Universumi teke (1)

Kolga Keskkool

Suur Pauk

Uurimustöö
Koostaja : Sander Valdma
10 klass
Võsu 2010

Sisukord
Sissejuhatus………………………………………………………………………....3


Sissejuhatus
‘’ Elu on Maal pidevalt uuenenud tänu energiale, mida me saame Päikeselt. Võib näida, et oleme jagu saanud termodünaamike teisest seadusest. Kuid nii kestab see vaid seni, kuni on olemas Päike ‘’ ( Mary ja John Gribbin 1997:70).
‘’ Termodünaamika teine seadus – teaduslik versioon reeglist , mille kohaselt asjad kuluvad ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:125).
‘’ Päikese energia on pärit vesiniku aatomite muundumistest heeliumi aatomiteks. Iga kord, kui see toimub, muutub väike ports ainet energiaks. Iga sekundiga muudab Päike energiaks sellise koguse ainet, mille mass võrdub viie miljoni elevandi massiga. Energia vabaneb ja Päike muutub iga sekundiga selle võrra kergemaks. Kuid Päike on nii suur ja temas on nii palju vesinikku, et kuigi ta on kiiranud energiat samas tempos juba miljoneid aastaid, pole ta selle ajaga suurt muutunud ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:71).
‘’ Päike ja Maa pole mitte alati eksisteerinud. Nad on sündinud umbes 5 miljardit aastat tagasi, kui gaasi- ja tolmupilv kosmoses kokku tõmbus ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:72).
‘’ Samal ajal kui pilv kokku vajus, ta pöörles veidi. Kui pilve tsenter oli kokku vajunud ja moodustanud Päikese, pöörlemine kiirenes ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:72).
‘’ Pöörlemise käigus lendas osa gaasi ja tolmu eemale ja Päikese ümber moodustusid rõngad, mis sarnanesid Saturni rõngastega’’ (Mary ja John Gribbin 1997:72).
‘’ Maa ja teised planeedid tekkisid siis, kui need rõngad moodustanud prahipuntrad tompudeks haakusid ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:72).
‘’ Päikesel on niipalju vesinikku, et tal jätkub seda kütust veel 5 miljardiks aastaks. Kui ta on kogu vesiniku ära kulutanud, hakkab ta samal viisil heeliumi ’’põletama’’. Selle tulemusena läheb tema sisemus veelgi kuumemaks ning tema atmosfäär hakkab paisuma . Päikesest saab suur punane hiidtäht ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:73).
‘’ Kui Päike muutub suureks punaseks hiiuks, kõrvetab tema kuumus Maa ja muudab elu meie mõttes võimatuks. Kuid heeliumi põletamine ei hoia päikest kuumama kaua. Kui kogu kütus on otsas, tõmbub Päike kokku valgeks tuliseks palliks, mis on umbes sama suur kui Maa – see on valge kääbus ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:73).
‘’ Päikese saatuseks on saada jahtuvaks tuhaks, mille mõõtmed moodustavad murdosa orginaalsuurusest. Kuid neid tähti, mille mõõtmed on Päikesest mitu korda suuremad, ootab ees veelgi kurvem saatus – nad plahvatavad ’’ (Mary ja John Gribbin 1997:74).
‘’ Neid plahvatavaid tähti nimetatakse supernoovadeks. Nende plahvatamisel purskab maailmaruumi pilvedena hiiglaslik kogus ainet. Gaas ja tolm, millest tekivad uued tähed ja planeedid, ongi pärit supernoovadest ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:74).
‘’ Kõik siin maamunal on tehtud materjalist, mis on tekkinud tähtede sees, paisatud maailmaruumi laiali ja seejärel gravitatsioonijõu mõjul kokku tõmbunud ja muutunud osakeseks päikesesüsteemis ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:75).
‘’ Seega on ka tähtedel oma eluring . Nad sünnivad, elavad oma elu, surevad ja annavad teed uutele põlvkondadele ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:75).
‘’ Kui Päike kustub , siis aeg ei peatu, sest universumi teised tähed kiirgavad energiat edasi. Üldiselt kogu universum siiski kulub vähehaaval, kuigi väga-väga aeglaselt ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:75).
‘’ Energia kiirgub Päikeselt ja teistelt tähtedelt. Kuid kust energia sinna sai? Kuidas sai aeg alguse? Kõik tähed, mida te taevas nähe võite, kuuluvad perekonda, mis kannab nime Linnutee . (Teda kutsutakse ka meie galaktikaks ehk Galaktikaks) Meie Päike on üks neist tähtedest. Kõik teised tähed on samuti täieõigluslikud päikesed. Isegi kõige pimedamal ööl võib taevas näha ainult paari tuhandet tähte. Kuid teleskoopides on näha, et meie Galaktikasse kuulub rohkem kui sada miljardit tähte, mis on kettana laiali laotatud ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:76).
‘’ Meie kodu maailmaruumis on justkui tähtede saar. See on nii suur, et valgusel kuluks ketta ühest servast teiseni jõudmiseks 100 000 aastat, kui paksust on kettal ‘’vaid’’ 20 000 valgusaastat. Kõik tähed tiirlevad Galaktika keskpunkti ümber ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:76).
‘’ Meie Päike on tavaline täht Galaktikas. Ketta keskelt serva poole liikudes kohtab teda siis, kui umbes kaks kolmandikku teest on läbitud. Päikesel pole Galaktikas mingit erilist positsiooni. Meie Linnutee on samuti üks paljudest saartest kosmoses. Peale Linnutee eksisteerib sadu miljoneid teisi galaktikaid . Ühte neist, mis on väga sarnane meie omaga , saab näha uduse valguslaiguna Andromeeda tähtkujus ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:77).
‘’ Andromeeda galaktika on meist nii kaugel, et valgus levib sealt meieni üle kahe miljoni aasta. Sellele vaatamata on ta meie lähim suur naaber maailmaruumis. Ükski teine suur galaktika pole meile nii lähedal, et seda võiks näha palja silmaga. Astronoomid on avastanud mõned galaktikad , mis on meist umbes kümne miljardi valgusaasta kaugusel ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:77).
‘’ Päikese ja teiste tähtede valgust saab osadeks lahutada, kasutades prismat (kolmnurkset klaasist või plastikust kiilu). Tekib vikerkaarevärviline muster, mida nimetatakse spektriks ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:78).
‘’ Vikerkaarevärvilisel ribal on näha tumedaid jooni. Kaugete galaktikate valguse spektris on tumedad jooned nihkunud spektri punase osa suunas. Seda kutsutakse punanihkeks. Põhjuseks on maailmaruumi paisumine sel ajal, kui valgus oli teel tähtedelt meie poole. Ruumi paisumine venitab ka valguslained pikemaks, mis väljendub joonte nihkumises spektri punase osa poole ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:78).
‘’ Mida kaugem galaktika, seda suurem punanihe . Kogu universum ju paisub ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:78).
‘’ Meile tundub, angu oleksime maailmaruumi keskel, aga tegelikult me pole ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:79).
‘’ Kujutame ette õhupalli, millele on kantud värvilaigud. Kui pall kaks korda suuremaks puhuda, eemalduvad kõik laigud üksteisest ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:79).
‘’ Kui valite ühe värvilaigu ja mõõdate teiste laikude kaugused sellest, siis näete, et kõik on sellest ühest laigust eemaldunud. Nüüd kujutage ette, et õhupalli asemel on galaktika. Ükskõik millises galaktikas te ka ei elaks, ikka tundub, et kõik teised galaktikad eemalduvad teist, ja ise paiknete maailmaruumi keskel ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:79).
‘’ Universum muutub üha suuremaks. Tähendab, kunagi väga ammu pidi olema ta väikene ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:80).
‘’ Kunagi pidi olema aeg, kus kõik galaktikad puutusid üksteisega kokku ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:80).
‘’ Veel enne seda pidi olema aeg, kus kõik tähed puutusid omavahel kokku ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:80).
‘’ Ja sellele kõigele pidi eelnema olukord, kus kõik aatomid olid lähestikku kokku surutud ’’ (Mary ja John Gribbin 1997:80).
‘’ Parim selgitus kõige-kõige alguse kohta on, et Universum sai alguse ühest väiksest kuumast tulekerast Suur Pauk ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:80).
Aga enne kui saame Suure Paugu juurde asuda , peab paar teist mõistet selgeks tegema
1. Universum
1.1. Aegruum
‘’ Aeg ja ruum näivad olevat väga erinevad mõisted. Ruumis võite tõsta asju sinna, kuhu tahate. Kuid ajas saate liikuda vaid ühes suunas, minevikust olevikku ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:84).
‘’ Ruumil on kolm mõõdet. Saab liikuda ette/taha, vasakule/paremale või üles/alla ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:84).
‘’ Ajal on aga ainult üks mõõde. Ja mis veelgi halvem – sellel ühel olemasoleval teljel saab liikuda ainult ühes suunas ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:84).
‘’ Ajal on suund nagu ruumil, kuid aja ‘’suund’’ on kõigi ruumi suundadega risti ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:84).
‘’ Aeg ja ruum koos moodustavad neljamõõtmelise aegruumi. ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:86).
‘’ Einstein väitis, et mitte kellelgi, mitte kuskil maailmaruumis pole alust öelda, et tema on paigal ja kõik ülejäänu liigub tema suhtes. See on erirelatiivsusteooria seisukoht ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:88).
‘’ Einsteini teooriast järeldub, et kui üks ese möödub teist, siis näib ta teile veidi kokku tõmbununa. Ja kui kell liigub teie suhtes, siis tema näidatud aeg venib veidi pikemaks ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:88).
‘’ Argielus me seda ei märka, sest need efektid on märgatavad vaid juhul, kui liikumise kiirus on lähedane valguse kiirusele vaakumis – 300 000 kilomeetrir sekundis ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:88).
‘’ kõik erirelatiivsusteooria väited on kontrollile vastu pidanud. Teadlased suudavad panna osakesi liikuma valguse kiirusele lähedaste kiirustega hiiglasuures kiirendites, näiteks Genfi lähedal asuvas Euroopa tuumauuringute keskuses CERN ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:89.
‘’ Kõik eksperimendid näitavad, et erirelatiivsusteooria on õige. Liikuva eseme pikkus väheneb ja liikuv kell jääb taha. Aeg ise kulgeb liikuvate esemete jaoks aeglasemalt ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:89).
‘’ Kujutame ette, et te reisite kosmoselaevaga, mille kiirus on lähedane valguse kiirusele. Kui reis kestab teie jaoks ühe aasta, siis Maale tagasi pöördudes leiate, et möödunud on aastakümned või isegi sajandid. Teie ise olete aga vaid ühe aasta võrra vanemaks jäänud. See ongi ühesuunaline liikumine ajas ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:89).
‘’ Ruumi kokkutõmbumist ja aja väljavenitamist liikuva eseme korral saab mõista, lähtudes seisukohast , et aeg ja ruum on aegruumis seotud ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:90).
‘’ Vaatleme kuubikujulist kummist eset, milleks sobib hästi kustutuskumm. Selle üks külg kujutab aega, teine, sellega risti asetsev külg aga ruumi ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:90).
(joonis 1)
‘’ Aegruumis on aeg ja ruum täpipealt tasakaalus. Ükskõik kuidas asjad liiguvad, jääb nende keskmine väärtus samaks. Igal asjal on oma neljamõõtlemine pikkus, mis jääb alati samaks ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:91).
1.2. Mustad augud
‘’ Einsteini erirelatiivsusteooria kirjeldab, kuidas aeg venib pikemaks, kui ruum kokku tõmbub, ja vastupidi. Kui aegruum kõverdub, on vaja kõikehaaravat, veelgi universaalsemat ühendteooriat, mis kannab nime Üldsrelatiivsusteooria ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:94).
‘’ Einsteini üldrelatiivusteooria selgitab kõike seda, mida sisaldab erirelatiivsusteooria, ja veel palju muudki . Ta selgitab, kuidas toimib gravitatsioon ja kuidas käitub universum ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:94).
‘’ Kujutage ette pingule tõmmatud kummikilet. Mis toimib nagu batuut ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:94).
(joonis 2)
‘’ Kui planeet (või mõni muu keha) möödub Päikesest (või mõnest teisest taevakehast), kaardub tema trajektoor aegruumis oleva lohu tõttu. See ongi gravitatsioon ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:95).
‘’ Üldrelatiivsusteooria ei ole pelgalt üks pöörane idee. Tema paikapidavust on tõestanud paljud katsed ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:96).
‘’ Kõige täpsema kontrolli läbis üldrelatiivsusteooria 1980-ndatel aastatel. Einsteini teooria kohaselt peaksid kaks massiivset tähte, mis tiirlevad väga lähedastel orbiitidel , tekitama aegruumis lainetuse, mida kutsutakse gravitatsioonilaineteks. Astronoomidel õnnestuski leida selline kaksiktäht, mida nimetatakse kaksikpulsariks. Väga täpsed mõõtmed näitasid, et ta kiirgab laineid just sellises rütmis, nagu Einsteini teooria ennustab ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:97).
‘’ Kui asetada ühte ruumipunkti väga raske ainetükk, tekitab see aegruumi ‘’ augu ’’, mis kujutab endast põhjatut koobast lõputult väljavenitatud aegruumis. Sinna sisse võib kukkuda ükskõik misasi , kuid välja ei pääse sealt mitte miski, isegi valgus mitte. Seepärast kutsutaksegi seda mustaks auguks ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:98).
‘’ Musta augu tekitamiseks ei olegi vaja teab kui palju ainet. Kui täht on kogu oma tuumkütuse ära kulutanud, hakkab ta jahtuma ning tõmbub kokku väikeseks palliks. Kui kustunud tähe mass on nii suur kui kolme päikesesuuruse tähe mass kokku, tekibgi must auk. Täthi, mille mass on vähemalt 10 Päikese massi, on palju. Isegi siis, kui osa ainet neist välja paiskub ja uusi tähti moodustab, peaks osast neist kustumisel saama mustad augud ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:99).
