Powell Corey S. Mukerjee Madhusree - Kosmiczne miszmasz.pdf - świat nauki - joliet_

NAUKA I LUDZIE

KOSMOLOGIA

Jeszcze gorzej przedstawiaj si« spra-

wy kosmologii inflacyjnej Ð popular-

nej wersji teorii Wielkiego Wybuchu,

t¸umaczcej kilka zagadkowych cech

Wszechæwiata. Wyniki obserwacji wy-

konanych przez COBE s zaledwie spj-

ne Ð w ýadnym razie nie moýna ich uzna

za dowd Ð ze scenariuszem inflacyj-

nym; wymaga on pewnej k¸opotliwej

cechy: by Wszechæwiat by¸ g«stszy, niý

si« wydaje. Mwic najproæciej, wi«cej

materii oznacza m¸odszy Wszechæwiat,

co dodatkowo zaostrza problem wieku.

(Wi«kszoæ tej dodatkowej materii mu-

si by niewidoczn ciemn materi, kt-

rej natury nie potrafimy okreæli Ð jesz-

cze jedna k¸opotliwa zmienna.)

ru i rýne obserwacje potwierdzaj

s¸usznoæ tego za¸oýenia. Hill podkre-

æla jednak, ýe wed¸ug wsp¸czesnych

teorii czstek elementarnych sta¸a ko-

smologiczna powinna by znacznie

wi«ksza Ð co najmniej 10 52 razy Ð tak ýe

Wszechæwiat musia¸by si« zapaæ z po-

wrotem natychmiast po Wielkim Wy-

buchu. ãCoæ usuwa g«stoæ prýniÓ Ð

stwierdza Alan Guth z Massachusetts

Institute of Technology, jeden z twr-

cw teorii inflacyjnej. Nikt jednak nie

wie, czym to ãcoæÓ jest.

Paul Steinhardt z University of Penn-

sylvania, ktry pomaga¸ rozwin kon-

cepcj« inflacji, uwaýa, ýe wkrtce dok¸ad-

niejsze pomiary kosmicznego mikro-

falowego promieniowania t¸a wyka-

ý, czy lambda ma wp¸yw na ewolucj«

Wszechæwiata. ãDowiemy si« tego w ci-

gu najbliýszych 5 latÓ Ð mwi. Guth ma

nadziej«, ýe to jakaæ nieznana symetria

powoduje, iý lambda musi si« rwna

zeru. Z drugiej jednak strony, ma¸a nie-

zerowa lambda Ð cho rozwizanie to nie

jest zbyt estetyczne Ð powodowa¸aby, ýe

ãz punktu widzenia astrofizyki wszyst-

ko pasowa¸oby do siebie doskonaleÓ.

Taka wymuszona elastycznoæ wy-

wo¸uje denerwujce wraýenie, ýe teoria

kosmologiczna przypomina zestaw nie-

skoÄczenie wielu rosyjskich matrioszek

wk¸adanych jedna w drug. Kaýde udo-

skonalenie teorii Wielkiego Wybuchu

si«ga g¸«biej w jej trzewia, powodujc, ýe

coraz trudniej jest j udowodni lub oba-

li. Na razie inflacja najlepiej t¸umaczy

takie problemy teorii Wielkiego Wybu-

chu jak to, ýe kosmiczne mikrofalowe

promieniowanie t¸a wyglda tak samo

we wszystkich kierunkach. Wynika z

niej rwnieý to, co odkry¸ COBE : ýe pro-

mieniowanie t¸a wykazuje na poziomie

szumu pewien rozk¸ad Ð tego rodzaju

rozk¸ady s jednak powszechne w przy-

rodzie. Jednoczeænie kosmologia infla-

cyjna wywodzi si« z tej samej fizyki cz-

stek, wed¸ug ktrej sta¸a kosmologiczna

powinna mie wielk wartoæ.

ãModlimy si« o to, by regu¸a, z kt-

rej wynika zerowa wartoæ lambdy, w

jakiæ sposb wsp¸gra¸a z innymi frag-

mentami znanej nam fizykiÓ Ð wyraýa

nadziej« Hill. To centralny problem roz-

wijajcej si« obecnie kosmologicznej de-

baty: podniecenie towarzyszce odkry-

waniu coraz wi«kszej liczby szczeg¸w

przeplata si« z obaw, ýe nigdy nie uda

nam si« dostrzec tej najmniejszej i naj-

waýniejszej matrioszki.

Kosmiczne miszmasz

Co dalej z Wielkim Wybuchem?

ground Explorer ) przekaza¸ wyni-

ki pierwszych dok¸adnych po-

miarw kosmicznego mikrofalowego

promieniowania t¸a Ð tzw. echa stwo-

rzenia Ð kosmolodzy odzyskali dobry

humor. Przeýyli moment chwa¸y wieÄ-

czcy ponawiane od wielu lat prby zro-

zumienia, skd si« wzi¸ nasz Wszech-

æwiat: faworyzowany model Wielkiego

ODLEGüE GALAKTYKI maj bardzo z¸oýon struktur«,

ktra jest przedmiotem badaÄ wsp¸czesnej nauki.

Wybuchu zosta¸ potwierdzony. Od tam-

tego czasu min«¸y jednak 4 lata i obecnie

na stronach czasopisma Astrophysical

Journal znw toczy si« zaýarta dyskusja

dotyczca wieku Wszechæwiata, natu-

ry ãciemnej materiiÓ oraz sposobu, w ja-

ki tajemnicze prawa fizyki mog wp¸y-

wa na otaczajcy nas æwiat. Cý takiego

si« sta¸o?

Astronomowie, jak Wendy L. Freed-

man z Carnegie Observatories w Pa-

sadenie (Kalifornia), przez ca¸y ten

czas wykonywali pomiary sta¸ej Hub-

bleÕa okreælajcej tempo kosmicznej eks-

pansji. Najnowsze rezultaty æwiadcz

o tym, ýe Wszechæwiat ma 9Ð12 mld lat,

co ledwie wystarczy, by wyt¸umaczy

istnienie najstarszych gwiazd. Jednak-

ýe podczas ostatnich obserwacji, m. in.

przeprowadzonych przez Jamesa S.

Dunlopa z University of Edinburgh, od-

kryto w m¸odym kosmosie zaskakuj-

co dojrza¸e galaktyki. Ta wyrana

sprzecznoæ: obserwujemy obiekty, kt-

re wydaj si« starsze niý Wszechæwiat

Ð nosi nazw« problemu wieku.

Nie wszyscy jednak bior sobie do

serca w konflikt. ãNie nadszed¸ jesz-

cze czas, by podcina sobie ýy¸yÓ Ð æmie-

je si« Michael Turner z Fermilabu w Ba-

tavii (Illinois). Swj spokj zawdzi«cza

ostatnim ocenom sta¸ej HubbleÕa, dzi«-

ki ktrym Wszechæwiat wydaje si« nie-

co starszy, niý wczeæniej przypuszczano,

oraz pewnej drobnej poprawce obniýa-

jcej wiek najstarszych gwiazd. Tur-

ner, podobnie jak wielu innych astro-

nomw, uwaýa, ýe rýne elementy mo-

delu Wielkiego Wybuchu moýna by z

¸atwoæci pogodzi, wprowadzajc ãsta-

¸ kosmologicznÓ Ð pewien rodzaj ener-

gii, ktra czai si« w przestrzeni. Sta¸a

kosmologiczna, cz«sto oznaczana grec-

k liter lambda, skrywa cz«æ masy ko-

smosu pod postaci swego rodzaju ener-

gii wewn«trznej.

Sta¸a kosmologiczna budzi jednak

kontrowersje. Wed¸ug Christophera T.

Hilla z Fermilabu jest to ãnajwi«kszy

problem w ca¸ej fizyceÓ. We wsp¸cze-

snych modelach Wielkiego Wybuchu

lambda jest bardzo ma¸a lub rwna ze-

Corey S. Powell

Madhusree Mukerjee

14 å WIAT N AUKI Listopad 1996

K iedy satelita COBE ( Cosmic Back-

Powell Corey S. Mukerjee Madhusree - Kosmiczne miszmasz.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: