Pradžia Nr. 2.
Remdamiesi WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Prob – Vilkinsono mikrobangų anizotropijos zondas) stebėjimų duomenimis, galime tvirtinti, kad Visatą sudaro 69 proc. tamsiosios energijos, 26 proc. nematomos medžiagos ir 5 proc. barioninės medžiagos. Dar pridursime, kad minėtasis Vilkinsono zondas – tai 2001 m. birželio 30 d. iš JAV Floridos Kanaveralo kyšulio paleistas palydovas, skirtas matuoti temperatūrą ir reliktinį spinduliavimą, likusį po Didžiojo Sprogimo. Tyrimų programa pavadinta vieno pirmųjų reliktinio spinduliavimo tyrėjų – Deivido Vilkinsono (David Wilkinson) vardu. Tai štai atsiremdami į tuos dalykus ir tęsiame pokalbį su Kalifornijos technologijos universiteto (JAV) profesoriumi, NASA Reaktyvinės traukos laboratorijos (Jet Propulsion Laboratory, JPL) vyriausiuoju technologu Jonu Žmuidzinu. Neabejojame, kad mūsų gerbiamas tautietis mums padės išsiaiškinti dalykus, keliančias daugelio mąstančių žmonių susidomėjimą visame pasaulyje.Priminsime, kad kalbėjomės 2012 m. lapkričio 29 d. Vilniuje trečiojoje kosmoso tyrinėjimams skirtoje tarptautinėje konferencijoje „Kosmoso ekonomika daugiapoliame pasaulyje“ (Space Economy in the Multipolar World – SEMWO).
Konstanta neišgelbėjo Einšteino Visatos teorijos
Mokslo Lietuva. Gerbiamasis profesoriau Jonai Žmuidzinai, gyvename pasaulyje, kuris po truputį kraustosi iš proto, pasiduodamas akimirkos įspūdžiams ir malonumams, vienadienėms labai abejotinoms vertybėms. Ir lygia greta viešpatauja didžiausios žmonijos sukurtos mokslo ir meno vertybės, su kuriomis sietinos ir pačios žmonijos išlikimo galimybės. Ką besakytumėte, esame tik Didžiojo Sprogimo (angl. Big Bang) padariniai, įvykusio prie 13,8 mlrd. metų. Ką galite pasakyti apie tamsiąją energiją, turbūt vieną iš Visatoje vykstančių procesų priežasčių?
kosmoso mokslų ir technologijų centro direktoriumi (Gedimino Zemlicko nuotrauka)
Jonas Žmuidzinas. Kitaip tariant, pakalbėkime apie tai, kaip ši tyrinėjimų sritis toliau vystysis. Juk dabar reikia suprasti, kas yra tamsioji energija*. Mes žinome, kad Visatoje ta tamsioji energija egzistuoja ir kelia klausimų, į kuriuos atsakymų neturime. Labai svarbu susieti tamsiąją energiją su dabartine fizika. Reikės atlikti svarbius matavimus ir suprasti, kaip tamsioji energija veikia, ir ypač jei tamsioji energija kaip nors keičiasi plečiantis Visatai.
Teks imtis įvairių projektų, padėsiančių daug tiksliau išmatuoti Visatos plėtimąsi. Yra ir kitų būdų atsakyti į šį klausimą, bet pirmiausia reikia daugiau sužinoti apie pačią tamsiąją energiją, suprasti, kaip ji pasireiškia. Visa tai mums turėtų padėti suprasti, kaip tamsiąją energiją susieti su šiuolaikine fizika.
ML. Kalbame apie egzotišką energijos formą – tamsiąją energiją, faktiškai nelabai žinodami, kas tai yra, bet matydami jos veikimo pasekmę – Visatos plėtimosi greitėjimą. Energijos sąvoka siejame su Einšteino formule E=mc2 (kur E – energija, m –masė, c – šviesos greitis) arba elektromagnetinių bangų spinduliavimu (sklidimu). Ar įmanoma tamsiąją energiją susieti su Einšteino pateiktu energijos suvokimu? Gal tamsiąją energiją įmanoma įsivaizduoti apsieinant be masės ir spinduliavimo?
