Az univerzumról másképpen

Kedves diákjaim, az univerzum, amelyben élünk, egy olyan lenyűgöző és rejtélyes hely, amely még mindig rengeteg megválaszolatlan kérdést tartogat számunkra. Bár az emberiség több száz éve kutatja és sok eregményt ért el, folyamatosan találunk olyan dolgokat, amik teljesen ellent mondanak a fizika törvényeinek, és egész egyszerűen nem tudjuk a választ ezekre a kérdésekre. Az univerzum mérete és összetettsége olyan, hogy az egyszerre elképzelhetetlen és felfoghatatlan. A galaxisok milliárdjai terülnek el a végtelen ürben, amelyek magóba hordozzák a csillagok és bolygók milliárdjait, köztük a mi otthonunkat, a Földet is.

Jöjjön tehát három univerzumos rejtély, amikre talán sosem fogunk választ kapni. Valahol a kozmusz legmélyén távol galaxisunk a tejút biztonságos határaitól egy olyan szörnyetek található, amely lassan és elkerülhetetlenül húz minket magához. Az egyetlen erő, amely ilyen hatalmas távolságokon és kozmikus időszakokon keresztül hat, a gravitáció, tehát bármi legyen is, az hatalmas és könyörtelen. A nagyatraktor vagy más néven a nagyvonzó egy gravitációs anomália az intergalaktikus térben, és a Laniakea superhalmaz látszólagos központi gravitációs pontja. Ma január 3.-án a Quadrantidák meteorraj ezrei árazstják el a földet. A Föld az őt tartalmazó naprendszerrel, a naprendszer tartalmazó tejútrendszerrel és a tejútrendszer tartalmazó lokális galaxis csoporttal együtt a Laniakea superhalmaz része és annak egyik oldalágán helyezkedik el.

A lokális galaxis csoport továbbra is a Virgo superhalmaz része, de a Virgo superhalmaz csupán a Laniakea superhalmaz egyik részterülete. A Laniakea superhalmaz átmérője mindegy 520 millió fényév, körülbelül 100.000 galaxis alkotja, tömege pedig 100 quadrillionap tömeg. A superhalmazok az univerzum eddig ismert legnagyobb struktúrái, melyeket galaxisok csoportjai alkotnak. Minden superhalmazon belül a galaxisok mozgása befelé történik, a Laniakea superhalmazon belül ez a nagy attraktornak nevezett hely, amifelé a galaxisok mozgása különféle ívelt pályákon irányulnak.

Ezek a galaxisok megfigyelhetők a tejút által eltakart részek felett és alatt, mindegyikük a háború áramlásnak megfelelően vöröseltolódik, ami azt jelzi, hogy hozzánk és egymáshoz képes távolodnak, de vöröseltolódásuk változása elég nagy és elég szabályos ahhoz, hogy kiderüljön, hogy kisi az anomália felé húzódnak. A Világegyetem egyenletes tágulásától való eltérésre utaló első jelleket 1973-mal jelentették, a nagy attraktor helyét pedig végül 1986-ban határozták meg, amely valahol 150 és 250 millió fényév közötti távolságban található a tejútrendszertől.

