Kosmologija

Astronomijos šaka, tirianti Visatos objektų kilmę ir raidą, vadinama kosmologija. 1929 m. amerikiečių astronomas Edvinas Hablas (E.P.Hubble) atrado galaktikų sklaidymosi faktą. Hablas nustatė, kad visos galaktikos tolsta vienos nuo kitų, ir tuo didesniu greičiu, kuo didesnis tarp jų atstumas. Hablo dėsnis teigia, kad atstumas r (Mpc) nuo Saulės sistemos iki kurios nors galaktikos tiesiog proporcingas tos galaktikos tolimo greičiui v (km/s), t.y. r=v/H (H - Hablo konstanta, lygi 75 km/(s*Mpc). Kitaip tariant, galaktikų tolimo greitis v tiesiog proporcingas atstumui tarp jų. Hablo konstanta rodo, kiek padidėja v galaktikų greitis, atstumui tarp jų padidėjus vienu šviesmečiu. Remiantis Hablo dėsniu, nustatomas atstumas iki tolimųjų galaktikų. Įdomu, kad pačios galaktikos su žvaigždėmis ir planetomis nesiplečia. Jeigu Visata plečiasi, tai prieš tam tikrą laiką visi jos objektai turėjo būti nepaprastai arti vienas kito. Teoriškai - viename taške, kurio tankis begalinis. Tokį tašką astronomai pavadino singuliariniu tašku (lot. singularis - ypatingas). Singuliariniam taškui netinka mums žinomi fizikos dėsniai. Tokia materijos būsena mūsų protui nesuvokiama.
Žinant galaktikų sklaidymosi greičius, galima apskaičiuoti, kada prasidėjo Visatos plėtimasis. Maždaug prieš dvidešimt milijardų metų visa Visatos materija buvo susitelkusi singuliariniame taške, kuriam sprogus prasidėjo Visatos evoliucija. Už didžiojo sprogimo hipotezę byloja stebėjimai. 1965 m. JAV radiofizikai Robertas Vilsonas (R.Wilson) ir Arnas Penzijas (A.Penzias) (nuotraukoje R.Vilsonas kairėje, A.Penzijas - dešinėje), aptiko iš visų pusių vienodai sklindantį 7,3 cm bangos ilgio foninį kosminį radijo spinduliavimą. Šis spinduliavimas nesusijęs su jokiais dangaus kūnais, jo priežastis negali būti kuris nors žinomas fizikinis procesas. Tačiau šis atradimas nuostabiai gerai derinosi su didžiojo sprogimo hipoteze - jį jau seniau buvo teoriškai numatę astrofizikai. Taip turėjo spinduliuoti atsiradusi po sprogimo medžiaga, iš kurios dar nebuvo susidariusios žvaigždės ir galaktikos. Per dvidešimt milijardų metų spinduliai plėtėsi kartu su besiplečiančia Metagalaktika ir, pasklidę lygiai į visas puses, tebeklajoja Visatos erdvėje. Atrastasis spinduliavimas buvo pavadintas reliktiniu (lot. relictus - paliktas). Reliktiniai spinduliai sklinda iš visų dangaus pusių, o ne iš vienos - sprogimo - pusės todėl, kad jie daugybe kartų keitė kryptį, atsispindėdami nuo elementariųjų dalelių, ir tokiu būdu tolygiai pasiskirstė po visą erdvę. Reliktinės radijo bangos mus pasiekia tarsi prieš milijardus metų įvykusio sprogimo aidas. Jų atradimas buvo svarus argumentas, patvirtinantis didžiojo sprogimo ir Visatos plėtimosi hipotezę. Už reliktinio spinduliavimo atradimą R. Vilsonas ir A. Penzijas 1978 m. apdovanoti Nobelio premija.