Csillagászat kategóriaarchívum

Miért tágul a Világegyetem?

Egy korábbi írásomban foglalkoztam azzal a problémával, hogy az Univerzumban a gravitáció olyanformán működik, hogy a különböző mérettartományokban különböző struktúrákat hoz létre. Nézzük végig most újra ezeket a szinteket, de most a vizsgálódás fő szempontja legyen az, hogy hogyan maradhatnak stabilak az egyes struktúrák.

A legalacsonyabb szinten a gravitáció erőssége annyival kisebb a többi erőnél, hogy elhanyagolható a hatása a stabilitás szempontjából. Az első szint, amivel már érdemes foglalkozni, az a bolygó (hold kisbolygó, aszteroida, üstökös, …) szint. A stabilitást itt az adja, hogy a közel gömb alakú égitesteket összehúzza a gravitáció, az összeomlást viszont megakadályozza az, hogy az atomok igyekeznek távol kerülni egymástól, illetve szilárd, stabil kristályrácsokat hoznak létre. Az atomok elektronjai a Pauli-féle kizárási elv miatt taszítják egymást, és az elektronok sem nyomódnak be az atommagba, mert a legalacsonyabb energiaszintről már nem tudnak lejjebb kerülni. Ahhoz, hogy egy szilárd test összeomoljon, sokkal nagyobb tömegűnek kell lennie, de valamiért a Világegyetem bolygói, holdjai, kisebb égitestjei éppen abban a tartományban vannak, ahol elkerülik a gravitációs kollapszust. A csillagok is ebben a tartományban vannak, de mivel nekik sokkal nagyobb a tömegük a bolygókénál, itt más mechanizmus előzi meg az összeomlást, a csillag belsejében zajló fúzió által keltett energia, hő, nyomása áll ellene a gravitáció összehúzó hatásának.

Van még egy nagyon lényeges szempont, a forgás. Ez is ellene hat az összeomlásnak, bár itt meg kell jegyezni, hogy gömb alakú testek esetében, csak a forgástengelyre merőleges síkban a legerősebb a kifelé ható centrifugális erő, a pólusok irányában nincs kifelé ható erő, ebben az irányban a gravitációnak csak a molekuláris és kvantummechanikai hatások állnak ellen.

Holdak, naprendszerek

Ami érdekes ezekben, hogy az anyag, amiből keletkeznek, nem egyetlen nagy anyagcsomóvá áll össze, hanem egyrészt keletkezik a rendszer közepén egy nagy csillag, körülötte több kisebb bolygó, azok körül még kisebb holdak. A rendszer lényeges tulajdonsága a forgás és a keringés. Számomra a mai napig rejtély a forgás és keringés eredete, a forgó és keringő mozgás impulzus-momentumának valahonnan erednie kell, lévén ez megmaradó mennyiség. Valaminek tehát ki kellett alakítania az egyes testek forgó-, és egymás körüli keringő mozgását úgy, hogy impulzus-momentumot kellett átadnia, a sajátja kárára. A központi égitest, vagy több központi csillag, a bolygók és a holdak tengely körüli forgása ráadásul nem is létfontosságú egy naprendszer esetében, annál fontosabb viszont a keringés, hiszen e nélkül nm lenne stabil a rendszer. Sem a bolygó-hold, sem a csillag-bolygó rendszerek nem létezhetnének keringés nélkül, ez akadályozza meg ugyanis a kisebb testek, nagyobbakba zuhanását. Különösen érdekes, hogy a bolygók és a holdak nagyjából ugyanabban a síkban keringenek, amely megegyezik a központi csillag forgástengelyére merőleges síkkal. Ez érthető lenne, ha a naprendszerek mind egy-egy lapos korongból alakulnának ki. Ennek ellentmond az impulzus-momentum eloszlása, és további kérdés, a lapos korong eredete.

Galaxisok

Egy nagy központi tömeg (feketelyuk?) körül keringenek a csillagok és azok naprendszerei. Nagyon lényeges a központ körüli keringés, hiszen ez akadályozza meg, hogy minden égitest a középpontba zuhanjon. Ugyanakkor egyelőre magyarázat nélküli az a tény, hogy a galaxisok ellentétben a naprendszerekkel merev testként forognak. Ennek az anomáliának a magyarázatára született meg a sötét anyag fogalma, ez azonban további megoldandó problémákat vet fel, tehát ez a kérdés még korántsem tekinthető rendezettnek.

Galaxis halmazok

Még nagyobb lépték, további problémák: az összetevő galaxisok nem egy síkban rendezettek, az is kérdés, hogy mi tartja össze a halmazt, és az is megválaszolandó, hogy miért nem omlanak össze egyetlen gigantikus anyagcsomóba. Mintha a gravitáció itt már egészen másképp működne, mint kisebb méretekben.

Filamentek, falak, óriás struktúrák

A legnagyobb probléma a legnagyobb struktúrák esetében lép fel, itt nincs forgás, keringés, illetve nem tudjuk mérni a nagy méretek és a lassú mozgás miatt, mégis a struktúrák szerkezete azt mutatja, hogy egészen más erők alakítják őket. Mintha egy tartószerkezetre, egy rácsra lennének rögzítve, tartós, változatlan struktúráknak tűnnek. Képzeljünk el egy közel másfél milliárd fényév kiterjedésű hosszú, szálas szerkezetű alakzatot, ez nem jöhet létre homogén eloszlású anyag összehúzódásával, véletlenszerű folyamatok révén sem, ha egy homogén, izotróp felhő spontán módon összehúzódik, gömbszimmetriának, ha közben ellaposodik, akkor forgási szimmetriának kellene látszania. Ez az alakzat milliárd éves fejlődési folyamat után olyan alakot mutat, amiből nem lehet következtetni a létrejötte módjára. Képzeljünk el a Földön egy hegységláncot, amely kanyarog, mint egy folyó, és nagy kört ír le, vagy mondjuk, spirális alakban tekeredik, ezeket nem lehetne megmagyarázni sem vulkáni tevékenységgel, sem kéreglemezek ütközésével. És mondjuk, akkora lenne, ami miatt fel kellene tételezni, hogy nagyon régi, viszont az erózió azt mutatná, hogy fiatalabbnak kell lennie. Ekkora léptékben tehát nagyon komoly problémák vannak a gravitáció jelenlegi elméletével (elméleteivel).

A teljes Univerzum

Ha az egész Univerzumot tekintjük, ott a domináns jelenség, a tágulás. Sem forgás, sem keringés, sem összehúzódás nincs, minden mindentől távolodni látszik. És ez úgy tűnik, elegendő a stabilitás fenntartásához.

Ezután, a kicsit hosszúra nyúlt bevezető után érkeztünk el az eredeti kérdéshez: miért tágul a Világegyetem. Hogy miért kellett ennyire részletesen újra bemutatni a különböző szintek uralkodó szerkezeteit és mozgásait? Azért, mert nem lehet eléggé hangsúlyozni, hogy az a kép, hogy a Világegyetem nagy léptékben homogén és izotróp, nem tartható, és nem is ad magyarázatot a kisebb léptékű szerkezetek kialakulására és mozgására.

Az általános relativitás-elmélet

Az elmélet már a megalkotásakor sem tudott számot adni arról, hogy miért stabil a Világegyetem. Az egyenletek azt mutatták, hogy vagy tágulnia, vagy összehúzódnia kellene.

