Holisztikus tábor - Július 13-15 - Jelentkezz!
Sign up with your email address to be the first to know about new products, VIP offers, blog features & more.

Az isteni anyag és a Big Bang teória

Létezik-e isteni részecske? Várhatóan mikor fogjuk felfedezni az isteni anyagot? Ki találta ki, hogy az egész világegyetemünk egyetlen, végtelenül parányi pontból robbanással keletkezett? Mi szolgáltatja az anyag tömegét? Ismerkedjünk meg Peter Higgs, korunk egyik legzseniálisabb fizikusának elméletével és a róla elnevezett részecske tulajdonságaival! Milyen megoldatlan problémákat kell még megválaszolniuk a tudósoknak az univerzum törvényeivel kapcsolatban?

 

A Nagy Durranás

 

Az „ősatom”

A kozmológiában az ősrobbanást „Nagy Bumm”, angolul „The Big Bang” névvel illetik, amelyet egyébként Fred Hoyle-nak köszönhetünk, aki gúnynévként ragasztotta rá ezt a nevet 1949-ben. Ez tulajdonképpen egy olyan tudományos elmélet, amely megkísérli leírni a világegyetem keletkezési modelljét. E szerint a ma ismert univerzum egy rendkívül sűrű, forró „állapotból” fejlődött ki nagyjából 13,7 milliárd évvel ezelőtt. A Nagy Bumm tézisével először Georges Lemaître, belga pap állt elő. Ő a Louvain-i Római Katolikus Egyetem fizika és csillagászat tanára volt. Forradalmi elképzelésének eleinte az „ősatom” nevet adta.

A megfigyelések szerint a legtöbb spirálgalaxis távolodik a Földtől. 1927-ben Georges Lemaître másoktól függetlenül származtatta a Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker egyenleteket Albert Einstein általános relativitáselméletéből. A spirálgalaxisok távolodása alapján ő javasolta elsőként azt az elméletet, miszerint a világegyetem egy „ősi atom” felrobbanásával keletkezett.

 

A kiindulási pont és az extrapoláció

Az ősrobbanás-elmélet alapja a Hubble-törvényen alapszik, amely röviden a következő: a távoli galaxisok színképvonalai vöröseltolódást szenvednek. 1929-ben Edwin Hubble ugyanis kísérleti bizonyítékot talált Lemaître elméletének igazolására. Ő a vöröseltolódás mérésével mutatta ki, hogy a távoli galaxisok a Földhöz képest nagyjából a távolságukkal arányos sebességgel távolodnak.

 

Ha ezt a megfigyelést egybevetjük a kozmológia elméletével, akkor azt kapjuk, hogy a tér az általános relativitáselmélet Friedmann-Lemaître modellje alapján tágul. Mindebből teljesen logikusan visszakövetkeztethetünk a múltra. Így azt kapjuk, hogy a világegyetem egy olyan állapotból indult el a kitágulás irányába, amelyben az anyag és az energia rendkívüli hőmérsékletű és sűrűségű volt.

 

Az ősrobbanás nyilvánvalóan egy pillanat lehetett, amikor az imént bemutatott folyamat elkezdődött, vagyis maga a tágulás elindult. A legfrissebb számítások szerint mintegy 13,7 milliárd évvel ezelőtt történhetett mindez.

Mit jelent ez? Csupán azt, hogy kb. 13,7 milliárd évvel ezelőtt egy gravitációs szingularitás létezett csupán. Ebben a szingularitásban az idő és távolság mint olyan nem létezett (értelmezhetetlen egy pontban), míg a nyomás és a hőmérséklet végtelen volt. Ebből az állapotból indult el egyetlen varázsütésre az univerzum megszületése.

 

 

A Big Bang-elmélet egyik következménye, hogy az univerzum mai állapota merőben különbözik a múltbeli és természetesen a jövőbeli állapotától. Ebből a modellből egyébként olyan fantasztikus elméletek születtek, mint a George Gamow által 1948-ban megjósolt mikrohullámú kozmikus háttérsugárzást, amelyet 1965-ben fel is fedeztek.

 

 

„Isten részecskéje”

 

Az elméleti fizikusok nagy álma, hogy rátaláljanak az isteni részecskére, amelyet az elektromágneses, az erős és a gyenge kölcsönhatást leíró és egyesítő modell már megjósolt. Ez voltaképpen már nevet is kapott. Úgy hívják, hogy Higgs-bozon. A részecskefizikusok pedig már alig várják, hogy a standard modelljüknek ez a semleges töltésű elemi részecskéje bizonyítást nyer. Jelenleg erre nagy esély kínálkozik a meglátásuk szerint.

 (Photo: The God Particle by Brian Varcas)

Az érthetőség nyelvezeténél maradva, elmondhatom, hogy az isteni anyag a Higgs-bozon vagy Higgs-részecske egy feltételezett részecske. Mire jó ez? Miért lenne fontos a létezését igazolni és a működését megérteni?

Például azért, mert ez az isteni anyag a közvetítője a Higgs-térnek és ez felelős a többi részecske tömegéért. Ez egyelőre még csak egy hipotézis, mert még nem figyelték meg, de következtetnek rá.

A Higgs-bozont létezését, vagyis hogy léteznie kell, Peter Higgs angol fizikus már 1960-ban mintegy előfeltételezte és megjósolta. Ő eleinte azért vezette ez be, mert ezzel kívánta megmagyarázni, hogy miért van a W- és Z-bozonoknak tömegük, illetve hogy hová tűnik el a tömeg, amikor az anyag kisebb részecskékre hasad szét.

 

A Higgs-bozon maga is rendelkezik tömeggel, de egyelőre ellentmondásosak az őt leíró elméletek. Éppen emiatt valószínűsíthető, hogy egy új részecskefizika fog születni. A tudósok azt remélik, hogy majd a nagy hadronütköztető-gyűrű, az LHC képes lesz felfedezni a Higgs-bozont. Azon senki ne ütközzön meg, hogy sok felfedezésre váró részecske létezik, mivel egy másik elmélet szerint, tudniillik, a szuperszimmetrikus teória alapján az eddig megismert részecskéknek létezik egy-egy nagyobb tömegű szuperszimmetrikus párja, úgynevezett szuperpartnere, amelyek az ismert párjuktól csupán egy kvantumfizikai jellemzőjükben, a spinjükben különbözik.

 

Higgs teóriája – isteni anyag és a Big Bang

 

És most vissza az isteni anyagot feltérképező témához. Az isteni anyag és a Big Bang teória úgy kapcsolódik össze, hogy Higgs feltételezi, hogy az ősrobbanás pillanatában súlytalan volt az anyag, majd hirtelen tömeget nyert egy mezőnek köszönhetően. Ez volna a Higgs-mező. Így érthető, hogy az isteni anyag (részecske) létezhet. Ezt közvetíti tulajdonképpen a Higgs-bozon, s így születik a tömeg. Az összes többi részecskének tehát a Higgs által feltételezett részecske szolgáltatja a tömegét.

 

Nem jól hangzik egy laikus fül számára, de a Higgs-bozon sem 100%-osan biztos létező. Abban szinte mindenki egyetért, hogy léteznie kell egy ilyen típusú vagy hasonló mechanizmusnak (energiában kifejezett tömegét valahova 114 és 250 GeV közé teszik). Ha ettől nehezebb a Higgs-bozon, akkor könnyebb lesz felfedezni. Mindenesetre Peter Higgs maga nagyon sokat vár az LHC-től, s reméli, hogy erőfeszítéseiket mielőbb siker koronázza.

 

Megoldatlan probléma

 

Az odáig rendben van, hogy egyetlen szingularitásból bontakozott ki az egész univerzum valamikor jó régen, viszont a tudomány mai állása szerint nincs elfogadható modell az olyan rendszerre, amelyben egyszerre kell figyelembe venni a gravitációt és a kvantumállapotot. A meggyőző és visszaigazolható kvantumgravitációs elmélet hiányában viszont a világegyetem legkorábbi periódusának enigmája továbbra is a fizika megoldatlan problémáinak sorát gyarapítják.

 

A 21. század elején az olyan műholdaknak, mint a COBE, illetve a Hubble-űrtávcső vagy a WMAP, lehetővé tették a csillagászok számára, hogy nagy pontossággal határozzák meg az ősrobbanás paramétereit. Ennek köszönhető például a felfedezés, miszerint a világegyetem gyorsulva tágul.

 

Boldog napot!

TÁRSOLDALUNK: www.napvallas.hu
signature

No Comments Yet.

What do you think?

Ez a weboldal az Akismet szolgáltatását használja a spam kiszűrésére. Tudjunk meg többet arról, hogyan dolgozzák fel a hozzászólásunk adatait..