(joonis 3)
‘’ Mustad augud on samuti peaaegu kinnised mullid aegruumis, kuid nad on universumiga ühendatud aukude endi kaudu, mis on justkui kõrid, mis neelavad alla kõik, mis nende lähedusse satub. Iga asi, mis satub musta auku , puruneb gravitatsioonijõu mõjul. Ta pigistatakse musta augu keskele kokku matemaatiliseks punktiks, millel pole ruumalagi. Üldrelatiivsusteooria järgi võib musta auku kukkunud kraam sealt otse läbi minna ning saada uue suure paugu käigus käigus uue universumi alguseks ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:106).
‘’ See ei tähenda, et musta auku sattunud ja seal täielikult puruks pressitud materjal paisub tagasi meie universumisse. See, kuhu ta satub, võib olla täiesti erinev universum – uus aegruumi mull, mis on meiega ühendatud imeväikese tunneli abil, mida kutsutakse ussiauguks. Kui nii läheb iga musta augu tekkimisel, võib meie universum olla vaid üks mull universumite kobaras, nagu mullid õlleklaasis või konnakudus. Meie universum võis alguse saada mõne teise universumi mustast august ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:107).
(joonis 4)
‘’ Kuhu viib musta augu teine ots? Mõned teadlased arvavad , et mustad augud on väravatakes, mille kaudu pääseb teistesse maailmadesse viivatesse tunnelitesse. Kui miks ei võiks tunnel tulla meie oma universumi mõnest teisest otsast? Kui sellised ussiaugud olemas on, võiks selle ühest otsast sisse hüpata ja tulla välja kuskil eemal, mõne kauge tähe juures ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:108).
‘’ Ussiaugust läbiminekuks kuluks nii vähe aega, et seda oleks isegi raske mõõta. See oleks otsetee läbi ruumi, justkui mingi kosmiline metroo . Teadlased ei uskunud, et see võimalik on. 20. sajandi 80-ndatel aastatel otsustasid teadlased selle küsimuse ükskord ja lõplikult ära klaarida. Nad kirjeldasid ussiauke võrrandite abil, mis tulenesid Einsteini üldrelatiivsusteooriast. Nad olid hämmeldunud, avastades, et võrrandid ei keela ussiauke või –käikude olemasolu. Füüsikaseadused lubavad läbi ruumi kulgevate tunnelite esinemist ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:109).
‘’ Füüsikaseadused ütlevad, et mustad augud võivad tõesti olla kosmiliste metroode sissepääsuks. Kuid ruum on ainult üks osa aegruumist. Auk läbi ruumi on tõepoolest auk läbi aegruumi. See tähendab, et ussiaugu teine ots võib välja ilmuda erinevatel ajahetkedel, mitte tingimata erinevates kohtades ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:110).
‘’ Füüsikaseaduste järgi ei ole siin midagi võimatut. Siiski oli see niivõrd hämmastav avastus, et isegi need teadlased, kes panid kirja ussiaugu võrrandid, ei taibanud esialgu, mida need tähendavad. Tähendus on selles, et füüsikaseadused ei keela rännakuid ajas. Kui te hüppaksite ussiaugu ühest otsast sisse, võiksite väljuda ainult mitte kus, vaid ka ükskõik millal ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:111).
‘’ On veel teinegi põhjus, miks ussiaugud põnevust pakuvad. Kui vaadata suure teleskoobiga ühes suunas, saab näha galaktikaid, mis on miljardite valgusaastate kaugusel. Vaadates teleskoobiga vastassuunas , näeb teisi galaktikaid miljardite valgusaastate kaugusel. Erinevatest galaktikatest lähtunud valguse uuringud näitasid, et universumi erinevates osades kehtivad täpselt samad füüsikaseadused ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:112).
‘’ Võib-olla läbivad kogu universumit risti-rästi (mikroskoopilised) imeväikesed ussiaugud, mis on nii kitsad , et isegi aatomid ei mahu sealt läbi. See oleks midagi kosmilise spageti taolist. Uudised selle kohta, missugused on füüsikaseadused, läbivad aga kõiki kanaleid ja seetõttu toimivadki tähed kõikides galaktikates igal pool ja igal ajal ühteviisi ‘’ (Mary ja John Gribbin 1997:113).



2. Suur Pauk
2.1. Mis see on?
’’ Universum sündis Suure Pauguga. Aeg sai alguse sellest Suurest Paugust ning sellest hetkest hakkas suurenema ka entroopia . Maailmaruumi paisumise kiirust mõõtes saavad astronoomid välja arvutada, kui palju aega on möödunud Universumile aluse pannud Suurest Paugust. Universumi paisumise kiirust määratakse punanihke kaudu. Punanihke mõõtmine näitab, et Suur Pauk käis umbes 15 miljardit aastat tagasi ’’ (Mary ja John Gribbin 1997:82).
