Незнайна сила раздува вселената и я води към гибел

Сблъсък на две спираловидни галактики в галактическия клъстър Херкулес, заснет от телескопа „Хабъл“. Снимка: Ройтерс

Вселената ни ще се разширява с все по-голяма скорост и това ще продължи вечно. Галактиките ще се отдалечават с още по-голямо ускорение една от друга и няма да започнат пак да се приближават една към друга никога. Звездите ще изстиват, докато не угаснат напълно. Накрая ще остане едно безкрайно, студено, уголемяващо се нищо. Вече десетина години това се знае от астрономите и от хората, които се интересуват от произхода и еволюцията на вселената.

Още в началото на 20-и век хората са наблюдавали далечните галактики и са установили, че те се отдалечават от нас. Колкото е по-малка една галактика (съответно – се намира по-далече от нас), толкова по-бързо се отдалечава. Така учените стигнали до извода, че цялата вселена се разширява. „Ние не сме някакво избрано място във вселената, така че всички галактики да се отдалечават точно от нас. Ако отидем в друга галактика например, ще видим, че всички галактики се отдалечават от това място. То е нещо като огромен балон. Ако сме нарисували точки върху този балон и започнем да го надуваме, всяка една точка ще започне да се отдалечава от останалите. Самата вселена, подобно на един огромен балон, се разширява“, казва Румен Бачев, научен сътрудник първа степен в Института по астрономия в БАН.

Н.с. Румен Бачев. Снимка: авторката

Дълги години хората мислели, че вселената се разширява, но със забавяне – както, ако хвърлим един камък нагоре, той отначало лети много бързо, после постепенно започва да намалява скоростта си, в дадена точка спира и започва да се връща. Учените дълго умували дали нашата вселена ще спре в един момент и ще започне да се свива обратно, или просто толкова бързо се разширява, че нейната собствена гравитация не е в състояние да я спре и тя ще се разширява евентуално вечно. Преди 10-ина години този проблем е решен. Хората открили, че вселената не само че не се разширява със забавяне, но се разширява с ускорение. Тоест, все едно да хвърлим един камък, но вместо скоростта му да намалява, колкото по-нагоре отива, той да започне да се движи все по-бързо нагоре. „Оказва се, че има някаква допълнителна сила, която кара вселената да се разширява с ускорение. Не действа само гравитацията, която се опитва да я свие, но има и нещо допълнително, което я изтласква навън“, обяснява ученият.

Засега се знае със сигурност, че вселената няма да започне да се събира отново. Тя ще се разширява вечно. Това разширение обаче не влияе върху нашата слънчева система. Тя е независима от самото разширение, което влияе само в огромни мащаби. Звездите в нашата галактика също са здраво свързани към центъра й. Разширението на вселената може да се види само в междугалактични мащаби.

Тъмната материя

Учените вече са сигурни, че огромна част от нашата вселена се състои от тъмна материя. Как се познава това? „Когато наблюдаваме една галактика, ние можем да премерим колко бързо се върти тя. По скоростта, с която се върти, се изчислява каква маса има вътре. От друга страна, като видим колко много звезди има, може приблизително да ги преброим и да сметнем каква маса се съдържа в тези звезди. Оказва се, че всички звезди в периферията на галактиката се въртят по-бързо, отколкото би трябвало – тоест, вътре има огромни количества от някаква маса, която не е под формата на звезди, а не е и под формата на междузвезден газ (защото той свети и също може да се види). Така се стига до извода, че има огромна маса, която е под формата на някаква скрита, тъмна материя“, казва Румен Бачев. Оттук започват предположенията какво представлява тази тъмна материя. Едни казват: „Това са някакви тежки, труднозабележими частици, които не сме ги видели досега при ускорителите, защото трудно се забелязват или се създават при специални условия“. Според други, това са някакви масивни или не толкова масивни черни дупки, или тъмни планети, които не обикалят около никое слънце. Има различни хипотези. Засега никоя от тях не се откроява като най-вероятното обяснение. Различните екипи се опитват да докажат различни теории, до момента – без особен резултат.
Едно е безспорно – че щом тъмната материя е в толкова голямо количество, тя отговаря и за много от процесите в нашата вселена. Основната част от гравитацията, която е във вселената, се създава именно от тази тъмна материя. Тя участва във формирането на галактиките. Преди да бъде открито, че съществува тъмна материя, хората са се опитвали да си обясняват нещата само на базата на звездите, които виждат, че има в дадена галактика. В момента, за да моделират структурата на дадена галактика, вече се взима предвид и тази тъмна материя, която играе основна роля. „Тъмната материя не само че не е някакъв придатък, а е основното нещо, което определя самата гравитация на една галактика и на вселената като цяло. Тъмната материя е около 90% от цялата маса на вселената“, казва Румен Бачев.