A Lanniakel szuperhalmaz a nagy attraktormödencéjeként van meghatározva, négy fő galaxis szuperhalm azt foglal magában, és 520 millió fényévre terjed ki. Mivel nem elég sűrű ahhoz, hogy gravitációsan kötött legyen, a Világegyetem tágulásával szét kellene szóródnia, ehelyett azonban egy gravitációs fókuszpont rögzíti. De van egy szó szerint hatalmas probléma. Galaxisunk tele van csillagokkal, gázzal, porral, és mindez blokkolja a fényt az univerzum távoli részeiből. Bármi legyen is a nagy vonzó, az a kentaúr csillagkép irányába fekszik, ezért a saját tejútrendszerünk takarása miatt nem tudjuk rendesen megfigyelni. A fizikusok úgy vélik, hogy az ismert univerzum anyag és energiatartalmának meglepő hányada, 27%-a úgynevezett sötétanyag. A sötétanyag olyan anyagfajta, amely csillagászati műszerekkel közöletlenül nem figyelhető meg, mert semmilyen elektromagneses sugárzást nem bocsát ki és nem nyel el. Jelen létére csak a látható anyagra és a háttérsugárzásra kifejített gravitációs hatásából következtethetünk. A világegyetem tömegének csupán 5%-át alkotja a megfigyelhető anyag, 27%-a a sötétanyagaránya és 68%-a a sötétenergia. Egyes csillagászok szerint a sötétanyag nem létezik és a neki tulajdonított jelenségekre a gravitáció nagy távolságokon eltérő viselkedése a válasz. Egy elmélet szerint a gravitációs erő nagy távolságokon nem a távolság négyzetével, hanem csak a távolsággal arányos fordítottan. Az elmélet kritikusei szerint azonban ez egyrészt nem tudja megmagyarázni a galaxishalmazó gravitációs hatása révén létrejelvő optikai lencehatást, másrészt ez nem magyarázza meg, hogy a newtoni gravitáció szabálya miért változik meg nagy távolságban. Egy másik bizonyíték a sötétanyagra, hogy amikor a távoli galaxisokból érkező fény sötétanyaggal teli régiókon halad át, a fény meggörbül a gravitációs lenceként ismert jelenségben. A sötétanyag gravitációs hatásait a legkönnyebben a galaxisok külső régióiban figyelhetjük meg, ahol a csillagok olyan sebességgel mozognak, amely csak akkor lehetséges, ha több anyag van jelen, mint amit valójában látunk. A megfigyelhető világegyetem magában foglalja az összes teret, amelyet megfigyelhetünk és mérhetünk a hozzánk érkező fény alapján. Világegyetemünk korát közel 14 milliárd évesnek mondjuk, de az ennél távolabbi fényeknek egyszerűen nem volt még elég ideje ahhoz, hogy elérjen minket, így a számunkra megfigyelhetetlen. A probléma ezzel az, hogy ez nem technikai korlátozás, mert nem arról van szó, hogy nem vagyunk elég fejlettek ahhoz, hogy lássuk mi van távolabb. A korlátozás a fénysebessége miatt van, ez olyan, hogy például nem olvashatunk el egy olyan levelet sem, amely még nem érkezett meg hozzánk. Továbbá maga a világegyetem is gyorsabban tágul, mint a fénysebessége, ami azt jelenti, hogy a határ egyre távolabb kerültőlünk. Tehát ha esetleg egy idegen civilizáció küldene jelleket felénk az univerzum széléről, az soha nem érne el hozzánk még akkor sem, ha az végtelen ideig haladna felénk. A megfigyelhető világagetem egyre nagyobb lesz, és soha nem fogunk tudni túllátni ezen a határon, így valószínűleg ez az egyetlen univerzum, amellyel valaha is kölcsönhatásba lépünk. De mi van az univerzum határa után? Van-e egyáltalán határa? Az első elmélet szerint az univerzumunk azon részei, amit nem tudunk megfigyelni, még több univerzumot tartalmaz. 

Több csillag, galaxis és halmaz egy végtelenül táguló térben. Ha az űr valóban végtelenül tágul, akkor saját univerzumunk és saját bolygónk a Föld is végtelen számban létezhet. A határon túl nem csak végtelen számú Földet találnánk, de bennük végtelen számú másolatunkkal apró beltérésekkel. De egy végtelen univerzumban az is előfordulhat, hogy valahol minden pontosan úgy zöldik, ahogy a Földön is történik. A második elmélet szerint az univerzumunkon túl csak a nagy semmi vár minket. Egy nagy semmit azonban elég nehéz felfogni, mert amennyire tudjuk, minden létező dolog véges, míg a látszólag végtelen dolgok is csak közel vannak a végtelenhez, de soha nem végtelenek. A harmadik elmélet és egyben lehetséges válasz a fekete lyukakhoz köthető. Fekete lyuk akkor keretkezik, ha egy véges tömeg a gravitációs összeomlásnak nevezett folyamat során egy kritikus értéknél kisebb térfogatba tömörül össze. Ekkor az anyag összehúzódását okozó gravitációs erő minden más anyagi erőnél nagyobb lesz, és az anyag egyetlen pontban húzódik össze. Ebben a pontban az általános relativitás elmélet szerint bizonyos fizikai mennyiségek végtelenné válnak. De hogy mi rejtőzik a fekete lyuk eseményhorizontja mögött az továbbra is rejtély, hasonlóan saját univerzumunk határához. De mi van, ha az univerzumunk egy fekete lyukban létezik? Mi van, ha a belsejében a tér olyan gyorsan tágul, hogy még a fény sem éri el a szélét? Talán, amit gravitációs vonzásként figyelünk meg egy fekete lyukon kívülről, az egyre növekül téridő belsejében van, ami messze tolja a határt mindentől. A fekete lyukakkal kapcsolatos elméletek az eseményhorizontot olyan pontként írják le, ahol a téridő gyorsabban hajlik, mint a fény, ezért nem tud menekülni, mert nem elég gyors a széle eléréséhez. Ugyanezt történik a saját univerzumunkkal is, maga az univerzum tágulása sokkal gyorsabb, mint a fénysebesség. Ez azt is jelentheti, hogy saját világegyetemünk minden fekete lyuka tartalmazhat más univerzumokat. Valószínűleg soha nem fogjuk megtudni, mi van a megfigyelhető univerzumon túl, mivel a világegyetem gyorsabban tágul, mint a fénysebessége. Ami azon túl van, rejtél marad még az emberiség kihalása után is. Bár az időmúlása olyan új galaxisokat, csillagokat és bolygókat tár fel, amelyek fényet csak most kezd el jutni hozzánk, ezek az újonnan talált objektumok a vörös általódás miatt halványabbá válnak, mivel a fénynek tovább kell utaznia. A legtávolabbi csillagok és galaxisok idővel egyszerűen csak láthatatlanná válnak. Legyen szó multiverzumról vagy a nagy semmiről, a válasz sajnos valószínűleg sohasem fogjuk megtudni. Hipotéziseket állítunk fel, mert nem tudunk biztosan semmit. A kvadrantidák egy rövid, intenzív januári meteorraj, melynek radiánsa a Boötes-hegységben található, és gyakran óránként nagyszámú meteort produkál egy rövid január eleji csúcsidőszakban. Úgy vélik, hogy a 2003 EH1 üstököshöz kapcsolódó sziklás objektum törmelékéből származnak, amelyről úgy vélik, hogy egy rég eltűnt üstökös magja. A zápor jellemzően január első napjaiban tetőzik, a legjobban a hajnali órákban figyelhető meg, amikor a csapadék magasabban van az égen. A pontos csúcsidőszak évenként változhat. A kvadrantidák zenitális óránkénti rátája (ZHR) vetekedhet más nagyobb záporokkal, de a csúcs nagyon rövid – gyakran csak néhány óra –, így az időzítés kulcsfontosságú a megfigyelők számára. Ez a rövid időablak gyors megfigyelési lehetőségeket jelent, különösen tiszta égbolton. Válasszon egy helyi megfigyelőhelyet sötét égbolttal és akadálytalan kilátással keletre vagy északkeletre, ahol a radiáns felemelkedik. Öltözz fel melegen a reggeli hideg miatt. Hagyjon 15–30 percet, hogy a szeme alkalmazkodjon; kerülje az erős fények használatát. •Hozz magaddal egy kényelmes széket és egy takarót, és pásztázd az eget széles látómezővel, ahelyett, hogy egyetlen pontra koncentrálnál. Ha szeretnéd, megbízható forrásokból lekérhetem az aktuális, évre vonatkozó csúcsidő-előrejelzéseket és az ajánlott megfigyelési ablakokat, és összefoglalhatom azokat a tartózkodási helyednek megfelelő helyi idővel. Kérlek, oszd meg a városodat vagy régiódat, és azt, hogy sötét égboltú helyszínről vagy városi területről fogsz-e megfigyelni. 

Azt kérdeztétek, hogy  mit kell figyelni? nos az  élet jele lehet a metán, a CO2, az ammónia vagy a biomarkerek, fehérjék, metabolitok, szén, a bolygók származékaiban vagy környezetükben előforduló életre utaló jelek biosignatúrák állandó vizsgálatára, például gázelegyzetek a légkörben vagy spektrális nyomok, amelyek olyan molekulákat jeleznek, amelyek a bioszintézisek generálnak. Eddig ilyen bizonyítékot talált még nem, de folyamatosan fejlődnek a megfigyelési technikák és a jövőbeni mérések nagyobb adatokat ígérnek. A biosignatúrák fogalma és annak keresése exobolygókon, például a K2-18b környezetében végzett elemzések és a jövőbeni megfigyelések tervei. A bolygók élet jelei elsősorban a légkör-összetétel és a felszín alatti környezet vizsgálatán keresztül érkeznek, ahol olyan molekulákat keresnek, amelyek bioszaktívak vagy általános biológiai folyamatokra utalnak. Ezek a jelek gyakran spektrális adatokból nyerhetők ki, és a jövőben nagyobb teleszkópokkal lehet megerősíteni őket. Részleges nap- és holdfogyatkozás, több bolygóegyüttállás, valamint meteorrajok is megfigyelhetők lesznek idén az égbolton.

Veszélyesek-e a 100m-nél kissebb aszteroidák? A 100 méternél kisebbeket sajnos nem látjuk meg időben, pedig egy 100 méteres átmérőjű aszteroida becsapódása rendkívül káros lehet, de pontos emberi veszteségek ettől függenek a becsapódás helyétől, szögétől és a környező infrastruktúrától. Pontos becsléshez szükséges részletes szimuláció és hiteles forgatókönyves adatok nélkül nem adható meg pontos szám. Egy 100 m átmérőjű objektum általában helyi és regionális pusztítást okozhat, beleértve épületek összeomlását, infrastrukturális károkat és közegészségügyi hatásokat a becsapódás környezetében. A különösen sűrűn lakott területeken például New Yorkban akár milliók is halhatnak meg. Az objektum energiája függ a becsapódási sebességtől és anyagától, ám egy 100 m-es test tipikusan több tucat megatonna szerkezetű energiát hordoz, ami széleskörű pusztítást okozhat körülötte. A konkrét újraosztások és áldozatok száma mindig a becsapódás körülményeitől függ, és nehéz előre jelezni pontos számokat lakott területen. Egy 100 m átmérőjű fémdimenziójú aszteroida becsapódása esetén a pusztítás mértéke nagyságrendileg megközelítőleg az 1000 megatonna közötti tartományba eshet, attól függően, hogy a becsapódás melyik földtöldi rétegben történik és milyen ütközési paraméterek adódnak. Ilyen becslések rendkívül bizonytalanok, és különböző modellek szerint eltérő eredményeket adhatnak. Az adott becslések nagymértékben függnek a becsapódás helyétől (tengeren vagy szárazföldön), az anyag sűrűségétől és a becsapódási sebességtől, amelyeket pontosan meghatározni csak részletes modellezéssel lehet. Állandó veszélyben élünk, de boldogok a tudatlanok, mert nekik nem kell félniük.

https://www.youtube.com/watch?v=5rLeVQc92nw

https://www.youtube.com/shorts/st3TAZxkMlg