További Űrkutatás cikkek
Amerikai fizikusok szerint az univerzum nagy részét kitevő sötét anyag vizsgálatával közelebb hozzuk a világvégét.
Két amerikai fizikus, Lawrence Krauss (Case Western Reserve University) és James Dent (Vanderbilt University) a kvantumfizika elméleti alapjait alkotó törvényeket alkalmazta az univerzum sötét anyagára. A Physical Review Letters szakfolyóiratban publikált tanulmányukban arra jutottak, hogy a sötét anyag vizsgálatával közelebb hozzuk az univerzum elpusztulásának időpontját.
Fogy az energia
A kutatás alapja az univerzum energiaállapotának (az univerzumban található összes anyag energiájának összege) vizsgálata volt, illetve ennek az energiaszintnek a változása az elmúlt 13,7 milliárd évben, vagyis az ősrobbanás óta. A radioaktív anyagok bomlásához hasonlóan ez az energiaszint is fokozatosan csökken, a csökkenésben pedig lassú (a hatványfüggvényt követő) és gyors (exponenciális) periódusok váltják egymást. Az energia szintjének csökkenését az ősrobbanás-elmélet magyarázza, ami szerint az univerzum egy rendkívül nagy energiájú és sűrű állapotból fejlődött ki, és tágul a mai napig egyre gyorsabban, miközben az energia anyaggá és sötét anyaggá alakul.
Kvantum Zénó, az univerzum elpusztítója
A kvantumfizika egyik elmélete szerint egy instabil rendszer megfigyelésével egyben beleavatkozunk annak működésébe is; magával a megfigyelésnek a tényével a rendszert annak valamelyik állapotába kényszerítve. Ez a "kvantum Zeno" effekt. Az instabil állapot viszont hosszabb távon fenntartható, így a vizsgálattal tulajdonképpen a rendszer pusztulásához járulunk hozzá.
Krauss professzor a sötét anyag létezését bizonyító méréseket hozza fel példának 1998-ból. Akkor egy szupernóva fényét vizsgálták és mérték meg csillagászok, amitől - az új elmélet szerint - a rendszer kvantumállapota olyan szintre állt vissza, ahol a túlélés esélye sokkal kisebb az instabil állapoténál.
A vég kezdete
Az új elmélet szerint a sötét anyag vizsgálata stabil állapotba kényszeríti a szuperpozíció állapotában levő rendszereket, ezzel az univerzum energiaszintjének csökkenését a hatványfüggvény szerintiből exponenciálisba viszi át. Ezzel pedig az egész univerzumot egy olyan állapotba kényszerítjük, amiben a pusztulás (az ősrobbanás folyamatának a visszájára fordulása, vagy egy újabb ősrobbanás bekövetkezőse) jelentősen nagyobb, mint instabil állapotban volt.
Az elmélet nem talált egyértelmű támogatásra a tudományos világban. Max Tegmark, az MIT egyetem professzora a New Scientistnek adott interjújában kifejtette, hogy a Zeno effekt egyáltalán nem alkalmazható a sötét anyagra: "Galaxisok már évmilliárdokkal az ember megjelenése előtt "megfigyelték" a sötét anyagot. Amikor mi, emberek megmérjük egy szupernóva hozzánk érkező fényét, az semminek a szintjét nem változtatja meg, legfeljebb a sajéát tudásunkét.".
Schrödinger macskája
A kvantumelmélet egyik központi tétele, hogy a fény és az anyag egyaránt rendelkezik részecskére illetve hullámra jellemző tulajdonságokkal. Ilyenkor az adott részecske a szuperpozíció állapotában van, és nem tudjuk egyértelműen megállapítani ezeket a tulajdonságait. Amikor valamilyen módon megmérjük, hogy a részecske pontosan hol és milyen állapotban van, a szuperpozíció elvész, és a részecske egyértelműen a lehetséges állapotok egyikébe kerül.
Az elv híres illusztrációja Schrödinger macskájának története, ami egyben azt is megmutatja, mennyire bizarr és inkább filozófiai, mint gyakorlati jellegű az egész teória. A gondolatkísérletben a macskát egy radioaktív anyagdarabbal egy dobozba tesszük, ami minden percben 50 százalék valószínűséggel megöli a macskát. Az egy perc leteltével a macska ugyanolyan valószínűséggel él, illetve halott, vagyis az élet és halál szuperpozíciójában lebeg. Ha kinyitjuk a dobozt, azzal megtörik a szuperpozíció, és a macska az egyik állapotba kerül: azaz meglátjuk, hogy él-e. Elméleti fizikusok ezt szokták úgy is magyarázni, hogy a kísérlet alatt két alternatív univerzum jön létre, az egyikben él a macska, a másikban halott. A doboz kinyitásával a vizsgáló személy megsemmisíti az egyik univerzumot.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!
