cybernews

Brian Greene multiverzum elmélete

A globális felmelegedésre a válasz Afrikában van

A szaharai népek tehát nem a Nílus völgyében, vagy a sivatagban próbáltak megélni, hanem a buja zöld Szaharában. Ahol a homok a fekete föld alatt volt, csakúgy, mint mondjuk Magyarországon sok helyen. Ha idehaza leásol egy métert, homokot találsz. Aztán történt valami, amitől a Szahara kiszáradt, ezek a szerencsétlenek meg beszorultak a Nílus völgyébe, az egyetlen helyre, ahol még maradt víz. Időszámításunk előtt 10 000 tájban beindult, majd rohamtempóban lezajlott az elsivatagosodás, egyben véget ért a legutolsó jégkorszak, melynek szinte a mai napig senki nem tudja az okát.

Kitérő: Mi is a “fekete főd”? Talajba zárt CO2. Brutális mennyiségű CO2-t tárol egy jól megtermett, kifejlett bioszféra! És brutális mennyiségű CO2-t ereget a levegőbe a talaj megszűnése, hisz minden, ami ott volt, szénvegyület volt, ami már nincs ott. Hol van most a Szahara talaja? A levegőben.

Ma már tudjuk. Sőt, még többet tudunk! A világ legnagyobb “globális felmelegedését” a szaharai népek okozták. A bolygó hőmérséklete az emberi tevékenység hatására több fokkal megemelkedett, végetért a jégkorszak, Európa kizöldült, a Szahara megsárgult. És mi most ezt a klímát tekintjük alapnak, helyesnek, megőrzendőnek. A Wikipedián egyelőre ennyit mernek “biztosan” állítani:

“The introduction of domesticated animals correlates in many places to a rapid change from grassland to scrubland vegetation, and it is hypothesized that Neolithic humans may have potentially played a role in stripping vegetation from the landscape, which induced cascading effects to the ecosystem and climate.” (https://en.wikipedia.org/wiki/Neolithic_Subpluvial)

Vagyis hogy az állatok háziasítása valahogy tökre egybeesik (időben korrelál) a növényzet eltűnésével, a neolitikum embere pedig valamiképpen szerepet játszott a vegetáció eltüntetésében.

Vannak már olyan tudósok, akik ennél bátrabbak, és kijelentik, hogy ezt és ezt tették a szaharai népek, és ezzel kiirtották a növényzetet, a talaj lepusztult, felszínrekerült a homok, és lőn globális felmelegedés és a ma ismert Szahara. És a ma ismert európai éghajlat, ne feledjük. Azért ilyen bátrak ezek a tudósok, mert reprodukálni tudják mind az elsivatagosodást, mind pedig a bezöldítést. A vezető tudós ebben a brancsban Allan Savory.

Ismerkedjünk meg a munkásságával!

Talán a legmeggyőzőbb az a fénykép, ahol Allan Savory a sivatag egyik felét zöldbe borította, de nem ám öntözéssel, hanem annak a módszernek az ellenkezőjével, amit a szaharai népek csináltak.

A kerítéstől balra - elakad a damilos fűkasza. A kerítéstől jobbra - menthetetlen sivatag. És ez így megy többszáz kilométeren át, a kerítés egyik és másik felén. Nincs különbség az öntözésben (nincs öntözés), nincs különbség az esőzésben. A kerítéstől balra több milliárd tonna CO2 “szilárdult meg” a felszínen fű formájában. Nincs mégegy módszer, amivel hatékonyabban ki lehet vonni a CO2-t a légkörből, mint az élőlénnyé alakítás.

Mit mond erre a Docens Úr?

“Igen, ismerjük Allan Savory munkásságát. Valójában már csak arra kell figyelni, nehogy túl sok CO2-t szedjünk ki a levegőből, újabb jégkorszakot okozva!”

Miután a fenti fényképet láttátok, belemehetünk a részletekbe. Nem, nem öntöz. Nem, nem szór ki semmiféle vegyianyagot vagy talajképzőt vagy csodaszert. Nem csinál semmi mást, mint - rengeteg növényevő állatot pakol a visszafordítani kívánt területre! Ennyi.

Miért működik ez? Mert ha van fű, és azt az állatok letapossák, talajtakarást valósítanak meg, így az a kevés eső, ami esik, nem párolog el fél órán belül, hanem hetekig (hónapokig?) tartja a nedvességet. Allan Savory vezette be a sima "eső" helyett a "hatékony eső" fogalmát. A hatékony eső a talajban marad. Ezen túlmenően az állatok trágyázzák is a talajt. Ökoszisztéma van ottan, kérem szépen! Amíg meg nem bolygatják. Ha leszeded az állatokat a fűről, ilyen száraz környezetben pár éven belül megdöglik a fű, és szép lassan eltűnik a talaj.

Mit tettek tehát a szaharai népek, amivel felborították a neolitikum klímáját? Kiirtották az állatokat a szaharából. Nem az a lényeg, hogy állatokat háziasítottak, hanem az, hogy az óriási csordákat levadászták. Nem kell messzire menni a bizonyítékért, hogy ez így igaz. A bölények kiirtásával szuper elsivatagosodás történt az USA pampáin is, és ennek nincs 500 éve. Senki nem gondolhatja, hogy az óriási bölénycsordák homokot meg kavicsokat ettek anno. Ahol megszűnt a bölény, megszűnt a fű, megszűnt a talaj is.

Most jön a Google Earth a képbe. Amióta a Föld felszíne bárki számára bármikor megtekinthető, a civil lakosság rengeteg olyan felfedezést tett, amit korábban senki nem vett észre. Boszniai piramisok, szaharai papírsárkányok stb.

A Szaharában közel ezer óriási, csak légifelvételről kivehető, papírsárkánynak nevezett “rajz” található, amiknek látszólag semmi értelmük sincs, mert nincs ott semmi. Pont, mint a Nacza-vonalak! De ezek nem rajzok, hanem tízezer év alatt a talajig leomlott, szétszóródott kőfalak. Aki azokat építette, homokot kellett, hogy egyen évtizedeken át, ha itt nem volt vegetáció. Allan Savory azonban rávilágított, hogy ezek óriási csordakivégzőhelyek, több kilométeres beterelőfallal, a végén mészárszékkel, ahol naponta akár több tízezer állatot lehetett lemészárolni - amíg volt állat.

És amíg volt állat, ezek a mega-mészárszékek egyáltalán nem a sivagatban voltak.

Idézzünk talán erről egy hitelesnek tekintett forrást, a The New York Timest:

“Archaeologists think ancient nomadic tribes used the kites, which can be more than a mile long, for hunting. The structure’s two long converging walls would funnel stampedes of gazelles into the body of the kite, where they would be slaughtered.”

(https://www.nytimes.com/2017/10/19/science/saudi-arabia-gates-google-earth.html)

Nos, ez történt anno, és nemcsak a Szaharában, hanem a földgömb összes pampáján Dél-Amerikától Mongóliáig. Most már mindent tudunk, csak az a kérdés, elfogadjuk-e. És persze idővel elfogadjuk. Akkor a második kérdés az, visszacsináljuk-e, amit őseink elrontottak? Melyik éghajlat a “helyes”? A mostani? Vagy a zöld szaharai? Jégkorszakkal Európában?

Addig is, amíg ez a vita lezajlik, Allan Savory és csapata a mai napig 40 millió hektár sivatagot változott át zöld mezővé az elmúlt években Afrikában. Ennek egyelőre éghajlatváltoztató hatása nincs, mert kevés a visszahódított terület. De az eljárás ismert, publikus, és könnyen megvalósítható, és ráadásul az afrikai népek éhezésének egyetlen létező, valós ellenszere. Nem a fűevés, hanem az állattenyésztés.

Hogy hogyan indul be a semmi közepén, a porsivatagban az álattenyésztés, ez maga a "know how". (Amúgy ehhez sem kell semmiféle csodaszer, csak egy kevés víz.) Ha már beindult, nem kell csinálni semmi különöset, csak fenntartani a csordák létszámát és okosan (=tudományosan) legeltetni őket. A talaj meg kialakul. Visszanő.