’’ Mis toimus enne Suurt Pauku ? Mitte kui midagi. Suur Pauk ei olnud tiheda aineklombi paisumine tühja ruumi. Suure Paugu käigus ei saanud ka midagi kuhugi paisuda, sest ruum tekkis alles Suure Paugu käigus. Ei saa näiteks öelda: enne Suurt Pauku, sest aeg sai alguse Suurest Paugust. Suur Pauk on aja serv, aja algushetk. Aeg on olemas olnud ’’ainult’’ 15 miljardit aastat ’’ (Mary ja John Gribbin 1997:83).
‘’ Ühe arvamuse kohaselt võis singulaarsus olla jäänuk eelmisest, kokku varisenud universumist. Teisisõnu, et paisuvad ja kokku tõmbuvad universumid on igaveses vaheldumises, otsekui haigla hapnikumasina pulseeriv kumm, ja meie eluaeg on langenud ühte paisumistsükklisse. Teised väidavad, et Suur Pauk on midagi omast ‘’ebavaakumile’’, ‘’skalaarväljale’’ või ‘’ vaakumi energiale’’ – millelegi, mis andis ebastabiilsuse ürgsele mitte millelegi, ürgolematusele. Näib võimatu, et mitte millestki saab valmistada midagi. Kuid paljas tõik, et kunagi polnud midagi ja nüüd on Universum, näitab, et see on võimalik. Võib ka olla, et meie Universum on üksnes üks paljudest universumitest, mõned hoopis eri dimensioonidest, ja et suured paugud käivad kõikjal ja alatasa. Veel on võimalik, et aeg ja ruum olid enne Suurt Pauku mingil teisel kujul – kujul, mida me ei suuda kujutledagi. Suur Pauk olnuks siis mingi üleminek, mis viis Universumi meile kujutlematust kujust kujju, mida me peaaegu suudame kujutleda ‘’ (Bryson 2003:25)
‘’ Pärast kosmilise mikrolainelise jääkkiirguse avastamist, on seda hoolega uuritud ja kaardistatud ning sedakaudu on õnnestunud teada saada üht-teist olulist. Jääkkiirgus on küll väga ühtlane, kuid eriti täpsed mõõtmised on temas leidnud imeväiksesi virvendusi, ebaühtsust, mis viitab sellele, et ka oma algaegadel ei olnud universum päris ,,sile’’, vaid temas oli ebaühtsusi, mis hiljem võimendusid ja panid alguse praegusele universumi ehitusele ‘’ ( Kaplinski 2009:158).
‘’ Teadus koosneb ikka rohkem küsimustest kui vastustest – kuid ilma küsimusteta ei saa olla vastust! – ja üks küsimus, millele vastuse otsimisel on olnud kasu ka kosmilise jääkkiirguse uurimisest, on: miks ei ole aine universumis jaotunud ühtlaselt, vaid moodustab suuremaid ja väiksemaid tükke, klompe ja nende kogumeid, tähti, planeete, tähesüsteeme, galaktikaid ja galaktikaparvi ‘’ (Kaplinski 2009:158).
‘’ Küsimus tundub rumalavõitu, kuid temas on tõsine mõte. Tõesti, miks? Miks ei võiks aine olla ruumis jaotunud ühtlaselt? Võib-olla on ruum ise kuidagi ebaühtlane? Ei, ruumis pole mingeid auke ega konarusileitud, ruum on igal pool ja igas suunas ühesugune. Nii peab galaktikate, tähtede ja muude ainekogumite tekkimise põhjus olema aines endas, nähtavasti mingis tema algses ebaühtlased jaotumises, mida gravitatsioon hiljem võimendas. Universum käitus otsekui Piibli sõnade järgi: ,, Kellel on, sellele antakse.’’ Mõnes kohas oli ainet veidi rohkem, see tähendab ka suuremat gravitatsioonijõudu, mis tõmbab omakorda ainet juurde, kuni tekivad esimesed tihedad piirkonnad, pilved, kogumikud ja saab alata tähetekkeprotsess. Teisalt aga tõmbavad need ainekogumid ümbrusest ainet vähemaks, tekivad hõredamad piirkonnad, tühikud. Nii hakkab kujunema selline universum, nagu me teda tänapäeval tunneme või õigemini, nagu ta on suuresti olnud põhiosa oma kestmisest – paarteist miljardit aastat ‘’ (Kaplinski 2009:158).
‘’ Kosmilise jääkkiirguse väike ebaühtlus viitab sellele, et tekkiv universum ise ei olnud päris ühtlase tihedusega. Teadlased on enam-vähem ühel meelel ka selles, et universum paisus algushetkedel väga kiiresti, nii kiiresti, et olemasolevad ebatasasused ei saanud ühtlustuda, vaid säilisid ja paisusid koos aegruumiga. Neist väikestest virvendustest said tulevaste galaktikate, tähtede ja muude objektide alged . See, et universum alguses pöörase kiirusega paisus, viis otsekui selleni , et makromaailma, universumi ehitus kujunes mõnevõrra sarnaseks mikromaailma ehitusega või nagu ütleksid filosoofid: mikrokosmose ja makrokosmose vahel tekkisid vastavused’’ (Kaplinski 2009:158-160).
2.2. Inflatsioon
‘’ Suure Paugu teooria ei käsitle pauku ennast, vaid seda, mis juhtus pärast pauku, üsna vahetult pärast. Tehes pikki rehkendusi ning jälgides üksikasjalikult osakeste kiirendites toimuvat, arvavad teadlased et nad suudavad taastada sündmusi, mis toimusid vaid murdosa sekundit pärast loomishetke. Siis oli Universum veel nii pisike, et tema nägemiseks oleks tarvis olnud mikroskoopi ‘’ (Bryson 2003:25)
‘’ Universumi vanuses 10–36 s langes temperatuur umbes 1027 kelvinile. Ühendmudeli põhjal oletatakse, et sellel temperatuuril eraldus tugev vastasmõju ühendmudeli ühtsest vastasmõjust. Vabanev energia tõi kaasa kiire paisumise faasi (nn inflatsiooniline universum), kusjuures ajavahemikus 10–35…10–33 s leidis aset laienemine umbes 1050 korda. See valguse kiirust ületav Universumi paisumine ei ole relatiivsusteooriaga vastuolus , sest viimane keelab ainult valguse kiirust ületatavat liikumist ruumis, mitte ruumi enda paisumist , mis valguse kiirust ületab. Praegu vaadeldavale universumile vastav piirkond pidi seljuures teooria kohaselt paisuma prootoni diameetrist plaju väiksemalt diameetrilt umbes kreeka pähkli läbimõõduni. Aeg, millal see sündmus pidi aset leidma, ning laienemistegur on konstrueeritud nii, et kosmoloogiline tervikpilt klapiks. Neil arvudel puudub sõltumatu kinnitus .
Inflatsiooniline faas on seletuseks mitmele kosmoloogilisele vaatlusele, millel muud seletust pole, nimelt:

• kosmose homogeensus (horisondi probleem)
  
• suuremastaabilised struktuurid kosmoses (galaktikad, galaktikate parved )
  
• ruumi väike kõverus (lameduse probleem)
  
• tõsiasi, et pole vaadeldud magnetilisi monopole ’’ (Suur Pauk 2010).
  

‘’ Enamik sellest, mida me teame või usume end teadvat Universumi alghetkeist, võgneb tänu inflatsiooniteooriale. Selle esital 1979 noor osakestefüüsik Alan Guth. Ja küllap poleks ta oma suure teooriaga mitte kunagi välja tulnud, kui poleks sattunud loengule Suurest Paugust, mille pidas Robert Dicke ‘’ (Bryson 2003:26)
‘’ Lõppude lõpuks sündis sellest huvist inflatsiooniteooria , mille kohaselt hetk pärast loomist hakkas Universum drastiliselt järsku paisuma. Inflatsiooniteooria toob mängu virvendused ja pöörised, mis andsidki meie Universumile tema näo. Nendeta poleks kujunenud ainekuhjatisi, siis ka mitte tähti. Oleks olnud üksnes gaasivoolus ja igikestev pimedus ‘’ (Bryson 2003:26)
‘’ Meie, inimeste vaatekohast on erakordne see, kui hästi on kõik meie jaoks kujunenud. Kujunenuks Universum vaid pisinatukene teisiti, näiteks kui gravitatsioon oleks kübe tugevam või nõrgem; või kui paisumine oleks toiminud pisut aeglasemalt või kiiremini, siis poleks pruukinud üldse olla stabiilseid elemente, millest koosneme meie ja maapind , millele me toetume. Kui gravitatsioon olnuks vaid kröömike tugevam, siis oleks terve Universum võinuks kokku vajuda otsekui viletsasti üles pandud telk. Siis poleks kujunenud ka täpselt õigeid väärtusi suurustele, mis annavad Universumile ‘’õiged’’ suuruse, tiheduse ja koosseisu väärtused. Kui aga gravitatsioon olnuks nõrgem, siis poleks mitte midagi kokku koondunud. Universum oleks jäänud igavesti suureks hajusaks tühikuks ‘’ (Bryson 2003:27)
(joonis 5)
‘’ Joonise vasakul serval on universumid (a), mis sulgudes oleksid ise kokku varisenud. Paremal serval on seevastu need lahtised universumid (b, mis paisuvad igavesti. Kriitilise konfiguratsiooniga universumid, mis on kokkuvarisemise ja jääva paisumise vahel tasakaalus, nagu (c1) või topeltinflatsiooniga kõiksused (c2), võiksid sisaldada mõistuslikku elu. Meie Universum (d) on preagu paisuv ‘’ ( Hawking 2001:87).
