Universi i përshpejtuar

Me këtë varg të vjershës "Zjarr dhe akull" (nga Robert Frost, 1920) fillon komunikata për shtyp për ndarjen e Çmimit Nobel 2011 për Fizikë.

Fituesit e Çmimit Nobel për Fizikë të vitit 2011, Saul Perlmutter, Brian Schmidt dhe Adam Riess, ia arritën të vërtetojnë se ne jetojmë në një univers të përshpejtuar.

Astrofizikanët amerikanë studiuan dhe analizuan në grupe të ndryshme hulumtuese dritën e një sërë eksplodimesh të yjeve të një lloji të veçantë - të ashtuquajturve supernova të kategorisë Ia. Ky lloj i yjeve paraqitet vetëm si sistem i yjeve dysh - nga "shkurtabiqi i bardhë" dhe nga "gjiganti i kuq". "Shkurtabiqi i bardhë", me madhësi sa e tokës, por me masë sa dielli ynë, zhvat si rezultat i gravitacionit masë të vazhdueshme të "gjigantit të kuq". Kur "shkurtabiqi i bardhë" mbërrin masën sa 1.4 masës së diellit vjen deri tek eksplodimi gjigant disajavor i tij. Praktika në Supernove Ia është se liron sasi të njëjtë të energjisë, e me këtë edhe sasi të njëjtë drite. Sa më larg të ndodhë eksplodimi i yjeve të tilla, aq më pak dritë mbërrin në tokë. Për shkak të kësaj karakteristike, shkencëtarët e quajnë përhapjen e ndriçimit që del nga ky lloj i eksplodimit si qiri standard.

Në gjithësi ndodhin çdo minutë rreth 10 supernova. Pra, është një ngjarje e shpeshtë - problem është zënia e tyre. Ekipit të shkencëtarëve i shkoi përdore që me një trik të thjeshtë të zënë 50 supernove të llojit Ia: ata fotografonin me kamerë digjitale hënën e plotë (kur qielli është posaçërisht i errët) një pjesë të qiellit, që me krah të shtrirë i përgjigjej thoit të gishtit të madh. Të njëjtin pjesë të qiellit e fotografonin edhe pas tridhjetë ditësh. Nëse nuk kishte dallime, atëherë s'kishte as supernova. Një supernova shfaqej si pikë, e cila, pastaj, soditej dhe matej veçanërisht (duhet theksuar se këtu metodat trigonometrike për matjen e largësisë nuk mund të përdoreshin për shkak të largësive tepër të mëdha, të cilat bënin që këndet e vrojtimit të tentonin kah zeroja). Disa prej supernovave ishin miliarda vjet drite larg, disa të tjera më afër. Drita e supernovave më të largëta ishte më e dobët sesa pritej, që ishte një dëshmi për atë se universi është në ekspandim të përshpejtuar.

Qëllimi i parë i shkencëtarëve të mbledhur në projektin "Supernova Cosmology Project" ishte të mbledhnin të dhëna për dendësinë e materies dhe të verifikonin modelin e pranuar se gravitacioni mes të gjitha materieve të universit frenon ekspandimin e tij (gjithësia gjatë pesë miliardë vjetësh është zgjeruar për rreth dy herë). Ajo që në shikim të parë dukej soditje e zakonshme e qiellit, ishte në të vërtetë një sfidë e veçantë fizike, teknike, logjistike dhe analitike. U desh të zgjeroheshin shumë metoda deri tash të njohura dhe të zbuloheshin metoda të reja që nga "informacionet e dritës" të ekplodimeve të largëta miliarda vjet drite të nxirreshin informacione për ekspandimin e uiversit. Përfundimet e arritura i bënë shkencëtarët që së pari të dyshojnë në rezultatet e vetë hulumtimeve të tyre të viteve të tetëdhjeta dhe të nëntëdhjeta dhe të çëmtonin në gabime të mundshme sistematike dhe metodike të punimit të

