Facebook Like
Hotjar Feedback

Universum pähklikoores (0)

1 Hindamata
Punktid

Esitatud küsimused

  • Kuidas on sestsaadik muutunud ?
  • Mis on aeg? Kas igavesti voolav jõgi, mis viib meilt unelmad nagu öeldakse muistses hümnis ?
  • Mis imaginaarne ?
  • Mis oli enne algust ?
  • Kui tähed on alati püsinud samal kohal, miks nad siis järsku mõne miljardi aasta eest süttisid ?
  • Millise kella järgi nad määrasid õige aja helendama hakkamiseks ?
  • Kuid miks on maailm kolmemõõtmeline ?
  • Kuidas on võimalik musta auku avastada, kui valgus temast välja ei pääse ?
  • Mida see osa kannab musta auku langenu kohta ?
  • Kuidas kaitsta end kellegi eest, kellel on ajamasin ?
  • Kui isa on eostatud (joon. 5.3) ?
  • Mis siis juhtub ?
  • Kui palju vihausse ja putukaid me lömastame ?
  • Kuidas jätkub meie avastusreis tulevikus ?
  • Mis seal sees on ?
  • Keskel, kus ei piisa lähenditest, et keskmes ?
  • Millel me elame. Kuid kas me ikka tõesti elame braanil ?
 
Säutsu twitteris

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
 

UNIVERSUM  
 
 

PÄHKLIKOORES  
 
 
  
Ref  
eraat 
  
 
Õppeaines:   Informaatika  
 
 
 
 
 
 
Ehitusteaduskond 
 
Õpperühm:    II – KEI  
Üliõpilane:   Andrus Erik 
 
Kontrollis:   Rein  Ruus 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
Tallinn  2004 
 
 
 
 
SISUKORD
Eessõna .......................................................................................................................... 3 
Relatiivsusteooria  lühilugu ............................................................................................ 4 
Aja kuju ......................................................................................................................... 9 
Universum pähklikoores .............................................................................................. 17 
Tulevikku ennustamas ................................................................................................. 21 
Mineviku kaitsel  .......................................................................................................... 29 
Meie tulevik. Kas Star  Trek? ....................................................................................... 34 
Uus maailm – braanide maailm ................................................................................... 38 
Sõnaseletusi ................................................................................................................. 46 
Kasutatud kirjandus ..................................................................................................... 55 
 
 
 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
 
Eessõna 
 
1988. aastal, kui ilmus „Aja lühilugu“1, tundus kõikeseletav teooria olevat käegakatsutavas kauguses. Mis ja 
kuidas on sestsaadik muutunud? Kas oleme eesmärgile lähemale jõudnud? Paraku pole meie lõppsiht veel 
kaugeltki  nähtav.  Vanasõna  ütleb,  et   reisimine ,  lootus  südames,  on  etem  kui  kohalejõudmine.  Uudsuseiha 
toidab  loovust  kõikjal, mitte üksnes  teaduses . Kui me lõplikult pärale jõuaksime, siis inimvaim närbuks ja 
sureks. Kuid ei ole  usutav , et me eales paigale jääme: kui me ei edene enam sügavuti, kasvab meie teadmiste 
keerukus  ja nõnda püsime me üha avarduvate võimaluste silmapiiri lähedal. 
 
 
 
 
Kvantmehaanika  
 
 
M – teooria  
Üldrelatiivsusteooria 
 
 
10 – mõõtmelised 
 
         membraanid  
 
p – braanid   
 
Superstringid 
 
 
11 - mõõtmeline  
Mustad augud 
 
supergravitatsioon 
 
 
 
 
 
 
 
                                                 
1 Eesti keeles ilmunud Ene –  Reet  Sooviku tõlkes ajakirjas „Akadeemia“, 1992, nr. 12, 1993, nr. 1 – 4  

 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
1. Relatiivsusteooria lühilugu   
                                                                                                    
                                                                                                  
                   Kuidas  Einstein  rajas kahe 20. sajandi alusteooria –                                                                                                                                      
                                                                                                                                   üldrelatiivsusteooria ja kvantteooria  – vundamendi           
 
 
 
 
 
 
         
Albert   Einstein,  nii  eri-  kui  ka  üldrelatiivsusteooria  looja,  sündis   1879 .  aastal  Saksamaal  Ulmis.  Albert  ei 
olnud  imelaps , kuid väited, et ta kuulus koolis mahajääjate hulka, ei ole ilmselt päris õiged. Einstein lõpetas 
oma  haridustee  Zürichis,  omandades  1900.  aastal  sealse  maineka  tehnikaülikooli  diplomi.   Vaidlushimu   ja 
autoriteedipõlguse  tõttu  professorid  teda  ei  soosinud  ja  pärast  lõpetamist  ei  pakkunud  ükski  neist  talle 
assistendikohta,  millega  harilikult  algab akadeemiline  karjäär. Kahe  aasta  pärast  õnnestus tal  saada  Bernis 
Šveitsi  patendiametis  nooremeksperdi  koht.  Just  selles  ametis  kirjutas  ta  1905.  aastal  kolm  artiklit,  mis 
üheltpoolt vallandasid teaduse alustes kaks revolutsiooni. Need olid pöörakud, mis muutsid meie  arusaamist  
ajast, ruumist ja kogu tegelikkusest. 
19.  sajandi  lõpuks  oli  teadlastel  kujunemas  arvamus,  et  nad  on  Universumi  täielikule  kirjeldamisele  väga 
lähedal. Nad kujutlesid, et ilmaruum on täidetud pideva ollusega, mida nad kutsusid eetriks. Valguskiiri ja 
raadiosignaali peeti eetrilaineteks, nii nagu heli on õhus levivad rõhulained. Täieliku teooria saamiseks olid 
veel vajaka vaid eetri elastsusomaduste täppismõõtmised. Sajandivahetuseks hakkasid kujutluses, et kõikjal 
on   eeter ,  ilmnema  mõrad.  Oletati,  et  valgus  levib  eetris  jääva  kiirusega,   kusjuures   siis,  kui   liikuda   eetris 
valgusega samas suunas, peaks valguse kiirus näima väiksemana, kui  vastassuunas , siis suuremana (joon.1.1)                             
                                      Joon. 1. 1                                               
 
Paigalseisva eetri teooria 


 Kui  valgus  oleks  eetriks  kutsutavas 
elastses  aines  leviv  lainetus,  peaks 
valguse ki rus näima  valgusele  vastu 
 kihutavale astronaudile (a) suurem ja 
valgusega  samas  suunas  kihutavale 
 astronaudile (b) väiksem.            
Kuid  üksjagu  katseid  ei  toetanud  seda  mõttekäiku. Äärmiselt  hoolikalt  läbi  mõeldud ja väga täpse katse 
sooritasid  1887. aastal  Ohios Clevelandis Albert  Michelson  ja Eward Morley. Nad võrdlesid valguse kiirust 
kahes  teineteise  suhtes  täisnurgi  suunatud valguskimbus. Et Maa pöörleb ümber oma telje ja tiirleb orbiidil 
ümber  Päikese, peaks  mõõteseade  läbima  eetrit  muutuva kiirusega ja suunaga. Paraku ei leidnud Michelson 
ja Morley  kahe  valguskimbu  levis  ei  ööpäevaseid  ega  aastasi  erinevusi. Näis nagu leviks valgus vaatleja 
suhtes  alati  ühesuguse  kiirusega,  hoolimata  vähimatki  sellest, kui  kiiresti ja mis suunas vaatleja ise liigub 
(joon. 1.2, lk. 5).  1905. aasta  juunis  kirjutatud  artiklites,  mis  tõid  talle tippteadlase maine, jõudis Einstein 
järeldusele,  et  kui  pole võimalik kindlaks teha, kas ilmaruumis liigutakse või püsitakse paigal, muutub eetri 
mõiste  üldse ülearuseks. Ta  lähtus   postulaadist ,  et kõik  vabalt liikuvad vaatlejad täheldavad loodusseadusi 
täpselt ühesugusel kujul.                               

 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
Joon. 1. 2  
Valguse kiiruse mõõtmine 
Michelsoni 
– 
Morley 
interferomeetris 
lõhestatakse 
valgusallikast  tulev  valguski r  poolläbipaistva  peegli  abil 
kaheks.  Kaks  kiirt  levivad  teineteise  suhtes  täisnurgi  ja 
juhitakse  siis  pool äbipaistva  peegli  abil  taas  kokku.  Kui 
valgus  leviks  ristsuundades  erineva  kiirusega,  peaks  ühe 
kiire  laineharjad  ühtima  teise  nõgudega  ja  laine  peaks 
vaibuma. 
 
 
 
 
Kõikide  vaatlejate  mõõtmised  annavad  ühesuguse 
valguse  kiiruse,  hoolimata  sellest,  kui  kiiresti  nad 

liiguvad. Valguse kiirus ei sõltu vaatlejate  liikumisest  
ja on kõikides suundades võrdne. 

Einsteini   postulaat ,  et  loodusseadused  ilmnevad 
ühesugusel  kujul  kõigi  vabalt  liikuvate  vaatlejate 
a2 
jaoks,  sai  relatiivsusteooria  aluseks.  Selle  teooria 
nimetus  tuleneb  väitest,  et  tähtsust  omab  üksnes 
suhteline  (relatiivne)  liikumine.  Einstein  oli  ümber 

paisanud  kaks  19.  sajandi  teaduse  absoluuti: 
b2 
absoluutse  paigalseisu,  mida  esindas  eeter  ja 
absoluutse  ehk  universaalse  aja,  mida  peaksid  kõik 
kellad ühtmoodi mõõtma.  
Relatiivsusteoorias  on  igal  vaatlejal   omaenda  
ajamõõt. Sellest võib johtuda nn. kaksikute  paradoks  
(joon. 1.3). 
Relatiivsusteooria tähtsamaid järeldusi on massi ja  
Joon. 1. 3 
Kaksikute paradoks 
energia  vaheline  seos.  Einsteini  postulaadist,  et  
Üks  kaksikutest  (a)  siirdub  kosmoselennule,  mis  kulgeb 
valguse  kiirus  peab olema kõigi jaoks ühesugune,  
valguse  ki rusele  lähedase  ki rusega  (c).  Tema  vend  (b) 
jääb  Maale.  Venna  (a)  li kumise  tõttu  näib  Maale  jäänud 
kaksikvennale, et kosmoselaevas kulgeb aeg aeglasemalt. 
järeldub, et miski ei saa liikuda valgusest kiiremini.   Naasnud  Maale,  leiab  kosmoselendur  (a2),  et  tema  vend 
(b2) on vananenud temast kiiremini. Kuigi see järeldus näib 
Siit  järeldub  omakorda, et kui rakendada energiat  
olevat  tavakogemusele   vastupidine ,  on  arvukad  katsed 
näidanud,  et   niimoodi   reisiv  kaksik  jääks  tõepoolest 
nooremaks. 
millegi  kiirendamiseks,  olgu see miski siis osake  

 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
või   kosmoselaev ,  siis  kiirendatava  objekti  mass  suureneb,  muutes  edasise  kiirendamise  aina  raskemaks. 
Osakest valguse kiiruseni kiirendada osutub võimatuks, sest selleks läheks vaja lõpmata suurt energiahulka. 
Mass  ja  energia  on  ekvivalentsed,  tõdeb  Einsteini  kuulus  võrrand 
2
 mc .  Arvatavasti  on  see  ka  ainus 
füüsikavõrrand, mille igaüks  meist ära tunneb. Sellest valemist lähtudes on võimalik taibata  sedagi , et kui 
uraanituum  lõhustub kaheks kildtuumaks, mille summaarne mass on algtuuma omast veidi väiksem, vabaneb 
määratu energiahulk. 
Kuigi  relatiivsusteooria  klappis  hästi  elektri-  ja 

magnetismiseadustega,  polnud  ta  ühildatav  Newtoni 
gravitatsiooniseadusega.  See  seadus  ütleb,  et  kui  aine 

jaotust  kusagil  maailmaruumis  muuta,  on  samal  hetkel 
kõikjal Universumis tunda gravitatsioonivälja muutust. Sel 
juhul  pidanuks  saama  saata  signaale  valgusest  kiiremini. 
Veelgi enam: et mõista silmapilksuse tähendust, oleks vaja 
olnud  universaalset  aega,  mille  relatiivsusteooria  oli 
kolikambrisse saatnud, asendades selle personaalajaga.               


Einstein   taipas ,  et  kiirenduse  ja  gravitatsioonivälja  vahel 
on tihe side. Kinnisesse  kambrisse , näiteks lifti, vangitsetu 
ei  suudaks  eristada,  kas   kamber   on  paigal  Maa 
raskusväljas, mis  surub seisjat põranda poole või kiirendab 
seda  rakett  ilmaruumis (joon. 1.4).  
Joon. 1. 4 
Kui Maa oleks tasapinnaline, võiks väita nii seda, et õun  
Kinnises   kambris   olev  vaatleja  ei  suuda  vahet 
teha,  kas  ta  on  Maal  seisvas  tõstukis  (a)  või 
kukkus   Newtonile   pähe  gravitatsiooni  toimel,  kui  ka  
maailmaruumis  kiirenevas   raketis   (b).  Kui 
reaktiivmootor  välja  lülitub  (c),  tajub  ta  seda 
seda, et  maapind koos Newtoniga sai ülespidi kiirenduse.  
samaviisi  nagu  oleks  ta  liftis,  mis  langeb  vabalt 
šahti põhja (d)
Näib,  et  see  kiirenduse  ja  gravitatsiooni  ekvivalentsus   
ei  jää  kehtima  ümmarguse  Maa  korral,  sest  inimesed  Maa  vastaskülgedel  peaksid  kiirenema 
vastassuundades, kuid säilitama üksteisest püsiva vahekauguse. 1912. aastal taipas Einstein, et ekvivalentsus 
kehtiks, kui  aegruum  oleks kõver, mitte  tasane  
nagu seni arvati. Ta aimas, et mass ja energia 
peaksid  aegruumi  mingil  moel  koolutama. 
Esemed,  nagu  õunad  ja   planeedid ,  püüavad 
küll  liikuda  aegruumis  mööda  sirgjoont,  kuid 
gravitatsiooniväli  koolutab  nende  teed,  sest 
aegruum on kõver (joon. 1.5).  
Joon. 1. 5 
Aegruumi kõverdumine 
Kiirendus 
ja 
gravitatsioon  
saavad 
olla 
ekvivalentsed  ainult  siis,  kui  massiivsed  kehad 
kõverdavad  aegruumi,  kallutades  seeläbi  oma 
naabruses  olevate esemete teed. 

