Po Mičio Kakuu

Kaku

Verovatno ste je videli, čak i ako niste znali šta gledate. To je ona nejasna mrlja svetlosti na noćnom nebu, slab sjaj za koji su drevni astronomi mislili da je samo oblak. To je Andromeda, naša najbliža velika galaksija, naš kosmički sused.

Ipak, postavlja se jedno duboko pitanje: zašto, uprkos svom našem tehnološkom napretku i najsmelijim snovima, nikada nećemo moći da je posetimo? Dozvolite da vam dokažem — matematički, logički i fizički — zašto ni vi, ni ja, niti bilo koji čovek koji će ikada živeti, nećemo kročiti u Andromedu. A obećavam vam, kada shvatite zašto, više nikada nećete gledati na noćno nebo na isti način.

M31U sredini, bleda pega je M 31 ili Velika galaksija u Andromedi. Ili kraće: Andromedina galaksija. Kroz teleskp se vidi mnogo jasnije.

Problem razmere: Ljudski život naspram kosmičkog ponora

Počnimo sa jednim brojem: 2,5 miliona svetlosnih godina. To je udaljenost do Andromede. Većina ljudi čuje taj broj i klimne glavom kao da ga razume, ali naš um nije evoluirao da pojmi ovakve razmere. Hajde da to razložimo.

Svetlost putuje brzinom od 300.000 kilometara u sekundi. Svetlost je nezamislivo brza. U vremenu koje vam je potrebno da pročitate ovu rečenicu, snop svetlosti bi mogao da obiđe Zemlju sedam puta. To znači da kada bismo mogli da putujemo tom brzinom – najbržom mogućom brzinom u univerzumu – trebalo bi nam 2,5 miliona godina da stignemo do Andromede.

Da stavimo to u perspektivu: anatomski moderni ljudi, bića koja izgledaju kao mi, postoje na Zemlji tek oko 300.000 godina. Naše putovanje brzinom svetlosti trajalo bi više od osam puta duže od celokupne istorije ljudske vrste.

Zamislite svaku civilizaciju koja je ikada postojala. Egipćani, Rimljani, svaka imperija koja je nastala i nestala, svaki rat, svaki izum, svaka osoba koja je ikada živela, volela i umrla – sve to staje u tih 300.000 godina. A vama bi na putu ostalo još 2,2 miliona godina.

Zakon fizike je apsolutan: Ne možete putovati brzinom svetlosti

Stvari postaju još teže, jer putovanje brzinom svetlosti nije samo teško – ono je nemoguće. I to nije nemoguće na način na koji je za većinu ljudi nemoguće popeti se na Mont Everest. To je fundamentalna nemogućnost.

Prema Ajnštajnovoj teoriji specijalne relativnosti, kako se objekat sa masom ubrzava i približava brzini svetlosti, energija potrebna za dalje ubrzanje raste eksponencijalno. Da bi se bilo šta sa masom ubrzalo do tačne brzine svetlosti, bila bi potrebna beskonačna energija. A beskonačna energija ne postoji. Univerzum je nema.

Ova granica nije tehnološka prepreka koju ćemo jednog dana prevazići; to je osnovni zakon prirode.

...to nije nemoguće kao što je za većinu ljudi nemoguće popeti se na Everest. To je nemoguće kao što je nemoguć kvadratni krug, kao što je 2 plus 2 jednako pet.

Dakle, svaki put kada u naučnoj fantastici vidite brodove kako skaču u „brzinu svetlosti“, znajte da to krši fundamentalne zakone univerzuma. Nije pitanje da li ćemo to „jednog dana rešiti“. Nećemo. Matematika to ne dozvoljava.

Naša najbrža tehnologija je kosmički spora

U redu, ne možemo dostići brzinu svetlosti. Ali šta je sa našom najboljom postojećom tehnologijom? Upoznajte Voyager 1, najbrži objekat koji je čovek napravio i koji je napustio naš solarni sistem. Kreće se brzinom od oko 61.000 km/h, odnosno 17 kilometara u sekundi. Po ljudskim standardima, to je neverovatno brzo – otprilike 17 puta brže od metka ispaljenog iz puške.

