Hétfő este mozdulni sem volt erőnk, csak hevertünk Julcsival a kanapén, és kapcsolgattuk a tévét. Végül a Discovery-n kötöttünk ki, ahol egy kozmológiai ismeretterjesztő film ment, s nagy örömömre Julcsi is élvezhetőnek találta.

Ebben volt szó  a sötét anyagról, és a sötét energiáról, melyek ma a reggeli tekerés közben erős ötletelést indítottak el bennem.

Hogy kicsit könnyebben emészthetővé tegyem a témát, kezdjük egy kis közérthető ismertetővel.

Amikor a múlt században kezdtek egyre jobb és jobb távcsöveket építeni, a kutatók örömmel látták, hogy az univerzumunk telis-tele van galaxisokkal. Alapvetően két fajtájuk van, az elliptikus galaxisok, amelyek úgy néznek ki, mint egy felhő, valójában csillagok milliárdjai alkotják, másrészt  pedig a spirálgalaxisok, amelyek olyanok mint egy örvény. Azóta kiderült, hogy ezek közepén egy egy óriási fekete lyuk van, s ebbe örvénylenek bele a körülötte levő csillagok. Mivel az anyagáramlás a lyukba a galaxis tömegéhez képest elhanyagolható, ezért kívülről inkább csak annyi látszik, hogy a spirálgalaxis szépen forog.

De nem csak forog. Ugyanis, mint azt fentebb említettem, az univerzum tele van galaxissal, és ezek egymást is vonzzák. Ha közel vannak egymáshoz, akkor össze is ütközhetnek. Példának okáért az Androméda galaxis is bele fog ütközni a Tejút rendszerbe.

A galaxis tömegét viszonylag jól meg lehet becsülni a méretéből. Egy átlagos csillagsűrűséggel számolva, a galaxis távolságának ismeretében meghatározott kiterjedését alapul véve könnyen kikalkulálható, hogy kb. mennyi anyag található benne, ebből meg elég jól kiszámolható, hogy milyen gyorsan illenék közeledni két egymás közelében tartózkodó galaxisnak egymáshoz.

Na itt a bibi. Ugyanis a galaxisok nagy ívben tojnak a számokra, rendre más sebességet mutatnak, mint azt a tudósok kiszámolják. Akik hamarosan felismerték, hogy a galaxisok úgy mozognak, mintha a tömegük jóval nagyobb lenne, mint ami a látható részük alapján várható lenne. Ezért aztán kitalálták, hogy a galaxisok jelentős részét az úgynevezett sötét anyag alkotja, amiről csak két dolgot tudunk biztosan, mégpedig azt, hogy:

• van tömege
• totál láthatatlan

Ilyen sötét anyagért nem kell persze messzi galaxisokig utazni, a tejútrendszer is jól ki van vele tömve, csak éppen nem látjuk.

Érdekes, hogy a Newtoni - később Einsteini - törvényekkel leírt bolygómozgást ez a sötét anyag nem tűnik befolyásolni. A föld, meg a többi bolygó pont úgy mozog a nap körül, mint ahogy a tömegük alapján az várható. Viszont vannak apró jelek, hogy azért még sincs minden rendben. A távoli bolygók kutatására küldött űrszondák nem pontosan úgy mennek, ahogy azt kiszámolták. Kicsit lassabbak. Ugyanakkor egy Föld mellett elsuhanó másik űrszondánál pedig a vártnál nagyobb gyorsulást tapasztaltak, ha az az egyenlítő síkjában, forgásirányban haladt el bolygónk mellett, és lassulást, ha ellentétes irányban haladt.

Tehát van itt valami, ami valamilyen szinten kapcsolatos a forgással. Nem ártana megnézni, hogy az amúgy nem forgó elliptikus galaxisok körül ugyanúgy tanyázik-e sötét anyag, vagy az inkább a forgó spirálgalaxisokat preferálja.

Léteznek persze egyszerű magyarázatok a sötét anyag mibenlétére. Lehet a sötét anyag pld. neutrínó, ami elég rendesen áramlik ki a napunkból is, csak annyira tojik minden más anyagra, hogy igen nehéz eggyel is kapcsolatba kerülni. Inkább átmegy mindenen, mintsem leereszkedjen és kölcsönhatásba lépjen holmi alantas egyéb anyagokkal.

A nap működése alapján kb. lehet tudni, hogy a csillagok mennyi neutrínót bocsátanak ki, és hát az a büdös nagy igazság, hogy elég keveset. Hacsak az ősrobbanáskor nem keletkezett valami óriás mennyiségű neutrínó, akkor nincs belőlük elég, ahhoz, hogy komolyan szóba jöhetőek legyenek mint sötét anyag.

Aztán vannak még a fekete lyukak. Normál fekete lyuk úgy keletkezik, hogy egy szupernova felrobban, s amikor kiadta magából az ereje nagy részét fény, röntgen, stb sugárzások formájában, akkor nem marad elég ahhoz, hogy a hatalmas tömeg gravitációjával megbírkózzon. Ebből aztán az lesz, hogy a hatalmas forró gázlufi mikroszkópikus méretűvé zsugorodik. Pontosan nem tudjuk, hogy mekkorává, mert lesz körülötte egy olyan tartomány, ahol a gravitáció még elég erős ahhoz, hogy a fényt is rabul ejtse. Mivel a fénynek van tömege, a fekete lyuk belsejében levő anyag gravitációs vonzása szépen fogja, és magához húzza a fény részecskéit, így aztán marad a sötétség. Ezt a határt, amitől beljebb már a fény is csapdába esik, hívják eseményhorizontnak. Hogy ezen a sötéten belül mi van, arról nincs fogalmunk. Hipotéziseink viszont igen.

1.  Mivel a fekete lyuk anyaga összehúzódás közben felmelegszik, könnyen lehet, hogy egy bizonyos méretnél annyira meleg lesz, hogy a részecskék hőmozgása miatt már nem tud jobban összehúzódni. Gondoljuk el, mit tudunk jobban összeszorítani, egy zsák nyüzsgő darazsat, vagy egy zsák lefagyasztott méhet? Ez a végső méret szükségszerűen az eseményhorizonton belül van, és nyilván nem nulla. Nem tudjuk. De ha az elemi részecskéknek van oszthatatlan minimális építőköve, akkor az a bizonyos gömb ezekből az alaprészecskékből áll. És forró, mint a veszedelem. Csak ez a forróság a nagy gravitáció miatt nem tud kisugározni.
2.  Mióta Einstein a gravitációs vonzást a tér görbületével helyettesítette, a fizikusok azóta feltételezik, hogy a tér lehet annyira görbült is, hogy "átszakadhat". Mint amikor egy kifeszített gumihártyát alul összecsípünk, és lefelé húzzuk, míg átszakad az alja. Na ez lenne a másik elmélet, miszerint a fekete lyuk egy ilyen pontszerű szakadás. Matematikailag megközelítve gondoljunk az y=1/x függvényre. Ez olyan, hogy x=1 -nél egy az értéke, aztán ahogy közeledünk a nullához a függvény szédítő ütemben emelkedik. Nullánál tetszőlegesen nagyob szám esetén van értéke, viszont a nullában nem meghatározható, ergó nincs értéke. Ez a nincs ez most itt nem nullát jelent, hanem hogy nem meghatározható. Ha mindenképpen mondanunk kell valamit, akkor azt mondhatjuk hogy végtelen az értéke. Namost az elmélet szerint a fekete lyuk is ilyen valami, a közepén egy nulla sugarú térrészben ott van a belehullott anyag, amit egy rendkívül erősen megnyújtott tér vesz körül. Mintha azt a bizonyos gumilepedőt a végtelenségig kihúztuk volna lefelé. Hogy ott mi lesz az anyaggal, arról ezúttal sincs információ, csak feltételezések. Az én ma reggeli ötletelésem az, hogyha így van, akkor könnyen lehet, hogy az anyag egy másik, új univerzumba lyukad ki. Mivel ez az univerzum a fekete lyukon keresztül fel van fűződve a mi univerzumunkra, ezért azon keresztül a tömege továbbra is hatást gyakorol a mienkre, de akik abban az univerzumban vannak, a fekete lyukat mint a saját ősrobbanásukat élik meg. Ez a hipotézisem viszont feltételezi azt is, hogy a mi ősrobbanásunk is egy másik univerzumba vezető fekete lyuk. Az nem ellentmondás, hogy a fekete lyuk egy stabil hosszan fennmaradó valami, az ősrobbanás pedig pillanatszerű, mivel a fekete lyuk közepén, pont ott ahol a tér görbülete végtelenné válik, ott az idő is elveszíti az értelmét, és semmi akadálya annak, hogy amit a fekete lyuk oldalon hosszú időperiódusnak élünk meg, az a másik oldalon csak egy pillanatnak hat. 

Na most hogy a fekete lyuk szerencsére nevével ellentétben egyáltalán nem láthatatlan. A piszok nagy vonzásával egy rakás anyagot húz maga köré, és ahogy ez az anyag szépen belehullik a lyukba, előbb szépen összesúrlódik. Az ősemberek óta tudjuk, hogy a súrlódás hőt termel, nos ezúttal olyan nagy a súrlódás, hogy nemcsak hő, de fény, sőt kozmikus sugárzás is termelődik. Így a feketelyuk környéke látható. Mindezek ellenére  egy szomszédos galaxis fekete lyuk tartalmát nem egyszerű feladat meghatározni. Itt a tejútrendszerben is van néhány amelyek tömege a környékén levő csillagok mozgásából meghatározható, de egy másik galaxisról nem tudunk ilyen részletes felbontású képet kapni.

Mégsem valószínű, hogy a sötét anyagot fekete lyukak alkotnák. Leginkább azért nem, mert ha így lenne, akkor a rengeteg fekete lyuk eszméletlen sok röntgen, gamma, és egyéb sugárzást bocsátana ki az előbb említett folyamat eredményeképpen, amit könnyen felismernénk.

Úgy néz ki, hogy a sötét anyag nem bocsát ki semmiféle sugárzást.

Legalább ilyen rejtélyes a sötét energia mibenléte is. Az hogy létezik, az abból következik, hogy a világegyetem tágul. Hogy ez így van, azt viszonylag egyszerű bizonyítani. Gondoljunk arra, hogy ülünk az út szélén, és jön egy autó. Ahogy elmegy mellettünk kb. egy zsííííívúúúúúúm hangot ad ki. A zsíííííí szakasz során magas hangot hallunk, ekkor az autó közeledik. Amikor épp mellettünk van, akkor egy pillanatra meghallhatjuk az autó igazi hangját, amit a motor ad ki, ezután rögtön átvált a vúúúúúúm szakaszba, amelyet mélynek érzékelünk. Ez a Doppler effektus. Röviden annyi, hogy minden közeledő hangos tárgy hangját magasabbnak érezzük, minden távolódóét meg mélyebbnek.

Namost a csillagoknak, galaxisoknak nincs hangjuk, van viszont fényük. És a doppler effektus ugyanúgy működik fényre is, csak jóval gyorsabban kell a tárgynak mozognia ahhoz, hogy a hatás szembetűnő legyen. Na most a fény esetén a mély hangoknak a vörös szín felel meg, a magasaknak a kék. Furcsamód az 1900-as évek elején azt tapasztalták, hogy a távoli galaxisok fénye nem fehér, hanem vöröses színű. Sőt, minél távolabbi, annál vörösebb. Nagyon jó, a vörös színt szeretjük, de miért van ez? Nem valószínű, hogy azokban a galaxisokban ne a hidrogén alkotná a csillagok tüzelőanyagát. Akkor viszont csak egy magyarázat marad, hogy ezek távolodnak tőlünk, méghozzá bazi gyorsan.

Na de ez hogy lehet? Hiszen a galaxisoknak tömegük van, ami viszont a gravitáció révén vonzerőt eredményez a galaxisok között, ez pedig azt jelenti, hogy a galaxisoknak inkább össze kéne rántódni. Jó, tegyük fel, hogy a galaxisok az ősrobbanáskor akkora lendületet nyertek, hogy a gravitáció nem tudta még lefékezni őket, de ami késik, nem múlik. szépen lelassulnak majd, aztán mindenki szépen visszafordul.

Van egy kis gond azonban. Ezek a genyó galaxisok nemcsak simán szétmásznak,  de mindezt egyre gyorsabban teszik. Magyarán gyorsulnak. Ahhoz hogy valami gyorsuljon, ezt minden autós tudja, ahhoz bizony energia kell. Ezt viszont nem látjuk, hogy honnan jön. Pedig óriási energia, ha az egész univerzum gravitációját is le tudja győzni. Más megnyilvánulása egyébként nincs. Azon kívül, hogy szívatja a gravitációt, mást nem csinál.

Viszont egyre erősebbé válik. Ezzel az a baj, hogy ez nemre és fajra való tekintet nélkül taszít. Ez a mániája. Hogy szétválaszt. S mivel erősödik, egyszer, nagyon nagyon nagyon sok idő múlva el fog jutni odáig, hogy már nemcsak a gravitációt semlegesíti, hanem az elektromosságot is. Akkor pedig szét fognak hullani az atomok. Aztán tovább erősödik, és az atommagok is hasonló sorsra jutnak, és a világegyetem visszatér az elemi részecskék világába.Kíváncsi vagyok, hogy mire fog menni a fekete lyukakkal...

 A sötét energia megléte egyébiránt messzemenően sérti az energiamegmaradás elvét. Egyenlőre még alig észrevehetően ugyan, de akkor is sérti. Vagyis a törvények, amin a világképünk alapul, csak bizonyos elhanyagolásokkal érvényesek.

Az új világegyenlet megalkotása - ami ezeket az anomáliákat megmagyarázza - feltehetőleg sokkal nagyobb durranás lesz, mint amit Einstein művelt a múlt század elején. De Zweisteinre - úgy néz ki - egy ideig még várnunk kell.