A villanyautó sem hülyeség, de az nem veszi ki a vízbül a Zokszigént, sem a CO2-t a levegőből. A fű az igen.

Ha hasznosnak tartottad ezt a cikket, osztd meg kérlek. Szerintem érdemes ilyesmiről is tudni a nagyvilágból.

(via Bios Urn - Biodegradable Urn with seed)

The Bios Urn

Let’s convert cemeteries into forests!

A Tejútrendszer elméletileg egy masszív féregjáratnak (téridőhídnak) adhat otthont egy nemzetközi kutatócsoport szerint. A féregjárat vagy féreglyuk vékony csőszerű képződmény, amely az univerzum két távoli, görbületmentes területét kötheti össze. Az egyirányú féreglyukak lehetőségét Albert Einstein 1935-ben bizonyította be Nathan Rosen amerikai-izraeli fizikussal. Fél évszázaddal később, 1985-ben Kip Stephen Thorne amerikai elméleti fizikus dolgozta ki tanítványaival a kétirányú féreglyukak teoretikai alapjait.

A trieszti nemzetközi posztgraduális oktatási és kutatóintézet, a SISSA tudósai, olasz, amerikai és indiai asztrofizikusok most a Tejútrendszer sötét anyagának eloszlásáról készült, rendkívül részletes térképet a legújabb ősrobbanás-elmélet fényében vizsgálták.

Arra a következtetésre jutottunk, hogy e járatok egyike galaxisunkban működhet. Mi több, maga ez a féreglyuk is akkora lehet, mint egy galaxis

– mondta Paolo Salucci, az Annals of Physics nevű folyóiratban megjelent tanulmány társszerzője, a SISSA asztrofizikusa, a sötét anyag elismert szakértője. Salucci ugyanakkor arra is rámutat, hogy csupán matematikai számításokról van szó. Vagyis nem azt állítják tehát, hogy a galaxisunk egy féregjárat, csak felvetik ennek az elméleti lehetőségét.

És hogy kísérletileg tesztelhető-e valaha a SISSA tudósainak az elmélete? Az olasz asztrofizikus szerint ez úgy lenne lehetséges, ha a sötét anyag eloszlását a Tejútrendszerben, amely egy spirálgalaxis, összehasonlítanák egy más típusú közeli csillagváros, például a Kis és a Nagy Magellán-felhő szerkezetével. Természetesen az ilyen vizsgálatokat lehetővé tévő technológiára még sokáig kell várni, de a kutatás ráirányítja a figyelmet arra, hogy milyen fontos megismerni a sötét anyag valódi természetét. Fotó: Davide and Paolo Salucci

A tudósok már régóta kutatják a világegyetem tömegének 23 százalékát adó, semmiféle elektromágneses sugárzást ki nem bocsátó, így csillagászati műszerekkel közvetlenül meg nem figyelhető anyagot. Egyes elméletek szerint egy hipotetikus részecskecsoport, a neutralínók alkotják, ezek létét azonban eddig sem az Európai Nukleáris Kutatási Szervezetben (CERN) végzett kísérletek során, sem a világegyetemben nem sikerült megfigyelni.

Egy anyag, ami megváltoztat mindent

De mi is az a grafén?

Próbáltad gyerekkorodban a nápolyinak óvatosan leapplikálni egy-egy rétegét? Ha ugyanezt a grafittal teszed meg, újabb és újabb rétegeket szedsz le róla, míg végül csak egyetlen atomnyi vastag réteg marad, már el is jutottál a grafénhez.

 Az egy atomnyi vastagságú grafit annyira vékony, hogy a gyakorlatban nem is látható, ezért kétdimenziós anyagnak is nevezhetjük. Hogy el tudjuk képzelni, mennyire vékony: ha hárommillió ív ilyen grafénréteget teszünk egymásra, még mindig csak 1 milliméter vastag lesz. De miért akkora felfedezés ez, hogy két tudós (Andre Geim és Konsztantyin Novoszjolov) 2010-ben emiatt kapott fizikai Nobel-díjat? Hát azért, mert a grafénnek egyedülálló tulajdonságai vannak. Lássuk:

200-szor erősebb az acélnál, ezzel a legerősebb ismert anyag. Hogy ezt is egy példával illusztráljam, ha egy folpack vékonyságú grafén fóliára ráállítunk hegyével lefelé egy ceruzát, arra pedig ráállítunk egy elefántot, nem fogja tudni átszúrni.

