Navigate / search

Intelektuāls jautājums LXVII jeb bezgalīgais ceļojums ar kosmisko mopēdu

IMG_7661

Tā kā pēdējā laikā esmu lasījis daudz par kvantiem un astrofiziku, tad arī jautājums ir par šo tēmu.

Tātad iedomājamies sfērisku Visumu, kura rādiuss ir 1000 gaismas gadi. Visuma centrā stāv kosmiskais mopēds „Rīga-5”. Kosmiskā mopēda kosmiskais ātrums ir 1 gaismas gads gadā. Vienkāršs jautājums būtu – pēc cik ilga laika mopēds sasniegs Visuma malu, braucot pa Visuma rādiusu? Skaidra lieta, atbilde būtu pēc 1000 gadiem. Tāpēc ieviešam papildus nosacījumu, katra gada beigās Visums momentāni izplešas, tā rādiuss palielinās par 1000 gaismas gadiem. Tā kā mēs zinām, ka telpa izplešas pati sevī, tad jau nobrauktais attālums arī izplešas proporcionāli. Lai visi nosacījumi būtu skaidri, nedaudz ilustrēšu piemēru:

Pirmā gada beigas – mopēds nobraucis 1 gaismas gadu atlikuši vēl 999. Visums gada beigās izplešas, no centra mopēdu šķir 2 gaismas gadi, atlikuši vēl 1998 gaismas gadi ceļā.

Otrā gada beigas – mopēds no centra jau 3 gaismas gadus atlikuši vēl 1997. Visums gada beigās izplešas, no centra mopēdu šķir jau 4.5 gaismas gadi (3*1.5) un atlicis veikt tikai 2995.4 gaismas gadus.

Jautājums: vai mopēds jebkad sasniegs visuma malu? Ja jā, tad cik ilgi viņam būs jābrauc?

Uzdevums noskatīts un nedaudz nomodificēts no Professor Stewart’s Cabinet of Mathematical Curiosities by Ian Stewart.

Dark Side of the Universe: Dark Matter, Dark Energy, and the Fate of the Cosmos by Iain Nicolson

dark_side_of_the_universe

Ja tu, cilvēks, ej pa ielu un jūties nedaudz piekāsts, tad zini – šīm sajūtām ir nopietns pamatojums. Mēs visi esam apmānīti. Mūs ir apmānījis pats Visums. Cilvēks ar savām metodēm var novērot labākajā gadījumā 4% no Visuma matērijas. Jeb, pareizāk sakot, tikai 4% no Visuma sastāv no atomiem tāpat kā mēs, krēsli un galdi utt. ~26% sastāda Dark matter un pārējie 70% ir Dark energy. Nav slikti vai ne?

Reiz vasarā biju nolēmis atrast normālu grāmatu par Dark matter, izrādās, ka šī lieta nemaz nav tik vienkārša, vismaz skatoties pēc amazon.com lasītāju reitingiem. Lielākā daļa no šai tematikai veltītām grāmatām ir totāls sviests, vai nu tik sarežģītas, ka parastam cilvēkam neizprast. Tad nu izsverot visus par un pret izvēle krita uz šo grāmatu.

Grāmatiņa ir smuki noformēta, iespiesta uz krītpapīra A4 formātā ar daudzām bildītēm un grafikiem. Tieši šīs bildes un grafiki grāmatas lasīšanas tempu diezgan piebremzē. Laiku pa laikam pieķer sevi pie tā, ka pēti kādu supernovas uzliesmojuma vai kādas tālas galaktikas fotoattēlu jau piecas minūtes. Lai arī grāmata nav bieza ~200 lpp., tās izlasīšana man aizņēma veselu nedēļu. Valodu par vieglu nenosauksi un vietām nākas visu nodaļu pārlasīt vēlreiz, lai vismaz kaut ko saprastu.

Nedaudz par to, kas ir pašā grāmatā. Grāmata sastāv no 12 nodaļām.

Pirmā nodaļa dod mums ātru un vispārīgu ieskatu par to, kas ir galaktikas, kā veidojas zvaigznes, kā līdz tām izmērīt attālumus. Cilvēkam, kas lasījis daudzas grāmatas par šādu tēmu, ieteiktu apskatīt tikai bildītes un doties uz nākamo nodaļu.

Otrā nodaļa cenšas mums īsumā pastāstīt par Visuma mikroviļņu fona starojumu, Habla konstanti, laiku un iespējamo visuma izcelsmes modeļiem. Kosmoloģija vienu vārdu sakot. Man jau sāka šķist, ka līdz Dark Matter tā arī nekad nenonāksim.

Trešā nodaļa beidzot sāk mums vēstīt, no kurienes radusies ideja, ka Visumā ir kaut kāda matērija, kas apslēpta mūsu acīm un instrumentiem. Par to liecina gan galaktiku rotācijas neatbilstība novērojamajam matērijas daudzumam.

Ceturtā nodaļa apskata vienu no Dark Matter kandidātu grupām – MACHO jeb Massive Compact Halo Objects. Tās ir izdzisušas zvaigznes, melnie caurumi, gāzu mākoņi, putekļi, bet diemžēl ar tiem nepietiek pat 20% no paredzētā Dark Matter daudzuma.

Piektā nodaļa piedāvā vēl vienu Dark Matter kandidātu – neitrīno, labs neitrīno detektēšanas metožu apskats. Izrādās, ka neitrīno ir veseli trīs paveidi (elektronu, mionu un tau), kurus šis varot brīvi mainīt. Tas sākumā radīja lielu apjukumu neitrīno mednieku aprindās. Tad nodaļā parādās VIMPS – Weakly Interacting Massive Particles un panesās string theory, Klauza-Kleina daļiņas, supersimetrijas, fotīno un vēl vesela čupa ar eksotiskām daļiņām, kuras neviens tā arī nekad nav redzējis.

Sestā nodaļa veltīta MOND – Modified Newtonian Dynamics iespējams nemaz Dark Matter nav nepieciešama lieta, vajag tikai pamodificēt gravitācijas īpatnības vai Nutona formuli, sīki un smalki dažādi par un pret.

Septītā nodaļa VIMPS atgriežas, tiek apskatītas dažādas alternatīvās detektēšanas metodes. Interesanti, bet, ja pareizi sapratu, nekādi īsti pierādījumi VIMPS eksistencei joprojām nav.

Astotā nodaļa veltīta Visuma mikroviļņu fona starojumam, valoda vairs nemaz nav viegla, daļu no idejām nācās papildus lasīt wikipedia. Īsumā Visuma inflācijas modelis paredz, ka lielākā daļa no visuma enerģijas – matērijas blīvuma nesastāv no barioniem. Tautas valodā mēs nezinām, kas ir atlikušie 70 %.

Devītā nodaļa pastāsta, kāpēc novērojot supernovas tipu Ia sanāk ka Visums izplešas paātrināti. Diezgan interesanti modelīši, protams, katra trūkumi un plusi.

Desmitā nodaļa lēnām aizved mūs līdz Dark energy idejai, attīstot dažādus Visuma izplešanās modeļus.

Vienpadsmitā nodaļa veltīta Dark energy, izlasot to kļūst skaidrs, ka nevienam nav ne jausmas, kas tā par lietu, ko viņa ēd un par tās nozīmi tautsaimniecībā. Tiek apskatīts vesels bars ar dažādām idejām – Vakuuma enerģija kā kosmoloģiskā konstante, fantomu lauki un man jau šķita mirusī kvintesences ideja. Tiek piesaukti arī abi antropie principi, multiversi, Bubble universes, Big Crunch un Big Rip.

Divpadsmitā nodaļa veltīta mūsdienu zinātnes pētījumiem, uzskaitītas visas nākamās desmitgades kosmosa misijas saistītas ar šo tematiku.

Šo grāmatu ieteiktu izlasīt jebkuram, kas interesējas par astronomiju, fiziku, astrofiziku un citām gaisīgām ikdienā nepielietojamām lietām – palīdzēs radīt gudra cilvēka iespaidu kaut vai ar frāzi: „Neitrino ir masa, jo bez masas viņš pārvietotos ar gaismas ātrumu, tādējādi viņa laika ritējums būtu nulle, tas nozīmētu, ka viņš nespētu pārmainīties no viena sava veida uz otru, pa ceļam no Saules līdz Zemei.” Grāmatai dodu 10 no 10 ballēm.

Science of Discworld by Terry Pratchett

Jā, kārtējā Diskzemes cikla grāmata. Šo nekādi nevarēju atrast amazon.com klāstā, bet veiksme uzsmaidīja pērnā gada nogalē, kad biju aizkūlies līdz Berlīnei. Grāmatiņa tika nopirkta uzreiz, lasīšana gan sanāca tikai tagad.

Pati grāmata satur divas sižeta līnijas, viena ir par Diskzemes Neredzamās Universitātes projektu Roundworld. Projekta gaitā tiek radīts mūsu Visums un tā īpašības tiek apskatītas no burvju pasaules redzespunkta. Otra sižeta līnija, patiesībā ir veltīta Zemes iedzīvotājiem. Tā stāsta mums par to kā radies Visums, atbild uz jautājumiem par evolūciju, planētu rašanos un daudzām citām lietām. Stāstīts tiek vienkāršā valodā, taču ļoti interesanti – pat man, kas šāda tipa grāmatas, populāri par zinātni, izlasījis simtiem. Sevišķi patika koncepta “lie-to-children” ieviešana, kad zinātnisks koncepts, pasniedzot to tautas masām, tiek vienkāršots un nedaudz zaudē savu jēgu. Piemēram, visuma izplešanās (neteiksi jau cilvēkiem, ka Visums izplešas pats sevī).

Grāmatai dodu 10 no 10 ballēm. Ja interesē dabaszinātnes un negribas lasīt garlaicīgus sausus faktus, tad šī grāmata ir ņemama.

Citāts:
Read more

%d bloggers like this: