Patkós András

A Világmindenség kora, mérete, a benne található anyag mennyisége és összetétele az emberi környezetben felfedezett természeti törvényekre építő asztrofizikai megfigyelési programokkal tanulmányozható. Az észlelési technikák és adatfeldolgozási módszerek tökéletesedésével alig egy évtized alatt ugrásszerűen nőtt e kozmológiai adatok ismeretének pontossága. A több mint tízmilliárd évet felölelő eseménysorra vonatkozó tudományos kép megszilárdulása megengedi, hogy még messzebbre kíséreljünk meg behatolni Univerzumunk múltjába. A kozmikus archeológia sok hasonlóságot mutat a földi régészek módszereivel és gondolkodásával. A 21. században választ remélünk sok, nemrég még egzotikusnak hangzó kérdésre is, például hogy mitől forrósodott fel az Univerzum, vagy hogy mi előzte meg a Forró Univerzumhoz vezető ősrobbanást?

I. Mi a kozmológia?
Mivel foglalkozik a kozmológia, és hogyan fejlődött az utóbbi években? Melyek a legfontosabb kérdései, és milyen ismereteket nyerhetünk ma általa?

II. A Mindenség mérésének lehetőségéről
Az Univerzum távoli tartományainak vizsgálatakor mindig feltételezzük, hogy ugyanazok a természeti törvények érvényesek mindenhol, mint amelyeket a földi laboratóriumokban is tanulmányozunk. Ugyanakkor számos kétely merülhet fel mind ezzel a feltevéssel, mind pedig a Világegyetem megismerhetőségével kapcsolatban. A kozmológiai vizsgálatok olyan próbálkozásként is tekintendők, mint amelyek a megismerhetőség határait feszegetik, illetve tágítani igyekeznek azokat.

III. Az Univerzum kutatása: kozmikus archeológia
Az eddigi vizsgálatok, szinte kivétel nélkül, az elektromágneses sugárzások valamely formájának segítségével nyertek betekintést a Világegyetem távoli részeibe. Mivel ezek a jelek véges sebességgel terjednek, ezért minél messzebb nézünk, időben annál korábbi állapotot látunk. Így ezek a felmérések az Univerzum múltját, történelmét tárják fel előttünk.

IV. Távolságmérés a kozmoszban
Az egyik legfontosabb feladat a Világegyetem feltérképezésekor a vizsgált objektumok távolságának meghatározása. Egyszerű módszereket már az ókori gondolkodók is javasoltak, a legtávolabbi tartományok esetében viszont már sokkal kifinomultabb mérésekre van szükség. Az újabb eljárások vezettek az Univerzumról alkotott képünk kialakulásához, a Világegyetem mai gyorsuló tágulásának felismeréséhez, és a gyorsulást okozó fekete energia nagyságának megbecsüléséhez.

V. Az Univerzum galaxistérképei
A modern asztrofizika egyik legfontosabb területe a Tejúton kívüli világ feltérképezése. Ebben nagy segítséget nyújtanak az új fotográfiai eljárások és technológiák. A Sloan Digital Sky Survey keretében galaxisok millióit vizsgálják meg részletesebben. A távoli, és így korábbi állapotokból indulva számítógépes szimulációkkal lehet nyomon követni e struktúrák fejlődését, a numerikus és megfigyelési eredmények összevetésével pedig ellenőrizhetők az Univerzum egészének mozgásáról szóló feltevések.

VI. A sötét anyag
Számos megfigyelési eredmény arra enged következtetni, hogy a látható, fényt kibocsátó anyag a Világegyetem tömegének mindössze egy kis hányadát képezni. A hiányzó tömeget a kutatók sötét anyagnak nevezték el, mivel közvetlenül csillagászati módszerekkel nem megfigyelhető. Ez az összetevő felelős az Univerzum tömegének mintegy 25%-áért.

VII. A kozmikus háttérsugárzásba kódolt Világtörténelem
Az anyag nagyon korai állapota a hagyományos csillagászati objektumokkal már elméletileg sem vizsgálható, hiszen ekkor még nem jöttek létre azok a fényt kibocsátó objektumok, amelyek fényét ma megfigyelhetnénk. Mégis van a legkorábbi állapotnak egy lenyomata, amely árulkodik erről az időszakról: a kozmikus háttérsugárzás. Számos kutatási program folyik ennek a sugárzásnak a felderítésére. Ebben az évben a kozmológiai paraméterek minden eddigit meghaladó pontosságú meghatározását lehetővé tevő új adatokat tett közé a NASA.

VIII. A háttérsugárzás hihetetlen irányfüggetlensége
A háttérsugárzás részletes tanulmányozása során kiderült, hogy ez a sugárzás rendkívüli mértékben egyenletes, bármely irányban vizsgáljuk az égboltot. Ez azért zavarba ejtő, mert azok a tartományok, amelyek egykor ezt a sugárzást kibocsátották, nem lehettek mind kauzális kapcsolatban egymással. Erre a jelenségre a ma legelfogadottabb választ az infláció elmélete nyújtja, amely egyben felveti azt a lehetőséget is, hogy a mi világunk valójában nem egyedi, hanem egy ún. multiverzum része: egy a sok világ között.

Tovább