Wiek wszechświata – jak myślisz ile lat ma wszechświat?

Wiek wszechświata to zagadnienie, które fascynuje ludzkość od niepamiętnych czasów. Jeszcze nie tak dawno, jak nam się wydaje, kosmologia i astrofizyka pogłębiły się w niemałym kryzysie. Załamanie stabilizacji było o tyle duże, że można je było nazwać jednym z największych w odwiecznej historii tych nauk, czyli kosmologii i astrofizyki. Na samym początku grupa naukowców zajmujących się kosmologią opracowała badania, które opierały się na urządzeniu, jakim był teleskop wykonany niegdyś przez Hubble’a. Grupa badaczy wchodziła w skład zespołu pod kierownictwem Wendy Freedman, która podlegała pod Carnegie Observatory w Pasadanie. Badania wskazały, że wszechświat, jaki znamy, rozszerza się bardzo szybko. Tym samym obalił tezę, jakoby miał tyle lat, ile wcześniej mu dawano. Poprzez szereg badań i analiz ustalono, że wszechświat ma zaledwie około 8 miliardów lat. Jest to dość mała liczba, porównując ją oczywiście do szacunków z poprzednich lat.

Wiek wszechświata interesującym zagadnieniem dla badaczy

Nie trzeba było długo czekać na nowe odkrycia związane właśnie z pytaniem – Ile lat ma wszechświat? Tym, którzy nie dali długo czekać na nowe doniesienia, byli Craig Hogan i Michael Bolte – amerykańscy astrofizycy. Wyniki badań, jakie zamieścili amerykanie, były niesamowite. Konkretniej Craig i Michael podjęli się badania najstarszych gwiazd. Obiekty te znajdują się w tzw. gromadach kulistych. Według tego, co sprawdzili, można się dowiedzieć, że owe gwiazdy mają blisko 16 miliardów lat. Tym samym każdy z nas, może bez problemu stwierdzić, że gdyby doniesienia z badań amerykańskich astrofizyków były prawdziwe, to nasz wszechświat jest o połowę młodszy od najstarszych obiektów.

Tutaj więc nasuwa się pytanie, której odpowiedz, jest swego rodzaju paradoksem. Jakim cudem, może być tak, że dziecko jest starsze od swego ojca? Tak też, ciężko jest uwierzyć w to, co zostało opublikowane przez amerykańskich badaczy. Po opublikowaniu wyników jednych, jak i drugich, rozpoczęto swego rodzaju wojnę na słowa. Z jednej strony astrofizycy zaś z drugiej kosmolodzy, którzy nawzajem zarzucają sobie niedopatrzenia oraz nieodpowiedniość stosowanych metod podczas prowadzenia badań.

Wiek wszechświata – najnowsze badania

Po niespełna kilku latach mogliśmy doczekać się kolejnej dawki badań, które są przez nas bardziej lub mniej przyjmowane do wiadomości i ujmowane za mniej, lub bardziej prawdziwe. Można powiedzieć, że po kolejnej serii badań, jesteśmy już bliscy rozwiązania wielkiego sporu. Jak się dzięki nowym informacją możemy dowiedzieć, gwiazdy są młodsze, od tego, co wcześniej mówiono, a wszechświat straszy. Tym samym ta odpowiedz, obala wcześniej ujęty paradoks o dziecku i ojcu. Dlatego w skupisku tylu badań i przypuszczeń, trzeba wreszcie coś wybrać.

Tym samym uznawaną i powszechnie przyjętą tezą, jest teoria wielkiego gorącego wybuchu. Mówi się, że owa teoria oznajmia nam, iż wszechświat powstał w wyniku gęstej materii, która nieustannie się rozszerza, co powoduje to, że jednocześnie stygnie. Szybkość stygnięcia, określamy stałą Hubble’a, która po odwróceniu da nam przybliżony wynik, jakim ma być wiek wszechświata, czyli inaczej mówiąc, ile tak naprawdę minęło od wielkiego wybuchu.

Gęstość pomocna w obliczeniu tego, ile lat ma wszechświat?

Innym sposobem, z którego możemy się dowiedzieć tego, jaki wiek ma wszechświat, jest gęstość znajdująca się w materii. Dlatego jak prawie w każdym z przypadków są w takich sytuacjach dwa wyjścia. Pierwsze to, wyjście, które mówi, że wszechświat jest gęsty. W tym przypadku to, że wszechświat się rozszerza, jest procesem, który postępuje bardzo szybko.

Jednak trzeba o tym pamiętać, że taki stan rzeczy nie będzie trwał wiecznie i w pewnym momencie mechanizm zadziała odwrotnie. Co w wolnym tłumaczeniu oznacza, że wszechświat zacznie się kurczyć do stanu początkowego. Jednak jeśli jest, można to nazwać rzadki, wtedy nie ma żadnego zagrożenia w tym, że kiedyś wszechświat zacznie się kurczyć. Dlatego w tym przykładzie wszechświat będzie ulegał rozszerzaniu wiecznie i w wolnym tempie. Jednak można zadać sobie jeszcze pytanie, jak rozróżnić to, czy wszechświat jest „gesty” czy „rzadki” ? Mianowicie jest to proces, który nazywa się jako gęstość krytyczna i wynosi mniej więcej 10-29 g/cm3.

Jednak, aby sprawdzić wszystkie te przypuszczenia, trzeba się trochę natrudzić. Żeby wyznaczyć stałą Hubble’a, potrzebne są dwa czynniki, których nie zawsze jest tak łatwo sprawdzić. Konkretniej chodzi tutaj o sprawdzenie prędkości, z jaką różnego rodzaju obiekty we wszechświecie oddalają się od Ziemi. Jednak druga rzecz, którą trzeba w tej sytuacji sprawdzić, jest odległość. Tutaj właśnie pojawia się problem, ponieważ ten parametr jest bardzo trudny do przeanalizowania i sprawdzenie, co więcej potwierdzenia, czy nasze przypuszczenia to prawda. Jednak nasuwa się pytanie, jak tę odległość spróbować zmierzyć? Do tegoż badania, posłużą nam między innymi gwiazdy zwane cefeidami. Cefeidy to gwiazdy, które w regularny sposób zmieniają swoja jasność. Jednak co ciekawe, zmiany te są uzależnione od ilości światła, jakie wytwarzają. Dlatego też, kiedy podejmiemy się szczegółowej obserwacji tych gwiazd oraz korzystając z pewnych założeń teoretycznych zawartych w nauce, możemy wyznaczyć odległość, jaką dzieli nas (znajdujących się na Ziemi) z tymi obiektami.

Wyznaczenie gęstości wszechświata trudniejsze niż się spodziewano

Dlaczego wyznaczenie gęstości wszechświata, jest tak trudne? Odpowiada za to jedna z przyczyn, która uświadamia nam to, że większość materii wchodząca w skład Wszechświata, jest niewidoczna i nie powoduje tego, że możemy ją ujrzeć. Dlaczego nie możemy jej zobaczyć? To proste, materia, której nie możemy zobaczyć, nie wysyła sama od siebie żadnego promieniowania. Co ciekawe materia, która świeci, czyli część, którą możemy ujrzeć, to zaledwie 10% całego składu wszechświata. Dlatego, aby sprawdzić gęstość materii, trzeba wziąć za przykład narzucone sam z góry założenia, które w głównej mierze są nieprawdziwe, lub też niepotwierdzone. Tym samym możemy sami zdać sobie sprawę z tego, że mogą być one niezgodne z prawdą.

Jednak ważną rzeczą dla tego rodzaju badań, jest fakt tego, dlaczego teleskop Hubbe’a został zbudowany. Jak każdy przedmiot również ten, miał szczególne zapotrzebowanie, aby go stworzono. Jednym z powodów, była możliwość obserwacji Cefeid dość odległych dla nas galaktykach. Co prawda, już od dłuższego czasu, podejmowane są obserwacje z innych galaktyk, położonych bliżej galaktyki, w której znajdują się Cefeidy. Dlaczego tak się dzieje? Jak sami badacze wskazują, badania czegoś w niewielkiej odległości od przedmiotu badanego we wszechświecie jest możliwe, ale bezsensowne. Dzieje się tak, ponieważ z bliskiej odległości obraz może zostać zafałszowany. Czyli krótko mówiąc, może wskazywać nam nieprawdę.

Głównym powodem, dla którego obraz może zniekształcać rzeczywistość, jest sama grawitacja. To wzajemne przyciąganie grawitacyjne powoduje chaotyczne ruchy, które bardzo często powodują brak prawdziwości samego obrazu. Tym samym badania grupy prowadzonej przez Wendy Freedman, udowodniły jakoby wszechświat, miał mieć 8 miliardów lat. Swoje badania grupa badaczy prowadziła na podstawie jednego z odległych galaktyk, aby błędy pomiaru były jak najmniejsze.

Nowe metody obserwacji

Przez ostatnich kilka lat badacze dalej nie dając sobie spokoju, prowadzili dalsze badania nad tym, ile faktycznie lat ma wszechświat. Metody badawcze podejmowane przez ostanie kilka lat, wskazują na to, że najprawdopodobniej wszechświat jest o wiele starszy, niż się podaje. Pierwszym sposobem na to, aby w sposób jak najlepszy sprawdzić owe spekulacje, jest badanie supernowych gwiazd. Według niektórych badaczy, gwiazdy te podobnie jak cefeidy, mogą posłużyć do obliczenia galaktyk dalekich. Tak więc biorąc pod uwagę wszystkie składowe związane z tym tematem oraz wcześniej zebrane założenia, grupa pod kierownictwem Gustava Tammanna z Bazylei obliczyła, iż najprawdopodobniej wszechświat ma około 12 miliardów lat. Jednak niedługo po tym, pojawiło się kolejne doniesienie, jakoby wszechświat miałby mieć nawet 16 miliardów lat. Tę informację podał zespół badawczy z Smithsonian Observatory.

Jednym z efektów, dzięki któremu możemy obliczyć stała Hubble’a, jest efekt zwany soczewkowaniem grawitacyjnym. Jeśli pomiędzy ziemią a obiektem znajdującym się w centrum (który jest bardzo silnym źródłem promieniowania) naszego zainteresowania znajduje się inna galaktyka, to w efekcie możemy ujrzeć wiązki światła, które pochodzą z tego samego źródła, lecz docierają do nas zupełnie różnymi, innymi drogami. Czas, w jakim światło z tych drug się pojawia, jest nierównomierny. Dlatego różnica w czasie (pojawienia się światła), jest podstawą pod obliczenie stałej Hubble’a. To zjawisko zostało podjęte do analizy, przez dwie niezależne od siebie grupy badaczy, którzy analizowali zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym. Co dziwne wyniki badań obu grup, były bardzo, wręcz łudząco do siebie podobne. Tym samym wyniki mówią nam, że stała Hubble’a to mniej więcej 62-64 km/s/Mpc, co oznacza, że wiek wszechświata najprawdopodobniej to 10-11 miliardów lat.

Wiek wszechświata  – ostatnie badania

Ostatnie badania dotyczące wieku starych gwiazd, uległy znacznych zmian. Sprawdzenie, dowiedzenie się tego ile lat ma dana gwiazda, jest zależne od dwóch czynników. Pierwszy czynnik to jasność gwiazdy, a druga to temperatura. Najłatwiejsze do sprawdzenia tych czynników, jest temperatura gwiazd, jednak z drugim z czynników nie jest już tak łatwo. Na sprawdzenie czynnika, jakim jest jasność, składają się koleje czynniki. Są nimi ilość światła docierająca na Ziemię czy odległość gwiazdy od obserwatora.

Jednak to ile lat ma wszechświat, jest tak naprawdę już blisko rozwiązania. Wiele badań wskazuje, że gęstość wszechświata znacznie różni się od gęstości krytycznej, co oznacza, że najpewniejszym wynikiem rozważaniem, jest wiek wszechświata w granicach co najmniej 14 miliardów lat.