A kozmológiai állandó, mint bűvészkellék

Ekkor jött a lambda, a kozmológiai állandó, ami nem több egy bűvészkelléknél, egy tag az egyenletekben, amivel Einstein (akinek az elméleteivel messzemenően nem értek egyet) az egyenleteinek próbált legitimitást biztosítani. Nem sikerült, mert az egyenletek annyira érzékenyek a legkisebb ingadozásra is, hogy egy ideiglenes stabil állapot nagyon hamar átmegy összehúzódásba vagy tágulásba. Egyik lehetőség sem tűnt kielégítőnek, így a lambda kiesett az elméletből.

Amikor később Hubble úgy tapasztalta, hogy az Univerzum tágul, gyorsan kikiáltották a kozmológiai állandót a tágulás okozójának. Einstein pedig szomorúan vette tudomásul, hogy megjósolhatta volna a Világegyetem tágulását, ha meghagyja a kozmológia állandót az egyenletekben. De mi köze van ennek az ad hoc állandónak a táguláshoz?

Az égvilágon semmi! Egy matematikai segédeszköz, ami kellett az egyenletek stabilizálásához, ez a kozmológiai állandó, semmi egyéb. Ha benne hagyjuk az egyenletekben az Univerzum akár össze is húzódhatna, a kozmológiai állandó ezt is lehetővé tenné. Miért éppen a tágulást és miért nem az összehúzódást választotta a Világegyetem? És miért ilyen a tágulás üteme, amilyen. A kozmológiai állandó erre nézve semmit sem mond.

Aztán jött a sötét energia, úgy tűnt az Univerzum gyorsulva tágul. Mostanában derült ki, hogy ez lehet, hogy egyáltalán nincs így, mert a mérésekben szisztematikus hibaként ott van a Naprendszer 600 km/s sebességű mozgása, valamihez képest. Én ezt a valamit hívom abszolút vonatkoztatási rendszernek.

Ha valóban gyorsul a tágulás, akkor a kozmológiai állandó nem állandó, hanem egy függvény, a Világegyetem életkorától függő függvény. Erről aztán már végképp semmit sem mond az általános relativitás-elmélet.

Ennek ellenére a kozmológia állandót azóta is Einstein zsenialitása egyik bizonyítékának tekintik, holott az egy kétségbeesett próbálkozás volt az elmélet megmentésére. És ha még ez nem lenne elég, az antigravitációval azonosítják a lambdát, amire szintén semmi komolyan vehető alap nincsen.

Van tehát egy matematikai bűvészkellék, amit most már gyakorlatilag mindenhez felhasználnak, legyen az sötét energia vagy antigravitáció.

Csakhogy a tudománynak fordítva kellene működnie. Előbb a kísérletek, mérések, utána az elmélet és a matematika. Bármikor fel lehet írni olyan egyenletet, amiben iszonyatos mennyiségű kifejezés és konstans van mindenféle kombinációban, és el is nevezhetnénk ezt a Mindenség Egyenletének, majd azt állítanánk, hogy a konstansokat ezután még meg kell határozni. Amelyik konstans nullának bizonyul, az ahhoz tartozó függvény kiesik. Egyszer majd csak összejön egy jó egyenlet.

Ez nem így kell, hogy működjön. Ha kozmológiai állandóról, antigravitációról akarunk beszélni, mérjük meg előbb őket, adjuk meg a tulajdonságaikat, majd utána jöhetnek az egyenletek. Az nem megy, hogy felírunk egy egyenletet, majd hogy életben tartsuk képzeletbeli tagokat adunk hozzá, majd amikor valami váratlant találunk, akkor kijelentjük, hogy ez éppen az, amit matematikai trükként korábban bevezettünk. És hány, amúgy komoly tudós és tudomány-népszerűsítő gondolja a kozmológiai állandót valóságos létezőnek.

Eközben az Univerzum geometriája sík, a görbülete nulla. Mintha az általános relativitás-elmélet nem is kellene az Univerzum létezéséhez.

És még mindig nem tudjuk, miért tágul az Univerzum. Hogy nem a kozmológiai állandó miatt, az biztos. Egyáltalán tágul? A geometria és a görbület valahogy arra mutat, hogy ez egy tágulás nélkül is stabil formáció. És ha nem tágul, akkor lehet, hogy ebben az állapotában, vagy legalábbis a jelenlegihez nagyon közeli állapotban keletkezett, vagy teremtették.

Forgó Univerzum

Elgondolkodtam, hogy ha kisebb szinteken a forgás és keringés adja a stabilitás forrását, akkor ez működhet-e Univerzum szinten. Már az is kérdés, hogy mihez képest forogna az Univerzum? Viszont ha forogna, akkor akár egy galaxisnak, az Univerzumnak is laposnak kellene lennie, ami ugye, nem így van. Ez a lehetőség tehát kiesik.

Sötét anyag

Ha a legnagyobb struktúrák úgy néznek ki, mintha egy stabil állványzatra, rácsra lennének felrögzítve, mi van, ha az egész Univerzum a sötét anyag szövetéhez rögzítve létezik, mint egy mazsolás kalács, a kalács a kötőanyag, a sötét anyag, a mazsola pedig az anyag, a különböző struktúrák szétszórt, stabil rendszere. Nincs rá bizonyítékom, valószínűleg az emberiségnek is sok idő kell még ennek igazolására, vagy a tágulás melletti, az eddigieknél biztosabb lábon álló bizonyítékok beszerzésére.

Ami viszont biztos

A matematika segédeszköz, és nem ő alakítja az Univerzumot. Annak törvényei vannak, amiket szerencsére, vagy szükségszerűen le tudunk írni a matematika eszközeivel. De mindig is elsődleges a mérés, a kísérlet, a megfigyelés, és csak utána jöhetnek az egyenletek.

Rafael Cerqueira fotója a Pexels oldaláról

Gravitáció és lépték függés

Sem Newton, sem Einstein gravitáció elmélete nem tartalmaz lépték függést, tehát ha egy rendszert kicsinyítünk, vagy nagyítunk, semmilyen változást nem kellene tapasztalnunk, azaz a Világegyetem olyan lenne, mint egy fraktál, önhasonló.

Ha a Föld-Hold rendszert felnagyítom, a Föld és a Hold közt ható gravitációs erő kisebb lesz, ezért a Hold messzebb fog keringeni a Földtől. Az árapály erők viszont valószínűleg nem lesznek ugyanazok, tehát a Föld forgásának lassulása kisebb lesz, és a Hold is kisebb ütemben fog távolodni. Az egyenletek alapvető formája azonban nem függ a vizsgált rendszer nagyságától. Az egyenletek a testek egymáshoz képesti elhelyezkedését képezik le, és nem tartalmaznak az abszolút nagyságra vonatkozó tagot.

A valóság azonban teljesen más: egészen mást tapasztalunk kis-, és mást látunk nagy méretekben. Mikroszkopikus szinten a gravitáció annyival kisebb a többi erőnél, hogy itt nincs szerepe a struktúrák kialakításában. Úgy tűnik, a következő lépés a méretskálán a bolygó méret. Ezen a skálán van egy bolygó, és vannak a bolygó felszínén mozgó testek, ezek a kétdimenziós felületen gyakorlatilag korlátlanul mozoghatnak (a súrlódás fékezi csak őket), de a harmadik dimenzióban való mozgás már eszközöket, például rakétát igényel.

Gravitáció és lépték függés bővebben…

A különleges és magányos Föld

Aki találkozott már az Univerzum finomhangoltságának különlegességével, az talán nem fog meglepődni, hogy ez a tervezettségre utaló tulajdonság a Föld esetében talán még hangsúlyosabb és feltűnőbb.

Az Univerzum szinte minden jellemzője, minden fizikai állandója olyan, hogy véletlenül összeválogatva ezeket, az esetek szinte mindegyikében nem létező, vagy élet hordozására alkalmatlan Univerzumot kapunk. A megfelelő kombináció összeválogatása a véletlen segítségével elképzelhetetlennek tűnik.

Ha az Univerzum ennyire pontosan tervezett, akkor ennek valamilyen oka kell, hogy legyen, és ez az ok mi más lehetne, mint a Föld, a földi élet, az Univerzum eddigi legbonyolultabb, legösszetettebb rendszere.

A Föld esetében is megdöbbentő véletlenek sorát találjuk, ha jobban megvizsgáljuk a Naprendszer és a ma már egyre jobban ismertté váló exo-bolygó rendszerek tulajdonságait.

Míg a Föld egy egyetlen főcsillagból álló – ez a Nap – rendszer tagja, az eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy a naprendszerek többségének középpontjában két, esetleg még ennél is több csillag van. És ami még ennél is érdekesebb: vannak olyan helyek az Univerzumban, még a közelünkben is, ahol még most is csillagbölcsők működnek. Olyan ködök ezek, amelyekben burkok, inkubátorok vannak, a közepükben – és ez infravörös távcsövekkel kiválóan megfigyelhető – több csillagkezdemény is fejlődik. Tehát nemcsak a már megfigyelhető rendszerek többes csillagrendszerek, de a még fejlődő naprendszerek is több központi csillaggal rendelkeznek.

Miért érdekes ez ennyire? A több központi csillagot tartalmazó rendszerek bolygórendszere bonyolultabb, mint a mi Naprendszerünk. A több központi csillag egymás körüli mozgása a bolygók kialakulását is bonyolultabbá teszi, és később a bolygópályák stabilitására is nagyon nagy hatással lehet. Ha a Naprendszerben több központi csillag lenne, és a Föld a jelenlegi helyén keringene, akkor előfordulhatna, hogy a nagyobb főcsillag körül lévő kisebb társcsillag időnként túl közel kerülne a Földhöz, és a sugárzása súlyos károkat okozhatna – rendszeres időközönként – a földi ökoszisztémában. Egy többes rendszerben az élet kialakulása és fennmaradása sokkal körülményesebb, nehezebb lenne, mint az egyetlen központi csillaggal rendelkező bolygórendszerben.

További érdekes különbségek is kiderültek az idegen bolygórendszerek vizsgálata során. Az egyik ilyen furcsaság az óriás kőzetbolygók, a másik a gázóriások jelenléte az élhető zónában. Amennyiben a Naprendszerünk is ilyen lenne, nem lehetne élet a Földön. Illetve, az első esetben az óriás-Föld hordozhatna életet, de az egészen más lenne a nagy gravitáció miatt. Erős vázú, apró, a felszínhez lapuló élőlények élnének a bolygón a szárazföldeken, a tengerek viszont gazdag életet tudnának fenntartani még az óriás kőzetbolygókon is. Két lábon járó, felemelkedve közlekedő, szárazföldön élő emberek valószínűleg nem létezének az ilyen többszörös Föld méretű bolygókon. A légkör sűrűbb, és vékonyabb lenne.

Az óriás gázbolygók jelenléte az élhető zónában, a kőzetbolygókkal ellentétben teljesen kizárná a földihez hasonló bioszféra kialakulását és fennmaradását.

A kérdés így az, hogy vajon a Naprendszer miért ilyen? Miért van egy nem túl nagy és nem túl kicsi kőzetbolygó éppen az élhető zónában, ha az eddig megvizsgált idegen naprendszerek nem ilyenek? Mivel a bolygók és bolygórendszerek keletkezése valószínűleg ugyanolyan mechanizmus segítségével történik mindenütt, hogy lehet mégis a mi naprendszerünk ennyire más?

Elképzelhető ugyanakkor, hogy az idegen bolygórendszerekben a Föld méretű bolygók felfedezése sokkal nehezebb, mint a nagyobb égitesteké. Ez nyilván eltolja a már felfedezett bolygók méretét a felső tartományba, a kisebb bolygók nehezebben felfedezhetők, ami nem jelenti azt, hogy nincsenek. Csakhogy, ahol az élhető zónában óriásbolygó van, ott nem azért nem találunk Föld méretű bolygót, mert azt nehezebb észrevenni, hanem azért, mert ott nem maradhatna stabil pályán. Az ilyen rendszerekben valószínűbb lehet, hogy nem bolygókon, hanem holdakon alakulhat ki az élet, de ehhez a holdnak nagynak kellene lennie, és a kérdés az, hogy az óriásbolygók kialakulása után maradt-e még annyi anyag, hogy nagy holdak keletkezhessenek az élhető zónában.

Megállapítható tehát, hogy az eddigi tapasztalatok alapján a Naprendszer és a Föld igen különleges és egyedi hely az Univerzumban.

De nemcsak a Naprendszer tűnik kiválasztott helynek, a Föld még ezen belül is rendelkezik néhány különleges tulajdonsággal.

Ezek egyike, hogy akkora holdunk van a Föld méretéhez képest, ami máshol nem fordul elő. Ráadásul csak egy kísérőnk van. A legtöbb bolygónak vagy nincs kísérője, vagy egynél több van. Érdekes, hogy a két szomszédunk közül a Vénusznak nincs holdja, a Marsnak pedig több is van, igaz ezek nagyon parányiak, valószínűleg befogott égitestek. Viszont ha nekünk ekkora holdunk van, a Vénusznak vajon miért nincs?

Jelenleg a Hold keletkezését ütközéssel magyarázzák, amiben én nem hiszek. A bolygópályák egy érdekes mértani szabályt követő mintázatot adnak ki (Titius-Bode szabály), még nem tudni pontosan miért, de ennek a szabálynak még az aszteroida öv égitestei is engedelmeskednek. Kepler egy időben a szabályos testek tulajdonságai alapján képzelte el a bolygópályák elhelyezkedését. Ha elfogadjuk, hogy van ilyen szabályosság, hogyan lehetett a Föld pályáján egy égitest, amivel ütközve a Hold létrejöhetett volna?

Ugyanakkor egy ütközés sokkal jobban megbillenthette volna a Föld forgástengelyét, ahogyan az például az Uránusszal történt. Egy nagyobb dőlés szélsőségesebb időjárást eredményezne, míg ha nem lenne dőlés, és a Föld rezonanciában lenne a Nappal (ahogy a Hold a Földdel), akkor nem létezhetne földi élet. Úgy tűnik, hogy a jelenlegi tengelyferdeség és a nagy Hold jelenléte tökéletes időjárási rendszert hozhatott létre itt, és nagyon hosszú ideig képes is ezt fenntartani.

Ami szintén egyedi tulajdonsága a Földnek, és akár még megdöbbentőnek is nevezhetnénk, az a nagy mennyiségű folyékony víz jelenléte. Még ma sem tudjuk pontosan, honnan van ennyi víz ezen a bolygón. Csak azt tudjuk, hogy víz nélkül nincs élet.

Szintén különleges a folyékony vasmag, aminek a mágneses teret, a kozmikus sugárzás, a napszél ellen védő pajzsot köszönhetjük.

A Földön megtalálható minden stabil elem, és a radioaktív elemek közül a hosszabb felezési idejű izotópok is. Tudjuk, hogy az emberi szervezet tökéletes működéséhez milyen nyomelemek szükségesek, például a króm, vagy a szelén, hogy a vérben sok a vas, a csontokban a kalcium, az idegrendszer működéséhez pedig nátrium és kálium kell. Ezek az elemek korábbi csillagok belsejében, vagy szupernova robbanáskor keletkeztek. Valóban csodálatos, hogy ezek az elemek aztán összegyűltek egy kozmikus porfelhőben, majd kialakult a központi csillag, körülötte bolygók formálódtak, és a sorban a harmadik bolygó ebben a kavarodásban megszilárdulhatott, össze tudott gyűjteni minden szükséges elemet, óriási mennyiségű vizet, és megfelelően nagyra nőhetett ahhoz, hogy a légkörét és a vizet megtarthassa.

Ha ezek a folyamatok nem így történnek, most nem írhatnám le mindezt.

És ha még mindez nem lenne elég a Föld különlegességének rejtélyéhez, akkor tegyük hozzá, hogy jelenlegi ismereteink szerint az Univerzumban sehol máshol nincs élet. Később persze változhat ez a tudásunk, de most az a helyzet, hogy egyedül vagyunk.

Többféle következtetésre juthatunk, ezek egyike az, hogy a Föld nem véletlenül ilyen különleges, hanem pontosan az élet hordozására megtervezett. És ha ezt elfogadjuk, akkor azon sem kell aggódnunk, hogy elpusztítjuk az életet, az embert, a Földet. A tervezés része lehet a stabilitás biztosítása is, olyan rendszerek segítségével, amelyekről ma még nem tudhatunk.

A Föld különlegességének elfogadása optimizmussal tölthet el bennünket, ha a múltunk a tervezettség jeleit mutatja, talán a jövőnk is biztos.

Talán egyszer megszabadulunk az emberiség összes gyermekbetegségétől, az önzéstől, az erőszaktól, és akkor bebocsátást nyerhetünk az intelligens és érző civilizációknak abba a közösségébe, ami addig rejtve marad előttünk, míg végig nem járjuk a számunkra előírt utat.

Nyíregyháza, 2019. december 28. – 2020. január 19.

A Naprendszer rejtélye

A miénkhez hasonló naprendszerek kialakulásához sokféle összetevőre van szükség. A minimális elvárás egy naprendszerrel szemben legalább egy központi csillag, és legalább egy szilárd bolygó. A csillag adja az energiát az élethez, a szilárd bolygó pedig egy viszonylag nyugodt, zavartalan felületet biztosít az élőlények létrejöttéhez, majd a bioszféra kialakulásához. Elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy meg tudja tartani a légkörét és a vizet, és elég szilárdnak ahhoz, hogy az élőlények megtelepedhessenek a felszínén.

A csillag és a bolygó kialakulásához két teljesen eltérő környezet szükséges. Ahhoz, hogy valami csillag lehessen, elég nagy mennyiségű hidrogénre van szükség, olyan nagy mennyiségre, amelynek a gravitációs vonzása elég ahhoz, hogy egyben tartsa a csillagot, de még ennél is fontosabb, hogy a csillag belsejében olyan nagy nyomásnak kell lennie, amely elegendő nagy a fúzió beindulásához. Hidrogén éppen elég keletkezett az Ősrobbanáskor, tehát csupán annyi a követelmény, hogy ennek az óriási mennyiségű hidrogénnek egy megfelelő része egy olyan térfélen gyűljön össze, ahol a gravitáció már el tudja végezni a munkáját, és össze tudja húzni a hidrogénfelhőt egy csillaggá. Ahogy az összehúzódás megteremti a szükséges sűrűséget és nyomást, a fúzió beindul, és az ennek hatására létrejövő sugárnyomás a továbbiakban már kiegyensúlyozza a gravitáció befelé húzó erejét, létrejön egy stabil csillag, ami mondjuk, 8-10 milliárd évig el tudja látni az energiaközpont szerepét egy naprendszer életében.

Ez úgy nagyjából rendben van. Itt egy stabil csillag, de honnan lesz mellé bolygó?

Ha a gázbolygókra gondolunk, azokkal semmi baj, talán a csillag összehúzódás közben forogni kezdett, leszakadt róla egy-két hidrogéngyűrű, amelyek aztán távolodva a csillagtól, a saját gravitációs központjuk összehúzó erejének köszönhetően összetömörödtek egy-egy égitestté. Mivel a tömegük nem túl nagy a központi csillaghoz képest, a nyomás a belsejükben kevés a fúzió beindításához, kialakítanak egy fémes belső magot, rajta egy folyékony réteget, legfelül pedig egy viharos légkört. A bolygó így stabil, eléldegélhet, amíg a központi csillaga is, ahhoz viszont, hogy élet legyen rajta, nem elég biztonságos, és nem elég változatos.

Comfreak képe a Pixabay -en.

Az élethez, legalábbis annak általunk eddig ismert egyetlen formájához szilárd bolygó kell, és rengeteg féle elem. Kell hozzá például vas, amely a bolygó belsejében mozogva mágneses teret kelt, amivel a csillaga elektromágneses és részecske sugárzása ellen nyújt védelmet a bolygó lakóinak. Kell oxigén a vízhez és a légkörhöz, kell szilícium a kőzetekhez, nitrogén a fehérjékhez, foszfor a sejtek energiaüzemeihez, nátrium, kalcium és klór. Kell szén minden mennyiségben, de kell hidrogén is a vízhez, és a szénhez kapcsolódva a fehérjékhez, aminosavakhoz. És kell uránium is, ami a bolygó belsejét hevíti, és lemeztektonikát hoz létre a bolygó felszínén, amivel hegyeket, szárazföldeket, tengereket, folyókat és tavakat képez, az élet megannyi játszóterét.

Mi ezzel a probléma? Csak az, hogy a fent említett elemek nagy része sem az Ősrobbanáskor, sem a csillagfejlődés stabil szakaszában nem jöhet létre. A hidrogénen kívül, a mai álláspont szerint csak a hélium az, ami az Ősrobbanás korából származik, a többi elem mind később jött létre, egyesek a csillagokban, a vasnál nehezebbek pedig a nagyobb csillagok élete végén bekövetkező szupernóva robbanás közepette.

Hogyan jut el egy csillag a szupernóva robbanásig? Amikor feléli a hidrogénjét, akkor elkezdi a hélium fúziót, tehát elkezdi a magasabb rendszámú elemek felépítését: szén, berillium, oxigén, mindegyik lépéshez egyre nagyobb és nagyobb nyomás szükséges. A végpont a vas. Ez az az elem, amelynek felépülésekor még energia szabadul fel, a vasnál nehezebb elemek fúziójához már energiát kell bevinni még az óriási nyomás mellett is. Ha a csillag eljut ebbe a fázisba, a vasmagja összeomlik, neutroncsillag lesz belőle, a felszabaduló energia pedig ledobja a külső héjat, amiben a robbanás energiája szintetizálja a vason túli elemeket is, például az urániumot.

Mi marad egy szupernóva robbanás után? Egy neutroncsillag, és egy felhő, amiben mindenféle elem megtalálható. Ez a felhő megfelelő távolságra szétterjedhet, és talán a bölcsője lehet egy kialakuló naprendszernek.

Miért nem megfelelő ez a magyarázat?

Mi hiányzik ebből a felhőből? A legfontosabb hiányzó a hidrogén! Hiszen éppen a hidrogén az, amit felhasználva a csillag elkezdte a hélium és a nehezebb elemek fúzióját. Ha lett volna hidrogénje, nem használta volna a héliumot fűtőanyagnak, ehhez ugyanis sokkal nagyobb nyomás kell, mint a hidrogén alapanyagú fúzióhoz. Tehát a szupernóva robbanás idején már nincs hidrogén, de nincs hélium sem, sőt az összes többi elem is hiányzik, egyvalami van, a vas. De azzal meg mi lett? Neutroncsillaggá omlott össze! Tehát a szétterülő felhőben vasnál nehezebb elemek vannak. Hidrogén semmiképpen! Annyi meg végképp nincs, hogy abból egy új csillag keletkezzen!

WikiImages képe a Pixabay -en.

És nincs annyi vas sem, amennyi mondjuk, a Föld vasmagjához elég lenne. A Naprendszer keletkezéséhez tehát két egymásnak alapvetően ellentmondó feltételnek kell teljesülnie. Annyi hidrogénnek kell összegyűlnie, – olyan hidrogénnek, amely még az Ősrobbanás idejéből származik, tehát még nem járta meg egy csillag belsejét -, amelyből létrejöhet egy fúzióképes csillag. Emellett kell egy olyan felhő, amely egy szupernóva robbanás maradványa, a vasnál nehezebb elemekhez, kell egy csomó vas, nem tudjuk honnan, és kell egy csomó vasnál könnyebb elem, szintén nem tudjuk honnan.

Ráadásul a csillag a keletkezésekor nem szabad, hogy begyűjtse az összes hidrogént, hagynia kell a szilárd bolygó számára is eleget ahhoz, hogy víz lehessen belőle, meg mindenféle szénhidrogén.

A Naprendszer keletkezését megmagyarázó hihető elméletnek tehát számot kellene adnia arról, hogy ez a sokféle, eltérő környezetből jött elem, hogy tudott egy Naprendszernyi helyre összegyűlni. Ezen kívül meg kellene magyaráznia azt is, hogyan tudott ez a felhő ennyire eltérő objektumokra bomlani, méretükben, összetételükben és elhelyezkedésükben ennyire eltérő égitesteket előállítani. Miért nem kebelezte be a Nap az összes anyagot? Miért vannak a gázóriások messze a Naptól, mikor annak a hidrogénnek, ami az óriásbolygókat alkotja, a Napban kellene lennie. De ha már a hidrogénbolygók ott vannak, miért van annyiféle szilárd holdjuk? A Jupiter és a Szaturnusz holdjai között nincs két egyforma, mintha mindegyik másik világból érkezett volna. És miért van a gázbolygókon túl szilárd bolygó (a Plútó), sőt szilárd törmelék-felhő (az Oort-felhő és a Kuiper-öv). És miért van egyedül a Földnek vas magja? Miért a vas a meteoritok legfőbb összetevője, ha a többi bolygónak nincs belőle? Látszólag a vas meglehetősen gyakori a bolygóközi térben, hogy lehet az, hogy sem a Mars, sem a Vénusz, sem a Hold nem rendelkezik vasból álló maggal, és mágneses védő pajzzsal? Miért a Föld az egyetlen bolygó, aminek lemeztektonikája van? Miért nincs a többi bolygó belsejében uránium, hogy fűtse, és olvadtan tartsa a belső magot? A szilárd bolygók között nincsen két egyforma, ugyanúgy, ahogy a holdak között sem. Olyan mértékű differenciálódás történt a bolygók és a holdak között, amit nagyon nehéz a távolsággal és a gravitációval magyarázni. Mintha mindet egy külön kéz gyúrta volna, a Mars, a Föld, a Vénusz, különböző a tömegük, a Naptól való távolságuk, de ez nem kellene, hogy ennyire eltérővé tegye őket. Gondoljunk bele, egy nagyjából homogén felhőből alakultak ki, egymástól nem is annyira messze. Minek köszönhető, hogy ennyire különbözőek?

A jelenlegi elméletek egyik kérdésre sem adnak választ. Ahhoz, hogy jobb magyarázattal szolgáljunk, kellően sok idegen naprendszert kell még feltérképeznünk alaposan. Ha azok is a Naprendszeréhez hasonló vonásokat mutatnak majd, akkor találni kell egy megfelelő mechanizmust, amely valószínű, gyakori, Világegyetem szinte elterjedt módja az elemek előállításának, és megfelelő arányú összekeveréséhez. Ez egy olyan folyamat kell legyen, amelyik képes egy protoplanetáris felhő létrehozásához, a megfelelő elem arányt biztosítva.

LoganArt képe a Pixabay -en.

Ha azonban azt tapasztaljuk majd, hogy az idegen bolygórendszerek nem hasonlítanak a miénkhez, mert például nincsenek vasmaggal és elég vízzel rendelkező szilárd bolygóik, csak gázóriásaik, akkor bizony elő kell vennünk a geocentrikus szemléletet, mert akkor valamiért kitüntetett helyzetben vagyunk, az Univerzumban talán egyetlen élő bolygóként.

És ennek a megmagyarázásához nem biztos, hogy elegendő lesz a mai természettudomány…

Nyíregyháza, 2013. június 23.

Egyedül vagyunk az Univerzumban?

Úgy gondolom, aki egy kristálytiszta égboltra pillantva nem teszi fel magában ezt a kérdést, az valószínűleg tudja rá a választ. Hiszen mi másra is gondolhatnánk a végtelen űrt és a megszámlálhatatlan csillagot szemlélve, mint hogy van-e vajon valaki más is odakint, aki most éppen így a csillagos eget bámulja, és éppen ilyesmiken gondolkodik ő is.

Ahogy a távcsövek teljesítménye egyre nő, és ahogy egyre messzebb és messzebb látunk el velük, úgy egyre könnyebb olyan felvételeket készíteni, ahol a látható galaxisok száma már meghaladja a csillagokét. Ahogy a felettünk lévő égbolt látványa, úgy egy ilyen fénykép is elkápráztat bennünket, és még inkább arra sarkall, hogy választ keressünk és találjunk a címbeli kérdésre.

Szinte sokkoló látvány szembesülni a tömérdek galaxis látványával és elgondolni, mennyi és mennyi csillag, mennyi bolygórendszer és mennyi lakott, civilizációval rendelkező planéta lehet odakint.

A Tejútrendszerben a csillagok száma nagyjából százmilliárd, és a mi galaxisunk nem tartozik a nagyok közé, a szomszédos Androméda is nagyobb nála. Ha számításba vesszük, hogy egy az égbolt igen kicsinyke szeletéről készült képen is több ezer galaxist láthatunk, akkor talán a galaxisok számát is nagyjából olyan nagyságrendűnek vehetjük, mint a galaxisunk csillagainak számát. Ha ehhez még hozzávesszük, hogy a látható Univerzumot körül öleli az egyelőre még nem megfigyelhető része az Univerzumnak, akkor láthatjuk, mekkora számmal is van dolgunk.

Galaxisok, az élet lehetséges otthonai

A galaxisok néhány különböző típusba sorolhatóak be, mint ahogy különbözőek a galaxisokban található csillagok is. És persze különbség lehet a csillagok bolygói között is, összetételben, nagyságban és a csillagtól való távolságban is. Viszont a galaxis-, csillag-, és bolygókeletkezés törvényei ugyanolyanok mindenütt, bár a véletlen nyilvánvalóan szélesre nyitja a lehetőségek ollóját. De ez az olló nem annyira széles, hogy ne engedje meg nagyon sok ugyanolyan galaxis, csillag és bolygó létezését.

Most, hogy egyre több exobolygót fedeznek fel a csillagászok, ez már nem is csak egy ésszerű feltevés, de egyre inkább tudományos tény. Az, hogy az exobolygók többsége ma még inkább a Jupiter vagy a Szaturnusz kategóriájába tartozik, nem a miatt van, mert az idegen bolygórendszerek tipikusan ilyenek, hanem azért, mert a műszereinkkel ezeket könnyebb észrevenni. De ha ilyen óriásbolygók léteznek más naprendszerekben is, akkor biztosan van Föld-típusú bolygó is szép számmal.

Mielőtt tovább mennénk, nagyon fontos tisztáznunk, mit is értsünk az “egyedül vagyunk” kifejezés alatt. Bár nyilván bármilyen földönkívüli élet felfedezése az emberiség legnagyobb hatású eseménye lenne, mi mégis ennél tovább gondolkodunk, és a hozzánk hasonló tudatos, civilizációban élő lényeket keressük. Tehát a kérdés nem arra vonatkozik, hogy létezik-e még valahol az Univerzumban máshol is baktérium, gomba, vagy zuzmó, hanem arra vagyunk kíváncsiak, van-e még rajtunk kívül a Világegyetemben olyan életforma, amely például képes arra, hogy megfogalmazza a saját kérdését arra vonatkozón, hogy vajon egyedül ők birtokolják-e a gondolkodás képességét az Univerzumban.

Az emberek nagy többségét – nyilván a tömérdek képtelenséget összehordó tucat filmeken nevelkedve – a földönkívüli civilizációkat illetően elsősorban az a kérdés izgatja, vajon mennyire lehetnek veszélyesek ránk nézve. Még olyan tudósok is vannak, akik károsnak, sőt önveszélyesnek tartják, hogy bármiféle üzenetet küldjünk a csillagok felé, mondván, azt kockáztatjuk, hogy felfedeznek és elpusztítanak bennünket a gonosz idegenek. Holott annál jobban már nem kockáztathatjuk civilizációnk létét, mint hogy a rádiózás felfedezése óta egy folyamatosan növekvő, mára már a száz fényévet is meghaladó méretű elektromágneses szennyező gömbbel vettük körül magunkat. Ha ezen a távolságon belül van értelmes civilizáció, az már tud rólunk, így mivel elrejteni amúgy sem tudjuk magunkat, talán mégis jobb, ha megpróbálunk másképp is kommunikálni, nemcsak elektromágneses zajjal.

Persze én sem gondolom csekélynek a veszélyt, mint ahogy a Föld is számtalan háborún keresztül jutott el oda, ahol most van, elképzelhető, hogy csillagközi méretekben is ez a helyzet. Ezen viszont mi nem tudunk változtatni, ha van valahol egy szuperhatalmú és szuper gonosz faj, az valóban ki fog bennünket pusztítani (a számítógépes vírusainkat is hiába próbáljuk majd a hálózatukba csempészni, ez a megoldás csak ostoba film forgatókönyvírók esetében lehetséges opció, a valóságban természetesen képtelenség).

A kérdés, hogy egyedül vagyunk-e, nem azért fontos, hogy készüljünk-e az űrháborúra vagy sem, hanem azért, mert messzemenő filozófiai következményei vannak.

A velünk együtt létező civilizációk számát csak becsülni tudjuk, erre való a Drake-formula, ami egy többtényezős szorzat, minden egyes tényezője egy igen nehezen becsülhető érték. De ha mégis megpróbáljuk a lehető legjobban behatárolni az egyes tagok lehetséges értéksávját, arra a következtetésre jutunk, hogy bizony nagyszámú civilizáció létezésére kell számítanunk. (A Drake-formula leírását nagyon sok könyvben megtalálhatjuk, itt most nem a konkrét részletek a fontosak, hanem a következtetés, az, hogy minden bizonnyal nem vagyunk egyedül.)

És itt jön a képbe a Fermi-paradoxon. Enrico Ferminek jutott az eszébe, hogy ha tényleg ez a helyzet, és nem vagyunk egyedül az Univerzumban, akkor mégis, hol vannak a többiek?

Még ha el is választ bennünket az óriási távolság, gondoljunk csak bele, hová jutott az emberiség néhány ezer év alatt, és hová jut majd mondjuk százezer év múlva. Százezer év kozmikus skálán mérve semmi, ennyi különbség nyugodtan lehet a létező civilizációk életkora között, civilizációs léptékben viszont óriási idő, belefér a kőbaltától a csillagközi közlekedésig terjedő technikai fejlődés. Ha csak egyetlen civilizáció is van, aki ekkora előnnyel indul a többiekhez képest, annak már láthatónak, érezhetőnek kellene lennie. De sehol semmi nyoma annak, hogy valaki előttünk jár a civilizációs ösvényen.

Eddig az összes próbálkozásunk arra vonatkozóan, hogy bizonyítékot szerezzünk a földönkívüli civilizációk létéről, egytől-egyik kudarcot vallott. Nagy a csend, túlságosan nagy.

Ne higgyünk a manapság divatos paleo-asztronautikának (már elegáns nevet is kapott ez az áltudomány), semmilyen konkrét bizonyíték nincsen a földönkívüliek korábbi itt létére nézve. Csak néhány alap ellenvetés (később még külön cikkben fogok ezzel foglalkozni):

  1. Miért építenének piramist az idegenek, miközben az egyiptomiaknak minden évben várniuk kellett a Nílus áradására? Ha valaki már átszelte az űrt, talán egy rendes öntözőrendszert is itt hagyhatott volna, nem?
  2. Ha már egyszer itt voltak, miért mentek el, és miért nem jöttek azóta sem vissza?
  3. Ha az 51-es körzetben az amerikaiak idegen űreszközökkel kísérleteznek, akkor miért nem ők a világ urai, és hogyan lehetséges, hogy egy Katrina nagyságú hurrikánnal szemben védtelenek?
  4. Ha Roswell-ben tényleg idegen űrhajók zuhantak le, és amerikai kézben vannak ezek az eszközök, hogy lehet, hogy több mint negyven éve képtelenek vagyunk visszamenni a Holdra, és fogalmunk sincs arról, hogy a Marsot mikor fogjuk tudni ember űrhajóssal elérni?
  5. Ha annyi idegen űrhajó közlekedik a Föld légterében, amennyi beszámolót hallhatunk és láthatunk a különféle médiumok közvetítésével, hogy lehet, hogy még egyetlen csavart sem találtunk, ami ilyen járművekről származik? A földi közlekedés iszonyatos szennyezésével szemben ezek az űreszközök semmi, de semmi szemetet nem hagynak maguk után.
  6. És ami a legkevésbé lenne érthető, ha ezek a mendemondák igazak lennének: vajon miért szórakozik egy földönkívüli civilizáció, amelyik képes arra, hogy a fényévek százait átszelje, tehenek megcsonkításával, légi parádéval, emberek elrablásával és különböző eszközök beléjük ültetésével (amely eszközökből még egy darabot sem láttunk)? Én sok mindent el tudok képzelni egy idegen civilizációról, csak azt nem, hogy ilyen alpári trükkök kedvéért átszeljék az űrt.
  7. Miért kellene a Nazca-fennsíkon rajzokkal ellátott űrrepülőteret készíteni? Egy csillagközi repülésre képes fajnak valószínűleg meg vannak a navigációs-, és egyéb eszközei arra, hogy biztonságos leszállást hajtson végre egy sivatagban anélkül, hogy óriási majmot, vagy nagy madarat kellene oda rajzolnia. És ha már van repülőtér, azóta miért nem használják?

Sorolhatnám még az ellenvetéseimet, de térjünk rá végre a lényegre, a filozófiai következményekre, amiért kötelességünk a kérdés komoly megvitatása. Végre szembe kell néznünk az igazi következményeivel annak, hogy mi van akkor, ha tényleg egyedül mi vagyunk értelmes lények az egész Univerzumban.

Az első következtetésem ebben az esetben az, hogy nem lehet Isten létezésére komolyabb bizonyítékot találni, mint ha valóban mi lennénk az egyedüli értelmes faj a Világegyetemben. Ha ugyanis egyedül vagyunk, az azt jelenti, hogy mindannak ellenére, hogy a fizika, a kémia és a biológia törvényei (és persze a matematika) mindenütt azonosak, és hogy számtalan élet hordozására alkalmas bolygó lehet az Univerzumban, az élet és a tudatos civilizáció létrejöttéhez mégis valami több kell, ehhez kevés az anyagi világ. Gondoljunk bele: ha százmilliárdszor százmilliárd esélyből csak egyetlen egy jött be 13 milliárd év alatt, az valami olyan elképesztően nagy szerencse, hogy tudományos magyarázatnak nagyon nehéz lenne elfogadni. Persze az élet teremtésének lehetősége is felveti legalább azt a kérdést, hogy vajon miért kell ekkora Univerzum egyetlen civilizáció számára? De ha tényleg egyedül vagyunk, akkor számomra az egyetlen életképes és elfogadható, szóba jöhető lehetőség az ember fölött álló szellemi hatalom által végbevitt teremtés.

A második következtetés nem kevésbé nagyszabású: ha valóban mi vagyunk az egyetlen tudatos civilizáció a Világegyetemben, akkor ettől kezdve minden egyes embernek másként kell élnie az életét. Minden egyes embernek tudatában kell lennie annak, mi lesz, ha a Föld elpusztul. Erről írtam is egy novellát, “Leltár” a címe, arról szól, mi történik, ha a Világegyetem egyetlen értelmes faja eltűnik a színpadról.

Gondoljunk csak bele, és a szívünk hirtelen jeges félelem fogja szorongatni: eltűnik a tudat, az értelem, a gondolkodás nemcsak erről a kék bolygóról, de ebből az egész felfoghatatlanul óriási Világegyetemből is. És lehet, hogy soha többé nem ismétlődik meg az, ami itt a Földön történt, soha nem lesz még egy civilizáció, amíg a világ világ. És ez akkor is így van, ha elfogadjuk a teremtés gondolatát, lehet, hogy még Isten sem fogja megismételni az élet teremtését, ha annak a vége egy öngyilkos civilizáció. Talán egy másik Világegyetemben még tesz egy újabb kísérletet, de ebben már lehet, hogy nem.

És ha nem hiszünk a teremtés történetében, akkor még inkább fagyos és hideg az, amit a szívünkben érezhetünk, hiszen önmagunk elpusztítása után, még Isten jóakaratában sem bízhatunk, várnunk kellene arra, hogy ez a végtelenül valószínűtlen esemény még egyszer megismétlődjön, és legyen még egy esélyünk. Ez egy egyre öregedő Univerzumban már lehetetlen lenne.

Ha tehát a kérdésre, miszerint “egyedül vagyunk-e” a válasz az, hogy “igen”, akkor kozmikus kötelességünk a Föld, a földi élet és az emberiség megőrzése minden áron. És nemcsak megőrizni kell, de el kell terjesztenünk az egész Univerzumban. Mert a Föld és a Naprendszer is elpusztul egyszer, innen tehát el kell mennünk. És talán az Univerzum is elpusztul egyszer, de az még nagyon sokára lesz, addigra megtanulhatjuk talán megváltoztatni még a fizika törvényeit is.

De ha idejekorán elpusztulunk, velünk tűnik el ennek a lehetősége is.

Ezért félre kellene tennünk minden egymás közötti ellentétet, és minden erőnkkel a Földet fenyegető veszélyek (globális felmelegedés, aszteroida veszély, szupervulkánok, nukleáris háború,…) kivédésére és elkerülésére kell koncentrálnunk. Ez nemcsak egy önző cél, de egy kozmikus feladat is, amit az élő Univerzum érdekében kell megtennünk.

Ez egy nagyon nagy felelősség és nagyon nagy feladat is egyben. De a tudatos élet mindenáron való megőrzése érdekében vállalnunk kell minden nehézséget, ami ezzel jár. Az első lépés talán ez az írás, a második lépés talán az, ha valaki elolvassa és továbbadja, és tovább, tovább egyre többen kezdenek kozmikus tudattal élni és cselekedni, és akkor talán meg tudjuk őrizni a tudatos életet ebben az óriási Univerzumban.

És ha magunkat meg tudjuk óvni a pusztulástól, és sikerül néhány másik naprendszerben is megvetni a lábunkat, és kozmikus éntudattal élünk majd, talán már érdemesek leszünk arra is, hogy rátaláljunk a kozmikus társunkra, és együtt óvjuk azt, amit addig egyedüliségünk tudatában kénytelenek voltunk egyedül védelmezni.

2013. március 3.

Valami sötét

A fizikusok igen büszkék az elméleteikre. Nagyon sokszor hivatkoznak arra, hogy az elméleteik mennyire pontosak, különösen a kvantum-elektrodinamika (QED) és az általános relativitás-elmélet azok az elméletek, amelyeket gyakran emlegetnek a különleges pontossággal kapcsolatban. Nem vitatom, vannak nagyon szép eredmények, és a fizikusok tényleg büszkék lehetnek arra, hogy az erőfeszítéseik néha gyönyörű egyenletekben öltenek testet, amelyek pontos jóslatokat képesek adni nekünk, amiket ellenőrizhetünk a kísérleteinkkel, de sajnos a fizika egészét nézve, jelenleg elképesztően rossz a helyzet. A pontosság nemhogy a sokadik tizedesjegyben nem fejezhető ki, a rémisztő helyzet az, hogy az eddigi hihetetlenül pontosnak hitt elméleteink csupán a Világegyetem 4%-áról adnak hírt. És ez nem nevezhető túlzott pontosságnak. Gondoljunk bele abba, hogy ismerőseinknek folyton folyvást azzal dicsekszünk, hogy milyen pontosan ismerjük a városunkat, hogy az utcában minden egyes fűszálról tudjuk, hogy hol van, és mekkora. Aztán ő megmutatná nekünk a város 96%-át, és azzal szembesítene bennünket, hogy bár kiválóan ismerjük az utcánkat, de a város 96%-a feltérképezetlen. Ráadásul, hirtelen úgy tűnne, ez az ismeretlen 96% még azt az eddig tökéletesnek hitt tudásunkat is tönkreteszi, amire eddig oly büszkék voltunk. És már abban a 4%-ban sem vagyunk annyira biztosak.

