| Ali točka v središču vesolja miruje in če ne, zakaj? |
Prevladujoči model razvoja vesolja je tako imenovani standardni model nastanka vesolja, po katerem je vesolje nastalo z velikim pokom. V začetnih trenutkih vesolja (in visokih temperaturah) so bili vsi elementarni delci v termičnem ravnovesju s posredniki interakcij (fotoni, bozoni Z, W). Ko se je vesolje širilo, se je tudi ohlajalo. Ko je temperatura padala, so zlagoma vsi nestabilni delci razpadli v elektrone, fotone in nevtrine (to se je zgodilo v prvih treh sekundah po nastanku vesolja) ter najlažje kvarke u in d, ki so se nato vezali v protone in nevtrone (in ti nato v najlažje elemente, kar je trajalo nekako tri minute). Po nekako 300.000 letih se je vesolje dovolj ohladilo, da so se izoblikovali atomi vodika. V tem obdobju je vesolje postalo prozorno za svetlobo. Preostanek te svetlobe vidimo kot enakomerno porazdeljeno sevanje v mikrovalovnem območju (valovne dolžine 1 do 10 mm). Izotropnost sevanja govori o tem, da je bilo vesolje v svojem nastanku izredno homogeno.
Pravzaprav smo tu zamolčali, da radiacijsko ozadje ni povsem enakomerno, pač pa ima dipolno odvisnost (glej sliko). Ker se Zemlja giblje glede na radiacijsko ozadje, je valovna dolžina svetlobe, ki prihaja iz različnih smeri spremenjena zaradi Doplerjevega premika. Svetloba, ki prihaja iz smeri gibanja Zemlje je premaknjena k manjšim dolžinam (modri premik), medtem ko ima svetloba, ki jo sprejemamo iz nasprotne smeri daljšo valovno dolžino (rdeči premik). (v skladu s tem poimenovanjem je tudi umetna barvna paleta na sliki).
Iz Doplerjevega premika lahko izračunamo hitrost Zemlje glede na mirovni sistem radiacijskega ozadja in s tem mirovni sistem vesolja. Le ta znaša 600 km/s. To številko lahko primerjamo s hitrostjo gibanja Zemlje okoli Sonca, ki znaša 30 km/s, medtem ko je hitrost sončevega sestava glede na center naše galaksije 250 km/s.
S tem sicer še nismo odgovorili, ali točka v središču vesolja miruje. Vprašanje je seveda, glede na kaj naj bi se gibala. Glede na mirovni sistem celotnega vesolja? Ali glede na kako točko zunaj našega vesolja, karkoli že to pomeni. Vprašanje je tudi, ali lahko določimo središče vesolja, saj ne vidimo roba vesolja. Ali bolje, ali ima vesolje sploh rob?
Seveda na gornja vprašanja kar mrgoli raznovrstnih teoretičnih odgovorov, vendar pa jih moramo jemati z nekaj previdnosti (ali kot je pripomnil eden vodilnih kozmologov: Kozmolog ima redko prav, vendar pa nikoli nima dvomov). Po standandardnem modelu razvoja vesolja, v osnovi katerega se skriva takoimenovani kozmološki princip (ki zahteva, da je vesolje izotropno in homogeno), vesolje na primer nima središča. To si zlahka ponazorimo za primer zaprtega vesolja z balonom. Če vesolje izenačimo s površino balona, je vesolje sedaj dvodimenzionalno, pomembne so le točke na površini balona, na to, da je vseskupaj vloženo v trodimenzionalni prostor pa skušajmo pozabiti. Takšno dvodimenzionalno vesolje (balon) nima roba. Prav tako nima središča. Kjerkoli na površini balona se postavimo, vse ostale točke na površini balona bodo za nas izgledale podobno. Nobena točka na površini balona torej ni priviligirana. Podobno velja tudi za odprto in ravno vesolje, ki sta neskončni in zopet nimata ne roba, ne središča. Da vesolje nima središča je do neke mere le teoretični predsodek, ki pa ima tudi delno potrditev v opazovanjih (velika homogenost mikrovalovnega sevanja ozadja, meritve porazdelitve snovi v vesolju na velikih razdaljah, ki kažejo na veliko homogenost in izotropnost). Zagotovo pa tega ne bomo mogli nikoli vedeti, saj z opazovanjem ne bomo mogli nikoli zaobjeti “celega” vesolja. Svetloba ima namreč končno hitrost, zato bomo s teleskopi videli le tako daleč, kot je lahko pripotovala svetloba od nastanka vesolja. Samo vesolje pa se lahko razteza tudi dlje…
Oglej si še:
