euskaraespañol

Gaurko irudia

Ruth Lazkoz

Unibertsoa uste baino azkarrago hedatzen da

Fisika Teorikoko irakaslea

  • Cathedra

Lehenengo argitaratze data: 2022/05/02

Irudia

Artikulu honen jatorrizkoa The Conversation argitalpenean dago argitaratuta.

Kafea ala tea? Beatles ala Rolling Stones? Ados ez jartzera kondenatuta gaude, eta ez gara gai sikiera kosmologia bezalako gauza serioetan ados jartzeko. Une honetan, bi eskola handik unibertsoaren hedapen erritmoari buruz egindako iragarpenen arteko lehia gogorraren lekuko gara. Neurketa berriek diote uste baino askoz azkarrago hedatzen dela. Baina, zer ari da gertatzen?

Adarra jotzen al digu kosmosak bere buruaz hitz egitean? Ez da nahikoa gu beldurtzea hedatzen ari delako horrekin: eskaintzen dizkigun datu batzuen arabera, hedapen erritmoa beste batzuek adierazitakoaren bestelakoa da. Are okerrago, estatistikak desadostasun nabarmena erakusten digu eta arazo larri bihurtzen du. Lasterbide bat hartuz, orain argituko dut desadostasun horiek direla Planck eta Hubble behatokiek ematen dituzten balioak.

Has gaitezen, bada: zer neurtzen du Hubble teleskopio espazialak?

Gogoratu zer sentitzen den su bat piztean. Hurbilegi gaudenean, erre egiten du, baina urruntzean, lasaitu egiten gara. Horrek ideia lauso bat ematen digu izarrekiko distantziak nola neurtu jakiteko. Funtsean, ezaugarri fisiko berdinak dituzten bi izar identifikatu beharko lirateke, eta bai batetik, bai bestetik iristen zaigun argia alderatu. Eta nola lotzen da hori unibertsoaren hedapenarekin?

Unibertsoaren hedapena eta panettonearen masa

Imajina dezagun panettone baten masa gordina, mahaspasak dituena elkarrengandik bereizita (nire bertsio gogokoenean, behintzat). Labearen beroak masa haztea eragiten du, eta, ezinbestean, mahaspasak bata bestearengandik aldendu egiten dira (eta guztiak guztiengandik). Baina, adi! mahaspasen tamaina ez da aldatzen. Panettonea espazio-denbora da, eta mahaspasak, galaxiak.

Gure 'pannetoneversoa’ (edo pannetoneak irudikatutako unibertsoa) hedatzean, mahaspasak ez dira masan duten hasierako posiziotik mugitzen. Aldatu dena mahaspasen arteko distantzia erlatiboak izan da. Hedadura labekatze denboraren artean zatitua, gure mahaspasen abiadura lortuko dugu; barkatu, esan nahi dut, galaxiena (begi keinua, begi keinua).

Baina nola neurtzen dugu kosmologian zein azkar urruntzen den astro bat gugandik? Bada, Doppler efektuaren bertsio sofistikatu bat erabilita: poliziaren sirena urrutiratzean baxuago entzuten dugun bezalaxe, astroen argia apur bat gorriago bihurtzen da urruntzean. Duela ia ehun urte Edwin Hubblek mundua harritu zuen erakutsi zuenean izar bat zenbat eta urrunago egon orduan eta azkarrago urruntzen dela. Hortik ondorioztatzen da unibertsoa hedatzen ari dela.

Distantzia urruntze abiadurarekin lotzen da Hubbleren konstantea deritzonaren bidez (nola ez). Adam Riess nobelak gidatzen duen taldeak duela gutxi egindako estimazioaren arabera, megaparsec bateko distantziara dagoen izar bat 73 km/s-ra urruntzen da, eta bi aldiz urrunago dagoen bat 146 km/s-ra (oin baten eta metro baten arteko erreferentzia da argi-urtearen eta parsec baten artean dagoena). Hau da, unibertsoan sakonago begiratuz gero, denborarekin hedapen erritmoa hazi egiten dela ikusten dugu. Horregatik, gainera, hedapena azeleratua da.

Astroek sortzen dituzten ortzadarrak

Hubblek bere lana espektroskopian oinarritu zuen: astroek sortzen dituzten ortzadarren irakurketa zehatzean. Izar bakoitzak kolore eta zabalera desberdineko zerrendak ditu (izarraren hatz markak dira), eta konparazioz, gorriranzko joera adierazten dute, hau da: abiadura handiagoan mugitzean, gutxitu egiten da objektuaren argiaren maiztasuna.

Aitzindari horrentzat eta bere ondorengoentzat ezaguna izan behar zen erabilitako izarren arteko distantzia. Baina, oro har, astronomian lan nekeza da distantziak neurtzea. Asko kostatzen da zuzeneko datuak lortzea, eta ohikoa da eredu fisikoetara jotzea, normalean argitasun aldaketetan oinarrituak. Horrela lortzen da distantzien eskailera kosmikoa. Metodoen kateaketa bat da: urruneko objektuen distantzia lortzen da tarteko objektuetan oinarrituta, eta, aldi berean, hurbileko objektuenetan oinarrituta.

Planckek unibertsoaren hedapenari buruzko ziurtasunak birplanteatzea eskatzen du

Handi-handika, horrela lortu zuen, oso zehatz lortu ere, Riessen taldeak, Hubble teleskopioa erabilita, izen bereko konstantearen egungo balioa, eta, zehazki, hurbileko astroen hiru mailatan oinarrituta lortu zuen. Baina estatistikaren ikuspegitik balio hori ez da bateragarria Planck elkarteak emandakoarekin: 67 km/s/Mpc.

Esperimentu horrek, bere datu bikainekin, mikrouhin erradiaziodun hondo kosmikoaren alterazio oso txikiez hitz egiten du, duela milaka milioi urte inprimatutakoak. Eta, horien bidez, zopa kosmikoaren ‑gure unibertsoak etapa desberdinetan elikagai izan duen horren‑ osagaien proportzio eta izaeraren berri ematen digu.

Egia esan, eremu horretan Einsteinen ekuazioetara jotzen da, ikusteko nola eragin zuen lehenak orainean. Hau da, erradiazio horrek milaka milioi urtetan zehar egin duen bidaia berreraikitzen dugu. Eta puzzle horretan, leku batean egindako errore txiki bat beste batera hedatzen da, tximeleta efektu ospetsua bezalaxe. Horregatik, tentuz aztertu behar da datu horietatik lortzen den hedapenaren balioaren estimazioa.

Maila teorikoan, asko gara aipatu berri dudan teoria horren ekuazioekin jolasean burua apurtzen dugunok, eta berriz ere gogorazten digu unibertsoaren konposizioa ezagutu behar dugula Hubbleren konstanteak gaur egun duen balioa ondo estimatzeko.

Energiaren eta materia ilunaren eragina

Gure unibertsoa deskribatzen duen zopa horren osagai nagusiak materia eta energia iluna dira: unibertsoa umeak hazten diren bezala haztea eragin duten substantzia aberatsak. Eta edozein nutrizionistak esango digu elikaduraren eskasia edo kalitate txarra garapen horren kaltegarri direla. Horrela uler dezakegu unibertsoko energia eta materia ilunean izandako aldaketek garai desberdinetan galaxiek beren artean izan duten distantzian eragin dutela. Eta horrek, gogora dezagun, gure umea hazten joan ahala nola aldatu den estimatzeko aukera ematen digu.

Jakina, kosmologiako ikerketa talde handienen fidagarritasuna erabateko da. Titanen arteko erronkak dira. Planck edo Hubbleren alde jartzea Lionel Messi eta Cristiano Ronaldoren artean aukeratzea bezala da. Biak daude argiz beteak, baina, badute, bai itzalik.

Izar erraldoi gorriek tarteko daturen bat ematen dute

Baina futbolean lekukoa hartzeko figura berriak agertzen diren hein berean, kosmologian ere badaude potentzial handidun  beste aukera batzuk. Kasu horretan, aukera adiskidetzailea da. Izar erraldoi gorriak oinarri dituen ikerketa berri bat bi lehiakideen artean dago eta 69,6 km/s/Mpc datua iradokitzen du. Eta doitasuna pixka bat txikiagoa bada ere, badago hobetzeko tarterik, izar horien fisika oraindik ere garapen bidean dago eta.

Agian akats sistematikoak egongo dira zenbakizko tratamenduan, agian egongo da esploratu gabeko fisikarik, agian planteamendu teoriko batzuk gordinak izango dira. Badago ere astrofisikako beste azterketa mota batzuk erabiltzen duenik, grabitazio lenteak adibidez, eta bataren edo bestearen alde agertzen dira.

Agian James Webb teleskopioak eztabaida hori argitzeko bide emango du, baina, eztabaidak irekita dirauen bitartean, gertaerak zuzenean ikusi eta gozamenerako aukera izango dugu, are gehiago krispetak eta sofa on bat baditugu.