A keménysége ellenére olyan rugalmas, mint a gumi, jól hajlítható

Az elektronok gyorsabban mozognak benne, mint más anyagban. 10-szer jobb vezető, mint a réz.

Átlátszó

Öntisztító, ellenáll a víznek, olajnak, zsírnak

Jól keverhető. Csupán egy százaléknyi grafént keverve a műanyaghoz, kiváló elektromos vezetőt kapunk.

De sokkal érdekesebb, hogy mit lehet csinálni belőle. Néhány példa a felhasználási lehetőségeiről:

Karkötővé hajtogatható tablet

Olyan átlátszó, hajlítható, érintőképernyős eszközt lehet vele készíteni, ami teljes szélességében tabletként, összehajtva mobiltelefonként, a csuklón meghajlítva okosóraként/okoskarkötőként is használható. Tud átlátszó is lenni, de át tud változni bármilyen színűvé, vagy mintájúvá. Ráadásul a grafénnel kevert műanyag erősebb és könnyebb lesz. A zsírtaszító tulajdonsága miatt pedig nem lesz tele ujjlenyomattal.

Sőt, grafén réteggel bevonva az asztalokat, falakat, mindenből kijelzőt varázsolhatunk. Nem kellenek többet fizikai kapcsolók és szabályozók a tűzhelyekre, a házfalakon távolról irányítva változtathatják a reklámokat, a buszmegállók tábláin az érkezési időpontokat, de kiválthatja a hagyományos televíziót, vetítőt is.

Ablaküvegből napelemek

A jelenleginél 20-szor hatékonyabb napelemek építhetőek belőle, a felhasználásával a napenergia megtérülési mutatói jóval meggyőzőbbé válhatnak. A lakás ablakai akár teljes méretükben bevonhatók grafénnel, így napelemként és képernyőként is használhatók. Mivel bármilyen színt meg tud jeleníteni, megszűnhet a függöny fényszűrő feladata. Vagy képzeljünk el egy kirakatüveget, amelyen reklámok futnak. És ha a járókelők már megőrülnek a sok reklámtól, semmi baj, mert a grafén törhetetlenné is teszi a kirakatüveget.

Útban a kvantumszámítógép felé

Az utóbbi években egyre inkább vért izzadnak a chipfejlesztők, hogy megfeleljenek Moore törvényének, és 18-24 havonta duplázni tudják a processzorok teljesítményét. Ez a megfelelés azonban egyre komplexebb és drágább gyártási technológiákat követel. Sokan gondolják, hogy a fejlődés eddigi üteme nem tartható a jövőben. Az ultragyors, de nem melegedő graféntartalmú csipek fejlesztése ugyan még viszonylag korai stádiumban van, de várhatóan nagyságrendekkel jobb teljesítményt produkál majd, mint a szilícium. Az IBM kutatóinak eredményei alapján úgy tűnik, a grafén megmentheti Moore törvényét.

A torrentezés jövője

Wifi-n vagy 3G-n nagy fájlokat feltölteni máig idegőrlő tevékenység. Mivel az elektronok szinte ellenállás nélkül hasítanak végig a kétdimenziós felületen, ezért grafén antennával lehetséges akár másodpercenként egy terabites sebesség elérése is. Ez kb. 50-80 darab közepes minőségű mozifilmnek felel meg.

