Vabilo na sestanek Astronomskega društva Orion

Spoštovani,

vabimo vas na sestanek Astronomskega društva Orion, ki bo v sredo 15. junija 2022 ob 18. uri v učilnici 1D6 v novem traktu II. gimnazije Maribor (Trg Miloša Zidanška 1, vstop skozi novi prizidek šole z Žitne ulice, nato desno po stopnicah v 1. nadstropje ali skozi glavni vhod, skozi avlo, na koncu avle desno po hodniku do novega prizidka, nato po stopnicah v 1. nadstropje).

Dnevni red:

1. Gregor Hojnik: Sistem Starship in njegov pomen za prihodnost vesoljskih poletov (predavanje)

Sistem Starship je iztrelitveni sistem zasebnega podjetja SpaceX, ki obljublja revolucijo na področju vesoljskih poletov. V predavanju bomo spoznali kaj sestavlja sistem Starship, trenutno stanje razvoja, tehnološke in ostale izzive do prvega orbitalnega poleta, še posebej podrobno pa si bomo pogledali na novo razvit raketni motor(Raptor 2.0), ki bo vse to omogočil. Prihodnost vesoljskih poletov izgleda izjemna.

2. Razno

Prijazno vabljeni !

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Vabilo na sestanek Astronomskega društva Orion

Spoštovani,

vabimo vas na sestanek Astronomskega društva Orion, ki bo v sredo 25. maja 2022 ob 18. uri v učilnici 1D6 v novem traktu II. gimnazije Maribor (Trg Miloša Zidanška 1, vstop skozi novi prizidek šole z Žitne ulice, nato desno po stopnicah v 1. nadstropje ali skozi glavni vhod, skozi avlo, na koncu avle desno po hodniku do novega prizidka, nato po stopnicah v 1. nadstropje).

Dnevni red:

1. Gregor Hojnik: Sistem Starship in njegov pomen za prihodnost vesoljskih poletov (predavanje)

Sistem Starship je iztrelitveni sistem zasebnega podjetja SpaceX, ki obljublja revolucijo na področju vesoljskih poletov. V predavanju bomo spoznali kaj sestavlja sistem Starship, trenutno stanje razvoja, tehnološke in ostale izzive do prvega orbitalnega poleta, še posebej podrobno pa si bomo pogledali na novo razvit raketni motor(Raptor 2.0), ki bo vse to omogočil. Prihodnost vesoljskih poletov izgleda izjemna.

2. Razno

Prijazno vabljeni !

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Lunin mrk v ponedeljek 16. maja 2022

Iz naših krajev bo v ponedeljek 16. maja 2022 v jutranjih urah mogoče opazovati Lunin mrk.

Slovenija se bo ob majskem popolnem Luninem mrku nahajala na skrajnem vzhodu vidnega območja mrka. To pomeni, da bomo lahko pri nas v primeru jasnega vremena opazovali le prvo polovico mrka, oziroma bomo lahko Lunin mrk videli le kot delni. Polsenčna faza se bo sicer začela v ponedeljek 16. maja zjutraj, že ob 3:30 po srednjeevropskem poletnem času (SEPČ), vendar ta faza s prostimi očmi ni vidna. Luna bo začela prehajati v Zemljino senco ob 4:27 po SEPČ, ko bo njen višinski kot le 7,3°, zato bo za kakovostno opazovanje potrebno izbrati opazovališče, ki ima na jugozahodni strani čim manj ovir. V Mariboru bo Luna žal zašla za matematičnim obzorjem ob 5:24 po SEPČ, oziroma okoli štiri minute pred začetkom popolne faze mrka. Kljub ne najboljšim pogojem za opazovanje se bo v primeru jasnega vremena vseeno izplačalo vstati nekoliko bolj zgodaj in občudovati zanimiv naravni pojav. Mrk bodo sicer najlepše opazovali v Južni Ameriki, v vzhodnem delu Severne Amerike, v večjem delu Atlantskega oceana in v jugovzhodnem delu Tihega oceana. Če bo v večjem delu Evrope, vzhodne Azije in v Afriki Luna v prvem delu mrka zahajala, pa bodo drugi del mrka lahko ob vzhajajoči Luni opazovali v osrednjem in zahodnem delu Severne Amerike in celo na Novi Zelandiji.

Veliko užitka ob opazovanju!

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Vabilo na sestanek Astronomskega društva Orion

Spoštovani,

vabimo vas na sestanek Astronomskega društva Orion, ki bo v sredo 20. aprila 2022 ob 18. uri v učilnici 1D6 v novem traktu II. gimnazije Maribor (Trg Miloša Zidanška 1, vstop skozi novi prizidek šole z Žitne ulice, nato desno po stopnicah v 1. nadstropje ali skozi glavni vhod, skozi avlo, na koncu avle desno po hodniku do novega prizidka, nato po stopnicah v 1. nadstropje).

Dnevni red:

1. Mag. Ivan Ketiš: Vpliv rusko-ukrajinske vojne na razvoj kozmonavtike

2. Igor Žiberna: Popolni Lunin mrk v maju 2022

3. Razno

Prijazno vabljeni!

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Vabilo na sestanek Astronomskega društva Orion

Spoštovani,

vabimo vas na sestanek Astronomskega društva Orion, ki bo v sredo 16. marca 2022 ob 18. uri v učilnici 1D6 v novem traktu II. gimnazije Maribor (Trg Miloša Zidanška 1, vstop skozi novi prizidek šole z Žitne ulice, nato desno po stopnicah v 1. nadstropje ali skozi glavni vhod, skozi avlo, na koncu avle desno po hodniku do novega prizidka, nato po stopnicah v 1. nadstropje).

Dnevni red:

1. dr. Jure Ravnik: Predstavitev knjige Billa Brysona »Kratka zgodovina skoraj vsega«

Bill Bryson je znan pisec romanov in poljudnoznanstvenih knjig. Med slednjimi je skoraj zagotovo najbolj znana knjiga »Kratka  zgodovina skoraj vsega«. Avtor v knjigi na zelo duhovit in predvsem razumljiv način bralca popelje na pot od začetka vesolja do današnje dobe. Na tej poti se z astronomijo in fiziko prepletajo tudi kemija, geologija, biologija, antropologija in ostale družbene vede. Knjiga je leta 2005 prvič izšla tudi v slovenskem prevodu, zatem pa doživela nekaj ponatisov, zadnjega, četrtega, leta 2020.

2. Razno

Prijazno vabljeni!

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Vabilo na sestanek Astronomskega društva Orion

Spoštovani,

vabimo vas na sestanek Astronomskega društva Orion, ki bo v sredo 16. februarja 2022 ob 18. uri v videokonferenčnem sisetmu Jitsi. Navodila za njegovo uporabo in za sodelovanje na sestanku so navedena spodaj.

Dnevni red:

1. Igor Žiberna: Obramba Zemlje pred trki z drugimi telesi in projekt DART

Številna telesa, ki potujejo po našem Osončju prečkajo ekliptiko in se pogosto znajdejo na isti lokaciji kot naš planet. Manjši delci v Zemljini atmosferi zgorijo, kar se dogaja nekajkrat na dan. Večjo težavo predstavljajo večja telesa, ki bi let skozi Zemljino atosfero preživela in v primeru trka z zemeljskim površjem povzročila veliko škode. Ocene kažejo, da bi trk z asteroidom velikosti nad 1 km že povzročil usodne posledice planetarnih razsežnosti in tudi izumrtje velikega števila rastlinskih in živalskih vrst. Zaenkrat praktično izvedljive in preizkušene zaščite pred trki Zemlje z drugimi telesi še ne poznamo. V predavanju bomo predstavili objekte blizu Zemlje in potencialno nevarne objekte, ki bi lahko, če bi trčili z Zemljo, bistveno spremenili razmere na njej. V nadaljevanju bomo predstavili osnovne teoretične koncepte zaščite pred trki s takimi telesi. Eden od pristopov temelji na pravočasni in minimalni spremembi orbite takega telesa. Prav misija DART bo v letu 2022 na primeru manjšega dvojnega asteroida Didymos-Dimorphos izvedla poskus preusmeritve tega telesa, kar bomo predstavili na koncu predavanja.

2. Razno

Sestanek bo potekal preko videokonferenčnega sistema Jitsi v sobi adorion od 17.55 dalje. Dostop je mogoč v spletnem brskalniku (priporočamo Chrome) na spletnem naslovu https://meet.jit.si/ ali preko aplikacije za mobilne naprave.

  • Dostop iz spletnega brskalnika (priporočamo Chrome)

V brskalnik vpišemo spletni naslov https://meet.jit.si/adorion . Če vas brskalnik vpraša za dovoljenje za uporabo kamere ali mikrofona, kliknemo Dovoli (Allow). Zaradi lažje prepoznavnosti pišemo s svoje ime in priimek. Prijavimo se s klikom na Join meeting.

  • Dostop iz aplikacije za mobilne naprave

Na mobilno napravo namestimo  aplikacijo Jitsi Meet (Apple Store: https://apps.apple.com/us/app/jitsi-meet/id1165103905, Google Play https://play.google.com/store/apps/details?id=org.jitsi.meet). Aplikacijo odpremo in v meniju poiščemo zavihek Nastavitve, kjer vpišemo svoje ime in priimek. vpišemo ime sobe adorion in tapnemo Pridruži se. Če nas naprava vpraša za dovoljenje za uporabo mikrofona in kamere, ji dovolimo.

Prosimo, da upoštevate naslednje:

– prijava v sobo adorion bo možna od 17.55 ure dalje,

– vpišete se z izklopljenim mikrofonom in kamero,

– čas za diskusijo bo seveda možen,

– če se med sestankom pojavi kakšno vprašanje, dvignemo roko s klikom na ikono roke in počakamo.

Prijazno vabljeni

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Borivoj Breže: Predstavitev knjige avtorja Briana Greena KONEC ČASA

Pisatelj, ki si je svetovni ugled pridobil s knjigama Tkanina vesolja in Čudovito vesolje, si tolikšnega v tretje ne bo mogel pridobiti, vsaj pri večjem številu bralcev ne. Medtem ko se je Brian Greene pri prvih dveh knjigah približal mnogim bralcem tudi z domiselnimi grafičnimi prikazi, se je v tej knjigi pokazal v povsem drugi luči. Bralec ne samo da pogreša slikovne prikaze, težje mu sledi zlasti v osrednjem delu, ko se Greene oddalji od poljudnoznanstvenega naravoslovja: astrofizike, kozmologije, kemije in genetike ter prehaja v izrazito humanistično tj antropološko filozofskega. Konec časa je pravzaprav enciklopedična knjiga. Avtor si je nadel težko breme, ki ga marsikdo od njegovih sicer doslej hvaležnih bralcev ne bo hotel deliti z njim ali pa le stežka.

Izredno zanimiv je v prvih poglavjih (v drugem, predvsem pa tretjem), ko razdela entropijo in drugi zakon termodinamike kot malokdo pred njim, v osrednjem delu (od četrtega poglavja dalje) pa preide v antropološka in filozofska razmišljanja, da bi se zadnjih poglavjih (devetem, desetem in enajstem) osredotočil na začetek, predvsem pa na konec vesolja. V tem se vsebinsko približa knjigi Katie Mack Konec vsega, pri čemer velja priporočiti bralcu, naj si najprej prebere njeno knjigo, morda celo kot conditio sine qua non preden bo segel po Greenovem Koncu časa. Opozoriti je treba, da avtor zlasti v začetnem in končnem delu knjige poglablja tista znanja, ki so bralcem s področja poljudnoznanstvene astrofizike in kozmologije sicer dokaj dobro znana, vendar bodo našli marsikaj takega česar še niso vedeli. V osrednjem delu knjige, namenjenem o razvoju človeškega mišljenja – uma se pogosto naslanja na Darwinovo teorijo nastanka vrst – nadaljnji razvoj lahko poteka samo z višje organiziranimi in razvitimi skupinami. Tako skupine človečnjakov, ki so pridobile dar govora in petja ter ustvarjanja mitov, imajo več možnosti za preživetje kot tiste, ki tega še niso pridobile, oziroma ga imajo manj razvitega. Osnovna ideja, ki povezuje vso knjigo je v tem, da so čutenje, občutki, govor, jezik in zavest posledica delovanja elementarnih delcev – gradnikov, ki sestavljajo atom in organsko molekulo. Torej neverjetno veliko raznolikost struktur anorganskega in predvsem organskega izvora je pripisati kombinacijam istih osnovnih delcev. O Koncu časa bi lahko rekli, da je knjiga o entropiji: povsem naključne fluktuacije lahko privedejo do tega, da se v kaosu, formirajo povsem naključno urejene strukture z nizko entropijo in se lahko nadalje razvijajo, seveda, če pri nadaljnjem razvoju obdržijo stanje z nižjo entropijo.

Greenejev Konec časa je knjiga na redukcionističnih temeljih. Zanj v tej knjigi, najverjetneje pa tudi sicer izhaja vse iz fizike, fizika je tudi tista, ki omogoča misel, zavest in um. Kot da je fizika tisto vezivo, lepilo, ki omogoča poenotenje vsega, ne samo vseh štirih sil neposredno po velikem poku. Pri tem misli Greene fiziko kot celoto, pa naj bo to klasična Newtonova, ali kvantna mehanika z Einsteinom, Schrödingerjem, Heisenbergom in Paulijem.

Brian Greene je v Koncu časa uporabil leposlovni način izražanja. Čeprav naravoslovec, je namreč univerzitetni učitelj, matematike in fizike in seveda tudi astrofizik in kozmolog svetovnega ogleda, se je izkazal kot izredno široko razgledan, tako da njegova knjiga vsebuje prvine s kulturnega področja, pa naj bo to leposlovja, glasbe in tudi upodabljajoče umetnosti (Calaiski meščani). V tej njegovi knjigi je marsikaj avtobiografskega npr. kot deček si je osmodil obrvi, ko je hotel prižgati plin v kuhinjski pečici, pri tem pa ni upošteval, da se je v njej nabralo že precej plina, preden je primaknil vžigalnik. Knjiga ima tudi anekdotični značaj. V njej se je nabralo dosti izrekov znamenitih znanstvenikov o katerih je Greene bral, nekatere pa je neposredno slišal. Konec časa je ob vsem tem bogata tudi historiografsko, Greene v njej velikokrat poseže v zgodovino fizike (klasična mehanika – Newton, kvantna mehanika – Schrödinger), astronomije, astrofizike, kozmologije in genetike. Za to izredno široko zastavljeno knjigo z kar enciklopedičnim značajem, lahko rečemo, da je zahtevna knjiga tudi za zahtevnega bralca, ki mora biti razen tega tudi široko razgledan.

Da bi kompleksno knjigo kot je Konec časa bolje razumeli, je priporočljivo prebrati razen že omenjene knjige Katie Mack Konec vsega še sestavek s spleta avtorja Igorja Bratoža z naslovom Kako dolgo lahko traja misel z dne 10.08.2021 ob 07:01 – https://www.delo.si › kultura › knjiga › kako-dolgo-lah.

Prvo poglavje Mikavnost večnosti (str. 15 – 27)

V prvem poglavju, ki ga lahko pojmujemo kot predgovor, avtor navede, da si v knjigi (str. 18-19) delita glavni vlogi, glavna lika: entropija in evolucija. Tako navaja tudi v prvem poglavju misel ruskega avtorja Vladimirja Nabokova (roman Lolita po katerem so posneli tudi istoimenski film), da je življenje posameznika kratkotrajna reža svetlobe med dvema večnostima teme, kar velja tudi za celotno vesolje. In s tem se je treba sprijazniti. Avtor zaključuje prvo poglavje s spoznanjem: Nič ni trajno. Nič ni absolutno.

Drugo poglavje Jezik časa (str. 28 – 52)

V poglavju pod zgornjim naslovom se Greene pomudi, še preden začne z razlago, kaj je to entropija, z drugim zakonom termodinamike katerega glavna značilnost, lastna vsej snovi in energiji je, da vse v vesolju teži k temu, da se izrabi, iztroši ali ovene. Kot citat uporabi Greene misel Bertranda Russela, enem najvidnejših intelektualcev 20. stoletja (str. 28). Opirajoč se na Russela, tudi Greene vidi v prihodnosti propadanje, neizprosno pretvarjanje produktivne energije v neuporabno toploto, vendar tudi veruje, da je v vsem tem propadu in razkroju mogoče ustvariti lepoto in resničnost.

Kot primer dokazovanja neurejenosti navaja avtor kovance, obrnjene na eno od svojih obeh strani: cifro ali moža in izhaja iz tega, da če bi bili vsi kovanci v danem številu obrnjeni na eno ali drugo stran, absolutna urejenost le izjemna redkost. V primerjavi s to konfiguracijo, je sto milijard milijard milijardkrat bolj verjetno, da bi naključno stresanje kovancev pokazalo konfiguracijo s 50 ciframi in 50 možmi (str. 35 in 40). Kot stanje največje velike statistične neurejenosti, vzame Greene tudi vonj pri peki kruha (str. 42), ki se širi od krušne peči dalje ali pare ob kopalniškem ogledalu. Osrednji primer dokazovanja veljavnosti drugega zakona termodinamike uporablja Greene parni stroj, pri katerem se je pri prvih verzijah porabilo približno 95% toplote, ki sta jo ustvarila goreči premog ali les, izgubilo v okolico. Pri vsakem delovnem gibu – hodu bata – ciklu, se mora večina entropije, ki jo parni stroj pridobi v določenem ciklu, oddati v okolico. Ali tudi, da bi se parni stroj vrnil v začetno stanje, mora v skladu z drugim zakonom termodinamike oddati vso toploto v okolico. Prav takšno oddajanje odpadne toplote je v okolje je težilo Bertranda Russela. Celovito gledano deluje parni stroj tako, da s svojim delovanjem prehaja od nižje entropije k stanju višje entropije. Ko se volumen pare v valju zmanjšuje, se znižuje tudi entropija v njem, molekule pare v valju, ki udarjajo na bat, imajo krajšo pot, torej se njihova entropija zmanjšuje, z oddajanjem pare v okolje, ki jo potem, ko je valj dosegel svojo skrajno lego, pa se volumen z raztezanjem ohlajene pare povečuje. Sisteme, pri katerih se entropija lahko zmanjša na enem mestu, vendar se znatno poveča na drugem, imenujemo, imenujemo entropični valček. Prav ta proces pogojuje vzpon življenja in uma ter vsega, kar sledi v zadnjem delu knjige od devetega poglavja naprej.

Na koncu drugega poglavja se avtor sprašuje, ali je opazljivo vesolje ponor brez dna za absorbiranje odpadne toplote? Ali lahko življenje v neskončnost pleše entropični valček? Ali pa bo morda prišel čas, ko bo vesolje nasičeno in ne bo moglo več absorbirati odpadle toplote, ki jo ustvarjajo prav tiste dejavnosti, ki nas opredeljujejo, kar bi pomenilo konec življenja in uma?

Tretje poglavje Izvor in entropija (str. 53 – 74)

Že kar na začetku tretjega poglavja zastavlja vprašanje Greene, če drugi zakon termodinamike bremeni vesolje z neusmiljenim povečevanjem neurejenosti, kako potem narava ustvari čudovito konfigurirane, zelo urejene strukture, od atomov in molekul do zvezd in galaksij ter življenja in uma?

Ko je jezuitski duhovnik George Lemaître sredi prejšnjega stoletja na podlagi Einsteinove splošne teorije relativnosti razvil radikalno idejo o vesolju, ki da se je začelo z velikim pokom in se od takrat dalje širi, mu je Einstein sprva oporekal rekoč, da so njegovi izračuni sicer pravilni, toda njegova fizika je ostudna. Ko pa je ameriški astronom Hubble odkril, da se oddaljene galaksije odmikajo in da je dlje kot je galaksija, večja je njena hitrost, je Einstein sprejel „ostudno fiziko” po kateri je imelo vesolje svoj začetek. Začetek vesolja se je začel s širitvijo z določene točke. Za razumevanje tega fenomena kot tudi za nadaljnje razumevanje samega nadaljnjega širjenja je treba razumeti dvojno naravo gravitacije, ki ima za razliko od elektromagnetne sile dvojni značaj: deluje lahko kot privlačna sila, lahko pa tudi po Einsteinovi splošni teoriji relativnosti tudi kot odbojna sila. Alan Guth je konec sedemdesetih let z izračuni pokazal, da bi prav potisk odbojne gravitacije, zgoščene v območju velikosti miljardinke miljardinke miljardinke metra z določeno vrsto energije, ki jo lahko imenujemo inflatonsko polje, napihnil to območje na velikost opazljivega vesolja, če ne celo večjega. Torej bi lahko prav odbojna gravitacija poganjala veliki pok.

Izjemno visoka temperatura mladega vesolja (podpoglavje Odmev, str. 57 – 60) se je tako znižala, da znaša danes prvobitna toplota velikega poka svojih 2,7 stopinj Kelvina nad absolutno ničlo. Sevanje katerega posledica je omenjena temperatura in obsega celotno vesolje, imenujemo kozmično mikrovalovno sevanje ozadja. Pri tem obstajajo na videz homogenem temperaturnem polju področja minimalnih temperaturnih razlik velikosti stotinke tisočinke. Gre za pravi vzorec, ki se pokorava Heisenbergovem kvantnomehanskemu načelu nedoločenosti iz leta 1927.

Greene navaja, da je bilo zgodnje vesolje (podpoglavje Veliki pok in drugi zakon termodinamike, str. 60 – 65) sicer termodinamsko in strukturno kaotično, vendar je v tem kaosu obstajalo tudi območje z nizko entropijsko konfiguracijo, za kar je bilo potrebno izjemno naključje. Kar je trenutno kljub vsem teoretičnem in raziskovalnem delu še vedno predpostavka.

V podpoglavju V izvoru snovi in rojstvu zvezd (str. 64 – 65) je odbojna gravitacija v milijardinki milijardinke milijardinke sekunde po velikem poku močno raztegnila prvotno območje vse do meja opazljivega vesolja, nakar je v naslednjem delčku sekunde razpadlo tudi inflatonsko polje in pretvorilo svojo energijo v meglico delcev, ki so bili drugačni od tistih, ki jih poznamo še danes. V kaskadah hitrih reakcij med delci, so težki razpadli v lažje, drugi pa so se združili v tesne konglomerate in prvobitno juho, izraz, ki ga uporablja tudi Katie, pretvorili v nam znane protone, nevtrone in elektrone, pa tudi v temno snov. Po razpadu inflatonskega polja je poleg temperature variirala tudi gostota delcev, malenkost večja tukaj, malenkost manjša tam. Prav te minimalne razlike, so zaradi učinka gravitacijske sile omogočile postopno nastajanje kepastih in gručastih teles, kot so zvezde in galaksije. Gravitacijsko kopičenje je ustvarilo stisnjene in vroče skupke delcev, sprožili so se jedrski procesi in začele so nastajati prve zvezde. Bolj določeno: stisnjena sredica se namreč vse bolj segreva, dokler ne pride do jedrskega zlivanja. Pri tem se sprošča se izredno veliko energije, kar se odraža na gibanju delcev navzven zaradi česar se uravnotežuje navznoter delujoča sila gravitacije. Nastane zgoščen, stabilen in obstojen vir toplote in svetlobe. Rodi se zvezda.

In kako je z entropijo? V sredici se temperatura dviga in povečuje entropijo, prostornina pa se zmanjšuje, kar entropijo zniža. Končna bilanca pokaže, da zmanjšanje volumna preseže povečanje temperature, zato se entropija sredice zmanjšuje. Pri lupini pa se prostornina povečuje, s čimer se povečuje tudi entropija, temperatura pa se zniža, s čimer se entropija lupine zmanjša. Podrobni izračuni pokažejo, da se entropija lupine poveča. Končna primerjava med sredico in lupino pa vendarle pokaže, da povečanje entropije lupine presega zmanjšanje entropije v sredici, zaradi česar celoten proces entropijo zvezde poveča, kar govori v prid drugemu zakonu termodinamike. Tudi v tem primeru govorimo o duetu za entropijski valček.

Ali že pred tem: pri dovolj velikem plinskem oblaku se sredica pod vplivom gravitacije krči, zato se njegova entropija zmanjšuje, vendar se pri tem sprošča toplota zaradi katere entropija okolice zraste. Lokalno območje urejenosti nastane znotraj okolja, katerega povečanje neurejenosti to urejenost več kot odtehta.

Kadar je gravitacije dovolj, lahko nastanejo urejene strukture (podpoglavje Jedrsko zlivanje, urejenost in drugi zakon termodinamike, str. 72 – 74). K urejenosti sredice pripomore tudi jedrska sila, ki omogoča zlivanje jeder. Zlivanje ustvari navzven usmerjen tlak, ki zaustavi sesedanje zaradi gravitacije. V entropičnem valčku sodelujeta torej obe sili. Z zlivanjem vodikovih jeder več milijardkrat na sekundo nastajajo helijeva jedra, zaradi česar nastajajo atomski skupki z nižjo entropijo. Pri tem se del mase prvotnega jedra pretvori v energijo v skladu z enačbo E = mc2, večinoma v obliki izbruhov fotonov, ki segrevajo notranjost zvezde in poganjajo sevanje svetlobe s površja zvezde. In prav ta ognjena svetloba z zvezde prenaša ogromne količine entropije v okolico. S tem povečanje entropije okolice več kot odtehta zmanjšanje entropije zaradi zlivanja jeder kar ustreza drugemu zakonu termodinamike.

Gravitacija pri nastajanju zvezde deluje kot katalizator, kot pogonska sila pa deluje jedrska sila pri zlivanju. Ta dvojica je od časov po velikem poku ustvarila urejene astronomske strukture, vsaj v enem primeru (Zemlja, op. B. Brežeta) pa sta omogočila nastanek življenja (str. 73 – 74 v istem podpoglavju).

Četrto poglavje Informacije in živost (str. 75 – 118)

Na začetku tega poglavja (podpoglavje Od strukture do življenja, str. 75 – 78) se avtor vpraša v čem in zakaj je pripisati razliko med kamnom in zajcem (str. 76). Navdahnila ga je tako kot mnoge znanstvenike knjiga „Kaj je življenje?”, ki jo je leta 1944 napisal eden velikanov kvantne mehanike, Nobelov nagrajenec Schrödinger. Greene izhaja iz redukcionističnega pristopa, tj. vso raznolikost struktur v naravi tako njenega živega kot neživega dela pripisuje razporejanju določenih konfiguracij ogromnega števila sestavnih delov kot so atomi, njihovi gradniki in molekule: ena sama celica vsebuje več kot bilijon atomov (str. 77). Greene, čeprav fizik, ki pogosto v knjigi omenja redukcionizem, redukcionistični vidik ipd. vendarle preide na spoznanje, da vede niso ločene. In ko se od življenja usmerimo k inteligentnemu življenju, se v pripoved vključijo še druge prekrivajoče se discipline – jezik, književnost, filozofija, zgodovina, umetnost, mitologija, religija, psihologija itd. Zgodbe višje ravni, povedane v jeziku človeškega razmišljanja, ponudijo boljši uvid. Vsekakor – in to je ključno – se morajo zgodbe na človeški ravni skladati z redukcionistično zgodbo. Smo fizikalna bitja, podvržena fizikalnim zakonom. Najboljše razumevanje si pridobimo, če povežemo zgodbo vseh disciplin v večplastno pripoved.

Kljub temu se Greene tudi v tem poglavju prepušča redukcionističnem stališču (str. 80).

V podpoglavju Izvor elementov ( str. 80 – 84) Greene na moč poljudno najprej razloži strukturo atoma, nato pa opozori na enak naboj protonov zaradi česar sta potrebni izredno visoka tlak in temperatura, da se premaga obojestranski odboj in se protoni dovolj zbližajo – da prevlada močna jedrska sila. V prvih trenutkih po velikem poku je bil prostor preplavljen z izredno energičnimi fotoni,

ki bi razbili vsako porajajočo se združbo protonov in nevtronov. Njihovo združevanje se je lahko pričelo, ko je še vedno izredno visoka temperatura padla za toliko, da energija fotona ni mogla več premagati močne jedrske sile.

Nekaj minut po velikem poku je nastalo samo prvih nekaj elementov: vodik, helij, devterij in litij (str. 82). Sinteza jeder se še zdaleč ne konča s tem, ko se vodik zlije v helij. Dovolj masivne zvezde še naprej stiskajo jedra in jih silijo, da se zlijejo v kompleksnejše atome periodnega sistema, pri tem pa proizvajajo precej toplote in svetlobe. Znana sta dva načina/vira nastajanja elementov z visokim atomskim številom:

Prvi vir: Zvezda, ki ima dvajsetkrat večjo maso od Sonca prvih osem milijonov let zliva vodik v helij, nato pa naslednjih milijon let zliva helij v ogljik in v kisik. Med nadaljnjim segrevanjem sredice pokuri zvezda ˙(str. 82 spodaj) vse svoje zaloge ogljika in ga zlije v natrij in neon; v naslednjih šestih mesecih ustvari magnezij, v mesecu dni žveplo in silicij, nato pa v zgolj desetih dneh porabi preostale atome in ustvari železo (str. 83 zgoraj). Pri železu se protoni in nevtroni vežejo najtesneje.

Elementi z višjim atomskim številom in višjo atomsko maso od železa nastanejo tako, da se sesedanje pospeši v implozijo (v kateri se snov odbije od sredice in ustvari spektakularen udarni val, ki plane navzven. In ko udarni val potuje od sredice proti površju zvezde, tako silovito stiska jedra, na katera naleti, da nastanejo še večja jedra in ko udarni val končno doseže površje zvezde, odvrže atome težjih elementov kot so baker, živo srebro, nikelj, srebro, zlato, platina in radij, uran ter plutonij v vesolje.

Drugi vir težkih elementov so siloviti trki med nevtronskimi zvezdami, nebesnimi telesi, ki nastanejo v smrtnih krčih zvezde, katerih masa je približno deset- do tridesetkrat večja od Sončeve (str. 83 – 84).

Podpoglavje Izvor Osončja (str. 84 – 86)

Najmasivnejše zvezde so končale v gravitacijski imploziji, tako siloviti, da so se sesedle vse do črne luknje, skrajne konfiguracije snovi (str. 84 spodaj).

Na podlagi sestave Sonca fiziki menijo, da je Sonce vnuk prvih zvezd vesolja, prišlek tretje generacije.

Pred približno 4,7 milijarde let se je udarni val supernove verjetno zarinil v oblak, ki je vseboval vodik, helij in majhne količine kompleksnejših atomov. Del oblaka se je stisnil in postal gostejši od svoje okolice (str. 85) Vrteči se oblak se je razširil ter sploščil svoja zunanja območja v krožeči disk, ki je obdajal kroglast predel v sredini. V naslednjih petdeset do sto milijonih let je gravitacijska sila stiskala kroglasto sredico, ki je postajala vse bolj vroča in gosta, medtem ko se je okoliška snov ohlajala in redčila. Entropija sredice se je zmanjšala, rast entropije v okolici pa je to več kot odtehtala. Na koncu sta temperatura in gostota sredice dosegli prag na katerem se je začelo jedrsko zlivanje.

Podpoglavje Mlada Zemlja (str. 86 – 88)

Starost Zemlje je mogoče ugotavljati s prosojnimi cirkonijevimi kristali, ki so nastali takrat ko se je lava z ognjenikov zgodnje Zemlje ohladila in strdila in delujejo kot časovne kapsule. S podrobno analizo nečistoč v njih dobimo sliko razmer v starodavni Zemlji.

Analiza sestave kristalov, nastalih pred 4,4 milijarde let je pokazala, da so bile takratne razmere manj surove kot smo si predstavljali. Zgodnja Zemlja je bila verjetno razmeroma miren vodni svet z majhnimi kopnimi območji po površju, ki ga je večinoma pokrival ocean. Najbolj dramatično obdobje za Zemljo je bilo približno petdeset do sto milijonov let po njenem rojstvu, ko je Zemlja verjetno trčila s planetom velikosti Marsa, imenovanim Thea, kar bi naj uplinilo Zemljino skorjo, uničilo Theio ter oblak plina in prahu odpihnilo več tisoč kilometrov daleč v vesolje. Sčasoma bi se naj ta oblak gravitacijsko sprijel in ustvaril Luno, enega večjih satelitov v Osončju. Razen tega je tudi nagib Zemljine osi posledica trka s Theio. V nekaj sto milijonih let od nastanka se je Zemlja dovolj ohladila, da so se atmosferski hlapi spremenili v dež, zapolnili oceane in ustvarili teren (relief), ki se ne razlikuje bistveno od današnjega. S precejšnjo gotovostjo lahko trdimo, da tam, kjer ni tekoče vode, tudi ni življenja.

Življenje, kvantna fizika in voda (str. 89 – 92)

Voda je med najbolj pomembnimi snovmi v naravi. Njena kemijska formula H2O je za kemijo to, kar je Einsteinova formula E = mc2 za fiziko.

Porazdelitev električnega naboja v vodni molekuli je ključna za nastanek življenja. Voda je izjemno učinkovito topilo. Zaradi nesimetrične porazdelitve naboja lahko voda raztopi skoraj karkoli. Negativno nabito kisikovo oglišče (ion) zgrabi vse, kar ima šibak pozitivni naboj, pozitivno nabita vodikova vrhova (iona) pa vse kar je vsaj malo negativno. Voda, ki predstavlja približno 70 odstotkov mase celice omogoča dovajanje hranil v notranjost celice, odvaja odpadke, združuje kemikalije v nove snovi, potrebne za celične funkcije itd.

Podpoglavje Enotnost življenja (str. 92 – 93)

Celotno kompleksno večcelično življenje izhaja iz ene same starodavne celične vrste. Celice so si podobne, ker njihove dedne linije izhajajo iz iste začetne točke; stekajo se v skupnega prednika z dvema vseprisotnima lastnostma življenja. Prva nam razkriva kako, celice kodirajo in uporabljajo informacije, ki usmerjajo funkcije za ohranjanje življenja. Druga zadeva energijo, pove nam, kako celice prevzemajo, shranjujejo in izkoriščajo energijo, potrebno za izvajanje življenjskih funkcij.

Podpoglavje Enotnost informacij življenja (str. 93 – 96)

Tako imenovano živo naravo tvorijo skupki celic, ki sestajajo iz organskih kemijskih spojin imenovanih beljakovine oziroma proteini. Sestavljene so iz kombinacij dvajsetih manjših podenot – aminokislin (str. 94), podobno kot so sestavljene besede iz kombinacije petindvajsetih črk. Zato, da lahko beljakovine opravljajo svoje funkcije kot so kataliza in uravnavanje kemijskih reakcij, prenašanja snovi in nadziranja lastnosti kot sta oblika in gibanje celice, se morajo aminokisline povezovati v določena zaporedja. To omogoča DNK, organska spojina v obliki dvojne vijačnice, nekakšne dolge zavite lestve, katere prečke sestavljata po dva nosilca iz krajših molekul imenovanih baze. Običajno jih označujemo s začetnicami strokovnih vzdevkov A,T, G in C. Pri ljudeh je zaporedje DNK dolgo približno tri milijarde črk pri čemer se zaporedje pri različnih osebkih razlikuje za manj kot četrtino odstotka. Treba pa je vedeti, da se zaporedji DNK med človekom in šimpanzom ujemata 99 – odstotno. Zaporedja baz na eni strani lestve enolično določa zaporedje na drugi. In prav v tem zaporedju črk se nahajajo navodila, ki določajo katere aminokisline se bodo vezale med seboj in usmerjale sintezo vrste specifičnih beljakovin. Vse življenje na enak način kodira navodila za izdelavo beljakovin. Dalje: skupine treh zaporednih črk na dani stranici DNK označujejo določeno aminokislino iz zbirke dvajsetih. Beljakovino, zgrajeno iz tisoč povezanih aminokislin, bi kodiralo posebno zaporedje treh tisoč črk. Takšno zaporedje predstavlja gen. Te dovršene koordinacije pri neživih stvareh ni. Zakaj jo biologi imenujejo univerzalna? Vsaka molekul DNK, naj pripada morski travi ali Sofokleju, na enak način koordinira informacije, potrebne za izgradnjo beljakovin.

To je enotnost informacij življenja.

Podpoglavje Enotnost energije življenja (str. 96 – 99)

Vse življenje se na enak način spoprijema s pridobivanjem in razdeljevanjem energije. Življenje pridobiva energijo iz okolja preko počasnega kemičnega izgorevanja, shranjuje jo pa tako, da polni biološke baterije, vgrajene v celice. Te celične baterije nato nudijo enakomeren vir elektrike, ki jo celica uporabi za sintezo molekul, ustvarjenih za prenos in za dostavo energije vsaki celični komponenti.

Kemično izgorevanje, ki je osrednjega pomena za procesiranje energije se imenuje redoks reakcija. Naj kot primer služi goreče poleno. Med gorenjem predata ogljik in vodik v lesu elektrone kisiku v zraku in se s tem združijo v molekule vode in molekule ogljikovega dioksida, pri čemer oddajo energijo. Prav to je razlog, da je ogenj vroč. Ko kisik prevzame elektron, pravimo, da se reducira. Ko ogljik in/ali vodik oddata elektron, pravimo, da sta se oksidirala. To redukcijsko – oksidacijsko reakcijo imenujem na kratko redoks. Redoks reakcije predstavljajo v kemiji znatno širši pojem, ki ni omejen na izgorevanje lesa. V splošnem atomi z redoks reakcijami zapolnjujejo svoje nivoje – orbitale z elektroni elektronskih darovalcev pri čemer se sprošča precejšnja energija.

V živih celicah tovrstni procesi ne potekajo tako hitro kot pri gorenju. Elektroni, ki jih prispeva hrana, prehajajo skozi niz vmesnih redoks reakcij, v procesu, ki se res konča s kisikom, pri čemer se pri vsakem skoku, v vsaki stopnji/fazi sproščajo manjši odmerki energije. Elektroni skačejo od ene molekule do druge pri čemer je vsak naslednji prejemnik bolj elektronsko zahtevnejši od prejšnjega, kar zagotavlja, da vsak skok prinese sprostitev energije. Kisik, energetsko najpožrešnejši, ga na koncu pritegne v svojo orbitalo, pri čemer odda elektron še tisto malo energije, ki jo je imel.