Pa, koliko bi Voyageru 1 trebalo da stigne do Andromede?

Odgovor je šokantan: 44 milijarde godina.

Da ponovimo: 44 milijarde godina. Sam univerzum je star svega 13,8 milijardi godina. Putovanje bi trajalo više od tri puta duže nego što univerzum uopšte postoji. Da ste lansirali Voyager u trenutku Velikog praska, danas biste jedva prešli trećinu puta. Ovo nije jaz koji bolji inženjering može da premosti; brojevi su jednostavno preveliki.

Surova kosmička šala: Univerzum se širi, a mi nestajemo

Ali pričekajte, kažete. Postoji preokret. Andromeda zapravo dolazi nama. Kosmos nam, čini se, nudi rešenje... pre nego što nam ga surovo otme. Andromeda juri prema Mlečnom putu i za otprilike 4,5 milijardi godina, naše dve galaksije će se sudariti i spojiti u jednu. Dakle, na neki način, ne moramo ni da putujemo – ona dolazi u susret.

Ali tu leži surova kosmička šala. Do trenutka kada Andromeda stigne, naše Sunce će već započeti svoju fazu umiranja. Pretvoriće se u crvenog džina, a Zemlja će, ako uopšte bude postojala, biti spržena, beživotna stena, ili će je Sunce u potpunosti progutati. Mi nećemo biti tu da svedočimo tom dolasku.

Ova priča se širi na ceo univerzum. Ne samo da se univerzum širi, već se to širenje ubrzava. Postoji tačka koja se zove „kosmički horizont“ – granica iza koje se galaksije od nas udaljavaju brže od brzine svetlosti. Zbog širenja samog prostora, njihova svetlost nas nikada neće dostići. One su za nas zauvek izgubljene.

U dalekoj budućnosti, za bilione godina, bilo koja inteligentna bića koja budu živela u našoj galaksiji pogledaće u noćno nebo i videće samo tamu. Neće biti drugih galaksija, nikakvog kosmičkog pozadinskog zračenja – samo mrak. Neće imati načina da saznaju da je univerzum ikada bio veći od njihovog usamljenog zvezdanog ostrva. Biće sami, ne zato što su tako izabrali, već zato što će sam univerzum sakriti sopstvenu istoriju od njih.

Zaključak: Lepota u spoznaji naših granica

Saznanje da su zvezde zauvek van našeg domašaja može delovati depresivno. Osećaj da smo zarobljeni u našem malom kutku nepojmljivo ogromnog kosmosa može biti poražavajuć. Ali postoji i drugi način da se na to gleda.

Spoznaja sopstvenih granica nije poraz; to je mudrost. Možda poenta nije da stignemo do Andromede. Možda je poenta u tome što je uopšte možemo videti, što možemo razumeti zašto ne možemo otići tamo. Protiv svih verovatnoća, mi smo ovde – svesna bića koja mogu da gledaju u nebo i postavljaju pitanja.

Univerzum je ogroman, hladan i ravnodušan, ali je takođe neopisivo lep, a vi ste ovde da tome svedočite.

https://www.youtube.com/watch?v=CJW4kybTbD8

Andromeda, naš veliki galaktički sused

Činjenice o M31

 


Komentari

0
Milan Mijić
5 months ago
Citat Duca:
... Takođe me zanima i drugi aspekt toga, ako se tvrdi da se svemir između udaljenih galaksija širi brže od svetlosti, a one ne, šta se to dešava sa prostorom koji obuhvata galaksija? On se ne širi? Gde je u tom slučaju granica između "prostora koji se širi" i galaksije?

Verovali ili ne, mnogi fizičari koji rade u drugim oblastima postavljaju ovo isto pitanje. Evo pokušaja da se ta tema objasni: https://astronomija.org.rs/nauka/fizika/18574-svemir-se-siri-sta-se-siri-sta-se-ne-siri-sta-je-uzrok-razlike (https://astronomija.org.rs/nauka/fizika/18574-svemir-se-siri-sta-se-siri-sta-se-ne-siri-sta-je-uzrok-razlike)
Like Like Citat
0
Milan Mijić
5 months ago
Citat Duca:
... Ako u prostoru između galaksija postoji "obična" materija, neka postoji više te neke nazvaću je "neobične" materije koja izaziva širenje svemira brže od brzine svetlosti, šta se dešava sa pomenutom "običnom materijom u procesu koji se odvija? Ona nikako ne može da se kreće većom brzinom od brzine elektromagnetnog talasa. Odnos količine "obične" i "neobične" materije mi nije relevantan za odgovor na ovo pitanje, zanima me brzina te "obične" materije u odnosu na recimo našu galaksiju, jer je svaka brzina osim brzine svetlosti relativna tj zavisna od posmatrača... 