Telefontöltés 5 másodperc alatt

Ha voltál már olyan helyzetben, hogy egy kávézó pincérének kellett könyörögnöd 5 perc telefontöltésért, mert egy fontos hívást vársz, akkor örülsz majd annak az információnak, hogy a grafén alapú elemek 5 másodperc alatt 100 százalékra tölthetők.  Ráadásul több energiát, hosszabb ideig lesznek képesek tárolni. Épp ideje lenne, hiszen az elektronika hihetetlen fejlődéséből az elemek eddig teljesen kimaradtak. Az első iPhone is kb. egy napig bírta, és a mai készülékek is. Lítium-ion elemek kapacitását a tízszeresére tudták növelni grafén hozzáadásával.  A mobil eszközökön kívül ez forradalmi hatású lehet az elektromos autóiparra is, amelynek legnagyobb problémája, hogy hatalmas súlyú elemeket cipelnek az autók (egy Teslában 450 kiló elem van), mégis 80-100 kilométerenként lemerülnek. És ha egyszer lemerültek, órákig tart a töltésük. Nos, a grafénnal dúsított elemek ezen problémák mindegyikét megoldják, mert súlyra könnyebbek, sokkal nagyobb kapacitásúak, és nagyságrendekkel gyorsabban töltődnek. Sőt, grafén tartalmú kaszni esetén maga az autó is tudja tölteni energiával.

Törhetetlen járművek

A grafén könnyűsége, hajlékonysága és törhetetlensége az autó, és repülőgyártásban is óriási fejlődést jelent. Egy koreai egyetemen réz, illetve nikkel rétegeket  grafén rétegekkel keverve olyan kompozit anyagot állítottak elő, amely a rezet 500-szor, a nikkelt 180-szor erősebbé tette, ugyanakkor ellenállóvá az erózióval szemben. Járműveknél is előnyös lehet az ablakoknál a vízlepergető hatás. A grafénnal vége lesz az ablaktörlő-iparnak.

Posztajánló: 5 dolog, ami végleg megváltozik a vezető nélküli autókkal

Tengervízből ivóvíz

A világon 783 milió ember nehezen jut édesvízhez, ami közvetetten évente 3,4 millió ember halálát okozza. A tudósok azt gondolták, a grafén erős felépítését és vízhatlanságát felhasználva új vízszűrő eljárásokat lehetne kidolgozni.  Az MIT, illetve a repülőgép-, és hadiipari óriás Lockheed Martin is fejest ugrott a fejlesztésbe. Egy grafénrétegre apró lyukakat szúrtak, amely a vizet átengedi, de a nátriumot, klórt, és egyéb ionokat kiszűri. Míg az elmúlt évtizedekben elterjedt, fordított ozmózis alapú víztisztításnál óriási nyomással kell keresztülnyomni a vizet a szűrő membránon, az annál ezerszer vékonyabb grafén esetében jóval kisebb nyomás elegendő. Így sokkal kevesebb energiával, jóval olcsóbban valósítható meg a tengervíz sótalanítása.

Mindenmás

Aki irigyelte a Predator idegen lényeinek UV- vagy infravörös látását, az örülhet, mert grafén alapú kontaktlencsével ő is képes lesz hasonlóra.

A gyógyászatban is nagy reményeket fűznek hozzá, elsősorban a bioszenzorok, és a célzott gyógyszerbevitel területén.

Építészetben használható bevonóanyagként, erősebbé, ellenállóbbá, és vízlepergetővé teszi az épületeket, lehetetlenné teszi a graffitizést.

A felhasználási módok sokoldalúságát mutatja, hogy a Manchester-i Egyetem elszakíthatatlan, grafén tartalmú gumióvszert fejleszt, amit Bill Gates alapítványa is támogat.

És hogy hab is legyen a tortán: Az alapanyag, a szén óriási mennyiségben rendelkezésre áll, és nagyon olcsó.

Ha ennyire szép minden, akkor miért nincs még hajlítható telefon?

Ahogy minden új technológiának, a grafénnak is vannak problémái. A nanotechnológia - aminek egyik zászlóshajója lehet a grafén - lényege ugyanis a felfoghatatlanul apró méret. Egy atom vastagságú, láthatatlan réteggel nagyipari környezetben dolgozni nem triviális dolog.  A kutatók leggyakrabban az ún. hántolásos módszerrel állítják elő a grafént. Ez abból áll, hogy egy grafitdarabra ragasztószalagot nyomnak, majd letépik, a letépett rétegekre újabb ragasztószalagot tesznek, rétegről rétegre vékonyítva, míg csak egy atomnyi marad. Ez a módszer egy kutatólaborban elegendő, de tömeggyártásra nem alkalmas. Bár több irányba is elindultak a tömeggyártással, a szükséges gépek és ipari folyamatok kialakítása évekig tart.

William Thomson, vagyis Lord Kelvin fizikus még 1900-ban állítólag azt mondta, már semmi felfedeznivaló nem maradt a fizikában, már csak a minél pontosabb mérések vannak hátra. Nem tudni, hogy Lord Kelvin tényleg mondta-e, vagy csak legenda az egész, de ennél nagyobbat nem is tévedhetett. Alig néhány évtizeddel voltunk a kvantummechanika és az einsteini relativitáselmélet megjelenése előtt, ami teljesen forradalmasította a fizikát, és olyan problémákat vetett fel, amelyekre még ma sincs válasz.

Kezdjük rögtön Einsteinnel, aki évtizedekkel az általános relativitáselméletről írt tanulmányában megjósolta a gravitációs hullámok létezését. A Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ kutatói most közvetett bizonyítékot találtak olyan gravitációs hullámok létezésére, amik az univerzum keletkezése után nagyon kevés idővel (10 a mínusz 34-en másodperc) jöttek létre. A most észlelt minta tehát a kozmikus infláció idejéből, vagyis a világegyetem hirtelen tágulásának pillanatából származik. A felfedezést a kozmológia Szent Gráljának nevezte el a média, annyira jelentős – de még számtalan hasonló felfedezés várat magára. Ezekből szemezgetünk.

Kozmikus infláció

Maradjunk egy kicsit a kozmikus inflációnál. Az ősrobbanás pillanatában az univerzum elképesztő növekedésen ment keresztül – ezt hívják kozmikus inflációnak vagy felfúvódásnak. Ekkor az univerzum növekedése exponenciális volt; legalább 90 alkalommal megkétszerezte a méretét. Az infláció után a növekedés folytatódott, de már lassuló ütemben. A növekedéssel párhuzamosan az univerzum lehűlt. A most észlelt gravitációs hullámok arra utalnak, hogy a kozmikus infláció valóban megtörtént a kezdetek kezdetén, de a miértre még nincs válasz.

Ide tartozik a horizontprobléma is, vagyis az a kérdés, hogy miért néz ki az univerzum minden irányban ugyanolyannak. A világegyetem hőmérséklete és összetétele nagyjából egységes, és ezt egyelőre nem tudják megmagyarázni a kutatók. Az ősrobbanás után folyamatosan hűlt a hőmérséklet, de nem telt el azóta annyi idő, ami megmagyarázná ezt az egységességet.

Reionizáció

Folytatva a kozmikus infláció utáni pillanatokat, az univerzum egyre tágult, hőmérséklete csökkent. Az elemi részecskék összeütköztek, és idővel héliummá alakultak. A rekombinációra 380 ezer évet kellett várni, ekkor az intenzív hő hatására az atomok egy plazmafelhőbe préselődtek össze; ebben ködként kavarogtak a protonok, neutronok és elektronok. Az elektronok elkezdtek a szabad atommagokhoz kapcsolódni, és semleges atomokat hoztak létre. Emiatt az univerzumban lehetővé vált a fény terjedése; ennek a nyomai a mikrohullámú háttérsugárzásban is láthatók.

A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás kis mértékű hőmérsékletingadozásai

Ekkor kezdődött a reionizáció, amikor a hideg és semleges hidrogénnel töltött univerzumba ionizált hidrogén került, ami protonokra és elektronokra hasadt. A korai világegyetemet kitöltő hidrogénköd átlátszóvá vált, mivel az ibolyántúli sugárzás elpusztította a semleges hidrogéngáz javát. Nem tudni, pontosan miért történt és meddig tartott a reionizáció, ennek okait még kutatják. 

Egy vagy több univerzum?

Ide kapcsolódik a párhuzamos univerzumok kérdésköre is. Egy végtelen kiterjedésű, hideg kvantumvilágban több egymástól független inflációs esemény is bekövetkezhet. Így akárrendszeresen is kialakulhatnak az ismert világegyetemhez hasonló világok. Ezek között nincs kölcsönhatás, kozmológiai paramétereik is különböznek, természeti törvényeik is mások, így teljesen más folyamatokon mennek keresztül. A multiverzum elmélet szerint az ismert világegyetem csak egy a sok közül. Persze ennek bizonyítása is várat magára.

Szingularitás

A szingularitás azt jelenti, hogy van egy olyan pont, ahol bizonyos fizikai mennyiségek, mint sűrűség, téridőgörbület végtelenné válnak. Ez történt az ősrobbanás pillanatában, legalábbis Einstein gravitációelmélete ezt feltételezi. A probléma az, hogy ezt matematikailag lehetetlen leírni, a számítások értelmetlenné válnak.

Az ősrobbanás elmélete szerint a világegyetem kezdetben hihetetlenül sűrű volt. Az idő múlásával a tér tágul, és a csillagászati objektumok (például galaxisok) egyre távolabb kerülnek egymástól.Fotó: Wikipedia

Mi a sötét energia?

Az asztrofizikusok akárhogy is próbálják megérteni a világegyetem működését, valahogy nem állnak össze a számok. Bár a gravitáció vonzza az égitesteket, az univerzum mégis egyre gyorsabban tágul. Ezt valahogy meg kellett magyarázni a fizikusoknak, és kitalálták, hogy kell lennie egy olyan erőnek, amely a gravitációval ellentétes hatást vált ki, széttolja a téridőt.

Ezt az erőt elnevezték sötét energiának. Ez egy olyan feltételezett energiaforma, amely az egész univerzumban jelen van, erős az antigravitációs hatása. Az univerzum nagyjából hetven százalékát ez az energia adja. Bizonyítani még nem sikerült meglétét, létezésére is csak megfigyelések alapján következtetnek. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás, a gravitációs lencsék, az univerzum kora, a Hubble-állandó mérései is mind a sötét energia meglétére utalnak. Ráadásul a sötét energia létezése megoldaná a hiányzó tömeg problémáját is.

Mi a sötét anyag?

Az univerzum tömegének alig 4,6 százalékát adja megfigyelhető anyag. A Planck űrszonda részletgazdag mikrohullámú égtérképre alapozott számításai szerint sötét anyag adja a világegyetem 26,8 százalékát (a fent említett sötét energia 68,3 százalékot). A sötét anyagot tehát nem látják a tudósok, de a meglétére következtetni tudnak. Nagyon régen, még 1934-ben fedezte fel Fritz Zwicky asztrofizikus, amikor a Coma galaxishalmaz tömegét vizsgálta. A galaxishalmaz szélén levő galaxisok sebességéből, és a galaxishalmaz fényességéből, valamint a galaxisok száma alapján két tömegbecslést adott. A kettőt összehasonlítva látta, hogy a sebességeloszlásból számított tömeg 400-szor nagyobb, mint a távcsővel mért. Vagyis kellett ott lennie még valaminek, ez a sötét anyag. Egyelőre semmit nem tudni erről az anyagról.

Anyag és antianyag

Minden részecskének létezik olyan párja, ami vele azonos tömegű, de néhány kvantumfizikai jellemzője (elektromos, erős és gyenge töltése) ellentétes. Ha az antirészecskékből álló antianyag találkozik az anyaggal, annihiláció történik, vagyis mindkettő megsemmisül, és energia szabadul fel. A fizikusok ma úgy gondolják, hogy amikor nagyjából 13,7 milliárd évvel ezelőtt megtörtént az ősrobbanás, ugyanannyi anyag és antianyag keletkezett – viszont mivel a világegyetemünk szemmel láthatóan anyagból áll, valahogyan megborult ez az egyensúly, úgynevezett szimmetriasértés történt. Hogy ennek mi volt az oka, nem tudják a tudósok.

