Astrofizikas apie kitas civilizacijas: galbūt jos išgyveno, nes nugalėjo agresiją

Jei visą Visatos istoriją sutrauktume į vienus metus, Didysis Sprogimas įvyktų sausio 1-ąją. Saulė ir Žemė atsirastų rugsėjį, o žmonija – paskutinėmis gruodžio minutėmis. Visi mūsų karai, meilės, atradimai, mokslas ir civilizacijos tokiame kalendoriuje tilptų į vos kelias akimirkas. Apie beveik 14 milijardų metų Visatos istoriją pasakoja astrofizikas, Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto mokslininkas doc. Arnas Drazdauskas.

„Visas astronomijos mokslas yra kaip dėlionės dėliojimas: vieni mokslininkai gabaliuką padeda ten, kiti – kitur. Ir staiga mes imame matyti kažkokį vaizdelį“, – sako jis.

Plačiau – garso įraše:

Visata, kurią matome iš praeities

Žvelgiant į Visatą gali atrodyti, kad joje niekas nesikeičia. Žmogaus gyvenimas trunka vos apie šimtą metų, o kosminiai procesai vyksta tokiais masteliais, kad jų pokyčių paprastai nepastebime.

„Mums Visata atrodo tokia statiška. Šiandien pažiūrėsim, matysim tą patį, rytoj matysim tą patį. Aišku, kai žiūrime labai toli su galingais teleskopais, matome pokyčių: supernovų sprogimų, juodųjų skylių, neutroninių žvaigždžių susidūrimų. Daug įvairių dalykų tikrai vyksta, tik reikia žinoti, kur žiūrėti“, – aiškina pašnekovas.

Žvelgdami į tolimus kosmoso objektus, matome ne jų dabartį, o praeitį. Šviesai reikia laiko mus pasiekti, todėl kuo toliau objektas, tuo senesnį jo vaizdą gauname.

Vienas astrofiziką ypač sudominusių atradimų – gravitacinių bangų fiksavimas. Joms aptikti prireikė itin jautrių detektorių.

„Gravitacinės bangos yra labai silpnos, jas sunku užfiksuoti. Jos veikia erdvę – ją ištempia ir sutraukia. Įsivaizduokit, kokio reikia prietaiso, kad jis sugebėtų išmatuoti erdvės suspaudimą. Mes jau esame pasiekę tokį technologijų lygmenį, kad galime tai užfiksuoti“, – pasakoja A. Drazdauskas.

Astronomai kosmosą tyrinėja ne tik regimąja šviesa, bet ir radijo, ultravioletinių ir rentgeno spindulių teleskopais. Gravitacinių bangų detektoriai, neutrinų paieškos ir bandymai aptikti tamsiąją medžiagą leidžia pažinti reiškinių, kurių įprastais teleskopais nematytume.

„Visa tai suteikia papildomos informacijos – mažą dėlionės dalį, kurią dedame į bendrą vaizdą, tada bandome paaiškinti, kas vyksta aplink mus“, – tęsia mokslininkas.

Įvykus Didžiajam Sprogimui iš energijos susidarė dalelės

Didžiojo Sprogimo teorija teigia, kad Visata kažkada buvo nepaprastai maža, o nuo tada išsiplėtė iki dabartinio dydžio. Jos amžius, pagal dabartinius skaičiavimus, siekia apie 13,77 milijardo metų, o paklaida – maždaug 200 milijonų metų.

Tačiau Didįjį Sprogimą reikėtų įsivaizduoti ne kaip įprastą sprogimą tuščioje erdvėje. Pasak A. Drazdausko, kartu su Visata atsirado ir pati erdvė.

„Įsivaizduokite kambarį. Tai visa mūsų matoma Visata. Mes nežinome, kas yra už jos ribų, todėl dažniausiai kalbame apie regimąją Visatą – apie tai, ką galime matyti. (...) Ir iš tokios būsenos ji išsiplėtė per neįtikėtinai trumpą laiką“, – vaizdžiai paaiškina mokslininkas.

Tokį staigų plėtimąsi aiškina infliacijos teorija. Astrofizikas siūlo įsivaizduoti, kad pirminėje Visatoje buvusi didžiulė energija virto dalelėmis.

„Turbūt teko girdėti Einsteino formulę E = mc². Tai ekvivalentiškumo principas, kad energija gali virsti mase, o masė – energija. Yra teorija, kad, turėdami pakankamai galingą lazerį, pakankamai energijos, galėtume sukurti medžiagą, naujų dalelių. Įsivaizduokite, kad tame kambaryje buvo galybė energijos ir ji staiga tapo dalelėmis“, – pasakoja A. Drazdauskas.

Visatai plečiantis ir vėstant, pirmosios dalelės jungėsi į sudėtingesnes struktūras.

„Iš pradžių turėjome kvarkus, leptonus – tuos pačius elektronus. Tos dalelės [kvarkai] pradėjo jungtis ir sudarė protonus, neutronus. O protonai ir neutronai susijungė į helio branduolius. Taip gavome pirmykštę Visatos sudėtį – vandenilį, helį ir šiek tiek ličio“, – aiškina astrofizikas.

Saulės sistema negalėjo susiformuoti iškart po Didžiojo Sprogimo. Žemei reikėjo ir kitų cheminių elementų – tarp jų geležies, anglies, deguonies, azoto.

„Visi tie papildomi elementai buvo pagaminti žvaigždžių viduje. Saulė irgi per savo gyvenimą susintetins deguonies, anglies ir šiek tiek kitų elementų, o savo gyvenimo pabaigoje, po maždaug penkių milijardų metų, paskleis į aplinką. Tada jau bus didelis puf, o kitos žvaigždės, gimsiančios šioje aplinkoje, turės dalį šių elementų“, – pasakoja A. Drazdauskas.

Žmonės irgi gali sukurti elementų, pavyzdžiui, Didžiajame hadronų greitintuve. Tačiau laboratorijose sukuriami tik pavieniai atomai.

„Turbūt per visą žmonijos istoriją sukurtos medžiagos kiekis yra mažesnis už vieną lietaus lašą. Visa kita, ką matome aplinkui, atsirado žvaigždžių gelmėse arba per jų sprogimus“, – apibendrina mokslininkas.

Ar gyvybė Visatoje – atsitiktinumas?

Ar mūsų Saulės sistema kuo nors ypatinga? Ar gyvybei tinkamos sąlygos Žemėje – tik atsitiktinumas? Astrofizikas sako, kad kol kas atsakyti sunku: gyvybės atveju turime tik vieną žinomą pavyzdį – Žemę.

„Mes žinome, kad praktiškai kiekviena žvaigždė turi planetų. Vien mūsų galaktikoje, manoma, yra apie 60 milijardų planetų, jau nekalbu apie visas kitas galaktikas. Bet ar gyvybei reikia kokių nors specialių sąlygų? Čia ir vyksta didieji debatai“, – sako jis.

A. Drazdauskas su kolegomis iš Lenkijos tyrinėja, kaip kosmose kito gyvybei būtinų cheminių elementų kiekiai. Gyvybei reikia ne tik anglies, deguonies ir azoto, bet ir retesnių elementų, pavyzdžiui, molibdeno.

„Mūsų tyrimas bando išsiaiškinti, kaip šių elementų kiekiai galaktikoje keitėsi laike ir erdvėje, kokios žvaigždės juos gamina ir kada susidaro sąlygos, kai jų jau gali pakakti gyvybei“, – pasakoja astrofizikas.

Anot jo, prieš maždaug dešimt milijardų metų tokių elementų dar nebuvo pakankamai, kad galėtume egzistuoti. Visatai reikėjo laiko, kol ji pribrendo gyvybei.

Ieškant gyvybės kitur svarbu neapsiriboti tuo, ką jau pažįstame. Vienas iš būdų – tirti tolimų planetų atmosferas. Jameso Webbo kosminis teleskopas gali padėti nustatyti, kokių cheminių medžiagų jose yra.

„Mes žinome, kad natūralūs procesai pasiekia tam tikrą pusiausvyrą. O gyvybė gali ją pakeisti. Pavyzdžiui, augalai sugeria anglies dioksidą ir išskiria deguonį, taip išbalansuodami natūralų cheminių elementų pasiskirstymą. Galbūt galime rasti tokių disbalansų kitų planetų atmosferose ir bandyti paaiškinti, kas juos sukelia“, – sako A. Drazdauskas.

Mus gaubiančios tamsiosios materijos mįslė

Nors astronomai vis geriau pažįsta Visatą, didžioji jos dalis tebėra paslaptis. Žvaigždės, planetos, dulkės ir kiti šviesą skleidžiantys ar atspindintys objektai sudaro vos apie 5 procentus Visatos. Likusią dalį mokslininkai kol kas gali tik numanyti iš jos poveikio.

Viena iš šių paslapčių – tamsioji materija. Jos egzistavimą astronomai įtaria stebėdami galaktikų sukimąsi ir iškreipiamą tolimų galaktikų šviesą. Matavimai rodo, kad Visatoje turėtų būti daugiau masės, nei galime pamatyti.

„Pagal jos [tamsiosios materijos] kuriamą gravitacinę jėgą mes manome, kad ji egzistuoja“, – sako A. Drazdauskas.

Tamsiosios medžiagos ieškoma ir eksperimentiškai. Vienas iš būdų – po žeme įrengti detektorius, pripildytus ksenono dujų. Tikimasi, kad, tamsiosios medžiagos dalelei susidūrus su ksenono atomu, šis suvirpės, o detektoriai užfiksuos susidūrimo požymius.

„Nėra būdų, kaip ją pamatyti pasitelkus šviesą. Bet kadangi manome, kad tai yra kažkokios dalelės, turinčios masę, vadinasi, jos gali netyčia pataikyti į kitas daleles“, – aiškina astrofizikas.

„Tamsiosios materijos yra visur, jos yra ir šiame kambaryje, kuriame sėdime. Jos labai daug, bet mes jos nematome, ji nedaro mums jokios įtakos“, – priduria jis.

Juodosios skylės – Einsteino teorijos išbandymas

Ne mažiau intriguojantis Visatos objektas yra juodosios skylės. Jas galima įsivaizduoti kaip savotišką erdvėlaikio trūkį: itin didelė jėga sutelkta labai mažame plote ir sutraukia viską aplink, net šviesą.

„Kuo koncentruota masė didesnė, tuo tas spindulys didesnis. Yra mažų juodųjų skylių, galbūt kelių centimetrų dydžio, ir supermasyvių, jų gali būti net Saulės sistemos dydžio. Jų yra labai įvairių“, – pasakoja A. Drazdauskas.

Astrofizikas juodosios skylės veikimą palygina su magnetu, traukiančiu metalinius objektus.

„Jeigu jūs turite magnetą ir veržlę, kažkuriuo momentu ji tiesiog pritraukiama. Yra tam tikra riba. Juodoji skylė panašiai: tai mažas trūkio taškelis mūsų erdvėlaikyje, bet savo spinduliu jis veikia labai stipriai ir sutraukia net šviesą“, – aiškina mokslininkas.

Jį ypač sužavėjo prieš kelerius metus paskelbtos pirmosios juodųjų skylių nuotraukos. Joms gauti buvo sujungti skirtingose Žemės vietose esantys teleskopai, vienu metu stebėję tą patį objektą.

„Juodosios skylės jau buvo prognozuotos Einsteino prieš šimtą metų, ir pagaliau mes jas pamatėme. Mane žavi tai, kad per visus tuos metus ne tik nerasta didelių jo teorijos trūkumų, bet ji ir toliau įrodoma naujais atradimais. Tai, kas iš pradžių atrodo tik formulės, technologijoms tobulėjant tampa nuotraukomis“, – sako astrofizikas.

Kodėl dar neaptikome kitų civilizacijų?

Net jei kitur Visatoje civilizacijos kada nors susikūrė, nebūtinai jos gyvavo tuo pačiu metu kaip mes. Jei Visatos istoriją sutrauktume į vienus metus, Homo sapiens joje egzistuoja vos apie dvylika minučių.

„Gali būti, kad civilizacijos atsiranda ir išnyksta. Galbūt šiuo metu mes esame vieninteliai, bet kažkur kitoje galaktikos pusėje prieš porą milijardų metų kas nors buvo“, – svarsto astrofizikas.

Vienas galimų paaiškinimų, kodėl nematome kitų civilizacijų, vadinamas Didžiuoju filtru. Ši hipotezė kelia klausimą, ar egzistuoja gyvybei ir civilizacijoms sunkiai įveikiamas barjeras.

Galbūt sunkiausia yra pati gyvybės pradžia – perėjimas nuo negyvosios medžiagos prie gyvų organizmų. Jei taip, žmonijai pasisekė šį barjerą įveikti. Tačiau sunkiausias išbandymas gali laukti ir ateityje.

„Tarpžvaigždinei civilizacijai reikia labai daug energijos. Mes natūraliai ateiname iki atominės fizikos, atominių bombų, branduolinių ginklų. Prieš du šimtus metų, kai dar net neskraidėme, negalėjome savęs sunaikinti kaip civilizacijos. Dabar tokią galimybę turime“, – sako A. Drazdauskas.

Galbūt civilizacijos pasiekia technologinį lygį, leidžiantį keliauti tarp žvaigždžių, tačiau kartu įgyja ir priemonių pačioms save sunaikinti. Ar tai tas barjeras, kurio žmonijai dar nepavyko peržengti, kol kas nežinome.

Astrofizikas prisimena ir mokslininko Carlo Sagano mintį: galbūt civilizacija, kuri sugebėjo pasiekti tarpžvaigždinę erdvę, jau turėjo išmokti bendradarbiauti ir įveikti vidinius konfliktus.

„Tarpžvaigždinei erdvei pasiekti reikia daug pastangų. Mes dabar stengiamės, bet ką – planuojame grįžti į Mėnulį. Net norint pasiekti Marsą reikia amerikiečių ir europiečių bendradarbiavimo. Jeigu norėtume keliauti dar toliau, greičiausiai reikėtų viso pasaulio bendradarbiavimo. Galbūt tokios civilizacijos jau turėtų būti geranoriškos – nugalėjusios agresiją, neapykantą, išmokusios bendradarbiauti, gerbti gyvybę“, – sako A. Drazdauskas.

Parengė Ignas Ramanauskas