Proces je pri rastlinah precej podroben. Največja v razlika je v viru elektronov. Živali jih pridobivajo s hrano, rastline pa z vodo. Sončna svetloba, ki pada na klorofil v zelenih listih rastlin, odstrani elektrone z vodnih molekul in jih pošlje na kaskado črpanja/oddajanja energije. In tako energija, ki napaja vse dejavnosti živih bitij, izhaja z enega in istega procesa skakajočih elektronov v nizu celičnih redoks reakcij. Zato ni iz trte zvit rek fizika Alberta Szent- Györgyja „Življenje ni nič drugega kot elektron, ki išče kraj za počitek.”

Življenje na Zemlji uporablja en sam energijski mehanizem: določeno zaporedje elektromagnetnih kemičnih reakcij v katerih elektroni, ki izvirajo iz vode ali hrane, po zaporedju skokov končajo v trdnem objemu kisika. Kako in zakaj je je ta proces pridobivanja energije postal izbrani mehanizem življenja? Nihče ne ve. Toda univerzalnost, tako kot univerzalnost genske kode, znova zelo glasno govori o enotnosti življenja. Zakaj se vsa živa bitja napajajo na enak način? Očiten je odgovor je, da vse življenje izhaja iz skupnega prednika, enocelične vrste, ki naj bi po mnenju raziskovalcev obstajala pred približno štirimi milijardami let.

Podpoglavje Biologija in baterije (str. 99 – 101)

Energijo sproščajo elektroni, ki preskakujejo od ene redoks reakcije do druge. Energija se porabi za polnjenje bioloških baterij, ki so vgrajene v vsako celico. Te baterije nato napajajo sintezo molekul, določenih za prenos in dostavo energije, kjerkoli in kadarkoli je potrebna po vsej celici. To je zapleten proces – je pa pri vseh živih bitjih isti.

K zelo zapletenemu besedila opisa manjkajo grafični prikazi.

Izrazi in opisi, kot so: …trzanje sprejemne molekule, zobato kolo, zatikalnik, celične baterije, biološke baterije, vetrni mlini, molekulske turbine in protonske baterije bi morali biti zajeti v ustrezne sheme, ker je samo izvirno besedilo preveč komplicirano!

Podpoglavje Povzetek (str. 101 – 102)

Elektroni iz hrane (ali elektroni v rastlinah, ki jim energijo podeli sončna svetloba) postopoma stopenjsko oddajajo energijo, ki polni biološke baterije v vseh celicah. Ta energija se nato uporabi za sintezo molekul kjerkoli je to potrebno. To je univerzalni mehanizem, ki napaja vse kar je živo. Ta proizvodnja energije je v ozadju vseh človeških dejavnosti in vseh misli. Zapleteni kompleksni procesi, ki napajajo celice, so univerzalni in potekajo pri vseh živih bitjih. Ta enotnost skupaj z enotnostjo kodiranja celičnih navodil dokazuje, da vse življenje izhaja iz skupnega prednika.

Podpoglavje Evolucija pred evolucijo (str. 102 – 107)

Kako se je pojavil skupni prednik vsega kompleksnega življenja? Kako se je življenje začelo? Kako je nastala generična komponenta življenja – sposobnost shranjevanja, uporabe in podvajanja informacij? Kako je nastala presnovna komponenta življenja – sposobnost pridobivanja, shranjevanja in uporaba kemične energije? In kako je nastalo zapiranje genetskega in presnovnega molekularnega ustroja v celice? Na ta vprašanja si bo mogoče odgovoriti le z raziskavami na osnovi darvinistične evolucije.

Izvor pestrih, raznolikih in številnih vrst na našem planetu temelji na dveh povezovalnih idejah:

1. Pri razmnoževanju organizmov so potomci svojim staršem v splošnem podobni, niso pa enaki. Po Darwinovem gre za izvor z drugačenjem (modifikacijami).

2. V svetu z omejenimi viri poteka boj za preživetje.

Različne kombinacije uspešnih drugačenj se počasi kopičijo in začetna populacija se razvije v skupine, ki predstavljajo različne vrste. Leta 1953 je razkritje molekule DNK osvetlilo molekularno teorijo dednosti. Avtorja Watson in Crick sta odkrila proces s katerim življenje podvaja prav tiste molekule, ki shranjujejo navodila celice, kar omogoča, da se kopirana navodila prenesejo na potomce. Podrobneje: informacije, ki usmerjajo delovanje celice, so zakodirane v zaporedje baz, prečno nanizanih vzdolž stranic lestve (vijačnice) DNK. Ko se celica pripravi na podvajanje, se lestev razklene po sredini in ostaneta dve stranici, vsaka z določenim zaporedjem baz. Ker so ta zaporedja komplementarna, predstavlja vsaka stranica predlogo za izdelavo kopije druge. S pritrjevanjem partnerskih baz na tiste, ki se nahajajo na ločenih stranicah, izdela celica dve popolni kopiji prvotne DNK. Ko se celica nato podvoji, prejeme vsaka hči eno od podvojenih kopij DNK in prenaša genske informacije z ene generacije na naslednjo. Kako se torej v hčerinskih celicah pojavijo nove ali predrugačene celice? Odgovor je v napakah. Noben proces ni stoodstotno natančen. Napake, čeprav redke, se pojavljajo, včasih naključno in včasih zaradi okoljskih vplivov, kot so energični fotoni ultravijoličnega ali rentgenskega sevanja, ki lahko proces podvajanja skazijo. Zaporedje DNK, ki ga hči podeduje, se torej lahko razlikuje od tistega, ki ga je prispeval starš. Nekatere spremembe pa lahko vplivajo na delovanje celice, bodisi na boljše, bodisi na slabše. Če sprememba poveča sposobnost obstanka, ima boljše možnosti, da se prenese na naslednje generacije in se razširi po populaciji. Ključno za evolucijo je, da so modifikacije pri prehajanju od staršev na potomce izredno redke. Ta stabilnost ščiti genske izboljšave pred tem, da bi se popačile ali hitro izbrisale. Tovrstne spremembe so izredno redke; dogajajo se približno na enem od sto milijonov baznih parov. A še tako majhna genska drugačenja, ko se naberejo v veliko generacijah, omogočijo neznanski telesni in fiziološki razvoj. Pri tem je treba upoštevati, da se je življenje tj. evolucijski razvoj razvijalo milijarde let. Če bi vsako leto predstavljajo list papirja, bi milijardi ustrezal stolp, visok skoraj sto kilometrov. V večini primerov je novo nastala molekula enaka prvotni, toda včasih ni. V teku mnogih molekularnih generacij dobimo ekosistem, ki ga naseljuje spekter variacij prvotnih molekul. Tiste modifikacije, ki povečajo sposobnost molekul, premagajo tiste, ki je ne. To imenujemo molekularni darvinizem.

Podpoglavje Na poti k življenju (str. 107 – 111)

Bližnji sorodnik DNK, imenovan RNK (ribonukleinska kislina) je morda pred približno štirimi milijardami let sprožil fazo molekularnega darvinizma, predhodnika življenja.

RNK je vsestranska molekula, ključna komponenta vseh živih sistemov. Predstavljamo si jo lahko kot krajšo, enostransko različico DNK, sestavljeno iz ene same stranice, vzdolž katere je pritrjeno zaporedje baz. RNK v celici opravlja nalogo kemičnega mediatorja, jemlje odtise različnih majhnih razdelkov razklenjene lestve DNK in prinese informacije v druge dele celice, kjer usmerja sintezo določenih beljakovin. Tako kot DNK tudi RNK uteleša celične informacije in predstavlja komponente programske opreme celice. Posebne različice RNK (ribosomska RNK) v svojem osrčju združujejo aminokisline, da nastanejo beljakovine. RNK torej usmerja in katalizira kemične reakcije. In nekatere med temi reakcijami pospešujejo podvajanje RNK same.

Podpoglavje Fizika informacij (str. 111 – 113).

Celično programsko opremo izvajajo kemične razporeditve, ki preko svoje oblike, strukture in sestavnih delov vodijo različne molekule po trajektorijah, ki jim same zase sicer ne bi sledile. Kako delujejo takšne molekularne usmerjevalke? Zaradi natančne razporeditve svojih sestavnih delov dana molekula pritegne določeno amino kislino, odbije neko drugo in je povsem nevtralna do drugih. Ali tako kot pri lego kockah (in puzzlih, op. B. Brežeta) se dana molekula zloži – stakne samo z ujemajočimi se molekulami. Vse to je fizika. Atome in molekule potiska, priteguje ali zlaga elektromagnetna sila. Informacije so vkodirane v molekularne razporeditve same, te razporeditve pa vodijo druge molekule, da trčijo, ali se združijo ali drugače vplivajo druga na drugo, da potekajo celični procesi, kot so rast, popravila ali razmnoževanje. Torej je fizična struktura molekul tista, ki omogoča izvajanje sicer zelo specializiranih nalog. Ali: edinstvene molekularne razporeditve so vzrok za izjemen spekter organiziranih molekularnih premikov, ki izvajajo procese višje ravni. Takšne biološke informacije so organizirane v višjih obsegih in vodijo procese, ki ne delujejo samo znotraj posameznih celic, temveč tudi na njihovih skupkih.

Življenje je koreografirana fizika.

Podpoglavje Termodinamika in življenje (str. 113 – 114).

Življenje je nastalo in se razvilo z evolucijo, kot vsi fizikalni sistemi pa se podreja nareku entropije. Ko se snov združi v življenje, ohranja dolga obdobja urejenosti. In ko se življenje razmnožuje, ustvarja dodatne skupke molekul, ki so prav tako razporejene v urejene strukture. Kje v vsem tem so entropija, neurejenost in drugi zakon termodinamike? In kje je tukaj entropični valček?

Žive stvari niso izolirane, treba je upoštevati okolje.

Primer prehranjevanja: med prehranjevanjem vnašamo urejene strukture (zelenjava, žita…), jih počasi kurimo preko redoks reakcij, v katerih se elektroni iz hrane postopoma združijo s kisikom iz zraka, ki ga vdihujemo. Energija, ki se sprošča pri tem, se uporablja za napajanje različnih presnovnih dejavnosti ter prek odpadnih snovi in toplote odhaja v okolje, ki srka entropični višek.

Upoštevaje energijo z vesolja: gravitacija stisne oblake plina v zvezde, pri čemer zmanjša notranjo entropijo in prek sproščene toplote poveča entropijo okolice. Nazadnje se sprožijo jedrske reakcije, zvezde zasvetijo in začnejo oddajati fotone. Če je ta zvezda Sonce, s fotoni oskrbuje Zemljo in ji dovaja nizkoentropijski vir energije, ki poganja presnavljanje pri rastlinah. Simbolično rečeno, kot da gravitacija ohranja življenje, vendar celovito vzeto gravitacija povzroča kopičenje goriva (v zvezdi) in zagotavlja stabilna zvezdna okolja, vendar je treba upoštevati tudi zlivanje jeder omogoča neusahljivo proizvodnjo enakomernega dotoka visokokakovostnih fotonov.

Podpoglavje Splošna teorija življenja? (str. 114 – 118)

Greene se sprašuje: je življenje tako zelo malo verjetno, da je vzniknilo, samo enkrat v vesolju, ki vsebuje več sto milijard galaksij, od katerih ima vsaka več sto milijard zvezd, mnoge s planeti? Ali pa je življenje naraven, morda celo neizogiben rezultat določenih osnovnih in razmeroma pogostih okoljskih pogojev, kar bi pomenilo, da v vesolju mrgoli življenja?

Zato raziskujejo stanja, ko visokokakovostna energija, ki se pretaka po sistemu in napaja entropični ples, s čimer mu omogoča, da se upira težnji po notranji neurejenosti, ki bi sicer prevladala (neravnovesna termodinamika). Razvili so matematiko, za analiziranje konfiguracij snovi, ki lahko, če je vezana na neizčrpen vir energije (sončni žarki), spontano postane urejena.

Če fizikalni sistem prejema enakomeren pretok koncentrirane energije iz okolja, lahko posebni molekularni vzorci s pomočjo te energije vzdržujejo ali celo povečajo to urejeno obliko, hkrati pa odvržejo osiromašeno obliko energije (manj dostopno in bolj razpršeno) nazaj v okolje. Urejene vzorce, ki razpršijo energijo, imenujemo disipativne strukture. Skupna entropija, vključno z okoljsko se poveča, toda z vztrajnim črpanjem – dovajanjem energije v sistem, lahko poganjamo in ohranjamo urejenost prek entropičnega valčka. Tudi živa bitja so disipativne strukture, ki srkajo energijo iz okolja in z njo ohranjajo ali povečujejo svojo urejenost ter sproščajo osiromašeno obliko te energije nazaj v okolje. Urejene molekule, potrebne za življenje, so se lahko pojavile iz kaosa naključnega molekularnega gibanja na davni Zemlji. Živa bitja jemljejo vase visokokakovostno energijo, jo porabijo in nato nizkokakovostno energijo vrnejo v obliki toplote in drugih odpadkov. Torej je bila disipativna prilagoditev ključna za izvor življenja. Molekule, ki se podvajajo, so morda pričakovan rezultat disipativne prilagoditve. Kar je pogoj za molekularni darvinizem in pot k življenju se lahko prične. Nekateri molekulski skupki z močjo molekularnega darvinizma, ki odbira vse bolj sposobne primerke, bi morda dobili sposobnost, da shranjujejo in prenašajo informacije. Biološki računalniki? (vprašanje B. Brežeta).

Peto poglavje Delci in zavest (str. 119 – 160)

Podpoglavje Svobodna volja (str. 147 – 152)

… naše misli in dejanja so v resnici kompleksni procesi premikajočih se delcev, ki dajejo močan občutek svobodne volje, vendar jim v popolnosti vladajo zakoni fizike (str. 152).

Kamni, ljudje in svoboda (str. 152 – 154)

Nismo svobodni pred fizikalnimi zakoni, na katere ne moremo vplivati. Naša svoboda je izražanje vedenja – skakanja, razmišljanja, opazovanja, odločevanja itd. -, kar večini skupkov ni dano. Pri človekovi svobodi ne gre za odločitve na podlagi volje.

Nisem svoboden zato, ker lahko presežem fizikalne zakone, temveč zato ker je moja osupljiva notranja organizacija osvobodila moje vedenjske odzive. Odziv ni nič drugega kot vojska delcev, ki izvajajo kvantnomehanske ukaze.

Podpoglavje Relevantnost, učenje in individualnost (str. 154 – 160).

Primerjava z robotskim sesalnikom- tudi on se uči, kam lahko gre in kam ne sme.

Redukcionistična zgodba, ki opisuje človeško ravnanje kot delovanje zbirke delcev, ponuja po Greenovem pomemben, a omejen pogled. Čeprav vladajo enaki zakoni kot vsem snovnim strukturam, je človeška zgodba, zgodba višje ravni. Razmišljanja, odločitve, trpljenje, hrepenenje, uspehi in padci so v celoti združljivi z redukcionističnimi, ki jih pripovedujemo na ravni delcev. Toda v službi vsakdanjega življenja so zgodbe višje ravni bolj poučne. Zgodbe o sto milijardah milijard milijard delcev nas ne zanimajo preveč. Čutimo, da smo avtorji svojih odločitev in dejanj, toda redukcionistična zgodba jasno pokaže, da nismo. Ne mišljenje, ne vedenje se ne more osvoboditi prijema fizikalnih zakonov.

Misli, odzivi in dejanja so pomembni, Ustvarjajo posledice. So členi v verigi fizikalnega razvoja dogodkov. Vendar takšne misli, odzivi in dejanja izhajajo iz predhodnih vzrokov, ki se pokoravajo zakonom fizike.

Tako je tudi z odgovornostjo. Čeprav se moji delci in s tem moje obnašanje podrejajo fizikalnim zakonom, sem ’jaz’ odgovoren za svoja dejanja. V vsakem danem trenutku sem svoja zbirka delcev; ’jaz’ ni drugega kot bližnjica za mojo določeno konfiguracijo delcev (ki, čeprav dinamična, ohranja dovolj stabilne vzorce, da omogoča stanoviten občutek moje osebne identitete). Upoštevati moramo, da takšno vedenje ni posledica svobodne volje. Toda ta opažanja ne okrnejo višje ravni, ki prepoznava, da se moja specifična konfiguracija delcev – način kako so razporejeni v zapleteno kemično in biološko mrežo, ki vključuje gene, beljakovine, celice, nevrone, sinaptične povezave itd. – odziva na način, ki je lasten meni. Človeška sposobnost, da se odziva na najrazličnejše načine, priča o ključnih principih, kot sta entropijski valček in evolucija z odbiranjem. Entropični ples pojasnjuje, kako območja urejenosti nastajajo v svetu, ki postaja vse bolj neurejen in kako nekatera od teh območij – zvezde – ostanejo stabilna več milijard let in predstavljajo stalen vir toplote in svetlobe. Evolucija pojasni, kako se v ugodenem okolju, kot je planet, ki se kopa v stabilni toploti svoje zvezde, zbirke delcev sestavljajo v vzorce, ki omogočajo kompleksno vedenje od podvajanja in popravljanja, izkoriščanja energije in presnove pa do gibanja in rasti. Zbirke, ki pridobijo še nadaljnjo sposobnost mišljenja in učenja, komuniciranja in sodelovanja, domišljije in napovedovanja, so bolje opremljene za preživetje in s tem za ustvarjanje podobnih zbirk s prav takšnimi lastnostmi.

Res sprejemamo odločitve. Res izpeljemo dejanja. In ta dejanja imajo res posledice. Vse je resnično. Ob strani moramo potisniti zamisel, da imajo naše odločitve in izvor v nas, da nastanejo po našem neodvisnem nareku, da izhajamo iz razmisleka, ki je onkraj dosega, fizikalnih zakonov. Prepoznati moramo, da je občutek svobodne volje resničen, da pa sposobnosti uresničevanja svobodne volje – sposobnosti, da človeški um preseže zakone, ki nadzirajo fizikalni razvoj – nimamo.

Šesto poglavje Jezik in pripoved (str. 161 – 186)

Podpoglavje Prve besede (str. 163 – 167)

Številni raziskovalci poudarjajo, da so naši predniki imeli fizične in umske zmogljivosti za govor, vprašanje pa je, ali so tudi dejansko govorili.

Leta 2001 so identificirali pomembno gensko osnovo za glasovno in ustno spretnost. To je gen FOXP2 na kromosomu 7 (str. 166). Podobne variacije gena so odkrili pri mnogih vrstah, od šimpanzov do ptic in rib. Pri šimpanzih se beljakovina, ki jo kodira navedeni gen, razlikuje od naših samo za dve aminokislini (med več kot sedem stotih), medtem ko je neandertalska enaka naši. Genska osnova za govor in jezik je morda nastala po tem, ko smo se pred nekaj milijoni leti ločili od šimpanzov, a preden smo se ločili od neandertalcev pred približno šest sto tisoč leti (str. 167).

Deveto poglavje Trajanje in minljivost (str. 239 – 271)

Podpoglavje Črno sonce ( str. 244 – 248)

Sonce nenehno obliva z nizkoentropijsko energijo ključno za življenje. Že skoraj pet milijard let se Sonce z energijo, ki nastaja z zlivanjem vodikovih jeder v svoji sredici, upira silam gravitacije. To ravnovesje med gravitacijo, ki vleče navznoter in delci, ki silijo navzven, bo trajalo približno še nadaljnjih pet milijard let. Nato se bo porušilo. Čeprav bo v Soncu še vedno veliko vodikovh jeder, jih v sredici ne bo več. Zlivanje vodika ustvari helij, čigar jedra so težja in gostejša od vodikovih in prav tako kot pesek v tolmunu izriva vodo na njegovem dnu, izriva helij v središču Sonca vodik.

