Milyen öreg az univerzum?

A 14 milliárdos kérdés

Tudomány

A világegyetem idősebb, mint gondoltuk, de talán ennek a történetnek is volt egy határozott kezdete.

13,77 milliárd (plusz-mínusz 40 millió) év – ennyi ideje létezik az univerzum, legalábbis asztrofizikus kutatók legfrissebb, az év elején publikált kalkulációja szerint. Az égi jelenségek kutatói számára már a földi obszervatóriumok teleszkópjai által befogott ősi sugárzási jelek is bizonyítékul szolgálhatnak, hogy megmondják, mikor indult először mozgásnak világunk. Márpedig az Atacama-sivatagban elhelyezett gigantikus távcső (az amerikai National Science Foundation által üzemeltetett Atacama Cosmological Telescope) éppen az elképzelhető legrégebbi mikrohullámú elektromágneses jeleket tudta befogni, amelyek az ősrobbanás utolsó halovány emlékei.

Mintha tegnap lett volna

A világegyetem korára vonatkozó friss becslések megegyeznek a korábbi (például az Európai Űrügynökség, az ESA Planck műholdjának szintén a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást feltérképező mérésein alapuló) kalkulációkkal és a kozmológia sztenderd modellje sugallta forgatókönyvvel, ám ez korántsem volt mindig így. És persze most sincs mindenki meggyőződve arról, hogy pontosak ezek a számok.

 
Égre meredő teleszkóp az Atacama-sivatagban
 

A világegyetem korával és kiterjedésével (sőt annak szerkezetével és saját mozgásával) kapcsolatos megfontolások régóta összekapcsolódnak, egyiket a másik nélkül megoldani nem is lehet. Jellemző, hogy a modern fizika és csillagászat előtti (például a Biblia e szempontból szó szerint vett értelmezésén, de Arisztotelészen és Ptolemaioszon is alapuló) megközelítés véges kiterjedésű és jól meghatározható, maximum 6–7 ezer éves korú és szigorúan geocentrikus univerzummal számolt. Akadtak konzervatív becslések kora újkori tudósoktól is: Kepler kalkulációi szerint például a világunk e hónap végén lesz 6998 éves.

Ehhez képest az antik elődök gondolataiból is építkező kora újkori, késő reneszánsz gondolkodók végtelen és öröktől fogva létező univerzumról beszéltek. A végtelen univerzumot Giordano Bruno a 16. században még bizonyítékok híján csak feltételezte, Edmond Halley angol csillagász (1656–1742), Newton kortársa viszont már határozottan úgy gondolta, hogy a világegyetemnek végtelennek kell lennie, különben a kölcsönös gravitációs vonzás miatt össze kéne zuhannia. Akadt azonban egy nehezen áthidalható nehézség, amelyet az éjszakai égbolt nagyjából egyöntetű, csupán az elszórt csillagok fénye által megszakított sötétsége okozott. Ha ugyanis a világegyetem végtelen volna, akkor tetszőleges irányba tekintve előbb-utóbb egy újabb csillagba botlana a tekintetünk, így viszont az egész égboltnak a Napét is sokszorosan (egyes kalkulációk szerint ötvenezerszeresen) felülmúló fényességgel kéne ragyognia. Ez a Halley és más csillagászok által is megsejtett probléma Heinrich Wilhelm Olbers német orvos 1826-os tanulmánya nyomán kapta az Olbers-paradoxon nevet.

Ennek feloldására az idők során számos elgondolás született, ám egy sem akadt köztük, amely ne mondott volna ellen az egyre gyűlő mérési adatoknak vagy a világegyetem idővel mind jobban fejlődő és bonyolódó elméleti fizikai alapjainak. Semmi sem támasztotta alá, hogy valami ismeretlen anyag nyelné el a csillagok túlnyomó részének sugárzását (akkor ugyanis az melegedett volna fel rendkívüli mértékben), de annak sem volt jele, hogy a kozmikus objektumok egyre nagyobb térközökkel elválasztott makrostruktúrákba rendeződtek volna. Az Olbers-paradoxon feloldását végül a fizika 20. századi forradalma tette lehetővé, s mindebből két dolog is következett. Először is, a világegyetem mégiscsak véges korú, és emiatt kiterjedése sem teljesen végtelen. Másrészt a kezdettől fogva egymástól, így a mindenkori megfigyelőtől is távolodó, eredendően fényes objektumok sugárzása az ún. vöröseltolódás miatt kisebb frekvenciájú és energiájú sugárzás formájában érkezik hozzánk, immár messze a látható tartománytól. (A vöröseltolódásról mindjárt.)

Ez egy remek cikk a nyomtatott Magyar Narancsból, amely online is elérhető.
Ha szeretné elolvasni, kérjük, fizessen elő lapunk digitális kiadására, vagy ha már előfizető, lépjen be!
A Magyar Narancs független, szabad politikai és kulturális hetilap. Nézzen be hozzánk minden nap: hírszolgáltatásunk ingyenesen hozzáférhető. Támogassa a független sajtót! Olvassa a Magyar Narancsot!

Neked ajánljuk