 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
Uut  kõvera  aegruumi  õpetust  hakati  kutsuma 


üldrelatiivsusteooriaks,  et  eristada  teda  algsest, 
erirelatiivsusteooriast, 
mis 
ei 
hõlmanud 
gravitatsiooni.  Uus  teooria  sai  1919.  aastal  hiilgava 
kinnituse :  Lääne-Aafrikasse  toimunud   ekspeditsioon  
tuvastas ühelt tähelt  tulevate  valguskiirte kerge hälbe, 
kui  kiired  möödusid  päikesevarjutuse  ajal  Päikese 
lähedalt (joon. 1.6).  
See  näitas  otseselt,  et  aeg  ja  ruum  ongi  koolutatud 
ning  tähistas   suurimat   pöörakut  meie  kujutluses 
Universumist pärast neid aegu, kui  Eukleides  kirjutas 
oma 
ülevaateteose 
„Elemendid“ 
tolle 
aja 
matemaatika   (peamiselt   geomeetria )  kohta  umbes 
300 aastat e. Kr. 
Einsteini üldrelatiivsusteooria muutis aja ja ruumi, 
Joon. 1. 6 
Valgus kooldub 
mida  oli  peetud  sündmuste passiivseks taustaks,  
Päikese  lähedalt  mööduv  tähekiir  kooldub,  sest 
Universumi dünaamika aktiivseteks osalisteks.  
Päikese mass kõverdab  aegruumi  (a).  Seetõttu  näib 
täht  Maalt  vaadates  taevas  teiste  tähtede  suhtes 
pisut  nihkununa  (b).  Seda  nähtust  saab  vaadelda 
See  tekitas  keeruka   probleemi,  mis  on füüsikas  
päikesevarjutuse ajal.  
esiplaanil ka praegu, 21. sajandil. Universumit täidab aine ja aine koolutab aegruumi nii, et kehad sööstavad 
kokku.  Einstein  leidis,  et  tema  võrranditel  puudub   lahend ,  mis  kirjeldaks  staatilist,  ajas  muutumatut 
universumit.  Enne   vaatlusi ,  mis  tehti  Mount   Wilsoni   observatooriumi  100-tollise  (254-sentimeetrise) 
teleskoobiga, ei võtnud ajast sõltuvat maailma keegi tõsiselt.  Nendest  vaatlustest  ilmnes , et mida kaugemal 
on  teised   galaktikad   meist,  seda 
kiiremini  eemalduvad  nad  üksteisest. 
Universum   paisub ,  nõnda, et  mis tahes 
kahe  galaktika  vaheline kaugus pidevalt 
suureneb (joon. 1.7). 
 
Joon. 1. 7 
Galaktikate  vaatlustest  ilmneb,  et 
 
Universum  paisub:  peaaegu  iga 
galaktikapaari 
vaheline 
kaugus 
 
suureneb.                                               
  
Umbes  15  miljardit  aastat  tagasi  oleks 
pidanud  galaktikad  olema  koomal  ja 
kõik  üksteise  kukil  ning  aine  tihedus 
pidanuks  siis  olema  määratu  suur. 
Einsteini  arvates  võis  Universum  läbida  varasema  kokkutõmbumise  faasi,  millest  ta  siis  hakkas  järsku 