J. Žmuidzinas. Albertas Einšteinas, vystydamas bendrąją reliatyvumo teoriją, išaiškino ir kaip veikia gravitacija. Žinoma, pradininkas buvo Izaokas Niutonas aprašęs, įrodęs, kad visi kūnai traukia vienas kitą jėga, proporcinga jų masėms ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui. Tai visuotinės traukos dėsnis. A. Einšteinas I. Niutono teoriją pritaikė prie reliatyvumo teorijos, sukurdamas reliatyvistinę gravitacijos teoriją. Vadinasi, gravitacija paveikia masę arba energiją.
paviršių
Einšteinas siekė, kad jo lygtys išaiškintų Visatos dėsningumus, ją matematiškai aprašytų. Deja, patyrė nesėkmę, nes Visatą įsivaizdavo statišką, nesikeičiančią, amžiną, kaip kad tuo metu ją įsivaizdavo visa žmonija. Iš Einšteino lygčių išėjo, kad Visata arba plečiasi, arba tos lygtys neteisingos. Ką padarė Einšteinas? Prie savo lygčių pridėjo koeficientą, vadinamąją kosminę konstantą. Tokiu būdu Einšteinas galėjo išsaugoti statiškos Visatos aprašymą lygtimis.
Bet išsaugoti tik trumpam. Įsivaizduokime kalną vienodai stačiais šlaitais, kurio smailoje viršūnėje padedame kamuolį. Menkiausias vėjelio dvelktelėjimas ar kita perturbacija bemat priverstų kamuolį riedėti žemyn. Taip įvyko su Einšteino Visatos teorija – ji neatlaikė laiko išbandymų.
ML. Kosminė konstanta neišgelbėjo Einšteino Visatos teorijos?
J. Žmuidzinas. Neišgelbėjo. Einšteinas vėliau prisipažino, kad tai buvo jo didžiausia klaida – jam nereikėjo to koeficiento įvesti į lygtį. Šiandien galėtume pasakyti, kad tamsioji energija veikia visai panašiai kaip tas Einšteino koeficientas.
Fizikai kalba lygtimis. Ar susikalba?
ML. O gal ta tamsioji energija ir yra Dievas? Kas dar gali kovoti su gravitacija, ją įveikti ir traukti Visatą į išorę. Jei Visata nuolat plečiasi, vadinasi, nuolat veikia tam tikra pridėtoji jėga?
J. Žmuidzinas. Kosmologiją, matematines lygtis ir Dievą sieti reikia labai atsargiai, aš to daryti nesiryžtu. Kol kas nematau, kaip kosmologijos matematinėms lygtims galėtų padėti Dievo sąvokos įvedimas. Man daug paprasčiau ir lengviau mokslo ir teologijos tiesas nagrinėti kaip atskirus dalykus nebandant suvelti viena į kita. Darydami priešingai labai klystame ir paskui įsitikiname padarę klaidą.
ML. Ar ne panašiai elgėsi Einšteinas, kai jam kilo neišsprendžiamų problemų kuriant bendrąją reliatyvumo teoriją? Jis įvedė koeficientą, konstantą ir taip mėgino rasti išeitį. Taip protas ir ieško išeities.
J. Žmuidzinas. Einšteinas norėjo gauti ieškomą rezultatą, atsakymą, bet vėliau jis pats pripažino savo klaidą.
ML. Bandydami įsivaizduoti, kas yra ta tamsioji energija, savo esamo supratimo ribose bandome klausti: ar ta energija susijusi su tam tikra Visatoje išbarstyta mase, o gal tai tam tikras spinduliavimas? Pagaliau gal tai antigravitacija, jei jau tamsiajai energijai tenka įveikti gravitaciją?
J. Žmuidzinas. Fizikai kalba ne žodžiais, o matematinėmis lygtimis. Jei kalbame apie medžiagą, spinduliuotę ar kokį ne visai suprantamą fenomeną, turime suprasti, ką visa tai reiškia. Žodžiai ne visada padeda preciziškai reikšti mintis, lygtys šiuo atveju leidžia. Tai štai lygtys sako, kad tamsioji energija veikia būtent taip ir ne kitaip, o to veikimo pasekmė – greitėjantis Visatos plėtimasis.
Bus daugiau
Kalbėjosi Gediminas Zemlickas