Ovde je pokušaj da se objasni odgovor na ovo pitanje: 
https://astronomija.org.rs/nauka/fizika/18561-kako-je-moguce-da-brzina-sirenja-svemira-bude-veca-od-brzine-svetlosti-i-sta-to-znaci
Like Like Citat
0
Milan Mijić
6 months ago
Citat Duca:
Voleo bih da dobijem razjašnjenje... šta se dešava sa pomenutom "običnom materijom u procesu koji se odvija? ... zanima me brzina te "obične" materije u odnosu na recimo našu galaksiju, ... ako se tvrdi da se svemir između udaljenih galaksija širi brže od svetlosti, a one ne, šta se to dešava sa prostorom koji obuhvata galaksija? On se ne širi? Gde je u tom slučaju granica između "prostora koji se širi" i galaksije?



Ovo su odlična pitanja o važnoj temi na koja nažalost ne umem da odgovorim kratko. Napraviću jedan ili više zasebnih članaka i Saša će staviti ovde linkove na njih.
Like Like Citat
0
Драган Танаскоски
6 months ago
@Duca Svemir se širi tako što se metrika prostora-vremena menja, a ne tako što se materija kreće kroz prostor brže od svetlosti. Obične galaksije i materija između njih ne prelaze brzinu svetlosti u odnosu na lokalni posmatrač, već se udaljenost povećava zbog širenja samog prostora.
Prostor unutar galaksija se ne širi jer gravitacija (i druge sile) dominira nad efektima tamne energije, održavajući strukture vezane. Galaksije se drže zajedno sopstvenom gravitacijom, pa se njihova veličina ne menja.
Mi smo za nekog u udaljenoj galaksiji udaljena tačka sa brzinom udaljavanja bliska brzini svetlosti, a za još daljeg posmatrača, svetlost iz naše galaksije neće mu nikad stići jer se prostor između nas širi brže od svetlosti.
Ovde mi pada na pamet, ako bi se iz nekog razloga širenje smanjilo ispod svetlosne brzine, ili čak zaustavilo, za svakog posmatrača bi počele da izranjaju galaksije za koje se smatralo da su zauvek izgubljene.
Like Like Citat
1
Duca
6 months ago
Voleo bih da dobijem razjašnjenje. Ako u prostoru između galaksija postoji "obična" materija, neka postoji više te neke nazvaću je "neobične" materije koja izaziva širenje svemira brže od brzine svetlosti, šta se dešava sa pomenutom "običnom materijom u procesu koji se odvija? Ona nikako ne može da se kreće većom brzinom od brzine elektromagnetnog talasa. Odnos količine "obične" i "neobične" materije mi nije relevantan za odgovor na ovo pitanje, zanima me brzina te "obične" materije u odnosu na recimo našu galaksiju, jer je svaka brzina osim brzine svetlosti relativna tj zavisna od posmatrača. Takođe me zanima i drugi aspekt toga, ako se tvrdi da se svemir između udaljenih galaksija širi brže od svetlosti, a one ne, šta se to dešava sa prostorom koji obuhvata galaksija? On se ne širi? Gde je u tom slučaju granica između "prostora koji se širi" i galaksije?
Like Like Citat
2
Milan Mijić
6 months ago
Materija, atomska ili tamna, svojom gravitacijom usporava širenje. "Egzotična" materija koja ima anti-gravitaciona svojstva, ubrzava širenje.

Ovo drugo je netrivijalna i fascinantna činjenica. Teorija relativnosti dozvoljava takvu mogućnost a kvantna teorija polja daje eksplicitne primere kako je to moguće.