tyre. Tek pasi ishin më se të sigurt se gabime nuk kishte, shpallën në vitin 1998 rezultatin e punës së tyre dhe tronditën me këtë bazat e astrofizikës: Universi nuk ekspandon vetëm momentalisht (dhe nuk ndalet si pasojë e gravitacionit pas eksplodimit), por shkalla e ekspandimit rritet vazhdimisht. Me fjalë të tjera, universi ekspandon (gjithnjë) në mënyrë të përshpejtuar! Ky efekt sqarohet nga shkencëtarët me energjinë e errët, e cila i kundërvihet gravitacionit. Sipas njohurive të tashme ky lloj i energjisë përbën 75% të energjisë së gjithmbarshme të universit. Për energjinë e errët nuk dihet ende shumë- është enigma e ardhshme e madhe që duhet ta zgjidhë kosmologjia.

Ky konstatim do të bënte që Robert Frost të mund ta fillonte poezinë e tij me një varg më të saktë:

"Disa thonë bota do të përfundojë në zjarr, por me gjasë të madhe ndoshta definitivisht do të përfundojë në akull..."

Përmes këtij konstatimi u vërtetua edhe ekzistenca e konstantës kozmologjike, të futur nga Ajnshatjni, përmes së cilës ai, në të vërtetë, tregonte se universi pushon së ekspanduari, do me thënë Ajnshtajni përqafonte idenë e një universi pak a shumë statik. Këtë konstantë e flaku nga teoria e tij vetë Ajnshtajni, duke e quajtur edhe "gomarllëk", pas konstatitimi të Edwin Huble më 1929 se universi është në zgjerim. Ç'është e vërteta, fituesit e Çmimit Nobel 2011 konstatuan se konstanta kozmologjike e Ajnshtajnit ekziston, por ajo nuk është gjithmonë konstante (për shkak të ekspandimit të vazhdueshëm të universit!).

Juria e ndarjes së Çmimit Nobel për Fizikë në arsyetimin e saj përmend tre faktorë të rëndësishëm që çuan në ndarjen e çmimit:

Punën ekipore:

Si sfidë e veçantë përmendet koordinimi i soditjes së prerjeve të ndryshme qiellore, zënia e momenteve të eksplodimit të yjeve (supernoveve), momente që mund të soditen shkurt. Aktivizimi i teleskopëve në anë të ndryshme të globit dhe në gjithësi, mbledhja dhe analizimi i rezultateve që ka kërkuar edhe zhvillimin e algoritmeve të veçanta për përgatitjet e softuerëve llogaritës dhe analizues.

Faktorin teknik

Zhvillimi i senzorëve me aftësi të larta të regjistrimit të të dhënave digjitale dhe i përmirësimit të vazhdueshëm të teleskopëve, që mundësuan shikimin e avancuar në gjithësi. Analizimin pikë për pikë të shumë pamjeve, gjë e cila as që do të mund të mendohej pa zhvillimin e softuerëve specialë të zhvilluar posaçërisht për këtë projekt.

Faktorin "fizikë":

Sfidën e ekstrahimit të kuintesencës së duhur fizike (nxjerrjen e rezultatit thelbësor) nga materiali i mbledhur: matjen e spektreve të supernoveve dhe të lakoreve të tyre të dritës, krahasimin e metodave matëse, krahasimin e modeleve dhe të rrugëve të ndryshme llogaritëse etj.

Receptimin e rezultateve

Ekipit iu desh t'iu përgjigjet një sërë dilemash të ngritura, si: ndriçueshmëria e kufizuar për shkak të shpërndarjes së ndryshme të pluhurit kozmik, forcat e ndryshme ndriçuese që mund ta kenë supernovet më të vjetra, etj.

Përmbledhur dhe përshtatur nga:

[1] "Physik", Starkverlag qershor 2012

[2] "Phyiskjournal", Villey-VCH, maj 2004

[3] "Spiegelonline", tetor 2011