Senine teooria universumi tekkimise kohta on kahtluse alla seatud. Kanada Waterloo ülikooli teoreetilised füüsikud on pakkunud välja uued arvutused, mis heidavad väljakutse senisele üldtunnustatud nn Suure Paugu teooriale. Uue info kohaselt sündis meie universum hiiglasliku neljamõõtmelise tähe mustaks auguks kokkukukkumisel laialilennanud materjalist. kirjutab TÜ teadusuudiste portaal Novaator.

Selle kohta, kuidas universum 13,7 miljardi aasta eest tekkis pole olemas mingeid otseseid tõendeid. Keegi seda sündmust pealt ei näinud – näiteks planeedil Maa on vanust 4,5 miljardit aastat, Päikesel 4,6 miljardit. Ainsaks märgiks nende üliammuste sündmuste kohta on kõikjal universumis leiduv kosmiline jääkkiirgus, mida uurides püüavad teadlased aru saada, mis juhtus universumi olemasolu esimestel hetkedel.

Siiani on universumi teket seletatud Suure Pauguga, mille algtõukeks oli ülitihe punkt, kus aine tihedus on lõpmatult suur, niinimetatud singulaarsus. Kas enne seda oli ka midagi või mitte, selle koha pole midagi teada.

Tartu Ülikooli teoreetilise füüsika vanemteadur Piret Kuusk ütleb, et Suur Pauk pole olemasolevate teooriatega kirjeldatav, põhjuseks asjaolu, et mateeria tihedus oli lõpmatult suur, mis on selgelt mittefüüsikaline eeldus.

Just sellest ebakohast Suure Paugu teoorias Kanada füüsikud lähtuvadki. Ühtlasi on nende sõnul veider, et universumi temperatuur on selle kõigis piirkondades peaaegu ühtlane. Nende arvutuste kohaselt on universumi sünnist möödas liiga vähe aega, teisisõnu – 13,7 miljardi aastaga poleks selline temperatuuride ühtlustumine saanud tekkida. Selle küsimuse selgitamiseks on osa teadlasi pakkunud välja, et universum pidi mingil hetkel paisuma valguse kiirusest kiiremini, aga ka sel seletusel on oma vead.

Tohutu paisumine

Singulaarsust füüsikud Suure Paugu teooriaga seletada ei oska. Kuuse sõnul kasutatakse sellele ülitihedale hetkele järgnenud sündmuste kirjeldamiseks Albert Einsteini võrrandeid. Universumi tekke ülilühikest algosa, ajavahemikku ajaskaalal 10 astmes -44 sekundit kuni 10 astmes -37 sekundit seletab de Sitteri lahend. Universum paisus selle ülilühikese ajavahemiku jooksul eksponentsiaalselt ning jõudis paisuda 1027 korda. Edasise rahulikuma paisumise perioodi kirjeldamiseks kasutatakse Friedmanni lahendit.

“Kuivõrd nende lahendite kokkuühendamisel on teatud probleeme, siis on mitmed teoreetilised füüsikud, nende seas ka Roger Penrose Suure Paugu teooria vastu ning otsivad võimalusi välja arvutada selline kosmoloogiline mudel, mis neid lahendeid ei sisaldaks,” ütles Kuusk.

Just sellised arvutused avaldasid Waterloo ülikooli teoreetilised füüsikud võrguajakirjas arXiv. Õigupoolest juhivad nad tähelepanu juba 2000. aastal Müncheni Ludwig Maximiliani ülikooli füüsikuterühma poolt väljapakutud teooriale. Selle sisuks on, et meie kolmemõõtmeline universum on membraan ehk braan, mis hõljub suuremas neljamõõtmelises universumis. Arusaamiseks võib pilti veidi lihtsustada – võib ette kujutada kahemõõtmelist pinda, näiteks paberilehte hõljumas kolmemõõtmelises ruumis.

Selles neljamõõtmelises suures universumis on neljamõõtmelised tähed, mis sarnaselt meie universumi kolmemõõtmelistele tähtedele plahvatavad oma elupäevade lõpus supernoovadena, paisates väliskihi laiali. Tähe tuum kukub lõpuks musta auguna kokku.
Mustade aukude servas arvatakse asuvat nn sündmuste horisont – musta augu näiv piir, mida nimetatakse ka lõkspinnaks. Aine ja valgus, mis jääb selle piiri taha ei pääse eales välja.

Kui meie universumis on mustade aukude sündmuste horisont kahemõõtmeline pind, siis neljamõõtmelise universumi musta augu sündmuste horisont on kolmemõõtmeline. Just see neljamõõtmelise tähe mustaks auguks kokkukukkumise järel sündmuste horisondist väljapoole jäänud kolmemõõtmeline braan ongi meie universum, mis tasapisi paisub.

Kuuse sõnul on braan selles arvutuskäigus Suure Paugu rollis, kuid Suure Paugu teooria suurim küsimärk – lõpmata suur mateeria tihedus jääb nende arvutuste kohaselt juba musta augu sisse lõkspinna taha. Samuti pole sellise mudeli kohaselt olemas inflatsiooniperioodi – ülikiiret paisumist universumi esimesse sekundisse jääval ülilühikesel ajavahemikul.

Siiski pole universumi tekkimist selgitav uus mudel puudusteta. Euroopa Kosmoseagentuuri kosmoseteleskoop Planck on mõõtnud kosmilist jääkkiirgust ja selle väikesi temperatuurikõikumisi. Suure Paugu teooria arvutustega selle jääkkiirguse temperatuurikõikumised klapivad. Uue mudeliga tuleb aga erinevus sisse. “Sellest mudelist arvutatud kosmilise jääkkiirguse omadused pole täpses kooskõlas Plancki vaatlusandmetega, vaid erinevad nendest 4 protsenti. Seega oma esialgsel kujul pole uus mudel vastuvõetav. Pole ka selgust, kas teda õnnestub vaatlusandmetega rahuldaval viisil sobitada,” märkis Kuusk.

Allikas: Novaator

Loe ka: arXiv

Pilt: wordlesstech.com

Toimetas Mariann Joonas