|
[[Slika:Izstreljena puščica.jpg|thumb|300px|right|Izstreljena puščica na lokostrelskem tekmovanju z modernim lokom na mehansko prožilo]]
Še pred sto leti si znanstveniki niso bili gotovi, ali je sistem naše Rimske ceste z nekaj sto milijardami zvezd edini v vesolju, ali pa gre pri šibkih meglicah, kot je tista v ozvezdju Andromeda, za podobne zvezdne sisteme daleč izven naše Rimske ceste.
'''Lokostrelstvo''' je veščina streljanja [[puščica|puščice]] z [[lok (orožje)|lokom]] v [[tarča (šport)|tarčo]], ki jo je človek nekdaj uporabljal za [[lov]] in [[bojevanje]], v novejši dobi pa kot [[šport]]no aktivnost. Lokostrelstvo je bilo del [[Poletne olimpijske igre|poletnih olimpijskih igre]] med letoma 1900 in 1912, od leta 1972 pa je ponovno del poletne olimpijade.
{{kategorija v Zbirki|Archery}}
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je bil največji zrcalni teleskop na svetu reflektor z 2,5 metrskim zrcalom v observatoriju na Mt. Wilson v Kaliforniji. Z njim je bilo na robovih Andromedine meglice mogoče razločiti posamezne zvezde. Tako je postalo očitno, da poleg naše Rimske ceste obstajajo še druge galaksije, kot otoki v neskončnih prazninah vesolja. S tem so odškrnili vrata v globine vesolja. To je polno takšnih galaksij, velikanskih zvezdnih sistemov različnih velikosti in oblik. Veliko jih je spiralnih, druge so eliptične, veliko je nepravilnih. Svetloba teh galaksij potuje do nas milijone in milijarde let. Galaksije se družijo v manjše in večje skupine, ki spet tvorijo ogromne jate. V določenem smislu so to vesoljski zidaki. Skupine, jate in super jate galaksij tvorijo satje vesoljske materije. Velikanski zidovi ali obzidja iz jat galaksij zajemajo ogromne praznine ali Voids, kot jih imenujejo po angleški besedi za prazen prostor ali praznino. S sodobnimi teleskopi je dandanes mogoče zaznati galaksije, ki so oddaljene prek deset milijard svetlobnih let. Veliko dlje ne bomo nikoli videli, saj je pogled v neskončne daljave vesolja tudi pogled v preteklost. Ker je vesolje staro slabih štirinajst milijard let, nobena zvezda ali zvezdni sistem ne more biti bolj oddaljen. Kajti prve zvezde in galaksije so nastale približno 200 milijonov let po vprašljivem prapoku, začetku našega vesolja.
{{sport-stub}}
Einsteinova največja bedarija?
Po težnostnem zakonu Isaaka Newtona (1643–1727) se mase privlačijo. Tudi galaksije podležejo temu zakonu. Vesolje torej ne more biti stabilno. Nekoč se mora zrušiti vase. Ker pa nam zvezde doslej niso padle na glavo, nekaj ne more biti v redu, je mislil Albert Einstein (1879–1955), in v gravitacijski obrazec takoj vnesel popravek. Označil ga je z grško črko Λ (lambda), zato govorimo o faktorju ali členu lambda. Opisuje neko abstraktno silo, neke vrste antigravitacijo. Einstein je z njim hotel vesolje nekako stabilizirati.
[[Kategorija:Športi]]
Toda dva ameriška astronoma P. Hubble in kolega Milton Humason, sta v prvi tretjini prejšnjega stoletja odkrila, da galaksije bežijo narazen, da se vesolje širi. To širjenje najbrž izhaja iz prvotnega zagona, ki ga je materija dobila ob prapoku. Vesolje torej sploh ni stabilno, ampak leti narazen. Einsteina je bilo sram, torej je očitno po nepotrebnem hotel popraviti Newtonov gravitacijski zakon (kar so že poprej velikokrat poskušali in še vedno poskušajo). To dejanje je imenoval "največji nesmisel v življenju", ne da bi slutil, da se bo njegov člen Λ spet prikazal iz pozabe.
