Visata yra plokščia?

Mokslininkai sugalvojo sąlygiškai nesudėtingą metodą, kuriuo galima patvirtinti hipotezę, jog visata yra plokščia. Maža to, metodas, kuris buvo sugalvotas peržiūrėjus dar prieš 30 metų iškeltas idėjas, leidžia tvirtinti, jog beveik tris ketvirtadalius visatos sudaro vadinamoji „tamsioji medžiaga“.

Tyrimo ataskaita ir išvados publikuotos žurnale Nature.

Metodo autorius Christianas Marinoni pažymi, kad idėja suteikia galimybę pamatyti visatos formą per pradinės mokyklos geometrijos kurso prizmę. Plokščios Žemės samprata seniai tapo muziejine relikvija, o filosofų protus buvo užvaldžiusi prieš porą tūkstančių metų. Tačiau klausimas, ar mūsų visata nėra plokščia, tebelieka atviras.

Pasirodo, teleskopas ant Žemės paviršiaus ar netoli jo gali rodyti gerokai iškreiptą stebimo dangaus objekto vaizdą, nes objekto išspinduliuojamą šviesą kaip reikiant iškraipo erdvė ir laikas. Provanso universiteto mokslininkai Ch.Marinoni ir Adelline Buzzi šį fenomeną pritaikė savajam metodui.

Kosmologijoje šiuo metu visuotinai sutarta laikyti, jog tik 4 proc. mūsų visatos sudaro normali regimoji medžiaga, iš kurios sudarytos žvaigždės, planetos, ūkai, ir kuri yra pažini mums. Pagal šią teoriją, absoliučiai didžiąją visatos dalį sudaro tamsioji medžiaga ir tamsioji energija. Jų matyti tiesiogiai neįmanoma.

Tamsioji energija (spėjama, kad ji sudaro maždaug 73% visatos) yra suvokiama kaip nepaliaujamo visa ko plėtimosi kosmose šaltinis. Nepaisant to, kad visatos objektai generuoja gravitaciją, kuria traukia vieni kitus, astronomai yra pastebėję, kad visatoje iš tiesų vyksta „išsibėgiojimas“. Maža to, jis vis spartėja – visatos objektai iš tikrųjų tolsta vieni nuo kitų vis didesniu greičiu.

Tikima, kad tamsioji energija, kuria yra persmelkta visa erdvė ir laikas, sukuria dar neatrastą jėgą, prilygstančią antigravitacijai. Ji „telpa“ į kosmologų skaičiavimus, tačiau kol kas yra labai paslaptinga ir egzistuoja tik teorijose.

„Bėda tame, kad mes negalime pamatyti tamsiosios energijos, – pabrėžia profesorius Ch.Marinoni. – Ji neišspinduliuoja šviesos. Tad mes jos, savo ruožtu, negalime išmatuoti, kad ir kokį naują prietaisą ar naują teleskopą besukurtume. Vienintelis mums likęs kelias – matematiniai skaičiavimai.“

Šioje studijoje naudotas metodas pirmąsyk buvo pristatytas Prinstono ir Berkelio universiteto mokslininkų, dar 1979 m. Jis grindžiamas nustatant kampą, kuriuo yra iškraipoma tolimųjų astronominių objektų skleidžiama informacija. Pirmieji autoriai darė prielaidą, kad informacija nebūtų iškraipoma sferiškame objekte.

Procesas, kurio metu iškraipomas astronominių objektų vaizdas, turėtų teikti informacijos ne tik apie visatos išlinkimo laipsnį, bet ir apie medžiagos, tamsiosios medžiagos bei tamsiosios energijos sudėtį. Iki šiol tam kelią užkirsdavo paprastas dalykas: mes vis dar neturime galimybės išsirinkti tokį astronominį objektą, kurio tikrąjį būvį mes žinotume tiksliai, iki smulkmenų ir be iškaipymų.

Ch.Marinoni ir A.Buzzi sugalvojo pasinaudoti dvinarėmis, viena aplink kitą besisukančiomis galaktikomis. Kadangi gamtoje kryptis, kuria abi galaktikos galėtų suktis viena aplink kitą, nėra itin svarbi, paieškoję po visą dangų, turėtume aptikti įvairiausių orbitinių sukimosi perspektyvų: aukštyn, žemyn, kairėn, dešinėn, į šoną ir t.t. Sudėkite visas šias perspektyvas į krūvą, ir iš judėjimo trajektorijų apytiksliai turėtų išeiti sfera.

Tyrėjų komanda nustatė savotišką tokių dvinarių galaktikų vidurkį ir jį pakoregavo pagal varijuojančius greičius, kuriais galaktikos gali suktis viena aplink kitą. Skaičiavimuose atsižvelgiama ir į santykinį tamsiosios energijos kiekį visatoje. Lygtimis ir skaičiavimais buvo žongliruojama tol, kol dvinarių galaktikų imtis įgavo vieningą įvairių krypčių pavidalą.

Rezultatai leido teigti, kad maždaug 70 proc. visatos sudaro tamsioji energija.

„Bendrojo reliatyvumo teorijoje yra tiesioginis ryšys tarp geometrijos ir dinamikos, – aiškina prof. Ch.Marinoni. – Tad, sykį apibrėžęs visą visatoje esančios medžiagos ir energijos aibę, tu turi tiesioginės informacijos apie visatos geometrinę formą. Kalbu apie geometriją, kurios mus mokė dar pradinėse klasėse.“

Mokslininkų atlikto tyrimo apibendrinimai leidžia teigti, kad visata iš tikrųjų yra plokščia. Tokią prielaidą pirmasis iškėlė dar Albertas Einšteinas, tokia prielaida vėliau buvo ne sykį patvirtinta stebėjimų metu, tačiau ši prielaida lieka vienu sudėtingiausių iššūkių suformuoti tvirtą teorinį pagrindą.

Edinburgo universiteto teorinės astrofizikos ekspertas Alanas Heavensas pastebi, jog šio tyrimo rezultatų patikimumas grindžiamas keliomis prielaidomis apie kosmoso prigimtį.

„Marinoni ir Buzzi ėmėsi spręsti problemą, ar mes galime rasti kitą, empiriškai „švaresnį“ būdą išsiaiškinti visatos formą. Be jokių netiesioginių pasvarstymų, kuriais mes esame linkę remtis iki šiol, – pareiškė A.Heavensas. – Jie darniai apibendrino visus egzistuojančius metodus, tad jų rezultatuose, laimei, nėra nieko stebėtino. Jų idėja yra labai išbaigta, nes ją formuluojant einama tiesiogiai nuo stebėjimų prie apibendrinimų. Nesu tikras, kad jų metodas leis mums detaliai apibrėžti, kas yra tamsioji energija – ši sąvoka dar nėra pakankamai tiksli.“