Sötét anyag, és sötét energia: a Világegyetemünk 96%-a olyasmi, amiről nagyon keveset tudunk. Nem ez az első eset, amikor a tudósok valami érthetetlen jelenséggel találkozva, azt valami új létező feltételezésével próbálják megmagyarázni. A flogiszton, vagy az életerő is ilyesmi volt, olyan fogalmak, amelyek idővel kikoptak, mert sikerült őket más, valószínűbb magyarázatokkal helyettesíteni.

A sötét anyag és sötét energia egyelőre még tartják magukat, a világ tudósainak túlnyomó része elfogadja ezeket valóban létező dolgoknak, míg egy kisebbség erős kétségeket fogalmaz meg velük kapcsolatban.

Most mégsem arról szeretnék írni, hogy kinek van igaza ebben a vitában, hanem arról, milyen könnyen elterjedhetnek a tudományban olyan fogalmak, elnevezések, amelyek pontatlanok, sőt egyenesen hibásak.

A sötét energia és a sötét anyag már az elnevezésében is tükrözi azt az elhamarkodottságot és fölös igyekezetet, ami a tudós társadalmat olyannyira jellemzi, és jellemezte mindig is. Mégis azt várhatnánk, hogy ahogy fejlődik a tudomány, úgy lesznek egyre pontosabbak a fogalmaink, hiszen hogyan is várhatnánk, hogy megtudunk valami igazat olyasmikről, amiknek még az elnevezése is hibás.

A sötét anyag és a sötét energia ugyanis egyáltalán nem sötét, ellentétben az elnevezésükkel. Én magam nemcsak azt tartom elképesztőnek és elfogadhatatlannak, hogy valamit ennyire rosszul neveztek el, hanem az is érthetetlen számomra, hogy ezek a hibás elnevezések minden további nélkül teret nyertek a tudósok között, és minden kétség és fenntartás nélkül használja őket a világon gyakorlatilag mindenki.

Hogyan hihetnék olyan tudósoknak, akik még elnevezni sem képesek egy furcsa jelenséget? Programozó szemmel lefordítva ez olyan, mintha úgy akarnék programot írni, hogy nem fogalmaznám meg előtte pontosan, hogy mit is fog csinálni az a program. A rugalmas testek tulajdonságaival csak úgy érdemes foglalkozni, ha azokat rugalmas testeknek hívom, és nem kockás labdáknak. A folyadékok áramlását csak úgy lehet tárgyalni, ha tudom mi az a folyadék, és mi az az áramlás.

Sem a sötét anyag, sem a sötét energia nem sötét. Valami akkor sötét, ha nem világítja meg semmi, illetve, ha fény esik rá, akkor nem engedi át a fényt, hanem elnyeli. Ha visszaveri, akkor tükrözőnek, ha átengedi, akkor átlátszónak nevezem. De csak akkor hívom sötétnek, ha nem engedi át a fényt. Ha a sötét anyag és a sötét energia sötét lenne, akkor nem látnánk a környező galaxisokból semmit, még a saját galaxisunk nagy része is láthatatlan lenne. A mai feltételezések szerint ez a 96%-nyi “sötét” matéria kitölt mindent, tehát ha sötét, akkor el is takar mindent.

Hogyan lehet valamit sötétnek nevezni, amikor a legmegfelelőbb jelző az átlátszó, vagy a láthatatlan lenne?

És miért hívjuk az egyiket anyagnak és a másikat energiának, amikor nagyon jól tudjuk, hogy az anyag és az energia egy és ugyanaz, egymásba átszámítható és átalakítható? Igaz, a két jelenség hatásában különböző, míg az egyik taszító-, addig a másik vonzóerőt fejt ki az anyagra, de ez nem indokolja, hogy az egyiket anyagnak, a másikat pedig energiának nevezzük. Ez újra egy példa a felelőtlen, pontatlan, elhamarkodott magatartásra, arra, amit egy tudósnak meg kellene vetnie, és el kellene ítélnie. Minden, magára valamit is adó tudósnak el kellene határolódnia ezektől a pongyola megfogalmazásoktól, és sürgősen elő kellene állniuk valamilyen pontosabb, a valósághoz közel álló elnevezéssel.

Amikor felmerült, hogy vajon a fény közvetítő közege mi lehet, legalább adtak neki egy olyan nevet, ez volt az éter (aether), ami legalább nem volt félrevezető. Igaz, később elvetették az ötletet, de aztán az éter mégis visszatért, akár energiával teli vákuumként, akár görbült téridőként, akár az összefonódást lehetővé tévő és annak teret adó anyagként gondolunk rá, de még a Cobe által kimért 600 km/s-os sebességet is tekinthetjük az éterhez viszonyított mozgás mértékének, az éter mindenképpen jó elnevezés, jó fogalom, és semmiképpen sem félrevezető.

Nem tudok egyelőre én sem javaslatot tenni, mivel is lehetne lecserélni a két hibás elnevezést, annál is inkább, mivel én kételkedek a létezésükben is. Mielőtt előállnánk olyan feltételezett anyagfajtákkal, amikről az égvilágon semmit sem tudunk, csak azt, hogy valamiképpen gravitáló hatással bírnak a környezetükre, előbb mindenképpen meg kellene vizsgálni az alternatívákat is, például azt, hogy a gravitáció nagy távolságokban hogyan működik.

Amikor az étert bevezették a fizikában, legalább elképzelték, milyen tulajdonságokkal kellene rendelkeznie: rögtön kiderült, hogy egyszerre kellene merevnek és ellenállás nélkülinek lennie, egyszerre kellett benne rezegnie a fényhullámoknak, és ellenállás nélkül haladnia a bolygóknak, azonnal látszott, hogy rendkívüli anyagnak kellene lennie, ha valóban létezik. Jelenleg én nem tudok olyan próbálkozásokról, amelyek leírták volna, hogy ennek a két feltételezett anyagfajtának a gravitációs tulajdonságain kívül milyen egyéb tulajdonságokkal kellene rendelkeznie.

A galaxisok forgása nem magyarázható az eddigi elméletekkel, vajon a sötét anyag segíthet?

Az átlátszóság és áthatolhatóság, ellenállás nélküliség megegyezik a feltételezett éter tulajdonságaival. Azt is tudjuk, hogy az egyik vonzza, a másik taszítja az anyagot, de nem tudjuk, hogy egymással, és saját magukkal kölcsönhatásba lépnek-e: vajon a “sötét anyag” vonzza-e a “sötét anyagot”, vagy a “sötét energiát”, és a “sötét energia” taszítja-e önmagát, és a “sötét anyagot”. Vajon Galaxis és Naprendszer mértékben miért nem észleljük egyiküket sem? És vajon a kettőjük mennyiségi aránya, és a kölcsönhatásuk erősségének aránya finomhangolt-e, ha igen, akkor mennyire? Mennyire szükségesek az Univerzum és benne az élet létezéséhez? Lehet, hogy-e két furcsa jelenség a legmegdöbbentőbb példája a finomhangoltságnak, esetleg a tervezettségnek?

Mind-mind megannyi fontos és alapvető kérdés. Hogy ezekre bármikor is esélyünk legyen válaszokat találni, mindenekelőtt a fogalmainkat kell pontosítani, és megfelelő elnevezést kell találnunk az Univerzum e két lázadójára, amik valahogy eddig ellent tudtak állni a megismerésükre tett kísérleteinknek.

Ha sikerülne közelebb férkőznünk a természetükhöz, lehet, hogy az egész fizika újraépítésére lesz szükség, és még az is előfordulhat, hogy a finomhangoltság és tervezettség kérdése is teljesen új megvilágításba kerül.

2018. április 17. – 2018. május 21.