Увод
Пре око 13,8 милијарди година, свемир је, како знамо, почео. Овај тренутак, познат као Велики прасак, је када се сам простор брзо почео ширити. У време Великог праска, свемир који се може посматрати (укључујући материјале за најмање 2 билиона галаксија) уклапа се у простор испод једног центиметра. Сада, свемир који се може посматрати има 93 милијарде светлосних година и још увек се шири.
Много је питања о Великом праску, посебно о ономе што је дошло пре њега (ако ништа друго). Али научници знају неке ствари. Прочитајте неколико најнезаборавнијих открића о почетку свега.
Универзум се шири
До 1929. године, порекло универзума је у потпуности везано митом и теоријом. Али те године, предузимљиви астроном по имену Едвин Хуббле открио је нешто веома важно о свемиру, нешто што би отворило нове начине разумевања његове прошлости: Цела ствар се шири.
Хуббле је своје откриће направио мерењем нечега што се назива црвено померање, а то је помицање ка већим, црвеним таласним дужинама светлости које се виде у веома удаљеним галаксијама. (Што је предмет удаљенији, то је црвени помак израженији.) Хуббле је открио да се црвено померање линеарно повећава са даљином у далеким галаксијама, што указује да свемир није непомичан. Шири се, свуда, све одједном.
Хуббле је могао да израчуна брзину ове експанзије, што је број који је познат и као Хуббле Цонстант, преноси НАСА. Управо је ово откриће омогућило научницима да екстраполирају леђа и теоретизирају да је свемир једном био затрпан малом тачком. Први тренутак његовог ширења назвали су великим праском.
Космичко микроталасно позадинско зрачење
У мају 1964. године, Арно Пензиас и Роберт Вилсон, истраживачи из Белл Телепхоне Лабораториес, радили су на изградњи новог радио-пријемника у Нев Јерсеију. Њихова је антена непрестано скупљала чудно зујање које је изгледало као да долази одасвуд, стално. Мислили су да су то голубови у опреми, али уклањање гнезда није учинило ништа. Ни њихови други покушаји да смање сметње. Најзад су схватили да хватају нешто стварно.
Оно што су открили, испоставило се, била је прва светлост универзума: космичко микроталасно позадинско зрачење. Ово зрачење датира отприлике од 380.000 година после Великог праска, када се универзум коначно охладио да фотони (таласасте честице које чине светлост) могу слободно да путују. Откриће је давало подршку теорији Великог праска и појму да се универзум проширио брже од брзине светлости у свом првом тренутку. (То је зато што је космичка позадина прилично уједначена, што сугерира глатко ширење свега одједном.)
Мапа неба
Откриће космичке микроталасне позадине отворило је прозор у порекло универзума. 1989. НАСА је лансирала сателит зван Цосмиц Бацкгроунд Екплорер (ЦОБЕ), који је мерио ситне варијације позадинског зрачења. Резултат је била "бебина слика" универзума, према НАСА-и, која показује неке од првих варијација густине у свемиру који се шири. Ове минисуле варијације вероватно су створиле шаре галаксије и празан простор, познат као космичка мрежа галаксија, који данас видимо у свемиру.
Директни докази о инфлацији
Космичка микроталасна позадина такође је омогућила истраживачима да пронађу "пушку за пушење" за инфлацију - ону масивну експанзију брже од светлости која се догодила на Великом праску. (Иако Еинстеинова теорија специјалне релативности држи да ништа не иде брже од светлости кроз свемир, то није прекршај; сам простор се проширио.) Године 2016, физичари су објавили да су у неким од њих открили одређену врсту поларизације или усмерености. космичка микроталасна позадина. Ова поларизација је позната као "Б-модови". Поларизација у режиму Б била је први директни доказ гравитационих таласа из Великог праска. Гравитациони таласи настају када се масивни предмети у свемиру убрзавају или успоравају (први који су икада откривени потицао је од судара две црне рупе). Б-модови пружају нови начин да директно испитају рано ширење универзума - и можда да схватимо шта га је покренуло.
Без додатних димензија за сада
Једна последица открића гравитационог таласа била је та што је омогућило научницима да траже додатне димензије, изван уобичајених три. Према теоретичарима, гравитациони таласи би требали бити у стању да се прелазе у непознате димензије, ако те димензије постоје. У октобру 2017. научници су открили гравитационе таласе приликом судара две неутронске звезде. Измерили су време које је било потребно таласима да путују од звезда до Земље, и нису пронашли никакве доказе о вансеријском цурењу.
Резултати, објављени у јулу 2018. године у часопису Цосмологи анд Астропартицле Пхисицс, сугеришу да ако постоје неке друге димензије, оне су сићушне - оне би погодиле подручја свемира мања од 1,6 километара. То значи да би теорија струна, која тврди да је свемир направљен од сићушних вибрирајућих струна и предвиђа најмање 10 тешких димензија, и даље могла бити тачна.
Експанзија се убрзава…
Једно од најчуднијих открића у физици је да се универзум не само шири, већ се убрзава.
Откриће датира још из 1998. године када су физичари објавили резултате неколико дуготрајних пројеката који су мерели посебно тешке супернове назване Суперновас типа Иа. Резултати (који су освојили истраживачи Саул Перлмуттер, Бриан П. Сцхмидт и Адам Г. Реисс Нобелова награда за 2011. годину) показали су слабије свјетло него што се очекивало од најудаљенијих ових супернова. Ово слабо светло је показало да се сам простор шири: Све у свемиру постепено се удаљава од свега осталог.
Научници називају покретача ове експанзије "тамном енергијом", мистериозним мотором који би могао да чини око 68% енергије у свемиру. Чини се да је ова тамна енергија пресудна за прилагођавање теорија о почетку свемира, која су вођена сада, попут оних које је направила НАСА-ова Вилкинсон микроталасна анизотропна сонда (ВМАП), инструмент који је створио најпрецизнију карту космичке микроталасна позадина још.
... Чак и брже од очекиваног
Нови резултати са телескопа Хуббле, објављеног у априлу 2019. године, продубили су загонетку свемира који се шири. Мерења из свемирског телескопа показују да је ширење свемира 9% брже од очекиваног из претходних опажања. За галаксије, свака раздаља од 3.3 милиона светлосних година од Земље значи додатних 46 миља у секунди (74 км у секунди) брже него што су раније предвиђале прорачуне, према НАСА.
Зашто је то важно за порекло универзума? Јер физичарима мора нешто недостајати. Према НАСА-и, можда су постојала три одвојена мрачна „експлозија“ током Великог праска и убрзо након тога. Ти рафали постављају позорницу ономе што данас видимо. Први је можда започео почетно ширење; секунда се можда догодила много брже, делујући попут тешке ноге притиснуте на универзалну папучицу за гас, узрокујући да се универзум шири брже него што се раније веровало. Коначна експлозија тамне енергије може да објасни убрзано ширење свемира данас.
Ништа од овога није доказано - још увек. Али научници то траже. Истраживачи са Универзитета у Тексасу у Аустин МцДоналд Обсерватори користе новоуређени инструмент, телескоп Хобби-Еберли, како би директно тражили тамну енергију. Пројектом, експериментом тамне енергије Хобес-Еберли-овог телескопа (ХЕТДЕКС), мјери слабу свјетлост из галаксија чак 11 милијарди свјетлосних година, што ће омогућити истраживачима да виде било какве промјене у убрзању свемира током времена. Они ће такође проучавати одјеке поремећаја у 400.000 година старом свемиру, створеним у густом супу честица које су чиниле све одмах након Великог праска. Ово ће такође открити мистерије ширења и објаснити тамну енергију која га је покренула.
