Czym jest antygrawitacja?

Antygrawitacja jest zjawiskiem polegającym na odpychającym działaniu masy. Jest więc zjawiskiem przeciwnym do zjawiska grawitacji. Do tej pory nie znaleziono przekonywujących dowodów na jej istnienie. Niemniej jednak istnieje kilka przesłanek sugerujących ,że może ona istnieć w rzeczywistości.

Wszystko opiera się na badaniach Wszechświata. Wiadomo powszechnie, że Wszechświat jest układem dynamicznym, stale się rozszerza. Jest to wynikiem działania energii wypełniającej przestrzeń kosmiczną , która ma właśnie własności odpychające. Posiada więc cechy charakterystyczne dal antygrawitacji. Jest to pogląd wysunięty przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda. Zespół dowodzony jest przez profesora Roberta Kirshnera , astrofizyka z tegoż uniwersytetu.

Większość informacji dotyczącej rozwoju Wszechświata to dane dostarczone dzięki badaniom prowadzonym w ostatnich latach. Wdzięcznym obiektem badań uczonych są supernowe. Do ich wybuchów dochodzi mniej więcej w odstępach stu lat w obrębie galaktyki składającej się z stu miliardów elementów. W trakcie eksplozji następuje odłączanie się od gwiazdy jej warstw powierzchniowych. W konsekwencji przekształca się ona w obiekt zwany białym karłem. Ponieważ masa supernowych jest zazwyczaj taka sama i wynosi około 1.4 masy Słońca dlatego promieniowanie emitowane w trakcie wybuchu charakteryzuje się prawie taką sama jasnością dla wszystkich supernowych. Ze względu na tą cechę supernowe są dobrymi obiektami do wyznaczania odległości we Wszechświecie. Mogą więc spełniać podobne zadanie jak latarnia morska na morzu.

Światło wysyłane przez supernowe ulega "rozciąganiu" ze względu na rozszerzającą się przestrzeń. Od wielu lat naukowcy starają się odkryć czy obecnie mamy do czynienia ze zmniejszającym się tempem ekspansji Wszechświata czy wręcz przeciwnie tempo to rośnie. Można to było odkryć właśnie na podstawie obserwacji supernowych. I tak tez się stało. Dużą ilość danych dostarczyły obserwatoria znajdujące się na Hawajach i Australii a także Teleskop Hubble'a, który krąży w przestrzeni kosmicznej w pobliżu Ziemi. Zanim dokonano analizy otrzymanych informacji spodziewano się, że wraz ze zwiększaniem się wieku Wszechświata tempo rozszerzania się będzie malało. Tymczasem okazało się, że obecnie mamy do czynienia ze wzrostem szybkości ekspansji Wszechświata. Świadczy o tym znacznie słabsze od spodziewanego natężenie światła emitowanego przez supernowe. Oznacza to, że ich odległość od Ziemi w porównaniu z odległością oczekiwaną jest znacznie większa. Jednak jak to zwykle w nauce bywa fakt ten przyniósł kolejne problemy do rozwiązania. Teraz naukowcy zastanawiają się pod wpływem czego doszło do zwiększenia tempa rozszerzania się Wszechświata.

W wyścigu , którego celem jest odkrycie kolejnych supernowych rywalizuje wiele ośrodków na świecie. Należą do nich zespoły m.in. z uniwersytetów w Harvardzie i Berkley. Niedawno zespołowi z Harvardu udało się zidentyfikować supernowa, która jest oddalona od Ziemi o pięć miliardów lat świetlnych. Oznacza to, że czas jaki upłynął od wybuchu tej gwiazdy to właśnie pięć miliardów lat. Tyle bowiem czasu potrzebował promień świetlny aby przebyć dystans między gwiazda a Ziemią.

Tak więc naukowcy głowią się obecnie nad interpretacją faktu , ze Wszechświat rozszerza się z coraz większą szybkością.

Aby spróbować wyjaśnić to zjawisko należy odwołać się do zasług Alberta Einsteina w dziedzinie astrofizyki. A oto kilka słów o samym naukowcu.

Albert Einstein przyszedł na świat 14 marca 1879 roku w Ulm, w Niemczech. Od dziecka był człowiekiem zamkniętym w sobie, trudno nawiązującym kontakty z innymi. Bardzo szybko ujawniły się jego zdolności do przedmiotów ścisłych. Od przedmiotów humanistycznych bowiem zdecydowanie wolał matematykę, szczególnie geometrię, której nauczył się samodzielnie. Z racji tego, że rodzina często się przeprowadzała Albert kilkakrotnie zmieniał szkoły. Ostatecznie podjął studia na politechnice w Zurychu. W tym czasie uzmysłowił sobie, że dziedziną, w której chce się kształcić jest fizyka. Jego lekturą stały się prace Helmholtza, Maxwella i innych wielkich fizyków. Einstein cechował się zapałem i dociekliwością, miał wrażenie, że uczelnia nie pozwala mu w pełni wykorzystać jego możliwości. Dyplom otrzymał w 1900 roku.

