Apie tai, kodėl Einšteinas padarė klaidą, teigdamas, jog klydo  (0)

Jeigu trokštate kaip reikiant įsijausti į trijų astronomų, praėjusį mėnesį nuskynusių fizikos Nobelio premijos laurus, atliktus tyrimus, pabandykite į Visatą pažvelgti kaip į tešlos gumulą – taip, razinomis pagardintą tešlą, kuri ką tik užminkyta ir pasiruošusi kilti. Nagi, drąsiau.

Dabar leiskite sau įsivaizduoti Albertą Einšteiną – ne tą senstelėjusį, išsiblaškiusį, išsitaršiusios plaukų kupetos savininką – kokiu jis galiausiai tapo, bet jauną ir energingą mokslininką. Persikelkime į 1916 metus, kuomet jis ką tik paskelbė tikrą perversmą fizikoje sukėlusią bendrąją reliatyvumo teoriją. Nebijokite, neversime jūsų gilintis į šios teorijos įmantrybes. Tiesiog užtenka žinoti, jog šis darbas davė mokslininkams iki tol neregėtus matematinius įrankius, kurie būtini norint bet kiek geriau suprasti kosmoso paslaptis.

Vis dėlto šiokių tokių nesklandumų buvo. Reliatyvumo teorija sakė fizikams, jog Visata nėra stacionari. Ji tiesiog negalėjo nustygti vienoje vietoje – buvo linkusi arba plėstis, arba trauktis. Tačiau astronomai, kiek įmanydami akyliau peržvelgę naktinį dangų, nepastebėjo nieko panašaus. Visata nei plėtėsi, nei traukėsi. Mūsų ką tik užminkyta tešla tiesiog riogsojo.

Einšteinas suvokė, jog vienintelė išeitis iš šios aklavietės yra įsivaizduoti kažkokią paslaptingą jėgą, kurios veikimas primena antigravitaciją. Ši jėga stengiasi išplėsti Visatą, o jos poveikį atsveria priešingos prigimties gravitacija. Einšteinas tiesiog negalėjo pakęsti šios minties. Papildoma jėga reiškė, kad reikia pakoreguoti bendrosios reliatyvumo teorijos lygtis, nors jos jau dabar atrodė nepriekaištingai. Žymiausias visų laikų fizikas nenorėjo subjauroti jų matematinio grožio.

Galiausiai Einšteinas tam ryžosi. Nors Visata turėjo elgtis pagal jo aprašytus dėsnius, ji to paprasčiausiai nedarė. Taip bendrojoje reliatyvumo teorijoje atsirado kosmologinė konstanta, žyminti naująją antigravitacijos jėgą.

Praslinkus visam dešimtmečiui didžiuoju astronomu tapsiantis Edvinas Hablas nutarė nukakti į Maunt Vilsono observatoriją ties Pasadena Kalifornijoje, kad galingiausiu pasaulio teleskopu nukreiptų savo žvilgsnį ten, kur dar užklydusios nebuvo niekieno akys. Atlikęs skausmingai tikslius galaktikų matavimus, jis sugebėjo pažvelgti už Paukščių tako ribų. Astronomą pribloškė tai, kad Visata nebuvo stacionari. Galaktikos – mūsų razinos užminkytoje, bet nekylančioje tešloje – nepaliaujamai tolo viena nuo kitos. Tai reiškė, jog tešla plėtėsi visomis kryptimis, o razinos neišvengiamai judėjo paskui.

Šis atradimas ilgainiui pavirto Didžiojo sprogimo teorija, pagal kurią, iš pradžių Visata buvo susispaudusi į neįtikėtino tankio tašką ir prieš 13.7 milijardo metų pradėjo plėstis. Kuomet Hablas paskelbė savo stebėjimų rezultatus, Einšteiną kur kas labiau sudomino, kokie įtaką jie turi bendrajai reliatyvumo teorijai. Jeigu Visata plečiasi, kosmologinė konstanta yra nereikalinga. Vadinasi, gražiosios lygtys nuo pat pradžių buvo teisingos! 1931 metais Einšteinas apsilankė Maunt Vilsone, kad paspaustų ranką Hablui ir padėkotų jam už bendrosios reliatyvumo teorijos išgelbėjimą nuo kosmologinės konstantos antpuolio. Jos įvedimą genialusis mokslininkas pavadino „apmaudžiausia gyvenimo klaida“.

Vis dėlto šių metų fizikos Nobelio premija leidžia iškelti mintį, jog būtent šis Einšteino teiginys, o ne kosmologinė konstanta, yra apmaudžiausia jo klaida. Kai tik astronomai draugiškai sutarė, jog Visata plečiasi, juos pradėjo kamuoti klausimas, ar ji amžinai plėsis ta pačia sparta. Arba galbūt, jeigu visų milijardais skaičiuojamų galaktikų gravitacijos jėga pasidarytų pakankamai didelė, Visatos plėtimasis sulėtėtų ir netgi visiškai sustotų. Ir galbūt virstų traukimusi.

Praėjusio amžiaus 10 dešimtmečio viduryje dvi nepriklausomos astronomų komandos – viena įsikūrusi Lorenco Berklio nacionalinėje laboratorijoje, o kita Baltimorės (JAV) ir Australijos observatorijose – nusprendė tai išsiaiškinti. Apsiginklavę moderniais teleskopais, apie kuriuos senukas Hablas net nesapnavo, jie pradėjo stebėti supernovas – fantastiško galingumo sprogimus, kurių metu mirštanti žvaigždė sugeba nustelbti visos galaktikos švytėjimą. Astronomai supernovas naudojo kaip žymeklius, padedančius skirtingais laiko tarpais sekti Visatos plėtimosi spartą. Tai galima padaryti, mat teleskopai šiek tiek primena laiko mašinas: šviesa, pasiekianti mus iš tolimosios supernovos, užtrunka tiek laiko kelyje, jog mes galiausiai matome milijardų metų senumo įvykio vaizdą. Jeigu supernova nėra itin nutolusi, vaizdas gana šviežias.

Matuojant daugybę skirtingoms eroms priskiriamų supernovų atstumus ir greitį, galima nustatyti, ar kas pasikeitė per milijardinę kosmoso istoriją. Kuomet astronomai ėmėsi šio sumanymo, paaiškėjo šis bei tas visiškai netikėto. Visatos plėtimosi sparta tikrai nelėtėjo. Netgi priešingai – ji didėjo. Kitaip tariant, mūsų tešla dabar kyla sparčiau, nei kilo pačioje pradžioje, ką tik ją užminkius. Rimtą kepėją toks reiškinys kaip reikiant išmuštų iš vėžių. Lygiai taip pat pasijuto ir astronomai. Vienintelis logiškas paaiškinimas: „apmaudžiausia Einšteino gyvenimo klaida“ iš tikrųjų yra vienas iš genialiausių jo spėjimų. Paslaptingoji antigravitacijos jėga tikrai egzistuoja. Vienintelė Einšteino padaryta klaida – ją atmesti.

1998 metų atradimas, bylojantis apie spartėjantį Visatos plėtimąsi, Lorenco Berklio laboratorijos astronomui Solui Perlmuteriui (Saul Perlmutter) atnešė pusę Nobelio premijos. Kitą pusę pasidalijo šio mokslininko varžovai – Brajanas Šmitas (Brian Schmidt) iš Nacionalinio Australijos universiteto ir Adamas Rysas (Adam Riess) Kosminių teleskopų mokslo instituto (žr. 2011 metų Nobelio fizikos premija - už visatos plėtimosi greitėjimo atradimą (Video)).

Neatsakyti lieka du klausimai. Pirma, kodėl Nobelio komitetas tiek ilgai delsė vis neįvertindamas tokio svarbaus atradimo? Motyvuoti galima tuo, kad jie norėjo būti tikrų tikriausi, jog tai yra tiesa.

Antrasis klausimas: kas visgi yra ši antigravitacijos jėga? Fizikai teoretikai ją vadina tamsiąja energija, tačiau ar jie iš tikrųjų bent nutuokia, kas tai ir kaip tai veikia? „Na, ne, – physorg.com žurnalistui Michael D. Lemonick telefonu pakomentavo vienas iš laureatų A. Rysas. – Jie tiesiog nežino“.

Kita Nobelio premija laukia to, kas pajėgs visa tai išsiaiškinti.

Aut. teisės: MokslasPlius
MokslasPlius

(1)
(0)
(1)

Komentarai (0)