[[Kategorija:Lokostrelstvo|*]]
Kmalu pa se je pojavilo vprašanje: se vesolje večno širi, ali pa se bo širjenje nekoč ustavilo in se bo vesolje spet zrušilo vase, dokler ne bo doseglo izredne gostote in vročine? Odgovor na to vprašanje je načeloma enostaven. Treba je samo primerjati mase galaksij z njihovo kinetično energijo. Če vržemo kamen v višino, ga Zemljina težnost zavre, postaja vedno počasnejši, dokler se končno ne ustavi in pade nazaj na zemljo, kamor prileti z enako hitrostjo, kot smo ga vrgli v višino. Čim večja je začetna hitrost, tem višje pride kamen. Če kamen vržemo z določeno hitrostjo, se ne vrne več. To hitrost imenujemo ubežna hitrost. Za Zemljo je 11,2 km na sekundo, kar je 40 320 kilometrov na uro. Če hočemo potovati na Luno ali Mars, mora raketa imeti najmanj to začetno hitrost.
Podobno je z vesoljem. Pri določeni hitrosti širjenja, se bo razletelo za večno. Da bi ugotovili, ali se bo širjenje neskončno nadaljevalo, ali pa se bo nekega bolj ali manj daljnega dne spremenilo v krčenje, moramo poznati količnik širjenja, tako imenovano Hubblovo število in maso vesolja, torej njegovo poprečno gostoto snovi v njem. Obe vrednosti je, oziroma je bilo težko ugotoviti. Pri vsakem širjenju obstaja kritična gostota, ko je kinetična energija enaka potencialni gravitacijski. To je mejna vrednost ubežne hitrosti, širjenje se ustavi šele po neskončno dolgem času.
Bodočnost vesolja
Kmalu so ugotovili, da pomenijo vidna snov in tista, ki jo lahko neposredno opazujemo ter medzvezdna snov in črne luknje, kvečjemu deset odstotkov kritične gostote. Da bi zapolnila vesolje ne zadostuje tudi še vedno nedognana temna snov. Njen delež pri srednji gostoti materije je celo precej pod kritično gostoto. Tako so si prizadevali najti še neko skrito snov, ki deluje težnostno, saj ekspanzijski faktor precej natančno ustreza parabolični meji z mirovanjem nekoč v neskončnosti.
Nekaj se vseeno zdi jasno: vesoljska snov zavira širjenje, čeprav ga ne more zaustaviti. Tako je povzročilo veliko začudenje spoznanje, ki je od 1998. leta postajalo vedno bolj očitno, da se širjenje vesolja v končnem času ne le ne bo ustavilo, ampak, da se bo še pospeševalo, skratka, da se vesolje širi pospešeno! Kako so do tega prišli in kdo ali kaj žene vesolje vedno hitreje narazen?
Če hočemo izmeriti hitrost širjenja vesolja, moramo pogledati vanj kolikor mogoče globoko. Povedano natančneje, moramo ugotoviti oddaljenost in hitrost daljnih galaksij. Od leta 1998 se zdi jasno, da je bila stopnja širjenja, tako imenovani Hubblov parameter, nekoč, torej pri bolj oddaljenih galaksijah, manjši kot danes in, da se torej širjenje pospešuje. To so spoznali z opazovanjem supernov. Te so idealni miljniki za določanje primarne oddaljenosti zelo oddaljenih galaksij. Po eni strani so to najsvetlejši objekti v vesolju, saj lahko postanejo tako svetle kot sto milijard Sonc, torej kot cela galaksija. Po drugi strani pa je njihov dejanski sij dobro znan in zelo malo "sipajo", predvsem supernove vrste Ia. Če se v kakšni galaksiji pojavi takšna supernova, je mogoče iz izmerjene navidezne svetlosti izračunati njeno oddaljenost, s tem pa oddaljenost vse galaksije. Če poleg tega izmerimo še rdeči premik v njenem spektru, ugotovimo, kako hitro se oddaljuje od nas. Tako je mogoče ugotoviti, kako hitro se širi vesolje, pa tudi, ali se je hitrost širjenja v zgodovini spremenila.
Od leta 1997 je že veliko skupin znanstvenikov raziskovalo veliko supernov, oddaljenih pet milijard, torej pet tisoč milijon svetlobnih let. To je oddaljenost približno do polovice poti do prapoka. Rezultati so bili presenetljivi, toda neovrgljivi: obstoječa snov širjenja ne zavira (podobno kot zavira zemeljska težnost kamen, vržen v zrak), ampak postaja vedno hitrejše. Če je tako, mora obstajati neka sila, zaradi katere se širjenje povečuje. Ker pa o njej ne vemo nič, razen da spodbuja širjenje vesolja, ji pravijo "temna energija". Deluje odbijajoče, je torej neke vrste antigravitacija. Prav to nalogo pa ima tudi člen Λ, ki ga je samo teoretično uvedel Einstein. Imenujejo ga tudi "vesoljska konstanta", čeprav nihče ne ve, ali se ni v milijardah let vesoljske zgodovine morda le spreminjala. Tako ima Einstein v nekem smislu spet prav. Vsekakor pa je člen Λ dokaz več, kako velik genij je bil.
Brbotajoča praznina
Skladno s splošno znano Einsteinovo formulo E = mc2, mora temna energija imeti tudi maso, to pomeni, da deluje tudi težnostno. Povzroča, da je povprečna gostota vesolja danes skoraj enaka kritični. Kot kažejo meritve vesoljskega sevanja iz ozadja, ki sta ga izmerila satelita Cobe in Wmap, pripada levji delež, namreč 73 odstotkov, temni energiji. Vseeno prispeva 23 odstotkov nedorečena temna snov, medtem ko predstavlja "normalna" snov, atomi in znani elementarni delci (fotoni in nevtrini) samo štiri odstotke k srednji gostoti vesolja. Z drugimi besedami: poznamo samo 4 odstotke snovi, iz katere je vesolje. Temno snov in temno energijo poznamo samo po njunem učinku težnosti – po privlačnosti in odbojnosti.
Po spoznanjih kvantne mehanike je pojav temne energije preprosto lastnost praznega (!) prostora. Zato govorimo o kvantnem vakuumu, ki vsebuje vakuumsko energijo, saj klasična fizika ne pozna absolutno praznega prostora. V moderni fiziki je vakuum prostor, kjer imajo energijska polja najnižjo raven. Če to stanje definiramo kot "raven nične energije", se moramo sprijazniti, da obstajajo negativne gostote energije – energijske vrednosti nenehno nihajo med plus in minus. To stanje dobro opisuje "kvantna vakuumska fluktuacija". Kvantni vakuum je območje umišljenih delcev, ki po potrebi lahko postanejo realni. Da je tako, je dokazal holandski fizik Hendrik Brugt Casimir (rojen leta 1909 v Den Haagu) z učinkom, ki se po njem imenuje Casimirjev učinek. Casimirjev učinek pravi, da nastopi pri dveh do absolutne ničle ohlajenih planparalelnih ploščah, ki ju približamo do nekaj tisočink milimetra, pritisk kvantnega vakuuma, ki ju tišči skupaj. Casimirjev učinek so dokazali tudi s poskusi. Učinek temelji na valovni dolžini kvantiziranege vakuuma in nima nič skupnega s težnostjo ali z elektrostatičnimi silami plošč.
Temna energija ima torej dve lastnosti, deluje tako odbojno, glede na svojo gostoto energije pa tudi prispeva k delovanju težnosti. V zelo zgodnji fazi vesolja (samo 10-35 sekunde po prapoku) je bila veliko večja – namreč za 1.10122 potenc! Govorimo o napačnem vakuumu, ki je razpadel v času inflacije (do 10-32 sekunde) in nam podaril tako snov, ki jo poznamo, kot tudi temno materijo. Preprosto rečeno je snov/materija zamrznjena ali kondenzirana energija. S širjenjem vesolja se gostota snovi zmanjšuje s tretjo potenco, gostota sevanja pa celo s četrto. Za temno snov pa to ne velja. Ostaja konstantna in počasi toda vztrajno prevzema vodilno vlogo, kar vodi do pospešenega širjenja vesolja.
Kdo pa ve, ali današnji kvantni vakuum v kakšni novi fazi prehoda na globljo raven energije v morda samo kvintilijonu (= 10-30) sekunde nenadoma ne bo razpadel? Toda tega ne bi občutili, saj bi elementarni delci razpadli veliko hitreje, kot bi mogli naši živci posredovati sporočilo o katastrofi v možgane. To je seveda čista špekulacija, medtem ko o obstoju temne energije skoraj ni dvoma, saj je pospešeno širjenje vesolja vidno.
Kaj pa temna energija konkretno je, danes še nihče ne more povedati.
|