A fekete lyuk információs paradoxona

Stephen Hawking még 1974-ben azt állította, hogy amikor egy fekete lyuk létrejön, energiát kezd el kisugározni, és folyamatosan veszít a tömegéből. A kvantumfizika törvényeiből azt a következtetést vonta le, hogy a fekete lyukaknak hőmérsékletük van, tehát hőmérsékleti sugárzást bocsátanak ki, így veszítenek a tömegükből, és fokozatosan eltűnnek. Az elmélet némi pontosítás után mára elfogadottá vált a fizikusok körében, Hawking-sugárzásnak nevezik ezt a jelenséget. Hawking azt is állította szivárgással a fekete lyukba bekerült információ is meg tud szökni, de roncsolt formában. Ha beleugrunk a fekete lyukba, minden információ meglesz arról, hogy nézünk ki, de felismerhetetlen állapotban.

Az általános relativitáselméletben semmi nem szökik ki a fekete lyukból. A kvantumfizikai törvények ugyanakkor azt mondják, az energia és az információ mégis csak meg tud szökni a fekete lyukból. Ennek az ellentétnek a feloldásával és pontos magyarázatával még adósok a fizikusok, hiszen olyan teóriára van szükség ehhez, ami egyesíti a gravitációs elméletet és a kvantumfizikát. Ilyen általános elmélet azonban még nincs.

Húrelmélet

A húrelmélet az univerzum egymásra ható erőit vizsgálja; ezt a mindenség elméletének is nevezik. Az elmélet tesztelését igencsak megnehezíti, hogy a ma használt eszközökkel a tesztek nem kivitelezhetők, mivel ezeknek olyan léptéke és energiaigénye lenne, hogy az túl extrém körülményeket teremtene a vizsgálathoz.

A húrelmélet szerint az univerzumban minden anyag és energia egydimenziós húrokból áll. Ezek egytrilliószor vékonyabbak, mint a hidrogénatomok, pedig már azokat is igen nehéz kimutatni. Ahhoz, hogy az egydimenziós húrok kimutathatók legyenek, egy elképesztő teljesítményű részecskegyorsító kéne: a Nagy Hadronütköztető ugyan a Higgs-bozont megcsípte, de a húrok észleléséhez több milliószor ennyi energiára lenne szükség.

1 Anyag, 2 Molekulaszerkezet (atomok), 3 Atom (proton, neutron, elektron), 4 Elektron, 5 Kvark, 6 Húr

A húrelmélet lehet az lehet az összekötő kapocs két, egymásnak ellentmondó elmélet között. Az egyik Einstein általános relativitáselmélete, és a ma uralkodó gravitációs elméletek; a másik a részecskefizika hagyományos modellje, illetve a kvantumtérelmélet, ami a gravitáción kívüli erőhatásokat is leírja.

A világegyetem jövője

Nagy Fagyás, Nagy Hasadás, Nagy Reccs, Nagy Összeomlás – számtalan elmélet létezik az ismert univerzum végére. Azzal, hogy a tudósok túlnyomó többsége elfogadta az ősrobbanást, mint az univerzum keletkezésének magyarázatát, felmerült kérdésként a világegyetem további sorsa. Az ősrobbanás-elmélet egyik következménye, hogy az univerzum ma ismert állapota jelentősen eltér attól, amilyen a múltban volt és amilyen a jövőben lesz.

A különböző elméletek mind különböző jövőt jósolnak a világegyetemnek. Az egyik örökké tartó tágulást feltételez, amikor egy idő után az elemi részecskék közötti rés egyre nagyobb lesz (nyílt univerzum). Egy másik elmélet szerint az univerzumban elég anyag van ahhoz, hogy megállítsa ezt a tágulást (zárt univerzum). A jövő olyan kozmológiai törvényszerűségektől is függ, amelyek még nem ismertek, ilyen például a sötét energia vagy az univerzum alakjának hatása.

A fenti kérdésekkel csak a felszínt kapargattuk, ezeken kívül még számtalan olyan kérdés létezik, amelyről vitatkoznak az asztrofizikusok, különböző elméleteket gyártottak és gyártanak folyamatosan, amelyek megpróbálják magyarázni a fent felsorolt kérdéseket. Ilyenkor jönnek elő olyan ötletek, hogy a fekete lyukak nem is léteznek, de legalábbis nem úgy, ahogy eddig gondoltuk. Hogy egy hologram a világunk, vagy hogy egy négydimenziós csillag összeomlása miatt létezünk.