V središču se Sonce najbolj segreje; trenutno ima temperatura sredice okoli petnajst milijonov stopinj, kar je veliko več od desetih milijonov stopinj, potrebnih za zlivanje vodikovih jeder v helijeva. Toda za zlivanje helijevih jeder je potrebna temperatura okoli sto milijonov stopinj. Ker Sonce te temperature ne dosega, helij pa izriva vodik iz sredice, bo zaloga za zlivanje pošla. Navzven delujoč tlak zaradi zlivanja se bo zmanjšal in navznoter delujoč privlak gravitacije bo prevladal. Sonce se bo začelo sesedati. Pri tem se bo njegova temperatura strmo dvigala. Visoka temperatura in tlak sicer ne še vedno na bosta dosegala pogojev za izgorevanje helija, bosta pa sprožila nov krog zlivanja v tanki lupini z vodikovimi jedri, ki obdajajo vodikovo sredico. V teh skrajnih razmerah bo zlivanje vodika napredovalo izjemno hitro in bo ustvarjalo še večji potisk navzven, kar ne bo zaustavilo samo sesedanja, temveč bo povzročilo, da se bo Sonce močno napihnilo.

Napihnjeno Sonce bo pogoltnilo in uplinilo Merkur. Z Venero, čeprav nekatere simulacije kažejo, da jo bo nabrekujoče se Sonce morda za las zgrešilo, in če je tako, je ’varna’ tudi Zemlja. Vendar ni tako. Temperatura bo poskočila v tisoče stopinj kar bo izsušilo oceane odpihnilo ozračje in preplavilo površje s strjeno lavo. Če bodo naši potomci želeli živeti še naprej, bodo morali že zdavnaj pred tem zapustiti Zemljo. Mars, ki kroži na večji razdalji, bo na varnem.

Med zlivanjem vodikovih jeder v lupini, ki obdaja helijevo sredico Sonca, se bo dodatni helij, ki pri tem nastane, pogrezal in sredico še bolj stisnil, kar bo povzročilo še višjo temperaturo. Višja temperatura bo povečala zlivanje vodikovih jeder v lupini, ki obdajajo sredico in okrepila točo helija, ki pada v sredico ter temperaturo še bolj dvignila. Čez približno pet milijard let in pol od danes bo temperatura sredice končno dovolj visoka, da bo izgorevanje helija mogoče, pri čemer bosta nastajala ogljik in kisik. Po silovitem izbruhu, ki bo označil prehod po katerem bo prevladujoč vir energije postalo zlivanje helija, se bo Sonce spet skrčilo in se ustalilo v manj burni konfiguraciji.

Po približno sto milijonih let bosta težja ogljik in kisik izpodrinila lažji helij, zavzela bosta sredico Sonca in helij izrinila v okoliške plasti. Temperatura Sonca se bo ustalila znatno pod šest sto milijoni stopinj, zaradi česar se bo zlivanje spet ustavilo, privlak gravitacije bo spet zavladal in Sonce se bo spet skrčilo, pri čemer bo temperatura sredice spet narasla. Zvišana temperatura sproži zlivanje v lupini s helijem, ki obdaja mirno sredico iz ogljika in kisika. Toda temperatura sredice se ne bo več toliko zvišala, da bi njej prišlo do jedrskega izgorevanja. Masa Sonca je premajhna, da bi ob sesedanju dovolj segrela sredico, kar v večjih zvezdah sproži zlivanje ogljika in kisika v še težja in bolj kompleksna jedra. Ko helijeva lupina izgori in sredico zasuje s svežima kisikom in ogljikom, se ta še naprej krči, dokler kvantni proces, imenovan Paulijevo izključitveno načelo sesedanja ne ustavi. Imenovani je leta 1925 ugotovil, da dva elektrona (ki zasedata enako kvantno stanje (tj. orbitalo), ne moreta biti poljubno tesno skupaj, temveč obstoja neka določena meja. Ko se Sonce krči, se elektroni v sredici vse bolj zbližujejo, pri čemer gostota (število elektronov) prej ali slej doseže mejo, ki jo določa Paulijevo načelo. Pri nadaljnjem krčenju, bi se pojavil močan kvantni odboj, zato elektroni vztrajajo na svojih mestih.

Zunanje lupine Sonca se še naprej širijo in ohlajajo in na koncu odplavajo v vesolje, za seboj pa pustijo izjemno gosto kroglo ogljika in kisika, imenovano bela pritlikavka, ki bo svetila še nekaj milijonov let. Toplotna energija se bo postopoma porazgubila v vesolje in ostanek Sonca bo potemnel in postal temna krogla. Sonce bo počrnelo.

Podpoglavje Veliki raztrg (str. 248 – 251)

Vesolje se vse hitreje širi. Po Newtonu in Einsteinu kepe snovi, kot planeti in zvezde izvajajo privlačno medsebojno gravitacijo, v predelu prostora, kjer teh kep ni, je gravitacijska sila odbojna. Velika odbojna gravitacija je po teoriji poganjala veliki pok. Na tak način lahko pojasnimo pospešeno širjenje vesolja, ki smo mu priča danes.

Ta odboj si lahko razlagamo tudi s temno energijo s katero naj bi bilo enakomerno napolnjeno celotno vesolje. Ker ne ustvarja svetlobe, bi jo lahko upravičeno imenovali tudi nevidno energijo. Ker so galaksije kepe snovi, izvajajo privlačno gravitacijo, vzajemno vlečejo navznoter in s tem upočasnjujejo odmikanje. Enakomerno razporejena temna energija, ki izvaja odbojno gravitacijo, pa odmikanje pospešuje. Današnje širjenje vesolja je v primerjavi z napihovanjem prostora med velikim pokom razmeroma majhno. Zadošča že zelo malo temne energije. Temna energija je postala de facto razlaga za pospešeno širjenje vesolja. Manj jasno pa je njeno dolgoročno obnašanje. Ni nujno, da se ne bo vrednost temne energije s časom spreminjala. Če bo postajala s časom vse večja, lahko pride do kataklizme, ki jo imenujemo veliki raztrg.

Vse večji odbojni potisk gravitacije bo sčasoma premagal vse sile, ki vežejo, zato bi se vse raztrgalo. Vse kar ohranja skupaj elektromagnetna sila, ki veže atome in molekularne sestave in močna jedrska sila, ki veže protone in nevtrone v atomskih jedrih, obe ti sili sta danes v ravnovesju z odbojnim potiskom, zato sistemi, kot je tudi človeško telo ostajajo takšni, kakršni so. Če pa bo odbojni potisk (tlak) vse večji, se bo prostor znotraj sistemov npr. telesa močno razširil, da bo premagal elektromagnetne in jedrske sile, ki držijo skupaj. Telesa na primer bodo nabreknila in se razletela na koščke, tako kot vse drugo.

Odbojna gravitacija bo čez dvajset milijard let razgnala gruče galaksij, nekaj milijard let za tem se bodo zvezde, ki sestavljajo Rimsko cesto, razletele kot iskre ognjemeta, okoli šestdeset milijonov let bo Zemljo in druge planete Osončja odneslo stran od Sonca, nekaj mesecev pozneje bodo zaradi odbojne gravitacijske sile med molekulami zvezde in planeti eksplodirali in po samo še tri minutah bo odboj med delci, ki sestavljajo atome, tako narasel, da bo razgnalo še te. Možno je, da bo odbojna gravitacija raztrgala še tkanino prostor – čas. Realnost se je začela s pokom in se bo v nekem trenutku končala z raztrgom.

Podpoglavje Pečine časa (str. 251 – 253).

Odbojna gravitacija bo, če bo še vnaprej pospešeno gnala oddaljene galaksije narazen, po približno bilijon letih povzročila, da bo oddaljevanje galaksij doseglo in nato preseglo svetlobno hitrost, kar je navidez v nasprotju z Einsteinovo teorijo, da nič ne more preseči svetlobne hitrosti. Toda ta hipoteza velja izključno za hitrost objektov, ki se premikajo skozi prostor. Galaksije se komajda gibljejo skozi prostor. V prispodobi se kot packe bele barve na črni raztegljivi tkanini odmaknejo ena od druge, ko tkanino raztegnemo. Torej so galaksije kot packe na tkanini prostora in se razmikajo samo zato, ker se prostor veča. Bolj kot je ena galaksija oddaljena od druge, več je med njima prostora, ki se napihuje. Bolj določeno: hitrost premika galaksij kot takih nikoli ne bo dosegla svetlobne, hitrost širjenja med galaksijami je tista, ki bo dosegla in presegla svetlobno.

V nasprotju z galaksijami pa svetloba, ki jo oddajajo, dejansko potuje skozi prostor. Svetloba s svojo hitrostjo ne more premagati še hitrejšega povečevanja razdalje od Zemlje. Ko bodo bodoči astronomi svoje teleskope usmerili v najgloblje predele nočnega neba, bodo videli samo črnino. Oddaljene galaksije bodo zdrsele onkraj meja tako imenovanega kozmološkega obzorja, kot da bi padle s pečine na robu prostora.

Trideset galaksij, znanih kot Krajevna skupina bodo še naprej kozmični spremljevalec gledano z Zemlje. Sčasoma se bosta Rimska Cesta (Milky Way) in Andromeda, ki prevladujeta v Krajevni skupini, verjetno spojili v združbo, ki jo astronomi imenujejo Milkomedia. Zvezde Milkomedie si bodo dovolj blizu, da bodo njihovi vzajemni gravitacijski privlaki vzdržali širjenje prostora in zvezdno družbo ohranili, stik z oddaljenimi galaksijami pa bo prekinjen, kar bo velika izguba. Brez dostopa do oddaljenih galaksij bomo izgubili glavno diagnostično orodje za sledenje širjenja prostora. Prav tisti podatki, ki so vodili k razumevanju velikega poka in kozmičnega razvoja, ne bodo več na voljo.

Astronomi bodočih generacij čez bilijone let ne bodo več verjeli našim podatkom, da se vesolje širi, saj bodo videli vesolje, ki bo na največjih razdaljah črno in sprejeli bodo zmoten zaključek, da je vesolje statično.

Podpoglavje Somrak zvezd (str. 253 – 254)

Prve zvezde so začele nastajati približno po sto milijonov let po velikem poku in bodo nastajale še naprej, vse dokler obstajajo surovine za njihovo izdelavo. Seznam sestavin je kratek, saj potrebujemo le dovolj velik oblak vodikovega plina, ki ga gravitacija počasi stiska, segreva središče in sproži jedrsko zlivanje. Raziskovalci so izračunali, da bo približno čez sto bilijonov let v prihodnosti nastajanje zvezd v veliki večini galaksij prenehalo.

Naše Sonce bo sijalo še kakšnih deset milijard let, veliko masivnejše zvezde pa bodo jedrsko gorivo izčrpale že veliko prej. V nasprotju z njimi zvezde s približno desetino Sončeve, izgorevajo bolj umirjeno in žive veliko dlje. Astronomi za zvezde z majhno maso uporabljajo splošno ime rdeča pritlikavka. Na podlagi raziskovanj je teh največ v vesolju. Pri njih celotna zaloga vodika zgori v sredici. Rdeče pritlikavke sijejo več bilijonov let, tisočkrat dlje od Sonca, toda čez sto bilijonov let bodo tudi one ostale brez goriva. Takrat bodo vesolje naseljevali zogleneli ogorki. A ker je gravitacijski privlak zvezde odvisen samo od njene mase, bodo te zvezde obdržale svoje morebitne planete.

Podpoglavje Somrak astronomske urejenosti (str. 254 – 256)

Kaj se zgodi pri srečanju dveh zvezd, ne da bi se zaletele druga v drugo? To bi se lahko zgodilo tudi Zemlji, še preden bi Sonce zgorelo, čeprav je malo verjetno.

Zemlja bi ob takšnem srečanju spremenila svojo trajektorijo. Zaradi vse večje oddaljenosti od Sonca bi temperatura na Zemlji stalno padala. Zgornje plasti svetovnih oceanov bi zamrznile, tako kot vse drugo na Zemeljskem površju. Atmosferski plini, predvsem dušik in kisik bi se utekočinili in kapljali z neba. Življenje na površju Zemlje verjetno ne bi preživelo. Življenje pa uspeva v temnih, vročih vrelcih, posejanih po oceanskih tleh in je morda celo izšlo iz njih. Sončna svetloba še zdaleč ne prodre do njih, zato odsotnost teh vrelcev ne bo prizadela. Precejšen del energije, ki jih napaja, prehaja iz razpršenih, a nenehnih jedrskih reakcij. Zemeljska notranjost vsebuje zalogo radioaktivnih elementov (večinoma torija in urana), in ko ti nestabilni atomi razpadajo, oddajajo tok energičnih delcev, ki segrevajo okolico. Torej bo Zemlja, ne glede na to, ali uživa toploto jedrskega zlivanja Soncu ali ne, še naprej uživala toploto, ki jo ustvarja jedrska cepitev v njeni notranjosti. Če bi Zemljo odneslo iz Osončja, bi se življenje na oceanskem dnu nadaljevalo še milijarde let, kot da se ni nič zgodilo.

Podpoglavje Gravitacijski valovi in dokončno opustošenje (str. 256 – 259)

Če se bo Zemlja izognila nabrekujočem Soncu in če je ne odnese iz Osončja zaradi ’obiska’ kake od zvezdnih sosed, bodo o njeni končni usodi odločali gravitacijski valovi.

Čeprav v praznem prostoru tako rekoč ni trenja, planet pri vsakem svojem obhodu dejansko izgubi nekaj svoje energije. Pri premikanju astronomska telesa ustvarijo valove, ki se širijo navzven. Ti valovi v tkanini prostora so gravitacijski valovi, ki jih je Einstein objavil v člankih v letih 1916 in 1918.

Ko bo Sonce že dolgo mrtvo, v kolikor bo Zemlja še vedno v njegovi orbiti, bo padla v že dolgo mrtvo Sonce, saj bo energijo izgubljala prav v tem procesu, torej z neustavljivo proizvodnjo gravitacijskih valov. Manjši planeti manj motijo in imajo daljše smrtne spirale. V središču večine galaksij je ogromna črna luknja, več milijonov ali celo milijardkrat masivnejša od Sonca.

Edine zvezde, ki jih ne bi izstrelilo iz galaksij, bodo izgoreli ostanki v orbitah okoli središčne luknje galaksije. In enako kot planete, ki se v spirali približujejo svojim soncem, ko se njihova orbitalna energija izteka v gravitacijske valove, velja tudi za zvezde v okolici galaktične črne luknje. Čez 1030 let po velikem poku, če že ne prej, bodo črne luknje galaksije očistile zvezd.

Vesolje bo temno in opustošeno, tu in tam posajeno z mrzlimi planeti, izgorelimi zvezdami in ogromnimi črnimi luknjami.

Podpoglavje Usoda kompleksne snovi (str. 259 – 263)

Snov sama bo morda razpadla. V jedru vseh atomov, ki sestavljajo molekule v vseh kompleksnih snovnih strukturah – od življenja do zvezd -, so protoni. Po novih teorijah povezav med silami v okviru velikega poenotenja, ki tudi zajemajo novoodkrite povezave med delci snovi, je tudi razpad protonov. Ta razpad bi bil počasen. Po do sedaj veljavnih računih znaša življenjska doba protona 1038 let. Njegova razpolovna doba bi znašala tisoč milijard miljard milijard let.

Ko bodo razpadli protoni, bodo v vesolju, tu in tam posajenem s črnimi luknjami lebdeli izolirani delci, večinoma elektroni, pozitroni, nevtrini in fotoni.

Podpoglavje Prihodnost misli (263 – 265)

Pri fizikalističnem pogledu na um je mišljenje fizikalni proces, povsem podvržen fizikalnim zakonom.

Um je funkcija možganov. Možgani so topli. Nenehno vsrkavajo vase energijo, ki jo priskrbimo s tem, da jemo, pijemo in dihamo, izvajajo celo vrsto fizikalno – kemijskih procesov, ki spremenijo njihovo konfiguracijo (kemične reakcije, molekularne razporeditve, gibanje delcev itd.; nato odpadno toploto odvedejo v okolico. Ko naši možgani razmišljajo, izpustijo v okolje toploto, ki odnaša entropijo, ki jo absorbirajo, pa tudi ustvarijo pri svojem notranjem delovanju. In če ne bi mogli odstraniti svoje nakopičene entropije, bi slej ko prej odpovedali. In možgani, ki odpovejo, so možgani, ki ne razmišljajo več. Ali bodo možgani vse globlje v prihodnosti še naprej lahko odvajali odpadno toploto, ki jo ustvarjajo?

Nihče ne pričakuje, da bodo možgani v toku časa (nadaljnjih milijonov, kaj šele milijard let ) vedno prisotni (če bodo obdržali isto strukturo). Takrat, ko bodo začeli atomi razpadati v osnovnejše delce, bodo kompleksni molekularni aglomerati vsake vrste redkejši. Toda potreba po odstranjevanju odpadne toplote je tako temeljna, da se nanaša na katerokoli konfiguracijo katerekoli vrste, ki izvaja proces mišljenja. Zato je ključno vprašanje, ali kakršnakoli tovrstna entiteta – imenujmo jo Mislec – lahko oddaja toploto, ki jo njeno razmišljanje nujno proizvaja, ne glede na to, kako je zasnovana ali sestavljena. Če Mislecu to ne uspe, se bo pregrel in izgorel v lastnih entropijskih odpadkih.

Deseto poglavje Somrak časa (str. 272 – 299)

Podpoglavje Razpadanje črnih lukenj (str. 273 – 279)

Vse kar pade v črno luknjo, prenese svojo entropijo črni luknji sami. Črno luknjo popolnoma določajo samo tri števila: masa, vrtilna količina in električni naboj. Ko enkrat izmerimo te makroskopske lastnosti, imamo vse potrebne informacije za popoln opis črne luknje. Te tri makroskopske lastnosti togo kažejo na eno in samo eno konfiguracijo. Masa snovi, ki pade v črno luknjo, se ne izgubi. Polmer dogodkovnega obzorja – sferične površine, ki omejuje mejo črne luknje in označuje lokacije, onkraj katerih ni vrnitve – je sorazmeren z maso: manjša masa pomeni manjše obzorje, večja masa pomeni večje obzorje. Če nekaj pade v črno luknjo, se njena masa poveča, zato predpostavljamo, da njeno obzorje pri tem nabrekne. Črna luknja nekaj zaužije in njen sferični pas se odebeli. Konkretno: če pade v črno luknjo foton, se njena masa nekoliko poveča in njeno dogodkovno obzorje se nekoliko razširi, – če vržemo v črno luknjo eno enoto entropije, se dogodkovno obzorje črne luknje razširi za eno enoto entropije (kvantno površino oziroma Planckovo konstanto, ki je približno 10 -70 kvadratnega metra, str. 275). Skupno entropijo črne luknje podaja skupna površina njenega dogodkovnega obzorja, merjenega v Planckovih enotah.