’’ See on üks põhjustest, miks paljud asjatundjad arvavad, et on olnud päratu arv suuri pauke, võib-olla palju triljoneid, mis on jaotunud igaviku mõõtmatusse ulatusse. Ja põhjus, et me eksisteerime just ühes teatavas universumis, seisneb selles, et ainult selles me saame eksisteerida ’’ (Bryson 2003:27).
‘’ Pikapeale võib osutuda, et gravitatsioon on siiski liiga tugev, ja ühel päeval võib ta peatada Universumi paisumise ja asendada selle kokkuvarisemisega, kuni Universumist jääb uuesti järele vaid singulaarsus, millest võib-olla algab uus paisumine. Vastupidi, ta võib osutuda liiga nõrgaks, nii et Universum jääbki alatiseks laiali tormama, seni kui kõik on nii eraldatud, et mingist aine vastastikmõjust pole juttugi. Universum saaks siis kohaks, kus kõik on surnud ja inertne, kuid üpriski avar. On ka kolmas võimalus, et gravitatsioon on täpselt õige suurusega. Kosmoloogid nimetavad seda kriitiliseks tiheduseks . Siis hoiab ta täpselt õigete mõõtmetega Universumit koos ja kõik käib lõpmatuseni nagu kellavärk. Neid kolme liiki universumeid kutsuvad eriteadlased suletud, avatud ja tasaseks universumiks ‘’ (Bryson 2003:28-29)
(joonis 6) Meie Universum.
2.2. Tume energia
‘’ Kui enne sai maailma lõpust räägitud, siis tuleb selgeks teha mõiste, mida me pole seni puudutanud, nimelt ,,tumedast energiast’’. Tumeda energiaga puutus teadus kokku suhteliselt hiljuti , eelmise sajandi lõpuaastatel, kui avastati, et universumi paisumine kiireneb , nagu näitasid mitmed astronoomilised täppisvaatlused, sealhulgas kosmilise taustkiirguse mõõtmine. Praegu kõige rohkem poolehoidu leidnud seisukohtade järgi on see tume energia universumis ühtlaselt, ,,puljongina’’ levinud, täidab kogu ruumi ja tal on gravitatsioonile vastupidine toime. Gravitatsioonijõud püüab ainet koondada, tume energia seda (koos ruumiga) hajutada. Tumeda energia antigravitatsiooniline jõud pääseb mõjule suurematel kaugustel, kus on tegemist galaktikate ja galaktikaparvedega. Päikesesüsteemis ja meie omas galaktikas on tema mõju tühine, siin domineerib gravitatsioonijõud ‘’ (Kaplinski 2009:160-161).
’’ Kui tumeda aine loomuse kohta on olemas mõned põhjendatud teooriad, mis lubavad füüsikutel selle aine võimalikke osakesi otsida või kiirendites tekitada, siis tumeda energia kohta napib ka selliseid korralikke teooriaid . Ei ole selge, kas universumi paisumine jääbki kiirenema või see kiirenemine kunagi vaibub. Siingi on küsimusi rohkem kui vastuseid, neist vastustest oleneb aga see, mis universumist kord saab. Kui tume energia saab oma tahtmise ja universum aina kiiremini paisub, kaovad tulevikus Linnuteel asuva vaatleja vaateväljast teised galaktikad, kuna nende valgus ei jõua enam temani. Maa asukaid see enam ei puuduta, kuna Maa muutub elamiskõlbmatuks juba miljardi aasta pärast ja heal juhul õnnestub mingil osal inimestest kolida mõnesse eluks sobivasse paika. Paisumise kiirenedes lagunevad ka galaktikad ja planeedisüsteemid, lagunevad taevakehad ja viimaks aine ise, nii aatomid kui osakesed ’’ (Kaplinski 2009:161).
’’ Kuna siin juba mainitud Einsteini kuulus üldrelatiivsusteooria valem E=mc2 tähistab seda, et energia ja mass on õigupoolest üks ja sama asi, siis on märkimist väärt seegi, et tumedat energiat on universumis rohkem, kui igasugust ainet-energiat, olgu tumedat või heledat. Oletatavasti on nende kolme osakaal umbes niisugune: üle 70% tume energia, umbes 25% tume aine, alla 5% meile tuttav aine ’’ (Kaplinski 2009:161).
’’ Nii määrab tumeda energia käitumine universumi saatuse . Saame seda paremini ennustada, kui oleme paremini selgeks teinud, mis tume energia ikkagi on. Praegu ei tundu võimatuna ka niisugune universumi tulevik, kus paisumine kord peatub ja selle asemel hakkab kõiksus jälle kokku tõmbuma, jõudes viimaks tagasi Suure Paugu aegse või eelse seisundini. Sellist stsenaariumi nimetatakse Suureks Raksuks (Suur Mats ), kui nii sobib tõlkida inglise sõnapaari Big Crunch . Jääb siis võimalus, et olematuse piirini kokku rutjutud universum hakkab taas paisuma ja nii sünnib ikka ja jälle. Sellist universumit on nimetatud fööniksuniversumiks. Fööniks on antiikmütoloogias lind, kes end tulejumalale ohverdades leekides tuhaks põles, ent siis tuhast jälle ellu ärkas ’’ (Kaplinski 2009:161).
’’ Kuigi teadusel pole päris usaldusväärseid vahendeid maailmalõpu stsenaariumite kontrollimiseks, tõestamiseks või ümberlükkamiseks, ei takista see teadlasi seda arutamast. Kuskil, siin universumi piiril on ka piir, kus lõpeb päris teadus ja algab miski, mida võiks nimetada teadusfantaasiaks või fantastiliseks teaduseks. Nii nagu võime küsida, kas Linnutees või teistes galaktikates on meie Maa taolisi planeete, kus elab arukaid või vähemalt enda meelest arukaid olevusi. Võime küsida sedagi , kas meie universum on ainus või on olemas midagi muud, mõni teine universum, mis on võib-olla sündinud samasuguse Suure Paugu tulemusena või kuidagi teisiti ’’ (Kaplinski 2009:162).
’’ Matemaatikutele ei tee raskust tegeleda ruumidega, millel on rohkem mõõtmeid kui ruumil, milles asume meie. Siin oleme rääkinud aegruumist, mis on neljamõõtmeline ruum, kus aeg on neljandaks mõõtmeks. Ent miski ei takista meid teoretiseerimast viie-, kuue- või kasvõi üheteistmõõtmelisest ruumist. Sellisesse ruumi (aegruumi) võib mahtuda õige mitmesuguseid universumeid. On teadlasi, kes peavad väga tõenäoliseks seda, et universumeid ongi väga palju, võib-olla isegi lõpmata palju ’’ (Kaplinski 2009:162).
’’ Kui mõtleme sellele, et veel sada aastat tagasi ei usutud üldiselt, et on olemas teisi galaktikaid peale meie Linnutee, on tark, kui me seda võimalust ei eita. Nii räägitakse siis multiuniversumist, mis on universumite kogum. Need universumid tekiksid (võib-olla tühjusest, vaakumist) otsekui mullid veepinnal ja kaoksid jälle. Igas universumis võiksid kehtida erinevad loodusseadused, ent kui neid on lõpmatu hulk, peaks kuskil multiuniversumis olema universum, kus kõik on täpselt samasugune kui meie universumis. Selles meie teisik -universumis eksisteeriks ka sina. Eksisteeriks aga ka universum, kus midagi on veidi teistmoodi, kus selle teksti autor on keegi teine ’’ (Kaplinski 2009:162).

4. Küsitlus
Kokkuvõte
’’ Oleks vale arvata, et universum on valmis, et tema kujunemine on lõppenud. Seda, et see ei ole nii, näitab juba universumi paisumine, mis avaldub punanihkena. Nagu tähed ja galaktikad on ka universum ise protsess. Universumiprotsess on alles pooleli . Nii on palju tähti alles oma elutee alguses või keskel, osa veel sündimata. Punased kääbused võivad veel kesta tähtedena triljoneid, see on tuhandeid miljardeid aastaid, nende jaoks on universum veel väga noor. Neutrontähtedele, valgetele kääbustele ja mustadele aukudele on universum aga juba vana, nemad on oma tähe-elu põhiosa ära elanud ’’ (Kaplinski 2009:160).
’’ Teadus ei saa kunagi anda lõplikku vastust sellele, kuidas universum täpselt on tekkinud, mis toimus nendel kaduvlühikestel hetkedel, mil kaduvtilluke miski hakkas paisuma ja moodustas selle, milles me praegu elame ja mille üle pead murrame. Teooriad lubavad paotada katet, mis aja alguses sündinut meie eest varjab , kuid pole mingit võimalust seda eksperimentaalselt korrata või ajas rännates otse vaadelda. Niisama vähe või veel vähem on meil võimalust täpselt teada saada, mis ootab universumit kaugemas tulevikus. Teisiti öeldes: kas, kuidas ja millal saabub maailma lõpp ’’ (Kaplinski 2009:160).

Kasutatud kirjandus
20