fríggjadagur 7. mai 2010síða 30

Fríggjadagur 7. mai 2010 · Nr. 78 30 Sosialurin Henda myndin vísir teir tríggjar møguleikarnar, hvussu geometriin í alheiminum kann vera. Kanningar benda á, at rúmdin hevur flata skapið. Tað merkir, at víðkanin fer at minka, men at tyngdin ikki megnar at venda henni til ein samandrátt. Myndin samanfatar ymisk úrslit frá WMAP verkætlanini. Beint eftir Big-Bang byrjanina fyri 13,7 mia árum síðan var inflatión. Um 380.000 ár eftir byjanina slitnaði sambandið ímillum tilfar og geisling, tá ið nevtralu atomini vórðu gjørd. Baksýnisgeislingin, sum enn kann verða máld, stavar frá hesum tíðarskeiði. Eftir hetta valdaði myrkur, og ljósið kom ikki aftur fyrr enn fyrstu stjørnurnar tendraðu nakrar hundrað mió ár seinni. Seinni komu stjørnubreytirnar. Víðkanarferðin í alheiminum veksur í okkara tíð. Orsøkin verður hildin at vera sonevnd myrk orka, sum vísindini enn vita lítið um. Amerikanski alisfrøðingurin og kosmo- logurin Allan Harvey Guth, sum var upphavsmaður til inflatiónsástøðið. Kanningar vátta inflatiónsástøðini og “flatan” alheim Pól Jespersen Altjóða stjørnufrøðiár 43 Fyri 80 árum síðan staðfestu kanning- ar, at alheimurin er dynamiskur. Hann víðkast, sum tíðir líða. Tá ið úrslitini frá WMAP-verkætlanini vórðu kunngjørd fyri 7 árum síðan frættist, at ábendingar vóru um, at henda víðkanin fer at halda fram í allar ævir. Verkætlanin legði fram fleiri neyv kosmologisk lyklatøl, men granskingin heldur fram, tí enn er nógv, sum granskarar ikki vita Árini 1929 staðfesta Edwin Hubble og Milton Humason, at linjurætt samband er ímillum ferðina v, sum stjørnubreytir hava frá okkum, og frástøðuna r. Sambandið verður nevnt Hubble-lógin, sum verður skrivað: 0 v = H  r Virðið á Hubble-konstantinum rokna teir at vera 558 km/(sMpc). Hóast hetta virðið er 7-8 ferðir ov stórt, er niðurstøðan um sambandið ósvitaliga røtt. Tað hava gjølligar kanningar seinni 0 staðfest (H er nútíðarvirðið á “konstant- inum“). Orsøkin til mistakið var, at Hubble hevði roknað frástøðurnar eftir einum cepheidu-formli, sum var galdandi fyri aðrar cepheidur enn tær, hann hevði brúkt. Granskarar vistu ikki um hetta mundið, at til vóru fleiri sløg av cepheidum. Við úrslitinum hjá Hubble og Humason verður greitt, at alheimurin er dynamiskur. Hann víðkar seg út. Fer víðkanin at halda fram? Tættleikin í alheiminum verður skrivaður ρ. Um alheimsvíðkanin fer at halda fram ella ikki, veldst alt um virðið c á ρ. Fyri ein ávísan marktættleika, ρ , megnar tyngdin at tálma víðkanini. c Er ρ > ρ , fer víðkanin einaferð at steðga, og alheimurin fer at draga seg c saman aftur. Er ρ < ρ , fer víðkanin at standa við í allar ævir. Ω = 1? Lutfallið ímillum tættleikan í rúmdini og marktættleikan skriva granskarar c Ω, t.e. Ω = ρ/ρ . Sambært almenna relativitetsástøðinum er virðið á tætt- leikaparametrinum Ω avgerandi fyri geometriina í rúmdini, sí myndina niðanfyri. Tríggir møguleikar eru. Fyri Ω > 1 er alheimurin afturlatin. Hetta verður í einari fyrimynd (og talan er bara um eina fyrimynd av skapinum í okkara trídimensionala rúmi) lýst við einum kúluflata. Tyngdin fer í hesum føri at steðga alheims- víðkanini og fer at venda henni til ein samandrátt. Fyri Ω < 1 er alheimurin opin. Hetta verður í fyrimyndini víst sum ein saðilflati. Tyngdin megnar ikki at steðga alheimsvíðkanini, sum fer at standa við í allar ævir. Fyri Ω = 1 er alheimurin flatur, euklidiskur. Hetta verður í fyrimyndini lýst við einum sløttum flata. Tyngdin fer í hesum føri at tálma alheims- víðkanini, men megnar ikki at venda henni til ein samandrátt. Kanningar gjørdar í Antarktis og í Texas við ballónum (Boomerang og Maxima verkætlanir í 1998, 1999 og 2003) av hitamunum í baksýnis- geislingini vístu, at Ω = 1. WMAP verkætlanin váttaði hetta úrslitið, at alheimurin er á góðari leið flatur. Inflatiónsástøði Við hesum úrsliti fingu vísindini eina nýggja gátu at stríðast við, tí úrslitið Ω = 1 er í veruleikanum ósannlíkasta úrslit, sum hugsast kann. Tað ber nevniliga til at vísa, at er virðið 1 ella bara um leið 1 nú á døgum, so hevur tað einaferð verið heilt neyvt 1. Var virðið í fyrndini bara eitt vet minni enn 1, ella eitt vet størri enn 1, so hevði tað nú verið annaðhvørt nógv minni enn 1 ella nógv størri enn 1. Longu í 1970-árunum varnaðust granskarar henda kosmologiska trupulleika og vistu at byrja onga loysn á honum. Guth, Linde og inflatión Alan Harvey Guth, føddur í 1947 í New Jersey, er professari í alisfrøði. Áhugamál hansara eru ástøði viðvíkjandi elementarpartiklum, og hvussu ástøðini kunnu verða brúkt í sambandi við hin unga alheimin. Sjálvur sigur Allan Guth, at tað var mest sum av tilvild, at hann fekk áhuga fyri kosmologi, serstakaliga var tað ein starvsfelagi hansara, Henry Tye, sum eggjaði honum til at fáast við hetta evnið. Guth er upphavsmaðurin til “gamla” ástøðið um kosmisku inflatiónina, sum hann evnaði til í 1981 óheft av Andrei Linde (føddur í Moskva í 1948), sum hevur gjørt seg til talsmann fyri hesum sama. Teir báðir fingu í 2004 serstaka kosmo- logiheiðursløn fyri arbeiði sítt. Inflatión er ein ástøðiligur yvir- bygningur til Big-Bang. Hugsanin er, at alheimurin eitt ófatiliga stutt tíðarbil beint eftir Big-Bang víðkaðist eksponent- ielt. Hetta, siga teir, kann vera frá- greiðingin, at alheimurin á okkara døgum tykist “flatur”. Sama hvussu geometriin í alheiminum hevur verið frá byrjan, kann ógvusliga víðkanin inflatiónstíðarbilið greina, hví alheimurin í dag verður máldur at vera “flatur” ella “næstan flatur”. WMAP timburmenn og framtíð Tá ið kenda WMAP myndin, sum avmyndar hitamunir í baksýnisgeislingini (sí grein 42) , kom fram í 2003, fekk hon næstan beinanvegin kultstøðu. Myndin og onnur tíðindini fóru sum eldur um vísindaheimin, kosmologisk lyklatøl vórðu ásett neyvt og sagt varð, at úrslitini styðjaðu upp undir inflatións- ástøðið. Í dag er støðan nakað øðrvísi, eitt og annað við baksýnisgeislingini var ikki heilt, sum ástøðini søgdu, og granskarar eru, sum ivast í inflatións- ástøðinum. Stjørnufrøðin er ongantíð komin lætt til teir stóru sannleikarnar um rúmdina. Soleiðis er enn. Kosmologi og partikkulgransking hava tikið seg ómetaliga nógv fram í okkara tíð. Bæði hesi vísindaøki, um tað størsta og tað minsta, eru neyðug, at skilja hvussu heimurin hevur ment seg síðan Big- Bang. Stór framtøk eru í væntu komandi árini, og spennandi verður at síggja, hvussu leikur fer. Áhugaverd tíð, vit liva í, má sigast.