Vse kar pade v črno luknjo, je neusmiljeno potegnjeno v njeno singularnost. Črne luknje imajo temperaturo in žarijo (str. 276).

V navidez praznem vesolju so delci in antidelci, ki se izničujejo. Hawking si je predstavljal, da veljajo ti procesi izven dogodkovnega obzorja črne luknje. Ugotovil pa je tudi, da včasih do izničenja ne pride. Običajno posrka le enega od delcev v črno luknjo, drugi ostane izven nje. To se dogaja v vseh območjih prostora ob vsej površini sferičnega obzorja črne luknje. Zdi se, da črna luknja seva delce v vseh smereh, čemur pravimo Hawkingovo sevanje.

Po izračunih ima vsak delec, ki pade v črno luknjo negativno energijo. Zaradi tega se masa črne luknje zmanjšuje, nikakor pa ne veča. Ko se dogodkovno obzorje črne luknje krči, se njena površina manjša, zato se zmanjšuje njena lastna entropija, toda sevanje, ki ga oddaja in se širi navzven ter razporeja po vsem večjem prostoru, prenese v okolje toliko entropije, da več kot odtehta zmanjšanje. Torej tudi črne luknje izvajajo entropični ples.

Hawking je odkril formulo za temperaturo žareče temne luknje po kateri je temperatura črne luknje obratno sorazmerna z maso. Zato so velike črne luknje mirne in hladne, medtem ko so majhne črne luknje nemirne in vroče (str. 278). Temperatura črne luknje z maso Sonca je tik pod desetinko milijoninke stopinje (10-7 kelvina) nad absolutno ničlo, črna luknja z velikostjo pomaranče, pa bi žgala s temperaturo okoli bilijona bilijona stopinj (1024 kelvinov).

Čeprav črna luknja oddaja Hawkingovo sevanje, prejema več energije, kot jo oddaja, in se počasi veča. Toda z nadaljnjim širjenjem vesolja se bo mikrovalovno sevanje ozadja še naprej redčilo in njegova temperatura bo padala. Ko bo v daljni preteklosti temperatura mikrovalovnega ozadja padla pod temperaturo katerekoli črne luknje, bodo črne luknje več oddajale, kot prejemale, se bodo začele krčiti. S sevanjem se masa črne luknje manjša, temperatura pa se dvigne proti neskončnosti. Črna luknja, nastala iz zvezde z maso Sonca bi naj izginila 1068 let po velikem poku.

Podpoglavje Razpad supermasivnih črnih lukenj (str. 279 – 280)

Polmer črne luknje dogodkovnega obzorja raste z maso, njegova prostornina raste s kubom mase, povprečna gostota pa pada s kvadratom mase. Velike črne luknje imajo več mase za izsevanje, a ker imajo nižjo temperaturo, to maso počasneje izsevajo. Hawking je ugotovil, da čim masivnejša je črna luknja, tem nižja je njena temperatura in bolj pritajeno je njeno žarenje.

Podpoglavje Konec nekega časa (str. 281)

V daljni prihodnosti bo v vesolju videti razpršeno meglico delcev. Privlak med elektronom in njegovem antidelcem pozitronom vleče po spiralnih trajektorijah oba vse bolj skupaj, dokler se ne izničita v tankem, hipnem blisku svetlobe. Če se bo temna energija širila še naprej, bo zaradi pospešenega širjenja delce razgnala, zaradi česar se bodo le redko srečevali med seboj. (Anti)delci bodo tako široko razpršeni po vesolju in njegovo pospešeno širjenje bo tako intenzivno, da bo takšno združevanje izjemno malo verjetno. Razredčeni prah s svojo razredčenostjo prav gotovo ne bo tvoril entropičnega valčka.

Včasih jemljejo fiziki to prihodnjo dobo kot ’konec časa’. Pa ne da se čas ustavi. A ko ni drugega kot premikanje osamljenih delcev iz enega dela ogromnih širjav vesolja do drugega, lahko upravičeno rečemo, da je vesolje samo še praznina.

Podpoglavje Razpad praznine (str. 282 – 287)

Katie Mack je v svojem Koncu vsega z ustreznim splošnim diagramom prikazala, za kaj gre. Gre pa za naslednje: v vesolju ne obstajata samo gravitacijsko polje in polje temne energije, ampak tudi Higgsovo polje, ki delcem podeljuje maso (str. 283). Njegova trenutna vrednost znaša 246. Toda upor, ki ga povzroči Higgsovo polje s to vrednostjo, stabilno že milijarde let (skupaj z natančnim medsebojnim vplivom delcev in polja), uspešno pojasnjuje mase osnovnih delcev (str. 285) vse od velikega poka dalje. Toda leta 1970 je Sidney Coleman odkril, da se s procesom kvantnega tuneliranja, nenadnim preskokom v termodinamsko stabilnejše stanje, lahko spremeni vrednost Higgsovega polja. Ne tunelirajo samo delci, ampak tudi polja. Za razliko od ostalih koncev vesolja, ki so odmaknjeni za desetine, milijarde let v prihodnost, lahko pride tuneliranje Higgsovega polja in s tem popolno uničenje določenega dela vesolja s svetlobno hitrostjo že naslednji trenutek. Poguba bi bila hitra in neboleča. Na srečo je verjetnost tuneliranja kvantnega polja malo verjetna.

Je konec blizu? (str. 293 – 296)

Eden od koncev vesolja in kakršne koli misli lahko izhaja iz velikega stiska: če bi temna energija dobila negativno vrednost, tj. ustvarila privlačno gravitacijo, bi v vesolju stekel proces uničenja v nasprotnem smislu kot pri velikem poku, kar imenujemo veliki stisk (str. 293). Zgodil bi se lahko v prihodnjih 10/10/68 letih (dvojni potenčni eksponent!, op. B. Brežeta). Bo prišlo do singularnosti za novi veliki pok? Se cikli vedno pojavljajo?

Podpoglavje Smisel (str. 314 – 315)

Ko drvimo proti ugaslemu kozmosu, moramo sprejeti dejstvo, da nekega velikega načrta ni. Delci niso obdarjeni s smislom. Ni končnega odgovora, ki bi ždel v globinah vesolja in čakal, da ga odkrijemo.

Znanost je zmogljivo, čudovito orožje za raziskovanje zunanje realnosti. Toda vse drugo znotraj tega razumevanja je človeška vrsta, ki raziskuje sebe, jemlje to, kar potrebuje, da se lahko nadaljuje, in pripoveduje zgodbo, ki odzvanja v temo, zgodbo, izklesano iz zvoka in vrezano v tišino, zgodbo, ki v svoji najvišji obliki predrami dušo.

Greenov Konec časa je posebnež med knjigami. Na svoji knjižni polici bi ga lahko imeli tudi tisti, ki se ne ukvarjajo z astronomijo, astrofiziko in kozmologijo.

Literatura in vir

A. Literatura

1. GREENE, Brian, Konec časa, Človek, vesolje in iskanje smisla življenja, Učila Intrenational, Tržič 2021, 382 str.

2. MACK, Katie, Konec vsega (Gledano astrofizikalno), UMco (Zbirka S terena), 1. natis, Ljubljana 2021, 268 str.

3. WATSON, James D., BERRY Andrew, DNK Skrivnost življenja, Ljubljana, Modrijan (Zbirka Intermundia), 2007, 456 str.

B. Elektronski vir

Igor Bratož, Kako dolgo lahko traja misel, 10.08.2021 ob 07: 01 – https://www.delo.si › kultura › knjiga › kako-dolgo-lah.

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Borivoj Breže: Predstavitev knjige avtorice Katie Mack-KONEC VSEGA (Gledano astrofizikalno)

Ta prvenec ugledne ameriške kozmologinje so proglasili za znanstveno knjigo leta po izboru revij in časnikov Economist, Observer, New Scientist, BBC Focus, Independent in Washington Post.

Avtorica knjige Konec vsega Katie Mack, v nadaljnjem besedilu Katie, s svojim duhovitim in vedrim stilom, ki ga primerjajo z občudovanja vrednim pripovednim stilom Carla Sagana, privaja bralca na zavedanje, da ima vesolje kot celota svoj začetek in konec. Pri tem vnaša v besedilo zgodovino kvantne mehanike ter splošne teorije relativnosti vse od začetkov 20. stoletja dalje in nekatere doživljaje iz svojega življenja, predvsem razgovore z uglednimi astrofiziki in kozmologi ali njihove posamične izjave. Konec vsega je od prve do zadnje strani kozmološka knjiga, ki tam, kjer je potrebno, vključuje tudi astrofiziko in zgodovino astronomije ter znanosti.

Že na začetku prvega poglavja z naslovom Uvod v kozmologijo Katie napove, da čaka vesolje konec bodisi v ognju ali v ledu. Na koncu poglavja pa navede v osnovi 5 hipotez po katerih bi lahko vesolje docela razpadlo.

Od velikega poka do zdaj

V drugem poglavju z naslovom Od velikega poka do zdaj Katie daje bralcu tisto najosnovnejše znanje o razvoju vesolja skozi različne faze od točke singularnosti naprej. To poglavje služi predvsem tistim, ki nimajo (dovolj) potrebnih osnov iz astrofizike oziroma kozmologije, je pa priporočljivo, da si ga preberejo tudi tisti, ki imajo sicer trdne osnove, ki pa jih ni odveč preverjati, osveževati in/ali nadgrajevati.

V uvodnem delu omenjenega poglavja Katie predstavi zakonitost, da prinaša svetloba z vesolja sliko stanja, kot je bilo v preteklosti, tudi vse od samega začetka tj. pred 13,8 milijarde leti, ne pa sedanjega, dejanskega stanja zdaj. Zato podaja sicer izmerjene razdalje v časovnih enotah, kot je svetlobno leto, ki pove, kako dolgo je svetloba potovala do nas in s tem kako daleč v preteklost gledamo. Torej: galaksijo, oddaljeno milijardo svetlobnih let od nas vidimo, kot je bila pred milijardo leti, ne moremo pa videti, kakšna je „zdaj”.

Katie poudari, da pri velikem poku ne gre za eksplozijo v vesolju. Širjenje vesolja se odraža kot povečevanje razdalj med galaksijami pri čemer je bilo vesolje spočetka povsod veliko bolj gosto in vroče. Katie ga poimenuje s svojim vzdevkom peklosolje. Sevanje tega vesolja, ki ga avtorica označuje kot ognjeno kroglo, je zaznati še danes. To je mogoče ugotoviti z radioteleskopijo. Najdaljši odsev, ki prihaja z vesolja je v radiju 13,8 milijarde svetlobnih let, imenujemo opazljivo vesolje. S te razdalje prihajajo kozmični mikrovalovi[1], imenovani kozmično mikrovalovno ozadje ali CMB (cosmic microwave background). Karta celotnega CMB je v osnovi skoraj enake barve, ne glede na smer od koder sevanje prihaja. Posamezna področja na karti  nakazujejo hladnejše (temnejše), rdečkastonižjefrekvenčno in bolj vroče (svetlejše), modrikastovišjefrekvenčno sevanje. Razlika v isti osnovni barvi nakazuje gostoto posameznih področij.

Čeprav je razlika v gostoti na začetku zelo majhna – vsaka točka ima gostoto, ki od povprečja ne odstopa za več kot 1 delec na 100.000, bo sčasoma iz revnejše okolice potegnila več materije in tako narastejo iz oblakov vesoljskega plina najprej zvezde, v milijonih let pa jate galaksij.

[Nadalje z uporabo preglednice]

Singularnost je za Katie, če sploh gre za točko kot tako, iz fizikalno matematičnega vidika velik problem, saj je na majhnem prostoru skoncentrirano izredno (nepojmljivo) veliko energije. Poleg tega je pomemben tukaj tudi pojem časa. Čas, ki bi naj trajal po singularnosti, je določen od 0 do 10-43 sekunde, ki ga imenujemo Planckov čas. Od tega časa dalje se začenja širjenje vesolja, povezano z izrednim padcem temperatur od tako rekoč neskončno visoke ob singularnosti do hladnega okolja današnjega kozmosa pri treh stopinjah Kelvina nad absolutno ničlo ( – 270 oK).

Po Planckovem času nastopi doba GUT, ki traja 10-35 sekunde. Kratica GUT pomeni teorijo velikega poenotenja (Grand Unified Theory). Čeprav se je vesolje naglo ohlajalo, so bile temperature še vedno tako visoke, da so bile v tem času elektromagnetna, močna jedrska sila in šibka jedrska sila združene med seboj, tako, da jih ni bilo mogoče razlikovati. Gravitacije ni med njimi, čeprav fiziki menijo, da je bila gravitacija nekje okrog Planckovega časa nekako združena z ostalimi silami, kakršne koli so že bile.

Po dobi GUT sledi proces napihovanja, imenovan kozmična inflacija. Širjenje vesolja se je povečalo za faktor 1026. Pri tem procesu naj bi se vesolje povečalo na velikost žoge za plažo, vendar je treba upoštevati, da je bilo v izhodnem stanju veliko le kot točka in da se je povečanje na zgornjo velikost zgodilo v 10-34 sekunde. Širjenje se je usmerilo v majhen del vesolja z enotno temperaturo in zgolj iz tega območja je nastalo vse opazljivo vesolje. V teh

10-34 sekunde kozmično mikrovalovno ozadje še ni nastalo.

Proces stalnega širjenja in ohlajanja se je nadaljeval vsepovsod. Po inflaciji se je močna jedrska sila oddvojila od stanja GUT. Skupaj sta ostala samo elektromagnetna in šibka jedrska sila. Ostali sta združeni skupaj kot enotna ’elektrošibka’sila. Iz prvotne juhe  so se začeli pojavljati prvi delci, predvsem kvarki in gluoni. Kvarki so sestavine protonov in nevtronov, ki jih skupaj imenujemo hadroni. Gluoni pa so lepilo, ki veže kvarke skupaj z močno jedrsko silo. Gluoni vežejo kvarke tako trdno, da doslej ni uspelo najti niti enega posameznega kvarka. Najpogosteje so vezani skupaj po dva ali tri. Kvarki in gluoni so se odbijali drug od drugega v prekipevajoče vroči mešanici, imenovani kvark-gluonska plazma, kar naj bi izgledalo kot jedrski ogenj. Doba kvarkov je trajala, dokler vesolje ni doseglo starosti ene mikrosekunde. Medtem, se je nekje vmes, verjetno okrog 0,1 nanosekunde elektrošibka sila razdelila na elektromagnetno in šibko jedrsko silo. Prav tako se je v tem času zgodilo nekaj, kar je povzročilo razliko med materijo in antimaterijo, pri čemer se je večina antimaterije izničila.

Kvark-gluonska plazma ni le teoretični model tako kot GUT. Ustvarimo jo lahko laboratorijsko s pospeševalniki – trkalniki delcev, kot sta Relativistični trkalnik težkih ionov (RHIC) in Veliki hadronski trkalnik (LHC).

Če nam opazovanje kozmičnega mikrovalovnega ozadja omogoči pogled na veliki pok, nam trkalniki visokoenergijskih delcev začasno vzpostavijo stanje kvark-gluonske plazme.

Po fazi kvark-gluonske plazme se je vesolje že tolikanj ohladilo, da so nastali nekateri bolj znani delci. Okrog desetinke prve milisekunde so nastali prvi protoni in nevtroni. Kmalu so jim sledili elektroni in tako je nastala materija, kot jo poznamo danes. Približno dve minuti po začetku se je vesolje ohladilo na milijardo stopinj Celzija, kar je sicer bolj vroče kot v središču Sonca, vendar dovolj hladno, da je močna jedrska sila povezala protone in nevtrone. Oblikovali so se prva atomska jedro: vodik z enim protonom v jedru in njegov izotop, imenovan devterij (en proton, vezan z enim nevtronom), ob njiju pa so sicer v manjšem obsegu nastajali elementi kot so vodikov izotop tritij (z dvema nevtronoma poleg protona) helij, litij in tudi berilij. Ta proces, imenovan prvinska nukleosinteza, je trajal približno pol ure, dokler se ni vesolje dovolj ohladilo in razširilo, da so se delci lahko ločili. Tu je treba ločiti med nastajanjem elementov s prvinsko nukleosintezo še pred nastankom zvezd in med zlivanjem – termonuklearno fuzijo vodika v njih (vstavek B. Brežeta). Skoraj ves vodik v vesolju je nastal v prvih nekaj minutah, vsi težji elementi, kot so kisik, ogljik, dušik, kalcij itd. so nastajali pozneje, bodisi v središčih zvezd, bodisi v zvezdnih eksplozijah (supernove).

Več sto tisoč let po prvinski nukleosintezi je bil kozmos še vedno brneča plazma, sestavljena večinoma iz jeder vodika in helija ter prostih elektronov, med katerimi so se odbijali fotoni (svetlobni delci). Sčasoma je širjenje vesolja od prvih nekaj minut (po nukleosintezi?) do približno 380.000 let kasneje omogočilo materiji in sevanju, da se razpršita po prostoru. Povezovanje protonov in elektronov pri nadaljnjem ohlajanju goste vroče plazme v nevtralne atome je povzročilo, da svetloba začela prosto potovati med njimi, namesto, da bi se kar naprej odbijala od nabitih delcev. Konec te stopnje ognjene krogle zgodnjega vesolja imenujemo površina zadnjega sipanja (surface of last scattering ), ker svetloba ni več ujeta v plazmi, ampak potuje prosto po vesolju. Z začetkom tega potovanja se konča vroči veliki poksvetloba potuje skozi temen prostor. Plin se počasi ohlaja in kondenzira v kepe, ki nastajajo zaradi malenkostnih razlik v gostoti, ki so jih sprožile prvotne fluktuacije. Nekje okoli sto milijonov let po začetku neoviranega prehoda svetlobe postane ena od teh kep tako gosta, da se vžge v zvezdo in to je začetek kozmične zore.

Prehod iz temnega, plinastega vesolja v vesolje s svetlečimi galaksijami bi naj omogočila temna materija ali temna snov. Fizikalno vzeto ta materija ni temna, ampak nevidna, saj ni dovzetna za nobeno medsebojno sodelovanje (interakcijo) s svetlobo, je ne seva, je ne absorbira in je ne odbija, tako da svetlobni žarek kar preide skozi njo. Ima pa sposobnost gravitacije, ne pa tudi njenega tlaka (odboja), je le sposobna zgostitve v kepo, ne da bi se njeni delci pri tem ovirali. Tudi elektromagnetna sila ne more delovati nanjo, saj je svetloba elektromagnetno valovanje in z njo ne sodeluje.

Že ob koncu inflacije je ob določenem sevanju obstajala mešanica temne in navadne materije z manjšimi razlikami v gostoti. Najprej se je samo temna materija sprijemala v kepe, ker je navadno materijo pri tem zgoščevanju (kondenziranju) oviral njen tlak. Pozneje, ko se je vesolje bolj razširilo, je plin navadne materije padal v gravitacijske vodnjake temne snovi in se začel zgoščevati v zvezde in nato v galaksije. Tudi danes še vedno podpirajo kepe in niti temne energije kozmično mrežo in jat galaksij redne materije.

