Voyager odleciał, tajemnice pozostały. Nasza wiedza o kosmosie jest zaskakująco dziurawa
Głośno w ostatnich dniach o pocztówce, którą sonda Voyager 2 wysłała z granicy pomiędzy Układem Słonecznym a przestrzenią międzygwiezdną. Równocześnie jednak z innych miejsc nadchodzą nie mniej zaskakujące informacje, które mogą zwiastować nadchodzącą rewolucję w naszym spojrzeniu na Wszechświat.
Voyager 2 to zaledwie drugi stworzony przez człowieka obiekt, który opuścił relatywnie bezpieczne granice Układu Słonecznego. Pierwszym była w 2012 jego siostrzana sonda, Voyager 1. Przesłane teraz dane są jednak znacznie bogatsze -przede wszystkim dlatego, że na „jedynce” zepsuło się bardzo ważne narzędzie, którego zadaniem był bezpośredni pomiar znajdującej się w przestrzeni kosmicznej plazmy.
Najważniejsze, co dostarczyły nam obie sondy Voyager, to dane dotyczące właściwości heliosfery, czyli generowanego przez Słońce ochronnego płaszcza, bez którego nigdy nie powstałoby życie na Ziemi. Granice heliosfery tworzy tzw. wiatr słoneczny - strumień gorącej plazmy (a inaczej: zjonizowanego gazu, w którym cząstki nie są związane w atomach) pochodzącej z naszej gwiazdy. To właśnie zmiany właściwości plazmy świadczą o tym, że sondy wyleciały w przestrzeń międzygwiezdną.
Wcześniej jednak naukowcy byli przekonani, że granica pomiędzy Układem Słonecznym a przestrzenią międzygwiezdną jest rozmyta i zmienia się stopniowo. Voyagery wspólnym wysiłkiem udowodniły im, że byli w błędzie.
– Stary pogląd, według którego wiatr słoneczny stopniowo zmniejszy się w miarę wkraczania w przestrzeń międzygwiezdną, jest zwyczajnie nieprawdziwy – tłumaczy to Don Gurnett, jeden z naukowców, którzy badali dane z Voyagera 2. – Z pomocą Voyagera 2, i wcześniej Voyagera 1, dowiedzieliśmy się, że istnieje tam ścisła granica. To po prostu niezwykłe, w jaki sposób płyny, w tym plazmy, formują granice – wyjaśnia.
Zapętlony Wszechświat
Inną ciekawą informację przyniósł artykuł opublikowany w piśmie „Nature Astronomy”. Okazuje się, że Wszechświat może mieć zupełnie inny kształt niż do tej pory sądziliśmy.
Taki wniosek wysnuła grupa naukowców w oparciu o najnowsze, najdokładniejsze dotychczas pomiary tzw. kosmicznego promieniowania tła - promieniowania stanowiącego bezpośrednią pozostałość po Wielkim Wybuchu oraz najstarszej rzeczy we Wszechświecie, jaką jesteśmy w stanie aktualnie zaobserwować. W tych właśnie danych autorzy pracy znaleźli anomalię: okazało się, że grawitacja zakrzywia promieniowanie bardziej, niż byśmy tego oczekiwali.
Anomalię tę, jak argumentują, można wytłumaczyć właśnie tym, że Wszechświat ma zupełnie inny kształt niż aktualnie uważamy. Aktualny model przyjmuje, że jest on „płaski”: rozszerza się jednorodnie w każdą stronę i nigdzie nie kończy. Gdyby natomiast przyjąć nową propozycję, musielibyśmy przyjąć, że Wszechświat jest delikatnie zakrzywiony - a więc, w uproszczeniu, jeśli Voyagery poruszałyby się po linii prostej, prędzej czy później mogłyby teoretycznie wrócić do punktu wyjścia, w okolice Ziemi.
Mapa kosmicznego promieniowania tła nie wygląda może zbyt widowiskowo, ale jest dla naukowców bardzo ważna. Promieniowanie to jest najstarszą rzeczą, jaką jesteśmy dzisiaj w stanie zaobserwować.•Fot. ESA
Jak szybko wszystko pędzi
Kształt Wszechświata to jedna sprawa. Ostatnio jednak naukowcy przyznali, że ogromnym problemem stała się tzw. stała Hubble’a, wartość określająca szybkość rozszerzania się Wszechświata. Pierwotnie oszacowana była w oparciu o kosmiczne promieniowanie tła. Oczekiwano, że obserwacje prowadzone za pomocą kosmicznego teleskopu Hubble’a tylko te wyniki potwierdzą.
Tymczasem okazało się, że pomiary obecnego tempa rozszerzania się wszechświata absolutnie nie chcą się zgodzić z szacunkami opartymi o promieniowanie tła. Gdzieś coś tutaj nie działa, coś przegapiliśmy. Nieścisłość jest na tyle duża, że nawet najwięksi sceptycy zaczynają niechętnie przyznawać, że klucz do wyjaśnienia tego problemu może się kryć w zupełnie nowej teorii fizycznej.
Co dalej?
Co i rusz ktoś zauważa, że dzisiejsza sytuacja przypomina to, co działo się na początku XX wieku. Fizycy byli wówczas święcie przekonani, że fizyka jako nauka dobiega końca. Do wyjaśnienia pozostały wówczas zaledwie dwie zagadki, po czym będzie już można zamknąć cały ten kramik.
Tymczasem te dwa niepozorne okruszki kompletnie zrewolucjonizowały nasz sposób postrzegania świata. Z jednej zagadki narodziła się mechanika kwantowa, z drugiej zaś szczególna (a potem ogólna) teoria względności Einsteina - dwa fundamenty współczesnej fizyki.
Dzisiaj, mądrzejsi o to doświadczenie, naukowcy nie lekceważą już sygnałów świadczących o tym, że w naszej wiedzy o świecie występują spore luki. A trzy powyższe to tylko kilka najnowszych informacji. Jest wszak jeszcze kwestia ciemnej materii i ciemnej energii — których nigdy nie zaobserwowaliśmy i o których wiemy tylko tyle, że raczej istnieją, bo inaczej nasze kosmologiczne modele nie mają żadnego sensu
Nie wiadomo, czy odpowiedzi na te wszystkie pytania zaczną pojawiać się w najbliższym czasie. Ale trzymajmy kciuki. Bo w starej dobrej fizyce już za chwilę może się zrobić całkiem ekscytująco.