Kako će se Svemir završiti? Trenutno kozmolozi imaju dva jednako mučna scenarija koja su prikazana za dugoročnu sudbinu Svemira. S druge strane, širenje Svemira moglo bi se neograničeno nastaviti zahvaljujući ubrzavanju tamne energije. Suočili bismo se s hladnom, usamljenom budućnošću dok druge galaksije odmiču u daljinu. Moj gost danas je Eric Linder iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley i on predlaže eksperimente koji bi nam mogli pomoći da saznamo koja od ove dvije sudbine nas čeka.
Slušajte intervju: Sudbina svemira (6,2 MB)
Ili se pretplatite na Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Možete li iznijeti dvije sudbine koje mogu čekati naš Univerzum?
Eric Linder: Pa, naša slika o tome kakva je sudbina Svemira zaista se dramatično promijenila u posljednjih 5-10 godina. Nekada smo mislili da je to prilično jednostavno, samo je pitanje koliko sadržaja bilo u Svemiru, koliko je bilo materije. Da je bilo dovoljno materije, tada bi gravitacijska privlačnost usporila Svemir u svom trenutnom širenju i u osnovi bi se ponovno urušila, a imali bismo i ono što neki ljudi nazivaju Veliki krč koji bi okončao naš Univerzum. A da nema dovoljno materije, ne bi bilo dovoljno gravitacije da uspori trenutnu ekspanziju i ona bi samo postala sve više i više difuzna - hladnije i usamljenije mjesto za život. 1998. godine ove dvije skupine znanstvenika otkrile su vrlo bizarna pojava da širenje Svemira nije usporavalo ni dramatično ili čak postupno, pod težinom materije u Svemiru, već je ubrzavalo. To je ubrzavalo. Nekako kao da baciš baseball u zrak znaš da će se na kraju usporiti, dostići vrhunac i obično se spustiti na Zemlju. Ako je bacate dovoljno teško, ona će sići u orbitu. Ali ovdje je Svemir bacio baseball u zrak, a sada kada baseball ubrzava sve brže i brže. Dakle, ovo je potpuno zbunjivalo znanstvenike, i bilo je potpuno suprotno onome što smo očekivali. Pod ovom novom slikom čini se da je sudbina Univerzuma da će se jednostavno proširiti zauvijek i zauvijek, postat će hladnije, difuznije, atomi će se sve više i više raširiti, udaljenost između galaksija će se povećavati. I mi ćemo imati sudbinu Svemira koja se ponekad naziva i "Toplinom smrću", gdje sve postaje vrlo hladno, nepomično i izolirano jedni od drugih.
Ali ovisi o tome što uzrokuje ovo ubrzanje. To je velika misterija. Moguće je da će nam fizika koja daje ovo ubrzanje odjednom otići, i u tom slučaju se vratimo na raniju sliku gdje bi se Univerzum mogao urušiti. Ili bi to moglo učiniti nešto potpuno bizarno, a mi ne znamo. Dakle, ovo je veliko pitanje koje želimo otkriti. Kakva je sudbina Svemira, ali pokušavam dokučiti koja je fizika u ovom ubrzanju.
Fraser: Zašto na to pitanje do sada nije odgovoreno? Nismo li dovoljno dobro pogledali supernove?
Linder: Tačno, kao što rekoh, ubrzanje ove ekspanzije otkriveno je tek 1998. I ljudi ne sjede na njihovim rukama, pokušavaju odgovoriti na to pitanje vrlo strastveno. Ako dobijemo više supernova, ove eksplodirajuće zvijezde možemo upotrijebiti poput vatrometa u Svemiru. Ako znamo da vatromet uvijek ugasi s istom energijom, s istom svjetlošću, možemo reći koliko su udaljeni po tome koliko nam se danas svijetle. I tako nam treba više tih supernova, a trebamo više i udaljenijih, tako da možemo mapirati povijest Svemira; širenje Svemira tijekom većeg vremenskog razdoblja. I ljudi to postepeno rade. U tijeku je nekoliko vrlo velikih projekata s teleskopima koji pokušavaju dobiti ono što je bilo na desetke supernova, a sada pokušavamo dobiti stotine supernova. Ali na kraju, da bismo zaista odgovorili na ta temeljna pitanja, trebat će nam tisuće supernova na velikim daljinama. Da bismo to postigli, trebat će nam promatranja iz svemira, tako da trenutno imamo jedan svemirski teleskop - svemirski teleskop Hubble - koji je pogodan za ovakve vrste promatranja i radi sjajan posao. To su najudaljenije supernove koje smo još otkrili; otprilike 10 milijardi godina u povijesti svemira, ali može ih vidjeti samo jedan po jedan. Dakle, ono što su znanstvenici predložili je da izgradimo novi svemirski opservatorij, novi teleskop u svemiru, nazvan SNAP (Supernova Acceleration Probe), i to će moći dobiti tisuće supernova vrlo učinkovito, vrlo brzo, videći ih izuzetno slabima i izuzetno duboko. I to je zaista zahvatilo maštu znanstvene zajednice. Nekoliko je preporuka Nacionalne akademije znanosti, raznih strukovnih organizacija, da će neka vrsta svemirskog opservatorija shvatiti: što ta tajanstvena fizika uzrokuje ovo potpuno neobično ubrzanje koje djeluje suprotno gravitaciji? Dakle, gotovo da je odbojna verzija gravitacije koja će stvarno preispitati sve udžbenike fizike. Stoga mnogo ljudi misli da uistinu trebamo ići naprijed s tim promatranjima, preciznijim opažanjima i mnogo više opažanja, poput ovih o kojima ste govorili. Trebamo samo poboljšati podatke koje već imamo, a tehnologija je dovoljno dobra da možemo izaći i to učiniti. Od nas traži samo da sjednemo i izgradimo stvar, pokrenemo je i pokušamo saznati ove odgovore.
Fraser: Čuo sam dosta prigovora o tome što bi mogla biti ta tamna energija. Kakve biste stvari tražili u svojim opažanjima koje bi se možda mogle usporediti s nekim tim teorijama koje su iznete?
Linder: Tako je djed svih koncepata tamne energije Albert Einstein iznio još daleke 1917. godine, što je nazvao kozmološkom konstantom. I tada se nije slagao sa zapažanjima pa je nakratko otišao u penziju. I svakih nekoliko desetljeća znanstvenici su to ponavljali, možda bi to moglo objasniti neka druga opažanja koja smo dali. A onda se vraća u penziju jer zapravo ne odgovara. Ali sada se čini da je možda vrijeme da se ovaj 90-godišnji koncept vrati iz Einsteina, jer on može dati ovo ubrzanje širenja svemira. Vrlo je jednostavna slika kako biste mogli postići ovo ubrzanje, ali to ne rješava sve. Postoje vrlo zbunjujući aspekti toga. Ono što biste pomislili da ste napravili neke naivne proračune jest da bi on trebao ubrzati Svemir, ali trebali smo početi ubrzavati Svemir još od prvog trenutka, a mi ne bismo imali Svemir koji danas vidimo da se to dogodilo , Zapravo ne bismo uspjeli dobiti zvijezde i galaksije i strukturu kakvu vidimo u Svemiru. I zato iz nekog razloga mora postojati mnogo slabije nego što bismo mislili kao svoju prirodnu vrijednost. Moguće je da je to odgovor, ali ne razumijemo zašto je tako slab, u odnosu na ono što mislimo da bi trebao biti. Da bi se to zaobišli, ljudi dolaze s tim drugim idejama, ovom idejom kvintesencije ili petom supstancom u svemir gdje djeluje poput kozmološke konstante, ali vremenom varira, pa može početi vrlo slabo i sada već danas može dominirati širenjem Univerzuma. I tako je to atraktivna ideja, ali nitko zapravo nema prvu, osnovnu ideju kako to točno raditi. Sada je to koncept, ali detalji nisu razrađeni kako to proizlazi iz fizike. Dakle, to je nešto što nas može zanimati. Druga mogućnost je način na koji analiziramo podatke, govoreći, pa, gravitacija je privlačna sila, koju daje Einsteinova Teorija opće relativnosti. Možda se tamo nešto pokvari. Možda ono što vidimo je slom teorije gravitacije kako je razumijemo. Ljudi su smislili ideje koje uključuju, primjerice, dodatne dimenzije. Umjesto samo tri dimenzije u prostoru, možda će biti još nekoliko dimenzija u prostoru, a ta gravitacija postepeno nekako prolazi u tu dodatnu dimenziju u prostoru i to je čini slabijom, što će djelovati u suprotnosti s gravitacijom i dati nam ubrzanje , Dakle, imamo sve ove nevjerojatno uzbudljive mogućnosti za promjenu fizike i ne znamo koje su. I tako su nam potrebna ova vrlo detaljna promatranja mapiranja širenja Svemira, na primjer, putem supernova, tih eksplodirajućih zvijezda - a postoje i druge metode - da bismo stvarno pokušali i odlučili kako ćemo prepisati udžbenike fizike ; u kojem smo smjeru trebali započeti brisanje stvari i pisanje novih stvari. Dakle, nevjerojatno je uzbudljivo za znanstvenike koji imaju ovakve zagonetke.
Fraser: Kada se planiraju pokrenuti ove misije? Kada bi trebali raditi?
Linder: Dakle, NASA i američko Ministarstvo energetike složili su se da rade zajedno na stavljanju misije u orbitu. Opći naziv za njega naziva se Zajednička misija za tamnu energiju. Trenutno se rade studije o tome kako se može oblikovati takav svemirski teleskop. Nadamo se da će, ako dovoljno javnosti pokaže veliko zanimanje, i profesionalna društva - poput Nacionalnih akademija znanosti, koja su preporučila takvu misiju. Ako će i dalje podržavati ovo, nadamo se da ćemo moći ići naprijed i pokrenuti ga u roku od otprilike 6-7 godina. Dakle, vrlo je moguće da će učenici u školi sada znati odgovore za 6-7 godina o kojima trenutno niti jedan profesionalni znanstvenik nema ni najmanjeg pojma o tome što je odgovor. Tako da je uvijek vrlo uzbudljivo kad možemo učenicima reći i moći reći javnosti: stvari ćete znati 6-7 godina od sada, a mi trenutno nemamo pojma koji je odgovor. Bit ćete pametniji za 6 ili 7 godina nego što smo sada. Dakle, zaista je uzbudljivo nastojanje biti u sredini.
Fraser: A da ste imali svoj put, bi li to bila vatrena vruća smrt ili smrt hladnog smrzavanja?
Linder: Mislim da je glavna stvar koju bih želio da je to daleko. Dakle, znamo da krajevi Svemira neće biti najmanje 10-ak milijardi godina - otprilike u vremenskom trajanju koje smo već imali u Svemiru - tako da ništa ne treba da se bavimo preko noći, ali ja ne znam što bi bilo najbolje rješenje. Mogli biste tvrditi da je nešto poput prevrtanja Einsteinove Teorije gravitacije i samo sasvim novi okvir fizike i novi teritorij koji treba istražiti. To bi mogao biti najuzbudljiviji ishod u kojem se mogu pojaviti sve vrste različitih mogućnosti. Ali kao što aludirate, sudbina Svemira koja zaista plijeni našu maštu, od svih, od znanstvenika do školske djece.