Do velike spremembe – prehoda v strukturi vesolja je prišlo, ko je skozi prostor začelo prehajati že toliko zvezdne svetlobe, da je lahko ionizirala plin, ki je ob koncu ognjene krogle postal nevtralen. Močna zvezdna svetloba je atome vodika ponovno razbila v proste elektrone in protone in ustvarila velikanska področja – mehurje ioniziranega vodikovega plina okoli najsvetlejših skupin galaksij. Ta proces imenujemo reionizacija in se je končal približno v milijardi let, zdaj pa služi kot ena od meja opazovalne astronomije. Za boljše razumevanje zgornjega besedila, predvsem pa za boljšo predstavo zaporedja dogajanja med velikim pokom služi spodnja preglednica kot tabelarično prikazan povzetek.

Zap. št.FazaTrajanjeProdukti, stanje
1.       Planckov časod 0 do10-34 s
2.       GUT – teorija velikega poenotenja10-35 sSile: elektromagnetna, močna jedrska in šibka jedrska
3.       Kozmična inflacija, tudi nastanek vroče stopnje vročega velikega poka10-34 sRazširitev za faktor 1026 le za področje z enako temp.
4.       Kvark – gluonska plazma – jedrski ogenj1 μs       0,1nsMočna jedrska sila se oddvoji od GUT: kvarki in gluoni. Elektrošibka sila se razdeli v elektromagnetno in šibko jedrsko silo. Večina antimaterije se anihilira.
5.       Prvinska nukleosinteza≈ 1/10 ms       2 min, 1 mrd 0C     Skupno trajanje: cca. ½ hNastanek prvih protonov in nevtronov, sledijo elektroni. Povezava v prva atomska jedra: vodikovo, devterij, tritij, He, Li, Be
6.       Površina zadnjega sipanja (the surface of last scattering) – kozmično mikrovalovno ozadjeod prvih nekaj minut (po nukleosintezi?) do približno 380.000 let kasnejePovezovanje protonov, nevtronov in elektronov v nevtralne atome povzroči, da svetloba prosto potuje med njimi in po vesolju
7.       Kozmična zoraOkoli 100 milijonov let kasnejeVžge se prva zvezda
8.       Nastajanje jat galaksijmilijoni letZvezde, galaksije, jate
9.       ReionizacijaPribližno milijarda letPonovno razbitje atomov v jedra in elektrone

Veliki stisk

Pri širjenju vesolja se ne širijo galaksije same, ampak prostor med njimi. Ob tem se javlja vprašanje, ali se bo širjenje nadaljevalo v nedogled ali pa se bo nazadnje ustavilo, se obrnilo, tako da bo vse treščilo skupaj.

Da se galaksije odmikajo v vesolje čedalje hitreje, ugotavljamo s spreminjanjem njihove svetlobe na osnovi Dopplerjevega efekta. Ta efekt, ki v osnovi velja za zvok, lahko uporabimo tudi za svetlobo: svetloba, ki se nam hitro približuje, se bo premaknila na višjo frekvenco k modremu delu svetlobnega spektra – modri premik, tista, ki se odmika, pa na nižjo frekvenco ali rdeči premik. V skrajnem primeru bi se modri premik vidne svetlobe približal gama žarkom, rdeči pa radijskim valovom. Ker se prostor širi enako v vse smeri, bo svetloba enako zamaknjena v vseh smereh.

Glede na to, da se je vesolje začelo z velikim pokom in da se je takoj zatem začelo širiti, se pojavi logično vprašanje, ali bo zastalo, se obrnilo in vrnilo do katastrofalnega velikega stiska. To je je razumljivo, saj gravitacija deluje proti širjenju. Je že res, da je gravitacija najšibkejša od vseh ostalih temeljnihsil, vendar je po dosegu tudi neskončna in zato vleče tudi oddaljene galaksije drugo proti drugi.

V primeru, da gravitacija prevlada, bodo oddaljene galaksije imele še vedno rdeči premik in se bodo na videz odmikale, sledi meja za katero bo kazalo, kot da vse miruje, modre galaksije pa se bodo pomikale čedalje hitreje in meja se bo pomikala navzven.

Sčasoma bi galaksije trkale med seboj in se prerazvrščale, vžgale bi se nove zvezde, odprle bi se nove črne luknje, nekaj zvezdnih sistemov bi odneslo v vesolje.

Če se širjenje vesolja obrne, se obrne tudi smerrazpršitve sevanja in isto kozmično mikrovalovno ozadje preide v modro zamaknjeno in njegova energija ter intenzivnost sevanja vsepovsod naraščata. Na isti način se zgosti tudi sevanje zvezd. Tudi črne luknje oddajajo rentgenske žarke, ko materija pada vanje, jih segreva in ustvarja visokoenergeijiske izbruhe (curki, snopi, fronta?) delcev. Sevanje zvezd in črnih lukenj je celo bolj vroče kot zadnje stopnje velikega poka. Ti dve zgostitvi in izbruhi (curki, snopi, fronta?) visokoenergijskih delcev, ki nastanejo pri razpadanju, bodo tako povečali zamikanje v modrem, da se bo začelo vžigati površje zvezd, še preden bodo trčile med seboj. Ob tem bodo nastajale jedrske eksplozije, ki bodo trgale zvezde narazen in polnile prostor z vročo plazmo. Temperature bodo tako visoke, da bo materija je razpadla na svoje sestavne delce.

Širjenje in stiskanje nas navedeta na povsem logično vprašanje: ali ni možno, da se širjenje in stiskanje oz. veliki pok in veliki stisk pojavljata izmenično? Ali ne prihaja do cikličnih vesolij?

Možno je, saj po Einsteinovi teoriji splošne relativnosti ni mehanizma, ki bi dopuščal prehod iz končne singularnosti v začetno tj. v neskončno gosto stanje prostor-čas. In zaenkrat ni mogoče z nobeno od (do)sedanjih teorij, tudi z Einsteinovo splošno teorijo relativnosti ne, predstaviti stanja, ki bi bilo vsaj približno blizu taki gostoti. Poleg tega se javlja vprašanje, kaj z odbojem med stiskanjem. In treba je tudi upoštevati, da postane vesolje z vsakim ciklom bolj neurejeno (večja entropija!).

Od velikosti kritične gostote, v kateri ima temna materija pomemben delež, je odvisno ali se bo vesolje sesedalo vase, ali se bo širilo v neskončnost. Nadalje: ali se bo vesolje širilo v neskončnost, ali bo prišlo do njegovega sesedanja, je odvisno od kozmološke konstante.

Od poznih devetdesetih let dalje prevladuje mišljenje, da je veliki stisk manj verjeten kot širjenje v neskončnost, imenovan toplotna smrt.

Celo pri najbolj črnogledih ocenah se lahko dogodek velikega stiska zgodi šele čez mnogo milijard let v prihodnosti, naše vesolje pa je šele v zgodnjih srednjih letih.

Toplotna smrt

Meritve so pokazale, da se širjenje vesolja pospešuje. Zaenkrat edina možna domneva, zakaj je temu tako, je v tem, da obstoja velikansko kozmično energijsko polje, ki bi lahko povzročilo, da ima vakuum praznega prostora neko sposobnost, da potiska materijo navzven v vse smeri zaradi katere bi se vesolje širilo v neskončnost iz vedno navzočega vira energije, ki se nikoli ne izčrpa. To je kozmološka konstanta, najpreprostejša oblika temne energije, saj je konstantna tako v prostoru kot času. (iz Wikipedije prenesel B. Breže).

Najbolj naravno in tudi logično bi bilo, da kozmološka konstanta izvira iz energije vakuuma v vesolju. Toda izračuni energije vakuuma so pokazali, da bi morala teorija kvantnega polja dati število, ki bi bilo za 120 velikostnih redov višje od domnevne kozmološke konstante v prostoru, kar pomeni 10120. Torej kozmološka konstanta ne more biti energija vakuuma. Toda pred približno petimi milijardami let je postala materija zaradi običajnega kozmičnega širjenja tako razpršena, da je kozmološka konstanta povzročila opazno širjenje prostora.

Vzrok, da kozmološka konstanta pogubi vesolje, je v tem, da se pospešeno širjenje nikoli ne ustavi.

Širjenja vesolja se je že toliko povečalo, da je da sega znatno dlje od kozmološkega obzorja, katerega polmer znaša13,8 milijard svetlobnih let (Hubblov polmer) in sega že 45 milijard svetlobnih let dalje – globlje. Nekje od kozmološkega obzorja dalje obstaja oddaljenost onkraj katere se galaksije odmikajo hitreje od svetlobne hitrosti. Kar pomeni, da bodo galaksije, ki so znotraj Hubblovega obzorja v prihodnosti izven njega. Hitrost širjenja galaksij preko svetlobne hitrosti povzroči, kot da so galaksije, ki so v območju hitrosti širjenja, večjega od svetlobne hitrosti, po velikosti večje od tistih, ki so pod Hubblovem polmerom ali nekoliko nad njim, kar je nedvomno v nasprotju z zakoni klasične fizike.

Za uničenje, ki ga bo povzročala kozmološka konstanta sta značilna čedalje večja osamitev in čedalje večje zamiranje svetlobe. Navsezadnje bo vsaka supergalaksija ostala popolnoma osamljena. Nič se ji ne bo več približalo, da bi prineslo svežo zalogo plina, ki bi poganjal nove zvezde. Delujoče zvezde bodo zgorele, eksplodirale kot supernove, ali pa se bodo, kar bo pogosteje, trgale njihove zunanje plasti in se v milijardah ali bilijonih let počasi ohlajale in zbledele v temo. Črne luknje bodo sprva naraščale, ker bodo zajemale ostanke umrlih zvezd, velikih kot cele galaksije, druge bodo zaostajale v rasti, ker se jim ne bo približala nobena druga materija, da bi jo lahko pogoltnile. Črne luknje začnejo izhlapevati. Kvantni učinki[2] na njihovo zunanje obzorje povzročajo, da rahlo žarijo. Ta žar odnaša vstran energijo in črna luknja se krči. Ta proces sprva poteka počasi, nato hitreje vse do končne eksplozije in izginotja črne luknje.

Vesolje prehaja pod vplivom kozmološke konstante neizogibno v temo in praznost (slika 13). Ko se širjenje pospešuje, je več praznega prostora in s tem več temne energije, ki povzroča več širjenja in to gre v neskončnost. Nazadnje, ko zvezde zgorijo, delci razpadejo, in vse črne luknje izhlapijo, je vesolje le prazen prostor, v katerem je samo še kozmološka konstanta, ki se eksponencialno širi. Temu pravimo de Sitterjev prostor, tudi de Sitterjevevo vesolje in razvija se podobno(!?) kot zelo zgodnji kozmos med inflacijo. Le da se je inflacija nazadnje ustavila. Če je temna energija res kozmološka konstanta, se širjenje ne more ustaviti in kozmos se bo eksponencialno večno širil.

Pri tem bo njegova entropija kot stanje neurejenosti bistveno višja[3] (vesolje maksimalne entropije) kot je bila pri velikem poku, čeprav bo temperatura izredno nizka 10-40 stopinje nad absolutno ničlo (- 273 °K), kar imenujemo tudi toplotna smrt.

In vendar je zaradi zakonitosti kvantne mehanike možno tudi v tem stanju (toplotna smrt) pričakovati nepredvidljive fluktuacije, ki od časa do časa po naključju spontano prenesejo del sistema v stanje nižje entropije. Torej ni razloga, da ne bi mogel veliki pok nastati s fluktuacijo iz de Sitterjevega vesolja in na novo začeti vesolje. In lahko, da popolnoma enakega v vseh podrobnostih, kar imenujemo Poincaréjevo ponovitev. Lahko bi se to zgodilo neskončnokrat. In fluktuacija, ki nastaja  od časa do časa, ne ustvari velikega poka, ampak ga poustvari kot ponavljajočo se kopijo.

Veliki raztrg

Tudi v tem primeru igra glavno vlogo temna energija. Velja za najpomembnejšo stvar v vesolju, obstaja vsepovsod v njem. Njen edini učinek je v tem, da vleče vesolje narazen, vendar tako, da nima nobenega zaznavnega vpliva na razdaljah znotraj galaksij. V galaksijah, osončjih in v bližini kakršnekoli materije znotraj njih nima nobenega vpliva. Predstavljati si bi jo bilo mogoče kot silo za osamitev: galaksije, jate in skupine galaksij so sčasoma vedno bolj osamljene (oddaljene med seboj).

Če je temna energija res kozmološka konstanta, potem mora biti gostota temne energije v kateremkoli delu vesolja v času konstantna, čeprav se vesolje širi.

Za temno energijo se je uveljavil izraz, da ima negativen tlak, saj deluje proti ustaljeni predstavi, da tlak deluje navznoter, medtem ko ona deluje navzven in to tako, da se vesolje širi hitreje. Negativni predznak temne energije se uporablja v izračunu za parameter enačbe stanja w,

kvocientu tlaka z gostoto energije. Če je w = -1, pomeni, da sta tlak in gostota energije enaka (?) in da je temna energija pravzaprav kozmološka konstanta (str. 133). Če je w manj kot -1, imenujemo temno energijo fantomska energija. Preprost izračun pa pokaže, da če je vrednost w samo infinitezimalno manjša od -1; w < -1, bo temna energija raztrgala vse vesolje, in to v določenem, izračunljivem času. Iz splošnega diagrama je razvidno, da kozmološka konstanta ohranja med širjenjem vesolja konstantno gostoto, pri fantomski temni energiji pase povečuje.

Veliki raztrg prehaja hipotetično skozi naslednje faze:

Proces razpada zajame najprej največje in najrahleje povezane strukture v vesolju. Dolge, medsebojno prepletene poti velikanskih jat galaksij, se začenjajo podaljševati. Prostranstva, ki so jih galaksije prečkale v milijonih ali milijardah let se še razširijo, zato galaksije na obrobju počasi odnaša v naraščajoče kozmične praznine. Kmalu se tudi najgostejše jate galaksij nezadržno razpršijo, ker so galaksije, ki jih sestavljajo, izgubile osrednji privlak.

Tega spočetka ne bo mogoče opaziti zaradi zakasnitve svetlobne hitrosti, učinki razpada bodo prej vidni z bližjih predelov vesolja. Ko bo naša krajevna jata v ozvezdju Device začela razpadati, bo njeno počasno odmikanje od Rimske ceste postalo hitrejše. Toda ta učinek bo še šibak, ne pa tudi naslednji.

Sledi, da zvezde na robovih galaksij ne prihajajo več v svojih pričakovanih orbitah, ampak se oddaljujejo. Zaradi tega postaja nočno nebo vse temnejše. Širjava Rimske ceste na nočnem nebu bledi/temni – galaksija izhlapeva.

Orbite planetov se počasi spiralno odmikajo. Nekaj mesecev pred koncem, ko je zunanje planete odneslo v veliko in večajočo se črnino, Zemljo odnese stran od Sonca, Luno pa stran od Zemlje.

Zemlja je popolnoma v temi in povsem sama.

Prostor se začenja širiti tudi v strukturah znotraj Zemlje same. Njena atmosfera se od zgoraj razredči. Premikanje gravitacijskih sil povzroči kaotične tektonske premike v njeni notranjosti.

Čez nekaj naslednjih ur Zemljo raznese.

Kmalu zatem elektromagnetne sile, ki držijo skupaj atome in molekule, ne morejo več zadrževati prostora, ki se v materiji vse bolj širi. V zadnjem delčku sekunde se molekule razklenejo, raztrgano je vse od atoma do atoma.

Uničevanje se nadaljuje: sledi razpad skrajno goste snovi v jedrih. Prav tako tudi v nemogoče gostih jedrih v črnih luknjah. In nazadnje se pretrga še sam prostor.

V čem je razlika med vesoljem zaradi toplotne smrti in vesoljem, ki ga uniči veliki raztrg? Če je temna energija kozmološka konstanta, je parameter enačbe stanja w točno -1, dobimo toplotno smrt. Če je w količkaj nižji od -1, tudi za en sam delec na milijardo milijard, imenujemo tako temno energijo fantomska temna energija, ki je sposobna razgnati vesolje narazen. Kakor koli že, oboje bo tako daleč v prihodnosti, da bodo vse strukture v vesolju že tako ali tako razpadle. Katie je izračunala najzgodnejši možni veliki raztrg na podlagi podatkov, ki jih je leta 2018 dal Planckov satelit in dobila okrog 200 milijard let (slika 15 – tabela).

Vrednosti w ne moremo neposredno izmeriti, lahko pa jo določimo posredno z meritvami stopnje širjenja vesolja v preteklosti, ki jih nato primerjamo z najboljšimi teoretskimi modeli z različnimi vrednostmi temne energije.

Stopnjo širjenja prostora na dveh oddaljenih točkah v vesolju določamo z lestvico kozmičnih razdalj. Izbira postopkov merjenja je, kot je razvidno iz preglednice na sliki 16, odvisna od vesoljske oddaljenosti po naslednjem vrstnem redu: radar ali laserska svetloba (znotraj Osončja, 0,001svetlobnega leta), paralaksa (bližnje zvezde, 1.000 svetlobnih let), kefeidne spremenljivke (Rimska cesta, 1.000 svetlobnih let) in supernove tipa 1a (bližnje in daljne galaksije, 1 milijarda svetlobnih let)[4].

Preteklo bo ševsaj nekaj deset milijard let, preden bi se lahko zgodila tudi najbolj skrajna različica nenadnega velikega stiska, velikega raztrga pa ne bo še vsaj še sto milijard let. Toplotna smrt, ki je po mnenju nekaterih bolj verjetna, pa naj bi bila daleč v nepojmljivi prihodnosti.

Razpad vakuuma

Možnost o razpadu vakuuma temelji na domnevi, da je v naše vesolje vgrajena določena nestabilnost. Dokler leta 2012 niso v LHC odkrili Higgsovega bozona, so razpad vakuuma pojmovali kot le skrajno malo verjetno možnost, po tem odkritjupa so nanj začeli gledati resneje. S Higgsovim bozonom se je takrat dobilo dosti več – potrditev, da obstoja Higgsovo polje. To je polje, ki se podobno kot temna energija nahaja po vsem vesolju in omogoča, da delci dobijo maso. Nastalo je s tako imenovanim spontanim zlomom elektrošibke simetrije, ko sta se v zgodnjem vesolju med ohlajevanjem ločila iz elektrošibke sile elektromagnetna in šibka jedrska sila. Higgsovo polje daje delcem maso in določa več temeljnih konstant kot je naboj elektrona. Imenujemo tudi Higgsov vakuum ali vakuumsko stanje. Vendar Higgsov vakuum ni termodinamsko stabilen, je metastabilen, kar pomeni, da lahko pride z določenim dogodkom[5] z višjega termodinamskega stanja v stabilno stanje, ki je v termodinamiki vedno stanje z nižjim termodinamskim potencialom. Po doslej najboljših podatkih je Higgsovo polje trenutno na višjem energetskem potencialu (glej lažni vakuum na sliki!). To polje pa lahko preide preko visokoenergijskega dogodka (glej fluktuacije na sliki!) ali preko kvantnega tuneliranja v nižjeenergetsko, stabilno stanje (glej pravi vakuum na sliki). Prehod iz lažnivega v pravi vakuum pomeni razpad vakuuma tj. celotnega vesolja. Ta razpad je hiter, čist, neboleč in popoln. Kjerkoli se začne v vesolju, nastane neustavljivo rušenje kot padanje domin, ki ga ne more prestati nič v vesolju.

Začne se z mehurčkom pravega vakuuma, infinitezimalno majhno pikico katere površina ima skrajno visoko energijo, ki lahko zažge vse, česar se dotakne. Ta mehurček ima v sebi drugačno vesolje, takšno v katerem potekajo fizikalni procesi po drugačnih zakonih in kjer so delci drugače razporejeni.

Potem se začne mehurček širiti. Takoj, ko se pojavi, prehaja Higgsovo polje povsod okoli njega v pravi vakuum. Vse kar zadene energijska površina mehurčka, ki se bliža s hitrostjo, blizu svetlobne, se razbije popolnoma in dokončno, ker sile, ki so pred tem držale delce v atomih in molekulah skupaj, ne delujejo več.

Zaradi hitrosti, ki je skoraj enaka svetlobni, ne bo mogoče ničesar opaziti. Katie je zapisala, da če se mehurček približa od spodaj, bo minilo nekaj nanosekund, ko naše noge ne bodo več obstajale, medtem ko bodo možgani mislili, da jih še vedno gledajo, vendar tudi naši živčni dražljaji ne bodo mogli iti vštric z našim razpadom.

Vsak planet ali zvezda v njegovem čedalje večjem polmeru izgine prav tako brez opozorila. Mehurček zajame in uniči cele galaksije. Pravi vakuum zajame in izniči cele galaksije in popolnoma izbriše vesolje.

Višina ’potencialne bariere’ med lažnim in pravim vakuumom po najboljših ocenah, ki jih imamo, malodane zagotavlja, da do zgornjega scenarija še zlepa ne bo prišlo. Skrajno malo je verjetno, da bi se razpad vakuuma zgodil vsaj v mnogih naslednjih mnogo mnogo mnogo bilijonih let. Vendar se je treba zavedati, da naš kozmos v bistvu temelji na kvantni mehaniki, kar pomeni, da bi Higgsovo polje brez nepojmljivo visokega visoko energijskega dogodka prešlo v stabilno stanje, kot če bi nekdo naravnost stopil skozi trdi zid. To je, če bi Higgsovo polje preprosto tuneliralo ali bolj konkretno: kvantnega tuneliranja niso sposobni samo (podatomski) delci, ampak tudi polja. Izračunana verjetnost tuneliranja Higgsovega polja čez potencialno bariero in s tem nastanka mehurčka kvantne smrti je sicer izredno nizka, vendar obstaja.

Verjetnost spontanega razpada vakuuma bi lahko dramatično povečal nastanek majhne črne luknje v velikosti podatomskih delcev. Način njenega delovanja je v osnovnem principu podoben učinku delovanja nukleacisjkih jeder kot so npr. delci prahu, ki povzročijo kondenzacijo oblakov v zgornji atmosferi. Torej lahko prisotnost neke nečistoče sproži verižno reakcijo do katere brez nje ne bi prišlo. Majhne črne luknje bi lahko bile takšna nukleacijska jedra za mehurčke pravega vakuuma. Teoretično bi se lahko zaradi skrajne gostote majhne črne luknje izoblikovale že v zgodnjem vesolju – ob velikem poku, toda v tem primeru nas ne bi bilo več, saj bi se izključila kakršnakoli možnost obstoja. Očitno se to ni zgodilo.

Razpad vakuuma je edinstven v tem, da se tehnično gledano lahko zgodi vsak hip, tudi če je verjetnost za to astronomsko majhna. Obenem pa ga spremlja tudi skrajna dokončnost.

Ob vsem tem ne gre pozabiti, da je spontani razpad vakuuma vendarle hipoteza. Temna energija, temna materija, nezdružljivost kvantne mehanike in splošne relativnosti, vse to kaže, da vesolje presega naša sedanja spoznanja. Razvoj temeljne fizike bo morda postavil povsem nove načine, da se vesolje konča. Možnost dodatnih dimenzij bo prejkoslej odprla nove hipoteze o koncu vesolja – in zavrgla prejšnje.

Odboj

V term poglavju Katie razmišlja najprej o gravitaciji in prostoru, nato pa preide na izmenično nastajanje in uničevanje vesolja.

Najprej o gravitaciji:

Štirinajstega septembra 2015 ob 9.50 uri in 45 sekund smo postali za kratek hip za malenkost višji.

Nenadna hipna sprememba naše višine je bila posledica gravitacijskega vala, ki je prišel do nas, potem ko je je potoval skozi vesolje 1,3 milijarde svetlobnih let kot posledica zlitja dveh črnih lukenj, od katerih je imela vsaka več kot tridesetkrat večjo maso od našega Sonca. Na svoji poti je gravitacijski val ukrivljal prostor za seboj. Pri stiku z njim smo za izredno kratek čas zrasli za manj kot eno milijoninko širine (premera?) atoma[6]. To prvo zaznano valovanje skozi prostor – čas je dokončno potrdilo Einsteinovo teorijo splošne relativnosti.

Gravitacija se že v osnovi razlikuje od ostalih elementarnih sil. Z matematičnega vidika je povsem drugačna od njih npr. od elektromagnetne sile in je najšibkejša. Kljub temu se znanost s teorijo vsega že lep čas trudi vse elementarne sile obravnavati kot skupno delujočo celoto.

Zaradi svojstvenosti gravitacije je po eni od inačic nadaljnje znanstvene obdelave ne bi vključevali med ostale sile kot so elektrošibka in močna jedrska sila. Znanstveniki si prizadevajo gravitacijsko teorijo kvantizirati izraziti z delci namesto s silami ali s prostorsko ukrivljenostjo. Tako bi si gravitacijske valove predstavljali kot gibanje delcev, imenovanih gravitoni kot so v elektromagnetnem polju fotoni. Pri tem pa še vedno ni jasno, ali je obstoj gravitonov sploh možno dokazati.

Odgovor, zakaj se gravitacija zdi šibkejša kot je v resnici, bi lahko bil v tem, da gravitacija pušča v neko drugo dimenzijo. Kot je znano, ima vesolje tri prostorske dimenzije, s časom vred štiri, tako, da imamo 4D prostor – čas. Pri modelu velikih dodatnih dimenzij pa je dimenzij lahko več, tudi 12, 10 v različnih smereh in 2 časovni (glej Brian Greenovi Tkanino vesolja in Čudovito vesolje). V te smeri nimamo dostopa. Ves prostorski del našega vesolja je omejen na 3D brano, večji del prostora pa se širi izven njega v neki novi smeri ali smereh. Če ima naše vesolje res dodatne dimenzije, je lahko v bistvu neskončno v naših običajnih treh dimenzijah, vendar se v te nove smeri ne širi več kot za milimeter. V skladu s tem pravimo dodatnemu prostoru zunaj naše brane ’glavnina’ (angl. bulk) ali ’hiperprostor’. Medtem ko lahko delujejo elektromagnetna, močna in šibka jedrska sila le v 3D brani, deluje gravitacija tudi v prostoru izven 3D brane našega vesolja. Ker sega gravitacija tudi v glavnino, izgubi v njej nekaj svoje navidezne moči kot packa črnila, ko pronica v list papirja.

Dodatne dimenzije so s teoretskega vidika zelo zanimive, vendar je njihov realni obstoj še vedno samo zanimiva možnost, ne pa potrjena značilnost vesolja. Razen tega je prvotno zanimanje zanje močno zbledelo, ker so sčasoma ovrgli vse najbolj privlačne teorije, ki so šibkost gravitacije pojasnjevale s puščanjem, saj bi spremembe, ki bi jih naj povzročale, že morali zaznati.

Trenutno obstajata dve osnovna modela nastanka vesolja inflacijski in ekpirotični. Prvi vključuje inflacijsko obdobje v prvih trenutkih po velikem poku, ko nastane dramatično raztezanje prostora nastajajočega vesolja, ko se sprosti tudi ogromna količina energije, ki je vzrok za nastanek vroče stopnje vročega velikega poka. Pri ekpirotičnem modelu pa se vesolje segreje zaradi spektakularnega trka dveh sosednjih 3 D bran[7] od katerih ena vsebuje to, kar bo postalo ves naš kozmos. Po trku gresta brani vsaka svojo pot, počasi se odmikata, čez celo glavnino in se širita, da bi se ponovno vrnili – in trčili skupaj. Ekpirotični proces je cikličen, stvarjenje in uničenje kozmosa se ponavljata znova in znova. Tomedsebojno gibanje ene 3D brane glede na drugo lahko ponazorimo z dlanemaobeh rok.[8] Pri tem naj bo leva dlan 3D brana tridimenzionalnega vesolja, v katerem živimo, naša desna dlan pa naj bo druga, ’skrita’ brana.

Obe brani – dlani gresta skozi naslednje faze:

1. Dlani približamo, da sta skupaj kot pri molitvi. To je trk, ki sproži prvinski požar. Obe brani sta v tem trenutku zapolnjeni z gosto, vročo plazmo, v kateri se oblikujejo prvi atomi.  brneči valovi plazme odnašajo atome), ki jih bomo, na naši brani, pozneje opazili kot fluktuacije v svetlobi kozmičnega mikrovalovnega ozadja.

2. Počasi nekoliko odmaknemo dlani, ju držimo vzporedno. Brani sta se odmaknili čez višjedimenzionalno glavnino in prostor v vsaki brani se, neodvisno od dogajanja v drugi, ohlaja in širi. V tem modelu ni stopnje inflacije, je samo širjenje po trku. In prostora se ne širita v glavnino med njima; širita se v svojih branah vzporedno drug z drugim (eden z drugim?). Na naši levi dlani je to kozmos, kot ga vidimo danes, vidimo pa galaksije, ki se odmikajo v daljavo. 3D prostor v katerem živimo, se širi, naše vesolje pa postaja bolj in bolj prazno na poti v toplotno smrt. Ne vemo pa, kaj se dogaja na naši desni dlani, skriti brani. Če ne bomo nekako zaznali gravitacijskega valovnega signala iz te skrite brane, ne bomo nikoli spoznali njene prave narave oziroma vedeli, ali sploh obstaja.

3. – 4. Počasi ponovno približamo dlani (krčenje!), potem pa nenadoma plosknemo in ju odmaknemo (odboj!). Ta plosk – odboj je uničil vse v obeh branah, končal (vsaj) naše vesolje in ustvaril nov veliki pok. Obe vesolji sta ponovno na vroči stopnji, zapolnjeni s plazmo, v kaotičnem stanju in s prerojenim prostorom, v katerem je le malo ali sploh nič ostankov tega, kar je bilo nekdaj.

5. Ponovimo ves cikel. In spet. In spet. Brane – svet ekpirotičnega vesolja je večen kataklizmični kozmični aplavz.

Vprašanje ali živimo na brane svetu ali ne in ali obstajajo druge brane onstran neke višjedimenzionalne glavnine, je še odprto.

Proces krčenje – odboj poganja skalarno polje, ki zapolnjuje vesolje, ne pa trk bran. Katie se jasno zaveda, da so na zgoraj omenjene dodatne dimenzije s teoretskega vidika zelo zanimive, da pa so še vedno samo zanimiva možnost, ne pa potrjena značilnost vesolja.

Že pred zgornjimi vprašanji je Katie v tej knjigi zapisala tisto kar lahko jemljemo kot zaenkrat edino možno vedenje: za zdaj se vse naše meritve ujemajo s starim dolgočasnim vesoljem s samo tremi prostorskimi koordinatami.

Prihodnost prihodnosti

Že iz samega naslova razberemo, da bo besedilo osredotočeno na raziskovanje v prihodnosti.

V zadnjih dveh poglavjih prehaja Katie strukturno že v esej. V njihovo besedilo vpleta Katie izjave kozmologinj in kozmologov mednarodnega ugleda. Pri vse tem ne gre za obravnavo ene same teme, ampak za več. Katie razgrinja pod zgornjim naslovom protislovja in nedorečenost v sodobni  fiziki in kozmologiji.

Po njenem mnenju se morajo znanstveniki še veliko naučiti. V kozmologiji in fiziki delcev imamo zelo natančen in izčrpen opis sveta, ki izjemno dobro deluje, če vzamemo, da nismo našli še ničesar, kar bi mu nasprotovalo. Nimamo pa pojma, zakaj (tako) deluje.

Trenutno najzanimivejše torišče raziskovalnega dela v kozmologiji je model konkordance ali LCDM. Pri tem modelu ima vesolje štiri osnovne sestavine: sevanje, navadno materijo, temno materijo (izrecno ’hladno’ temno materijo ali CDM) in temno energijo v obliki kozmološke konstante (ki se v enačbah označuje z grško črko lambda Λ) Količine vseh teh sestavin so natančno izmerjene…, imamo neverjetno podroben opis zelo zgodnjega vesolja, ki vključuje obdobje zelo hitrega širjenja, ki mu pravimo inflacija…(glej celoten drugi odstavek na str. 212!). Pri tem pa so najpomembnejše prvine modela konkordance temna materija, kozmološka konstanta in inflacija popolna skrivnost. Ne vemo, kaj je temna materija; ne vemo, kako se je zgodila inflacija, če se je sploh zgodila); in nimamo razumne razlage, zakaj obstaja kozmološka konstanta ali zakaj prevzame vrednost, ki je povsem v nasprotju z našimi pričakovanji iz fizike delcev. Obenem pa v podatkih nismo našli ničesar, kar bi bilo v nasprotju s tem modelom.

Nekdanji sodelavec Katie pravi, da imamo zelo dobro razumevanje o kozmologiji, da se naši podatki izredno dobro ujemajo s sliko, ki vključuje temno materijo in temno energijo… Po drugi strani pa ne vemo, kako temno materijo in temno energijo, ki skupaj sestavljata 95 odstotkov vesolja, povezati s temeljno fiziko. „V tem pogledu ne razumemo čisto nič,” je rekel.

Podobno protislovje obstaja tudi pri fiziki delcev. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so razvili standardni model fizike delcev, da bi opisali vse znane delce v naravi: kvarke, leptone,… (glej zadnji odstavek na str. 213 in njegovo nadaljevanje na str. 214!). Standardni model je bil izredno uspešen in je prestal vse eksperimentalno preverjanje. Napovedal je celo obstoj Higgsovega bozona…

In vendar manjka tudi v standardnem modelu tako kot pri modelu konkordance v kozmologiji nekaj zelo pomembnih koščkov. Poleg tega, da ničesar ne pove o temni materiji in temni energiji, ima tudi nekaj velikih težav z ’uglaševanjem’ – v modelu je treba določen parameter nastaviti natanko na neko določeno vrednost, sicer vse drugo razpade. Ni pa teoretskega okvirja, ki bi povedal zakaj je neki parameter takšen, kakršen pač je. Vzpodbudno pa je to, da se je ta čas nabralo veliko uporabnih podatkov, potrebna je le še velika enotna ideja, kar spominja na čase tik pred razmahom kvantne mehanike.

Temna energija je nevidna, nezanavna z laboratorijskmi poskusi, je enovito razporejena po prostoru in jo je mogoče opredeliti samo po njenih posrednih učinkih na razdaljah, ki so veliko večje od naše galaksije. Za njeno preučevanje lahko uporabimo le dvoje:

– Najprej širjenje vesolja z opazovanjem zelo oddaljenih supernov in z ugotavljanjem, kako hitro se odmikajo

– s posnetki in spektri čim večjega števila galaksij in njihovih jat.

Ti dve vrsti meritev nam lahko povesta, kako je lastnost temne materije, da širi prostor, vplivala na vesolje kot na celoto in v kolikšni meri je ovirala težnjo materije, da se povezuje in tvori sisteme kot so galaksije in njihove jate.

In vendar nam prav opazovanja CMB prinesejo spoznanja, kako temna energija deluje danes. Vse galaksije in njihove jate s svojo gravitacijo, vsaka zase čisto malo popačijo svetlobo kozmičnega mikrovalovnega ozadja v prostoru skozi katerega se gibljejo. Temu pravimo gravitacijsko lečenje kozmičnega mikrovalovnega ozadja. In prav ta deformacija je nepogrešljivo orodje za proučevanje rasti kozmične strukture. Že sedaj ga uporabljamo za izdelovanje zemljevida vse temne materije v opazljivem vesolju, čeprav je ta zemljevid zaenkrat še zabrisan in je njegova ločljivost skrajno nizka. Posledica delovanja gravitacijskega lečenja se kaže v tem, da posamezne slike potujejo po različnih poteh skozi popačeni prostor. To pomeni, da če supernova eksplodira v lečeni galaksiji, jo na eni strani morda vidimo prej kot na drugi, ker svetloba, ki sestavlja drugo sliko, potuje do nas po daljši poti. Meritve takih časovnih zakasnitev dajejo nov način merjenja stopenj širitve vesolja, ker so vključene razdalje tako velike, da je treba širjenjeupoštevati v izračunih.

Energija je za trkalnike (prej pospeševalnike) bistvenega pomena. Obstaja predlog, da bi zgradili Veliki krožni trkalnik ali FCC (Large Circular Collider), ki bi lahko dosegal energije do 100 TeV, kar je približno za en velikostni red višje od tega, kar zdaj doseže veliki hadronski trkalnik LHC. Pri tem se moramo zavedati, da zviševanje energije lahko vodi v povsem napačno smer in se nova fizika skriva v nekem drugem postopku, ali pa celo v podatkih, ki jih že imamo. S tem trkalnikom bi lahko začeli podrobneje razkrivati naravo Higgsovega polja in končno odgovorili, kaj v resnici pomeni nestabilnost, ki grozi z razpadom vakuuma. Morda bi opazovanja in poskusi z višjeenergijskimi trki nakazali, kako lahko izboljšamo kozmologijo konkordance ali standardni model. Trenutno vemo le, da ni teorije, po kateri bi lahko temna energija uničila naš planet prej, preden bo svoje opravilo naše Sonce. Seveda, v kolikor ne bo vmes posegel razpad vakuuma.

Sklepna beseda

Ko nekateri ljudje na predavanjih slišijo, da bo vesolje zdrsnilo bolj verjetno kot ne v mrzel popolnoma temen, prazen kozmos, začnejo jokati.

Katie ni edina, ki ob tem razmišlja, da je v življenju na planetu Zemlja mnogo tega, kar bi nas bolj moralo skrbeti kot toplotna smrt, veliki raztrg ali razpad vakuuma.

Katie citira svojega kolega: „Če se bo vesolje končalo, tako ali drugače, bo najbolje, da to sprejememo.” In povzema po njem, da je življenje potovanje zatrjujoč si, da to delo (astrofizikov, kozmologov) ima smisel, tudi če se nazadnje izgubi.

Mnenje o knjigi

Največja vrednost Katijenega prvenca je v tem, da Konec vsega ni le knjiga o možnih koncih vesolja kot takega, ampak, nam daje znatno več znanja od tistega, ki zadeva vzroke za dokončno in popolno kataklizmo ter njen potek. V Koncu vsega je prikazan celoten vek trajanja vesolja od vsega začetka dalje, pa naj bo to na osnovi konkretnih opazovanj, na osnovi podatkov, pridobljenih z meritvami, ali na osnovi hipotez, ki so se izkazale pravilne in hipotez na katerih je morda vendarle nekaj uporabnega.

Carl Sagan in Katie s Koncem vsega svojim nistaedina s svojim, živim, Katie že kar s humornim načinom pisanja. Najdemo ga npr. tudi v predavanju Brian Greena: Smisel teorije strun[9]. To kar je morda pri Katie edinstvenega, je, da skuša preiti že kar v leposlovni, esejistični, anekdotično dokumentarni način pisanja, kar je zlasti razvidno iz zadnjih dveh poglavij.

Morda je prišla Katie v prizadevanjih, da bi se čim bližje približala bralcu, najbližje. Tako uporabi za odtrgovanje in odletavanje planetov od svojih siceršnjih eliptičnih orbit pri velikem raztrgu primerjavo, da se planeti razhajajo/izgubljajo v temo kot gostje z večerne zabave ali opiše področje nizke entropije v sicer večinskem področju najvišje možne entropije kot vstop v sobo s podrto vrsto domin, ki so padajoče ena na drugo, polegle v urejeno vrsto. Če je prva primerjava nekam preveč domača, pa ima zato druga svojo popolno pedagoško upravičenost.

In vendar njena knjiga ni lahkotno, kaj šele zabavno branje. Daleč od tega! Kljub mestoma svoji besedni igrivosti je Konec vsega zahtevna knjiga, ki vendarle zahteva od bralca veliko zbranosti in razmišljanja ter ga navaja, da pogosto poseže tudi po drugem gradivu s tega strokovnega področja in da se povezuje s spletom.

Za grafične prikaze premišljeno izbere diagrame splošnega tipa in nazorne slike iz katerih takoj razberemo, za kaj gre npr. zaporedje slik za širjenje vesolja. V primeru dveh 3D bran (glej op. 7) in sheme faz pri odboju (glej op. 8) pa bi bilo vendarle boljše, če bi poleg sicer razumljivega besedila vnesla še ustrezen grafičen prikaz.

Ne bi bilo odveč, če bi avtorica prenesla v svojega prvenca tudi fotografije objektov, kot so LHC in LIGO, saj jih imajo tudi Singhov Veliki pok in Greenejeva knjiga Tkanina vesolja. Marsičesa tudi Katie ne razloži popolnoma. Za ohlajanje navaja, kot da traja nenehno, vse od singularnosti dalje, omeni pa tudi kratkotrajno „ponovno segrevanje vsepovsod”, ne da bi točneje zapisala ali se je to zgodilo pred dobo kvarkov in zakaj je prišlo do tega. Pri prvi fazi odboja zapiše pod tč. 1, da potem, ko smo staknili dlani, kot da molimo, razširimo vseh pet prstov, ne pove pa zakaj razširimo.

Katie pokaže v svoji knjigi določeno znanstveno poštenost: Tako ne vztraja, da bi vse štiri temeljne sile: elektromagnetno, močno jedrsko in šibko jedrsko ter gravitacijsko na vso silo združevali v eno samo. Dvomi tudi v to, če so bile te sile v ognjeni krogli res tiste, kot jih pojmujemo danes. Pri koncu sveta z odbojem podvomi v teorijo strun in tudi soglaša s tistimi vrhunskimi znanstveniki, ki menijo, da bi bilo treba temeljito pregledati teoretične modele z zadnjih petdesetih let. Katie prenese izjavo kozmologa teoretika Neila Turoka: „Vrnimo se, prevrtimo čas za petdeset let nazaj in recimo: ’Kolegi, vse skupaj gradimo na pesku.’ ” Avtorica Konca vesolja ugotavlja tudi, da so določeni elementi konkordance sicer znani in da vemo, kako delujejo, ne vemo pa, zakaj je tako, zakaj so določene izmerjene vrednosti takšne, kot pač so in zakaj niso drugačne.

Tisto kar nekolikanj zmanjša vrednost Konca vsega je prevod Nikija Neubauerja, ki je po Wikipediji sodeč pravi svaštarac. Eno od treh oblik vesoljskega prostora imenuje ploščato vesolje, medtem ko v knjigi Briana Greeneja velja zanj, da je ravno. O odvisnosti v Hubblovi enačbi zapiše, da je direktna, namesto premo sorazmerna. Nadalje: Neubauer uporablja pojem elektromagnetizem namesto elektromagnetna sila. In: izbruhi (visokoenergijskih delcev) namesto curki, snopi ali fronta. Pa še: pri vrednosti kvocienta (negativnega) tlaka z gostoto energije w = – 1, Neubauer zapiše, da sta tlak in gostotaenergije obratna (?) namesto enaka.

V Večerovem kotičku Preblisk spodaj desno na njegovi zadnji strani, rezerviranem za bolj ali manj globoke misli bolj ali manj znanih ljudi, je bila pred leti objavljena misel, da dokler človeštvo ne bo spoznalo, da je smrt sestavni del življenja, se mu bo slabo pisalo. To misel lahko ob knjigi, kot je Katijina, lahko uporabimo za spoznanje, ki ne velja samo za smrt posameznika, ampak za vesolje kot celoto. Torej: konec vesolja je treba jemati kot sestavni del življenja.

In še za na konec:

Za tiste, ki knjige še niso vzeli v svoje roke, priporočam, da najprej najdejo na spletu podkast intervjuja novinarke Nine Slaček na prvem programu Radija Slovenija za oddajo Sobotno branje z dne 19. 06. 2021 s slovenskima astrofizičarkama Marušo Bradač, predavateljico na Kalifornijski univerzi v Davisu in Andrejo Gomboc z Univerze v Novi Gorici.


[1] (mikrovalovi so vrsta valovanja v elektromagnetnem spektru; imajo višjo frekvenco kot radijski valovi, vendar nižjo od infrardeče svetlobe)

[2] pari pozitivnih in negativnih kvantnih delcev, negativni (pri tem ne gre za negativni naboj kot pri elektronu) padejo v črno luknjo in ji zmanjšujejo maso, delci s pozitivno energijo pa ostanejo izven nje, ne da bi prešli v vesolje in sevajo pozitivno energijo, str. 117- 118

[3] Drugi zakon termodinamike pravi, da se v izoliranem sistemu entropija samo povečuje, ne more se zmanjševati

[4] Nastanejo, če bela pritlikavka pritegne vase gradivo iz spremljevalne zvezde ali trči z drugo belo pritlikavko. Eksplozija bele pritlikavke je tako svetla, da lahko zasenči vso njeno galaksijo in je vidna milijarde svetlobnih let stran.

[5]Ultra visokoenergijska eksplozija ali katastrofalna končna izhlapitev črne luknje ali celo kvantno tuneliranje.

[6] Ko gravitacijski val neposredno zadene, se prostor skozi katerega se giblje vertikalno raztegne, med tem ko se horizontalno skrči in potem obratno, z vsakim novim vrhom vala.

[7] Tudi Brian Greene, Tkanina vesolja, Učila, 2005, slika 13.7, str. 430.

[8] B. Greene, Tkanina…., slika.13.8, str. 431.

[9] (https://www.ted.com/talks/brian_greene_making_sense_of_string_theory/transcript?languag-e=sl)

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Vabilo na sestanek in občni zbor Astronomskega društva Orion

Spoštovani,

vabimo vas na sestanek Astronomskega društva Orion, ki bo v sredo 26. januarja 2022 ob 18. uri v videokonferenčnem sisetmu Jitsi. Navodila za njegovo uporabo in za sodelovanje na sestanku so navedena spodaj.

Dnevni red:

1. Predstavitev knjige Briana Greena Konec časa in pogovor o njej (Borivoj Breže)

2. Občni zbor Astronomskega društva Orion

a. Izvolitev delovnega predsedstva (predsednik, zapisnikar, dva overovitelja zapisnika)

b. Vsebinsko poročilo o delu AD Orion v letu 2021

c. Finančno poročilo AD Orion za leto 2021

d. Razprava o vsebinskem in finančnem poročilu

e. Načrt dela AD Orion v letu 2022.

3. Razno

Sestanek bo potekal preko videokonferenčnega sistema Jitsi v sobi adorion od 17.55 dalje. Dostop je mogoč v spletnem brskalniku (priporočamo Chrome) na spletnem naslovu https://meet.jit.si/ ali preko aplikacije za mobilne naprave.

  • Dostop iz spletnega brskalnika (priporočamo Chrome)

V brskalnik vpišemo spletni naslov https://meet.jit.si/adorion . Če vas brskalnik vpraša za dovoljenje za uporabo kamere ali mikrofona, kliknemo Dovoli (Allow). Zaradi lažje prepoznavnosti pišemo s svoje ime in priimek. Prijavimo se s klikom na Join meeting.

  • Dostop iz aplikacije za mobilne naprave

Na mobilno napravo namestimo  aplikacijo Jitsi Meet (Apple Store: https://apps.apple.com/us/app/jitsi-meet/id1165103905, Google Play https://play.google.com/store/apps/details?id=org.jitsi.meet). Aplikacijo odpremo in v meniju poiščemo zavihek Nastavitve, kjer vpišemo svoje ime in priimek. vpišemo ime sobe adorion in tapnemo Pridruži se. Če nas naprava vpraša za dovoljenje za uporabo mikrofona in kamere, ji dovolimo.

Prosimo, da upoštevate naslednje:

– prijava v sobo adorion bo možna od 17.55 ure dalje,

– vpišete se z izklopljenim mikrofonom in kamero,

– čas za diskusijo bo seveda možen,

– če se med sestankom pojavi kakšno vprašanje, dvignemo roko s klikom na ikono roke in počakamo.

Vljudno prosim za vašo zanesljivo udeležbo.

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj

Nekaj zanimivih astronomskih dogodkov v letu 2022

Tudi leto 2022 bo prineslo kopico zanimivih astronomskih dogodkov. Zanesljivo bosta v ospredju spremljanje dogajanja v zvezi z vesoljskim teleskopom James Webb. Evropska vesoljska agencija bo v okviru projekta ExoMars na Mars izstrelila svojo sondo, ki bo tja ponesla Esino vozilo (rover). Pri nas bosta vidna popolni Lunin in delni Sončev mrk, planeti pa bodo -kot običajno- izvajali svoj »ples« na nočnem nebu, zato se tudi letos obeta nekaj zanimivih konjunkcij. Pa pojdimo po vrsti.

25. decembra 2021 je Nasa končno izstrelila vesoljski teleskop James Webb (JWST). Ta naj bi nadaljeval in razširil raziskovanje vesolja, ki ga še vedno uspešno izvaja Hubblov teleskop. Če bo šlo vse po načrtih, se bo JWST utiril v orbito okoli Lagrangeve točke L2 v drugi polovici januarja, nato pa bo potrebno počakati vse do druge polovice junija, da bo teleskop polno opravilen. Odtlej pa si lahko obetamo nove informacije glede raziskovanja prvih zvezd in galaksij, njihovega razvoja, nastanka osončij in raziskovanja planetov zunaj našega osončja.

Pri razvoju JWST je poleg NASE in Kanadske veoljske agencije sodelovala tudi Evropska vesoljska agencija. Slednja v sodelovanju z Rusko vesoljsko agencijo (Roscosmos) v letošnjem letu načrtuje izstrelitev svoje druge sonde na Mars (zaenkrat je načrtovan datum izstrelitve znotraj 12 dnevnega okna po 20. septembru 2022), ki naj bi na Mars ponesla Esino vozilo (rover), imenovano Rosalind Franklin rover. Predviden termin pristanka je 10. junij 2023. Glavni cilj misije je odkrivanje morebitnih sledi nekdanjega (ali današnjega ?) življenja na Marsu.

Evropska vesoljska agencija je v sodelovanju z Japonsko vesoljsko agencijo (JAXA) oktobra 2018 proti Merkurju izstrelila sondo Beppi Colombo, katere glavni cilj je raziskovanje razvoja Merkurja kot Soncu najbližjega planeta, procesov na njegovem površju in zgradbe notranjosti ter njegovega magnetnega polja. V okviru misije je med drugim predvidenih šest mimoletov, od katerih se bo drugi zgodil 23. junija 2022. Celotna misija bo zagotovo spremenila današnje predstave o Soncu najbližjem planet v Osončju.

NASA in ESA sta skupaj s še nekaterimi drugimi vesoljskimi agencijami leta 2021 izstrelili sondo Double Asteroid Redirection Test (DART), katere glavni cilj je poskus spremembe smeri potovanja manjšega telesa z namenom preprečitve njegovega trka z Zemljo. Sondo DART so izstrelili 24. novembra 2021 in je usmerjena proti dvojnemu asteroidu Dimorfos-Didimos. Med 26. septembrom in 2. oktobrom se bo sonda z maso 610 kg s hitrostjo 6,6 km/s zaletela v manjšega od asteroidov (Dimorfos) z namenom, da bo malenkost spremenila njegovo hitrost okoli Sonca, s tem pa tudi obliko orbite. V primeru uspeha bi lahko podobne metode uporabljali pri zaščiti pred morebitnimi prihodnjimi trki manjših asteroidov z Zemljo. Naj omenimo, da znaša čas, potreben da se Zemlja na poti okoli Sonca premakne za en Zemljin premer 7 minut in 4 sekunde (pri povprečni hitrosti Zemlje okoli Sonca 30 km na sekundo). Največ za toliko bi torej morali pospešiti ali zavreti telo, ki bi se na ekliptiki znašlo istočasno z Zemljo.

NASA bo v letu 2022 v Lunino orbit poslala sondo Artemis 1. Natančen datum izstrelitve še ni določen, vendar do njega ne bo prišlo pred marcem 2022. Misijo predstavljajo kot uvod v ameriške poskuse, da bi na Luno ponovno poslali človeško posadko.

Tudi ruska vesoljska agencija bo julija 2022 izstrelila na Luno sondo Luna 25. Sonda bi naj bila pristala na dnu kraterja Boguslavskij, ki se nahaja v bližini južnega Luninega pola. Zadnja ruska sonda, ki je daljnega leta 1976 pristala na Luninem površju, je bila Luna 24. Se bo zgodovina ameriško-ruskega tekmovanja v raziskovanju Lune ponovila?

V nadaljevanju navajamo še nekaj ostalih astronomskih dogodkov, ki bodo morda zanimivi za ljubiteljske astronome.

V letu 2022 bomo iz naših krajev lahko opazovali po en popolni Lunin mrk in en delni Sončev mrk. Popolni Lunin mrk 16. maja 2022 bo pri nas mogoče opazovati zgodaj zjutraj, vendar bo zaradi zaida Lune vidna le prva polovica mrka. Luna bo v Zemljino polsenco začela prehajati ob 3:30 po srednjeevropskem poletnem času (SEPČ), v Zemljino senco pa ob 4:27. Popolna faza mrka se bo začela ob 5:28, vrhunec mrka pa bo nastopil ob 6:11. Na žalost bo Luna za matematično obzorje pri nas zašla že ob 5:29, torej ravno v času nastopa popolne faze mrka. Za opazovanje v vsakem primeru svetujemo lokacijo s čim manj ovirami na jugovzhodnem delu obzorja (azimut Lune ob zaidu za matematično obzorje bo 241°).

25. oktobra 2022 bomo pri nas lahko opazovali delni Sončev mrk. Magnituda mrka bo v Mariboru znašala 38,1% (v Lendavi 39%, v Ljubljani 36%, v Kopru pa 34%). Luna bo začela prekrivati Sončevo ploskev ob 11:17 po SEPČ, maksimum mrka bo nastopil ob 12:21, končal pa se bo ob 13:25 po SEPČ. Na vrhuncu mrka bo višinski kot Sonca udobnih 31°.

Zanimivi za opazovanje bodo tudi planeti. Najboljši pogoji za opazovanje notranjih planetov (to še zlasti velja za Merkur) bodo v času okoli njihovih največjih navideznih (kotnih) oddaljenosti od Sonca, gledano z Zemlje. V astronomiji temu pravimo elongacija. Ko je planet v največji vzhodni elongaciji, je viden zvečer, ko je v največji zahodni elongaciji pa zjutraj. Pa začnimo z Merkurjem:

Elongacije Merkurja v letu 2022

DatumElongacija
7.1.19,2°vzhodno
16.2.26,3° zahodno
29.4.20,6 vzhodno
16.6.23,2 zahodno
27.8.27,3 vzhodno
8.10.18,0 zahodno
21.12.20,1 vzhodno

Venera bo 9. januarja v spodnji konjukciji, v nadaljevanju pa se bo vse do oktobra pojavljala kot »Danica« na jutranjem nebu. 22. oktobra se bo znašla v zgornji konjunkciji, nato pa bo od začetka decembra do konca leta 2022 vidna na večernem nebu.

Zunanji planeti se bodo v opoziciji (takrat je njihovo opazovanje najlažje, saj so vidni celo noč) nahajali v drugi polovici leta 2022:

Datumi opozicij zunanjih planetov v letu 2022

PlanetDatum opozicije
Saturn14.8.
Neptun16.9.
Jupiter26.9.
Uran9.11.
Mars8.12.

Opazovanje meteorskega roja Perzeidov, katerega maksimum bo nastopil v noči med 12. in 13. avgustom 2022 bo letos motila polna Luna (ščip nastopi prav 12. avgusta), kar pa nas ne sme odvrniti od opazovanja. Morda pa se letos pojavi kak bolid…

Tudi v letu 2022 bo zaradi »plesa planetov in Lune« na nebu mogoče opazovati nekaj konjunkcij (pojav, pri katerem se dve telesi znajdeta navidezno zelo blizu na nebu). Naj jih naštejemo le nekaj:

DatumTelesa v konjunkciji
27.2. zjutrajVenera, Mars, Luna, Merkur, Saturn
5.4. zjutrajSaturn, Mars (0°19′)
12.4. zjutrajJupiter, Neptun (0°6′)
27.4. zjutrajVenera, Neptun (0°2′)
30.4. zjutrajVenera, Jupiter (0°14′)
8.12. zjutrajLuna, Mars (0°30′)

Zanimivo bo tudi opazovati, predvsem pa fotografirati polno Luno, ko se bo ta znašla najbližje Zemlji oziroma v točki, ki jo imenujemo prizemlje ali perigej (t.i. super Luna). S prostimi očmi tega ne zaznamo, je pa zanimivo tak pojav fotografirati in primerjati posnetke s t.i. mikro Luno (polno Luno, ko je ta najbolj oddaljena od Zemlje. Super Lune bodo v letu 2022 nastopile ob ščipih 14.6., 13.7. in 12.8., mikro Lune pa ob ščipih 7.1.2023 in 5.2.2023. Razlike v kotnem premeru se bodo pokazale že, če Luno fotografiramo z 200 ali 300 mm teleobjektivom. Kot primer navajamo fotografiji super Lune 26. maja 2021 (levo) in mikro Lune 19.11.2021 (desno). Obe fotografiji sta bili posneti s 300 mm teleobjektivom (ISO 100, 1/800 sekunde). Na levi fotografiji je bila Luna od Zemlje oddaljena 358029,6 km, njeno zorno polje pa je znašalo 33,58′. Na desni fotografiji je bila Luna oddaljena 405816,7 km, njeno zorno polje pa je znašalo 29,87′.

Luna v prizemlju 26. maja 2021 (levo) in odzemlju 19. novembra 2021 (desno)

Upajmo, da bo z jasnim vremenom v letu 2022 čim bolj sodelovalo tudi vreme, čeprav se moramo zavedati, da so za naše življenje pomembni tudi oblaki in dež….

Igor Žiberna

Objavljeno v Nekategorizirano | Komentiraj