 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
paisuma   kuni  praeguse  üsna  tühise  keskmise  tiheduseni.  Kuid  nüüd  me  teame,  et  selleks,  et 
tuumareaktsioonid   varajases  Universumis said toota hulgi kergeid elemente, mida me nüüdisajal näeme enda 
ümber, pidi tihedus olema vähemalt kümme tonni kuuptolli kohta2 kümne miljardi kraadisel temperatuuril. 
Mikrolaine-taustkiirguse   uurimine   on  näidanud,  et  kõige  tõenäosem  tihedus  oli  koguni  1072  (arv,  mille 
kirjutises on 1 järel 72 nulli) tonni kuuptolli kohta.  
Veelgi enam möönis Einstein üldrelatiivsusteooriast tulenevat järeldust, et massiivsetes tähtedes jõuab aeg 
lõpule. See juhtub nende elu lõpus, kui nad ei suuda enam tekitada küllalt soojust, et tasakaalustada nende 
enda  gravitatsioonijõudu,  mis  püüab  neid  pisendada.  Einstein  arvas,  et  säärased  tähed  peaksid  jõudma 
mingisse  lõppolekusse,  kuid  nüüd  teame,  et  tähtedel,  mille  mass  ületab  rohkem  kui  kahekordselt  Päikese 
massi,  pole  niisugune  seisund  võimalik.  Selliste  tähtede  kokkutõmbumine  jätkub  seni,  kuni  nad  saavad 
mustadeks aukudeks, s.o. aegruumi piirkondadeks, mis on sedavõrd kooldunud, et valgus ei pääse neist välja 
(joon. 1.8).  
Joon. 1. 8 
 
Kui  massi vne  täht  ammendab  oma 
  tuumkütuse  varu,  hakkab  ta  soojust 
3)  Mustas augus  
kaotama  ja  kokku  tõmbuma.  Aegruumi 
    jõuab aeg lõpule 
kooldumine  kasvab  sedavõrd  suureks, 
  et  kujuneb  must  auk,  millest  valgus 
enam  välja  ei  pääse.  Musta   augu  
  sisemuses jõuab aeg lõpule. 
Üldrelatiivsusteooria  põhjal  võib 
2) Kui täht kokku              
    tõmbub, siis   
järeldada sedagi, et musta augu sees 
    kooldumine suureneb 
jõuab aeg lõpule, nii tähe enda kui ka 
selle  õnnetu  astronaudi  aeg,  kes 
temasse langeb. 
Üldrelatiivsusteooria 
ei 
saa 
1) Aegruumi kooldumine  
    massiivse tähe ümber,    
kirjeldada Suurt  Pauku , sest ta ei ole 
    mis põletab tuumkütust  
ühildatav kvantteooriaga, 20. sajandi 
 
teise suure alustõdede kummutajaga. 
Esimene  samm  kvantteooria  suunas  astuti  1900.  aastal,  siis  avastas  Max   Planck   Berliinis,  et  hõõgvele 
kuumutatud  keha  kiirguse  spektrit  on  võimalik  seletada,  kui  eeldada,  et  valgus  kiirgub  ja  neeldub  üksnes 
lõpliku suurusega portsjonite ehk  kvantide  kaupa. Plancki kvanthüpoteesist lähtudes saab seletada fotoefekti, 
s.o. elektronide eritumist mõningaist metallidest valguse toimel. 
1948.  aastal  pakuti  Einsteinile  äsja  loodud  Iisraeli  riigi  presidendi  kohta,  kuid  ta  loobus.  Ta  on  öelnud: 
„Poliitika kestab mõne hetke, kuid iga võrrand kuulub igavikule“.  
 
                                                 
2    1 kuuptoll = 16, 387 kuupsentimeetrit 

 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
2. Aja kuju        
 
 
 
 
 
 
 
                       Einsteini üldrelatiivsusteooria omistab ajale kuju 
 
Mis on aeg? Kas  igavesti  voolav jõgi, mis viib meilt unelmad nagu öeldakse muistses hümnis? 
Või nagu raudteeliin, millel on haruteid ja silmuseid, nii et edasi liikudes on siiski võimalik naasta 
ka mõnda varem läbitud jaama (joon. 2.1). 
 
Kas haruteed on üpris 
keerukad   või  lihtsalt 
võimatud? 
Raudtee  pealiin, mis viib  
minevikust tulevikku 
Kas ajal võib olla tagasi 
pöörduvaid haruteid? 
Joon. 2. 1 
Raudteeliin kui aja mudel 
Kas  see  peaks  olema  hargnematult  kulgev 
liin ,  mis  on  läbitav  ainuüksi  ühes  suunas  – 
tuleviku  poole  –,  või  on  tal  ka  tagasi 
pöörduvaid  harusid,  mis  võivad  välja  viia 
peatee mõnda varajasemasse punkti? 
 
19.  sajandi  kirjamees  Charles  Lamb  on  kirjutanud:  „Miski  ei  näi  mulle  mõistatuslikum  kui  aeg  ja  ruum. 
Kummatigi ei tee miski mulle vähem muret kui aeg ja ruum, sest ma ei mõtle eales neile“. Ka enamik meist 
ei  muretse harilikult aja ja ruumi pärast, mis see aeg ikkagi on ja kuhu ta meid välja viib.  
Esimese aja ja ruumi mudeli ehitas Isaac  Newton  oma  1687 . aastal avaldatud raamatus „Philosopiæ naturalis 
principia mathematica“. Newtoni mudeli järgi olid aeg ja ruum sündmuste taustaks, kuid sündmustel polnud 
neile  mingit  tagasimõju.  Aega  käsitati  ruumist  lahus  olevana  ja  teda  võinuks  võrrelda  raudteeliiniga,  mis 
ulatub mõlemas suunas lõpmatusse (joon. 2.2, lk. 10). Aega peeti igaveseks ses mõttes, et ta on ikka ja alati 
olemas olnud ja eksisteerib lõputult ka tulevikus. 

 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
Seevastu  enamik  inimesi  uskus,  et  füüsikaline  Universum  on 
loodud  enam-vähem  samasugusena,  kui  ta  on  praegu  ning  vaid 
mõni   tuhat   aastat  tagasi.  See  häiris   filosoof ,  sealhulgas  saksa 
mõttetarka  Immanuel   Kanti .  Kui  Universum  on  tõepoolest 
loodud,  siis  miks  pidi  enne  selle  loomist  lõpmata  palju  aega 
kuluma?  Teisipidi,  kui  Universum    on  alati  eksisteerinud,  miks 
pole  siis  kõik,  mis  pidi  juhtuma,  juba  juhtunud,  nii  et  ajalugu 
peaks  ammugi  otsas  olema?   Muuhulgas ,  miks  polnud  maailm 
jõudnud  soojustasakaalu,  milles  kõik  on  ühel  ja  samal 
temperatuuril? 
Joon. 2. 2 
Newtoni  aeg  oli  ruumist  eraldatud, 
Kant  nimetas seda probleemi „puhta mõistuse antinoomiaks“, sest   oleks  ta  raudteeliin,  mis  kulgeb 
mõlemas suunas lõpmatusse. 
see  on  sisuliselt  loogiline  vastuolu,  millel  pole  lahendit. Kuid  
vastuolu  oli  ta  ainuüksi  Newtoni  matemaatilise  mudeli  piires,  milles  aega  kujutas  lõputu  sirge,  sõltumatu 
kõigest, mis Universumis toimub. 
Et  jõuda   selleni ,  mida  kutsutakse  aegruumiks,  ühendab  üldrelatiivsusteooria  ajamõõtme  kolme 
ruumimõõtmega. See teooria hõlmab gravitatsiooni, väites, et aine ja energia jaotus Universumis koolutab ja 
moonutab  aegruumi  nii,  et  ta  ei  jää  tasaseks.  Niisuguses  aegruumis  püüavad  esemed  küll  liikuda 
sirgjooneliselt,  kuid  nende  tee   paindub ,  sest  aegruum  on  kõverdunud.  Seetõttu  liiguvad  nad  nii  nagu 
mõjutaks neid gravitatsiooniväli. 
Asetame  kummikilele  suure  kera,  kujutamaks 
Päikest.  Kera  raskus  surub  kummikile  lohku, 
modelleerides  ruumi  kõverdumist  Päikese 
lähedal. Kui  nüüd  panna  kummikilele  veerema 
kuullaagri kuulikesed, siis ei  veere  nad otse üle 
kile,  vaid  hakkavad  ümber  suure  kera  tiirlema 
otsekui planeedid ümber Päikese (joon 2.3) 
Antud   analoogia   pole  aga  täielik,  sest 
kõverdunud  on  üksnes  ruumi  kahemõõtmeline 
lõige 
Joon. 2. 3 
 ehk  kummikile  pind,  aga  aeg on jäänud 
Analoogia kummikilega 
 puutumata,  nii  nagu  ta  on  Newtoni   teoorias .  
Kile  keskel  asetsev  suur  kera  kujutab  massiivset  keha, 
näiteks tähte. 
Seevastu   relatiivsusteoorias   on  aeg  ja  ruum  
Kera  raskus  kõverdab   kilet   tema  ümber.  See  kõverus 
hälvitab  kilel  veerevaid kuulikesi,  ni   et  nad  hakkavad suure 
lahutamatult  kokku  põimunud.  Pole  võimalik  
keha  ümber  tiirlema,  nii  nagu  planeedid  tiirlevad  tähe 
gravitatsiooniväljas. 
koolutada  ruumi,  jättes  aja  puutumata.  Järelikult  peab  ajal  olema  kuju.  Koolutades  nii  aega  kui  ka  ruumi, 
muudab  üldrelatiivsusteooria  nad  sündmuste  passiivsest   taustast   kõige  toimuva  aktiivseks,  dünaamiliseks 
osaks. Üldrelatiivsusteoorias ei eksisteeri aeg ja ruum eraldi ei Universumist ega teineteisest.  Kahtlemata  oli 
10 
 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
oluline välja selgitada, kas üldrelatiivsusteooria tõepoolest ennustab, et Universumil ja ka ajal peaks olema 
algus ja lõpp. Arvati, et  tegelikus  taevakehas, mis tema enda raskuse all kokku variseb, takistab kas rõhk või 
külgsuunaline  kiirus  kogu  ainete  kuhjumist  ühte  punkti,  kus  siis  tihedus  peaks  olema  lõpmata  suur.  Või 
teisipidi,  kui jälgida  Universumi   paisumist   tagasi   minevikku ,  peaks   selguma ,  et  Universumi  kogu  aines  ei 
paiskunud  välja  ühestainsast,  lõpmata  suure  tihedusega  Vaatleja, kes vaatab ajas tagasi 
Nii paistsid galaktikad  hiljuti  
punktist.  Säärast  lõpmata  tihedat  punkti  nimetatakse  5 miljardit aastat tagasi 
singulaarsuseks ja ta pidanuks olema aja algus või lõpp. 
Taustkiirgus 
1963.  aastal  kuulutasid  vene  teadlased  Jevgeni  Lifšits  ja 
Issaak  Halatnikov,  et  nad  on  tõestanud,  et  Einsteini 
võrrandite  singulaarsusega   lahendid   eeldavad  kõik  aine  ja 
kiiruste iseäralikku jaotumist. Võimalused, et see  jaotumus  
realiseeruks  ka  tegelikkuses  ja  singulaarsusega  lahend 
kirjeldakski Universumit, olid nullilähedased. Peaaegu mitte 
ükski  Universumit  kirjeldav  lahend  poleks  tohtinud 
sisaldada   lõpmatu  tihedusega  singulaarsust.   Paisumise  
ajastule  pidi  eelnema  kokkutõmbumise  faas,  mille  jooksul  Joon. 2. 4  
aine    küll    tormas    kokku,    kuid    ei    põrkunud   iseendaga   Meie mineviku valguskoonus 
ning  
Kui  me   vaatleme   kaugeid   galaktikaid ,  si s  näeme 
mineviku  Universumit,  sest  valgus  levib  lõpliku 
lendab  praeguses  paisumisjärgus  taas laiali. Kui nii  
kiirusega. Kui kujutame aega graafiku püstteljel ja 
kahte  kolmest  ruumimõõtmest  rõhttelgedel,  siis 
olekski , kestaks  aeg  igavesti,  lõpmata  kaugest   
praegu   meieni   jõudev  valgus  on  levinud  mööda 
koonust, mille  tipus  asetseme meie. 
minevikust lõpmata kaugesse tulevikku. 
Küll  aga  ei  veennud  Lifšitsi  ja  Halatnikovi  argumendid  mitte  kõiki.  Üldrelatiivsusteooria  järgi  ei  kooluta 
aegruumi mitte ainult temas leiduvad massiivsed objektid, vaid ka temasse kätketud energia. Et energia on 
alati positiivne, siis kõverdab ta aegruumi nii, et valguskiired painduvad üksteise poole.  
Mineviku valguskoonusest (joon. 2.4) näeme, et see hõlmab kaugetelt galaktikatelt tulevate ja praegu meieni 
jõudvate  valguskiirte  teed  aegruumis.  Kui  läheme  mineviku  poole,  koonuse  tipust  allapoole,  siis  näeme 
galaktikaid  üha  varajasematel   aegadel .  Universum  on  aina  paisunud  ja  varem  on  kõik  objektid  olnud 
üksteisele palju lähedamal. Seepärast näeme ajas tagasi vaadates alasid, kus  mateeria  tihedus on suurem kui 
praegu.   Kohtame   ka  raadiokiirguse  lainepikkuste  piirkonna  kiirgust,  mis  levib  meie  poole  piki  mineviku 
valguskoonust. See kiirgus on tekkinud väga ammu , kui Universum oli palju tihedam ja kuumem kui praegu. 
Häälestades oma vastuvõtjat erinevatele mikrolainekiirguse sagedustele, saame mõõta selle kiirguse spektrit. 
Leiame, et see  spekter  on iseloomulik niisuguse keha soojuskiirgusele, mille temperatuur on 2, 7 kraadi üle 
absoluutse nulli. Säärane mikrolainekiirgus ei kõlba üldsegi külmutatud  pitsa  soojendamiseks. Kuid tõsiasi, 
et  spekter  langeb  nii  täpselt  kokku  2,  7  –kraadise  keha  kiirgusspektriga,  näitab,  et  kiirgus  peab   tulema  
mikrolainetele läbipaistmatust  piirkonnast . Sellest võime järeldada, et kaugemal mineviku poole minnes peab 
meie valguskoonus läbima teatavaid  kindlaid  ainehulki. Seda peab piisama aegruumi kõverdamiseks, nõnda 
11 
 
Andrus Erik   Universum pähklikoores                                                                                  Informaatika    TTK    II - KEI 
et valguskiired selles koonuses peavad koolduma üksteise poole. Aina rohkem minevikku süüvides saavutab 
valguskoonus maksimaalse läbimõõdu ja hakkab siis taas kitsenema. Mineviku valguskoonus meenutab  pirni  
(joon. 2.5). 
Mida  enam  valguskoonuses  mineviku  poole  minna, 
Vaatleja vaatab sel hetkel ajas tagasi 
seda  enam  painutab  aine  positiivne  energiatihedus 
Galaktikad 5 miljardit  
aastat tagasi 
valguskiiri  üksteisele  lähemale.  Valguskoonuse 
ristlõige  kahaneb  lõpliku  aja  jooksul  nulliks.  See 
Mikrolainetaust 
tähendab,  et  kogu  valguskoonuses  olev  aine  on 
haaratud  piirkonda,  mille  suurus  kahaneb  nulliks.  Et 
Tihe aine, mis 
jõuda maailma lähte ja  saatuse  mõistmiseni, on tarvis 
painutab valgus-
koonust sissepoole 
gravitatsiooni kvantteooriat.  
Aatomite  kvantteooria  püstitasid  1920.  aastatel 
Heisenberg ,  Schrödinger  ja  Dirac.  Kui  aga 
kvantpõhimõtteid 
üritati 
laiendada 
Maxwelli  
Suure Paugu singulaarsus 
sissetoodud  elektri-  ja  magnetväljadele,  sealhulgas 
valgusele, 
jäädi 
kimpu. 
Maxwelli 
välju 
– 
elektromagnetvälju  –  võib  kujutleda  väljadena,  mis 
koosnevad erinevate lainepikkustega lainetest.  
Kvantteooria järgi ei ühti pendli madalaim seis tema  
madalaima energiaolekuga – põhiolekuga. Võnkumise  
madalaimas punktis oleks tal täpselt määratud asukoht  
ja täpselt määratud kiirus – null. See aga
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
Universum pähklikoores #1 Universum pähklikoores #2 Universum pähklikoores #3 Universum pähklikoores #4 Universum pähklikoores #5 Universum pähklikoores #6 Universum pähklikoores #7 Universum pähklikoores #8 Universum pähklikoores #9 Universum pähklikoores #10 Universum pähklikoores #11 Universum pähklikoores #12 Universum pähklikoores #13 Universum pähklikoores #14 Universum pähklikoores #15 Universum pähklikoores #16 Universum pähklikoores #17 Universum pähklikoores #18 Universum pähklikoores #19 Universum pähklikoores #20 Universum pähklikoores #21 Universum pähklikoores #22 Universum pähklikoores #23 Universum pähklikoores #24 Universum pähklikoores #25 Universum pähklikoores #26 Universum pähklikoores #27 Universum pähklikoores #28 Universum pähklikoores #29 Universum pähklikoores #30 Universum pähklikoores #31 Universum pähklikoores #32 Universum pähklikoores #33 Universum pähklikoores #34 Universum pähklikoores #35 Universum pähklikoores #36 Universum pähklikoores #37 Universum pähklikoores #38 Universum pähklikoores #39 Universum pähklikoores #40 Universum pähklikoores #41 Universum pähklikoores #42 Universum pähklikoores #43 Universum pähklikoores #44 Universum pähklikoores #45 Universum pähklikoores #46 Universum pähklikoores #47 Universum pähklikoores #48 Universum pähklikoores #49 Universum pähklikoores #50 Universum pähklikoores #51 Universum pähklikoores #52 Universum pähklikoores #53 Universum pähklikoores #54 Universum pähklikoores #55
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 55 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2014-04-22 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 4 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor uno sutermäe Õppematerjali autor

Lisainfo

Relatiivsusteooria lühilugu
Aja kuju
Universum pähklikoores
Tuleviku ennustamine
Mineviku kaitsel
Meie tulevik, Kas Star Trek?

universum , gravitatsioon , galaktika , aegruum , relatiivsusteooria , laine , einstein , üldrelatiivsusteooria , string , braan

Mõisted


Meedia

Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


Sarnased materjalid

58
doc
Universum pähklikoores
990
pdf
Maailmataju ehk maailmapilt 2015
477
pdf
Maailmataju
343
pdf
Maailmataju uusversioon
937
pdf
Erakorralise meditsiini tehniku käsiraamat
109
doc
Füüsikaline maailmapilt
816
pdf
Matemaatika - Õhtuõpik
20
docx
Filosoofia p eriood



Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !
Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun