Odszkodowanie za dziurę w drodze
Stwierdzenie, i wiato przemieszcza si zawsze ze sta, niezmienn prdkoci, kwalifikuje si wspczenie do kategorii ‼truizm pierwszej kategorii”, warto jednak pamita o tym, e wbrew pozorom naukowcom wzgldnie pno udao si potwierdzi to podejrzenie, wysunite po raz pierwszy przez duskiego astronoma
Ole Rømera ju w XII wieku. O znaczeniu tej staej trudno dyskutowa – niejaki
Einstein opar chociaby na tej fundamentalnej staej gmach
Szczeglnej Teorii Wzgldnoci. Istniej co prawda wrd naukowcw i tacy, ktrzy raz po raz prbuj stao prdkoci wiata kwestionowa, s to jednak sporadyczne przypadki, ktre przez naukowe autorytety zbywane s machniciem rki.
Akceptacja niezmiennej prdkoci wiata, zupenie niezalenej od ruchu rda je emitujcego, wprowadza do wiata fizyki sporo zamtu i w konsekwencji zmusza nas do pogodzenia si z istnieniem niekiedy mocno nieintuicyjnych zjawisk w rzeczywistoci fizycznej, w ktrej dane jest nam istnie. Jedn z nich jest tzw.
dylatacja czasu – zjawisko polegajce na tym, e dokonujc pomiaru czasu w dwch ukadach odniesienia, z ktrych jeden porusza si wzgldem drugiego, nie otrzymamy identycznych wynikw. O ile na naszej wygodnej planecie ze wzgldu na jej maleko w kosmicznych skalach nieatwo o dowiadczenie dylatacji w sposb mierzalny, o tyle astronomowie posiadaj tutaj o wiele wiksze pole manewru – ogromne odlegoci dzielce obiekty kosmiczne pozwalaj testowa teori wzgldnoci do woli i jak dotd – o ile mi wiadomo – potwierdza tylko jej przewidywania z rosnc dokadnoci.
Zastanwmy si przez chwil, gdzie i w jaki sposb efekt dylatacji czasowej mgby manifestowa si w Kosmosie. Zgodnie z najbardziej prawdopodobn obecnie wersj zdarze Wszechwiat powsta ok. 13,7 miliardw lat temu w trakcie wielce tajemniczego wydarzenia, okrelanego jako
Wielki Wybuch. Od tego czasu Wszechwiat, znw zawierzajc twierdzeniom naukowcw, stale podlega ekspansji, wicej nawet, ekspansja ta od bliej nieokrelonego momentu w przeszoci zdaje si przyspiesza. Piszc o dylatacji czasu znowu wspomniaem, e decydujcym zaoeniem zwizanym z tym zjawiskiem jest to, i jeden z ukadw odniesienia musi porusza si wzgldem drugiego. czc te dwa fakty otrzymujemy tym samym najwspanialsze laboratorium eksperymentalne, jakie tylko sobie mona wymarzy – staje si nim cay Wszechwiat.
Ekspansja Wszechwiata powoduje, e (z kilkoma wyjtkami w lokalnej czci Wszechwiata) wszystkie galaktyki zdaj si oddala od Drogi Mlecznej, im taka galaktyka bardziej odlega, tym wiksza jest prdko, z jak obiekt ten zdaje si ucieka w dal. Poniewa wiato przemieszcza si, jak pamitamy, ze sta prdkoci, co dziwnego zdaje si zachodzi w takich warunkach z nim samym – wiato docierajce w bezchmurne noce do zwierciade teleskopw na naszej planecie ma do pokonania coraz wiksz odlego a poprzez ekspansj samej przestrzeni fale elektromagnetyczne ulegaj wydueniu, tzw.
przesuniciu ku czerwieni (‼redshift”). Im wiksze poczerwienienie wiata docierajcego z odlegego obieku, tym wiksza jego odlego od Ziemi.
Dylatacja czasu w tym przypadku oznacza jednak co jeszcze – nie tylko dochodzi do poczerwienienia wiata odlegych galaktyk, zgodnie z teori Einsteina bowiem zachodzce w nich zdarzenia musz ‼trwa duej” w naszych oczach. Nie bez powodu uyem cudzysowu – zjawiska te przebiegaj w takim samym czasie jak w kadym innym miejscu Wszechwiata (zakadajc, e przed wieloma miliardami lat przykadowo supernowe wybuchay w taki sam sposb jak obecnie), jednak ze wzgldu na sta prdko wiata oraz ekspansj Wszechwiata ziemski obserwator rejestruje co innego. Eksperymentalnie potwierdzono zjawisko dylatacji czasu we Wszechwiecie na podstawie supernowych – naukowcy podejrzewali, e bardzo odlege supernowe musiayby bledn zauwaalnie wolniej ni supernowe ktre eksplodoway, zamy, w poowie drogi do supernowej odleglejszej. Zaleno t udao si zarejestrowa, rzeczywicie wraz z rosnc odlegoci supernowe zdaj si przechodzi kolejne etapy swej ewolucji odpowiednio wolniej.
Zawsze jednak znajdzie si taki jeden z drugim, kto dry gbiej i gbiej oraz psuje harmoni w rajskim wiecie fizykw. Kim takim okaza si niedawno niejaki
Mike Hawkins, pracujcy w
Royal Observatory of Edinburgh (Wielka Brytania). Czy to z braku zaj czy te w ramach najprawdziwszej pasji astronom ten zabra si za nieatwe zadanie – przeanalizowa dane obserwacyjne dotyczce ok. 900
kwazarw, zebrane w cigu ostatnich 28 lat.
Kwazar to obiekt mimo wszystko cigle jeszcze tajemniczy – s to najodleglejsze chyba obiekty kosmiczne, jakie jestemy w stanie zaobserwowa, wszystko to dlatego, e s to rda promieniowania o ogromnej mocy i jasnoci caych galaktyk. Jak podpowiada sama nazwa (pochodzca od angielskiego ‼quasar”, bdcego znowu skrtem od ‼quasi-stellar radio source”, czyli ‼pozornego gwiezdnego rda radiowego”) mamy do czynienia z czym, co w pewnym sensie przypomina zwyk gwiazd. Chwileczk, powiecie, pojedyncza gwiazda ktr widzimy z odlegoci miliardw lat wietlnych? Oczywicie, niewykonalne to zadanie, niemniej jednak kiedy odkryto pierwsze kwazary, do czego doszo ju w XIX wieku, sdzono rzeczywicie, e chodzi o gwiazdy, znajdujce si we wntrzu naszej Galaktyki. Jak okazao si z czasem, nic bardziej mylnego.
Wikszo galaktyk, jak uwaa si dzisiaj, posiada w swym centrum
supermasywn czarn dziur. W kontekcie naszych rozwaa najwaniejsze jest, e owe monstra zachowuj si w sposb bardzo zrnicowany – czasem, jak w przypadku naszej Drogi Mlecznej, wiemy tylko, e s, bowiem smacznie pi i ich aktywno jest niemal zerowa, czasem jednak staj si niezwykle aktywne i wwczas staj si centralnym elementem kwazarw wanie. Jak obecnie przypuszczamy kwazary to hiperaktywne jdra pewnego rodzaju galaktyk, w ktrych centralna czarna dziura dosownie ‼wpada w sza” i poera zachannie ogromne iloci materii. Materia ta, zmierzajc na swej drodze bez powrotu ku czarnej dziurze, zostaje podgrzana do gigantycznych temperatur, co skutkuje znowu emisj potnych iloci promieniowania. Wiemy wic, czym z grubsza s kwazary. Biorc pod uwag to, co napisaem o supernowych powyej, wydaje si by logicznym, e podobna zasada zwizana z dylatacj czasu powinna odnosi si rwnie do kwazarw. I tutaj wspomniany wczeniej Mike Hawkins powiada stanowczo: nie.
Ku zaskoczeniu astronoma przeprowadzona przez niego analiza danych wykazaa, e okresowo zachowania kwazarw wydaje si by identyczna w przypadku kwazarw w odlegoci ok. 6 miliardw lat wietlnych oraz kwazarw niemal dwa razy dalej si znajdujcych, bo w odlegoci 10 miliardw lat wietlnych. Stwierdzenie to jest do kopotliwe, bo trudno zaprawd poda powd, dlaczego kwazary wanie miayby by tymi obiektami, ktre wyamuj si z ram teorii wzgldnoci.
Sam Hawkins w miar ostronie wysun kilka propozycji ze swej strony – mona podzieli je na bardzo… ‼odwane” oraz ‼mniej odwane”. Pierwsza z nich brzmi naprawd rewolucyjnie: Wszechwiat po prostu si nie rozszerza. Majc jednak z jednej strony pojedyncz analiz Hawkinsa, z drugiej za niezliczone obserwacje potwierdzajce fakt ekspansji, trudno wry temu pomysowi wielkie powodzenie. Troch lejszego kalibru, cho cigle do drastyczne, jest stwierdzenie, i kwazary po prostu nie znajduj si w odlegociach takich, na jakie wskazuje ich poczerwienienie.
Sensowniejsze wydaje si w tym kontekcie – mimo to cigle mocno kontrowersyjne – zaoenie, e tak naprawd mamy do czynienia ze zudzeniem optycznym: na drodze wiata pomidzy kwazarem a Ziemi znajdowa si musz do kompaktowe (wielkoci gwiazdy?) obiekty, ktre znieksztacaj rejestrowany obraz i ‼pojaniaj” odlege kwazary. Wydaje si to do kuriozalne – skoro mowa o setkach kwazarw, badanych przez Hawkinsa, musielibymy zaoy, e albo niezwykle dziwny przypadek ustawi owe tajemnicze obiekty dokadnie midzy nami a kwazarami, albo te… obiektw tych jest bez liku.
I w tym wanie tkwi haczyk – jeli obiekty te rzeczywicie faszowayby obserwacje kwazarw, musiaoby ich by tak duo, e caa ciemna materia Wszechwiata zmagazynowana byaby wanie w nich. Najlepszym kandydatem wg Hawkinsa s tutaj tzw.
pierwotne czarne dziury, ktre miay zgodnie z niektrymi teoriami powstawa tu po Wielkim Wybuchu. Sk w tym, e wikszo naukowcw niechtnie podchodzi do takiego pomysu – przewaajca ich ilo wierzy, e ciemna materia to raczej jakie egzotyczne czstki, nie czarne dziury.
Przyznam szczerze, e praca Hawkinsa wydaa mi si mocno intrygujca – na chwil obecn nie istnieje adne sensowne wytumaczenie dla dokonanego przez niego odkrycia. Nie jestem co prawda wielbicielem ‼przeomowych” rozwiza tej zagadki – sdz, e Wszechwiat i tak si rozszerza i kwazary niewiele w tym zmieni – jednak z przyjemnoci poczekam na kolejnych badaczy, prbujcych wyjasni tajemnic.
rda:
Link 1Link 2Wywietl peny artyku
zanotowane.pldoc.pisz.plpdf.pisz.plmizuyashi.htw.pl