Н.с. Румен Бачев. Снимка: авторката

Много преди вселената да изстине напълно и звездите да изчезнат от нея, се очаква слънцето да погълне близките планети, сред които и земята ни. След около 3 до 5 милиарда години слънцето ще започне да изхабява запасите си от термоядрено гориво (сега слънцето свети, защото водородът при термоядрените реакции се превръща в хелий и това отделя огромно количество енергия). Когато термоядреното гориво привърши, слънцето ще започва да се разширява и да поглъща по-близките планети. Още преди да погълне земята, заради разширяването си, слънцето ще стане по-ярко, при което всички океани ще се изпарят, а животът (ако е останал такъв), ще загине. Ако по това време на земята има хора, те най-вероятно вече ще са измислили как да се преселят на друго място.

Като всяка звезда, слънцето еволюира – ражда се, гори известно време и накрая угасва. Преди да угасне, може да избухне или постепенно да се разшири, в зависимост от масата и от химическия си състав. Нашето слънце не се очаква да избухне, както избухват свръхновите, а ще започне постепенно да си увеличава размера и да поглъща близките планети. „Единственото, което човек може да направи тогава, е да избяга на някоя друга звезда, която още не е изчерпала запасите си от ядрено гориво. Ако се усвои технологията на пътуване със скорост, близка до скоростта на светлината, това няма да е особен проблем. Хората може да потърсят спасение и на някоя друга планета, която се намира по-далече от слънцето. Примерно на Марс. В момента атмосферата на Марс е много тънка и слаба, но има проекти там да се създаде по някакъв начин по-мощна атмосфера. Сега те са още в сферата на фантастиката – да се изпратят специални организми, специални растения, които виреят при такива условия, те евентуално да започнат да произвеждат кислород и да се формира една относително стабилна атмосфера, каквато има на Земята, но това ще отнеме хиляди, а може и стотици хиляди години. Все пак, за 3 милиарда години съвременната наука счита, че няма да има особени проблеми със слънцето“ казва Румен Бачев.

Квазарите

Това са ядра на далечни галактики, в които има т.нар. черна дупка. Черната дупка е хипотетичен обект, който все още не е доказано 100%, че съществува във вида, в който учените си го представят. По принцип, черната дупка е изключително плътен и масивен обект. Неговата гравитация е толкова силна, че единствено може да поглъща всяко нещо, което мине в близост до него. Дори светлината не може да избяга. Ако пуснем един светлинен лъч до такъв обект, светлинният лъч се изкривява и евентуално попада вътре. Как се „наблюдава“ черна дупка? Черната дупка има много силна гравитация и не излъчва нищо. Материята около нея обаче (междугалактични газове), падайки в дупката, излъчва огромно количество енергия и това може да се види. По тази причина квазарите са изключително ярки обекти. С времето черната дупка става все по-мощна – нейната маса не може да се намали, а само да се увеличава. Когато материята пада към нея, масата на черната дупка се увеличава непрекъснато. След време газът наоколо свършва. Оттам учените стигат до извода, че процесът на образуване на квазaра е някакъв етап от еволюцията на самата галактика. Докато има газ, той свети и черната дупка си увеличава размера. След време газът привършва и се оказва, че има една черна дупка, която стои в центъра на галактиката, но тя не може да се наблюдава по никакъв начин. По тази причина квазарите не са много често срещано явление. Не всяка галактика в своето ядро има светещ обект. Може би всяка галактика има черна дупка, но в по-голямата част от галактиките тези черни дупки вече не са активни. Няма нищо, което да пада към тях и не се получава никакво светене. „Черните дупки поглъщат абсолютно всичко, което мине в някаква близост до тях. Може да поглъщат и звезди, и дори да ги разкъсват, преди да ги погълнат. Това би се видяло като рязко избухване“, казва Румен Бачев.

В нашата галактика също има свръхмасивна черна дупка, но тя не е активна. Един от големите въпроси пред астрономите е защо някои галактики имат активни черни дупки, които се проявяват като квазaр, а други – като нашата галактика, пак имат черни дупки, но те не са активни. „Има достатъчно материя под формата на газ в нашата галактика, но може би трябва да се задейства и някакъв друг механизъм, който да накара този газ да започне да пада към черната дупка“, казва ученият.

Според някои твърдения, черната дупка е отвор към паралелна вселена. Тоест, ако ние по някакъв начин можем да влезем в нея, без да ни смачка, докато падаме, бихме могли да излезем в друга вселена. „За съжаление, нашето познание за тези черни дупки още е много ограничено и всеки може да си казва различни неща, казва Румен Бачев. Дори това твърдение да не противоречи на физиката, нямаме представа дали е така, или не. На този етап не разполагаме с достатъчно мощни уреди, които отблизо да изследват една черна дупка. Както човек не може да види с бинокъла си дали някой не се разхожда по пясъка на Марс, така и ние със съществуващата техника не може да наблюдаваме черните дупки в детайли.“

Здраве, Наука & Tex
Коментарите под статиите са спрени от 2014 г., заради противоречиви решения на Европейския съд, който в един случай присъди отговорност за тях на стопаните на сайта, после излезе с противоположно становище. В e-vestnik.bg нямаме капацитет да следим и коментари на читатели. Обект сме на съдебни претенции заради статии, имали сме по няколко дела с искове за по 50-100 хил. лева. Заради което приемаме дарения за сайта (виж тук повече), чиито единствени приходи са от рекламни банери.