Još uvek hipotetička inflaciona faza u ranom svemiru je zamišljen period kada je gustinom svemira dominirala takva anti-gravitaciona komponenta velike gustine i širenje je bilo ubrzano i jeste, brže od brzine svetlosti. Što nije paradoks jer ne radi se o kretanju kroz prostor već o širenju prostora. Specijalna teorija relativnosti ne važi u celini kada se uzme u obzir gravitacija, to jest zakrivljen prostor.

Kada se ta komponenta raspala na običnu gravitirajuću materiju širenje svemira se nastavilo ali kao usporeno širenje. Sve do pre oko 7 milijardi godina kada je usled širenja gustina materije toliko opala da se pokazalo da postoji još jedna anti-gravitaciona komponenta (tzv "tamna energija"), manje gustine, ili konstante ili slabo promenljive, koja je tako postala dominantna.

Od tada, prema posmatranjima, ne teoriji, naš svemir je ušao u fazu blago ubrzanog širenja. Jer gustina te komponente je počela da dominira nad gustinom gravitirajuće materije. Od tada, daleke oblasti su počele da se udaljavaju brzinom većom od brzine svetlosti i sa vremenom ta granica se pomera ka bližim.

Tako da jeste, moguće je imati širenje brže od brzine svetlosti čak i ako u svemiru postoji gravitirajuća materija. Uslov je ako je gustina egzotične anti-gravitirajuće komponente veća od gustine gravitirajuće materije. Šta je ta razlika veća, veće je i ubrzanje i bliža je granica gde brzina širenja postaje veća od brzine svetlosti.
Like Like Citat
1
Duca
6 months ago
Citat Fizičar:
Međugalaktički prostor ima ništavnu gustinu i nema merljivi efekat na usporenje širenja pa se širi. U celini srednja gustina vidljivog svemira ima merljiv efekat, ali nedovoljan da zaustavi širenje. 

Širenje da, ali da li je moguće širenje brže od brzine svetlosti, ako ima koliko god malo bilo materije u njemu? Trebala bi biti "absolutna praznina" da bi se širilo brže od brzine svetlosti, inače se pojedini molekuli/atomi u toj praznini kreću zajedno sa prostoron brzinom većom od svetlosti.
Like Like Citat
1
Fizičar
6 months ago
Usporavanje širenja je proporcionalno gustini obične i tamne materije. Planete, zvezde, galaksije, i mnoga jata galaksija imaju dovoljnu gustinu, dovoljno jaku gravitaciju između svojih delova, da se odupru širenju. Međugalaktički prostor ima ništavnu gustinu i nema merljivi efekat na usporenje širenja pa se širi. U celini srednja gustina vidljivog svemira ima merljiv efekat, ali nedovoljan da zaustavi širenje. Kvantna mehanika ne pomaže, jer u ravnom svemiru kvantne fluktuacije se poništavaju na nulu, kao i kod nas u sobi.
Like Like Citat
1
Duca
6 months ago
Navodno, širi se samo prazan prostor između galaksija, za koji nema ograničenja brzine slično kao u priči o periodu inflacije vasione. Naravno nema dokaza da je prostor prazan, šta više kvantna mehanika to ne dozvoljava, pa je to u domenu hipoteza, pre nego teorija, mada većina astronoma to podržava, ne znam zašto. Ako neko zna, lepo bi bilo da nas ovde prosveti.
Like Like Citat
1
Rapaic Rajko
6 months ago
Galaksije nosi prostor koji se siri.
Limit brzine kretanja tela jeste brzina svetlosti. Ali brzina sirenja prostora nema limita.
Prosta analogija:
Zamislite balon precnika 1 metar, i na njemu 3 najsporija insekta koji postoje; krecu se (recimo) 1mm na dan. To bi bile galaksije, odnosno mi u njima.
I sad, naduvamo balon na precnik 2 metra, za 1 minut.
Kojom brzinom (jedan u odnosu na drugi) su se insekti/galaksije kretali za taj minut?
Koliki je sada razmak izmedju insekata/galaksija?
Ovo takodje vazi i za insekte/galaksije unutar balona.
Like Like Citat

Dodaj komentar

Pošalji