžia. Besiplečianti visata yra baigtinė ir laike ir erdvėje.  O ji nesubliūkšta dėl to kad plečiasi nuo pats atsiradimo pradžios. Besiplečiančios visatos idėja sunaikino visus paradoksus neleidusius ramiai gyventi astronomams iki pat 20-ojo amžiaus.




Visatos plėtimasis


Visatos plėtimasis dažnai yra klaidingai suprantamas. Visų pirma, plečiasi pati Visatos erdvė (didėja atstumas tarp bet kurių dviejų taškų), o ne objektai tolsta joje vienas nuo kito; tai paaiškina, kodėl labai toli esantys objektai gali nuo mūsų tolti greičiau už šviesą - tokių objektų negalime matyti, bet jų egzistavimas niekaip nepažeidžia reliatyvumo teorijos, kuri draudžia didesnį nei šviesa greitį erdvės atžvilgiu. Taip pat negalima „plėtimosi greičio" nusakyti metrais per sekundę ar kitais įprastais greičio matavimo vienetais; toks greitis priklauso nuo atstumo iki objekto, patį plėtimąsi aprašo Hablo konstanta arba jai atvirkščias dydis - Hablo laikas (beveik 14 milijardų metų), apytikriai nurodantis, per kiek laiko Visatos dydis padidėja e (2,7…) kartų. Trečia savybė - Visatos plėtimasis neturi centro arba, kitaip sakant, centru galima laikyti bet kurį tašką; nesvarbu kurią galaktiką paimsime atskaitos tašku, visos kitos galaktikos tols nuo jos tolyn pagal tą patį Hablo dėsnį.



Taip pat svarbu nepamiršti plėtimosi mastelio. Nes visatos plėtimasis negalioja santykinai mažais atstumais. Pavyzdžiui žiūrint į gretimas galaktikas, akivaizdaus plėtimosi nepastebėsime, nes galaktikos viena nuo kitos ne tik, kad netolsta, bet jos sudaro galaktikų spiečius


Galimi plėtimosi pabaigos modeliai


Yra daug teorijų kaip gali baigtis (ar nesibaigti) visatos gyvavimas, čia aprašytos tik pagrindinės, kurias galima dažniausiai sutikti skaitant literatūrą:


Pagrindinė teorija kuri aiškina visatos plėtimąsi ir yra tapusi kosmologinio modelio dalimi, teigia, kad didžiąją Visatos masės dalį sudaro tamsioji energija. Svarbiausias tamsiosios energijos bruožas - ji veikia taip, tarsi turėtų neigiamą slėgį, t.y. jos poveikis yra atvirkščias, nei gravitacijos. Taigi tamsioji energija stumia Visatą į šalis, kai tuo tarpu materija bando ją sulaikyti. Bet Visatai plečiantis, mažėja materijos tankis, todėl jos trauka taip pat silpsta. O tamsiosios energijos kiekis, taigi ir tankis, nekinta - tai dar viena svarbi jos savybė. Taigi tamsiosios energijos poveikis, laikui bėgant, tampa vis reikšmingesnis, todėl ir Visatos plėtimasis greitėja ir greitės visada.



Galima rasti ir alternatyvų, viena jų galėtume pavadinti didžiuoju plyšimu. Kai materijos tankis sumažės tiek, kad jos trauka pasidarys nykstamai maža, viskas pradės irti, kadangi atstumai tarp tolimiausiųjų struktūros dalių bus tokie didelis, kad dings visos fundamentaliosios jėgos.


Dar viena teorija paremta visatos plėtimusi vadinama, didžiuoju užšalimu. Taigi, jei visata plėsis be galo, vadinasi kartu ir vės. Kol galiausiai atvės tiek, kad nebus galimybių gyvybei išlikti. Panagrinėkime tai plačiau. Po keliasdešimt milijardų metų , degančių žvaigždžių bus vis mažiau, naujoms žvaigždėms susiformuoti taip pat truks dujų. Viskas kas liks, tai tik juodosios skylės, kurios taip pat išgaruos remiantis Hawking'o radiacija. Galiausiai visata pasieks tokią temperatūra, kai viskas sustos ir įvyks šiluminė visatos mirtis.



Ketvirtoji, bet ne ką mažiau reali alternatyva yra didysis susitraukimas. Jei visatos tankis būtų didesnis už kritinį tankį, tuomet traukos jėgos, sustabdytų visatos plėtimąsi ir ji pradėtų trauktis. Tuomet ji vėl susitrauktų iki vieno taško vadinamo singuliarumo tašku. Ir tuomet galbūt vėl įvyktų didysis sprogimas ir rastųsi nauja visata.


Išvados


Taigi apžvelgėme kai kuriuos galimus visatos plėtimosi pabaigos modelius. Pamatėme, kad jų yra visokių ir kuriuo remtis yra spręsti mums patiems. Bet nors abejonių dėl Visatos plėtimosi jau seniai nebėra, o plėtimosi greitėjimas taip pat pakankamai gerai patvirtintas, tačiau vienas dalykas lieka neaiškus, dėl kokių priežasčių vyksta plėtimasis ir ar jis kada nors liausis. Tad belieka laukti ir tikėtis, kad gal ne po metų ir ne po penkių, bet po keleto  dešimtmečių, mokslas tikrai atsakys ir į šį klausimą.


Aukštyn