Po kilku latach pracy jako młodszy referent w szwajcarskim urzędzie patentowym objął stanowisko profesorskie m.in. na uniwersytecie w Pradze . Od 1914 roku obejmował dwa stanowiska profesorskie: w Pruskiej Akademii Nauk i na Uniwersytecie Berlińskim. W tym to czasie mógł się skupić bezpośrednio na badaniach, które zaowocowały spektakularnymi odkryciami.

Ostatecznie po dojściu do władzy Hitlera, Einstein przeniósł się do USA, gdzie objął dożywotnio stanowisko w Instytucie Studiów Zaawansowanych w Princeton.

Albert Einstein jest przede wszystkim znany jako autor szczególnej i ogólnej teorii względności. Konsekwencją szczególnej teorii względności jest słynne równanie traktujące o równoważności masy i energii E = mc, gdzie E to energia, m - masa a c to prędkość światła. Wynika stąd, że w przyrodzie mogą zachodzić procesy, w których zmniejszeniu się masy układu o m towarzyszy oddanie przez układ energii E.

Na podstawie tego wzoru można wywnioskować , że źródłem energii gwiazd jest ich masa. Wkład Einstein w astrofizykę to m.in. wyjaśnienie dlaczego peryhelia orbit planet charakteryzują się powolnym ruchem. Einstein wyjaśnił, że jest to spowodowane ruchem obrotowym Słońca.

Przez peryhelium rozumie się punkt orbity planety, który jest położony najbliżej centrum siły, która powoduje ruch tej planety czyli Słońca.

W momencie gdy Einstein ogłaszał swoją teorię względności wśród astronomów panowało przekonanie , że Wszechświat jest układem statycznym i że jego rozmiary do końca istnienia pozostaną stałe. Należało jednak wyjaśnić jak to się dzieje , że nie dochodzi do zapadania się Wszechświata pod wpływem oddziaływań grawitacyjnych. Wtedy Einstein swoje równania uzupełnił o jeden ważny czynnik, nazwany przez niego stałą kosmologiczną. Dzięki niemu miała być możliwa stabilność we Wszechświecie. Jednak Einstein bardzo szybko wycofał się z tego pomysłu przyznając, ze popełnił błąd. Niedługo potem doszło do odkrycia przez Erwina Hubble'a faktu, że Wszechświat jest układem dynamicznym , a nie statycznym jak dotychczas sądzono. Od momentu tego odkrycia wiadome było , że Wszechświat stale zwiększa swoje rozmiary, a inne galaktyki szybko oddalają się od Ziemi. Hubble stwierdził to na podstawie obserwacji ciał niebieskich, które noszą nazwę cefeid. Naukowiec badał widma tych gwiazd zmiennych i stwierdził, że dochodzi do przesunięcia linii widmowych właściwych dla danych pierwiastków w stronę barwy czerwonej. Wielkość tego przesunięcia zależała od odległości cefeidy od Ziemi, im była większa tym większe było przesunięcie. Wytłumaczeniem tego mogło być zdaniem naukowca rozciąganie się fal świetlnych w przestrzeni. A do zjawiska takiego dochodzi gdy źródło światła oddala się od obserwatora. Między innymi dzięki obserwacjom Hubble'a powstała koncepcja jakoby Wielki Wybuch był tym momentem , który zapoczątkował rozszerzanie się Wszechświata. W momencie Wielkiego Wybuchu Wszechświat miał mieć zerowe rozmiary.

Jednakże badania Hubble'a nie przynosiły danych pozwalających porównać tempo ekspansji Wszechświata w przeszłości i obecnie.

Dopiero przy obecnych możliwościach technicznych przeprowadzane obserwacje pozwoliły na oszacowanie tych różnic. Przyczyniły się do tego obserwacje prowadzone w Chile. Dzięki używanemu tam teleskopowi naukowcy są w stanie przeszukiwać przestrzeń kosmiczną i znajdować obiekty oddalone o kilka miliardów lat świetlnych od Ziemi. Hubble natomiast dysponował sprzętem, który pozwalał mu na lokalizację obiektów oddalonych zaledwie o kilka milionów lat świetlnych.

W ostatnich latach udało się znaleźć supernowe, które są oddalone od Ziemi o dwa miliardy lat świetlnych. Prędkość oddalania się tych obiektów od Ziemi wynosi średnio 40 tysięcy kilometrów na sekundę. Inne odkrycie ostatnich lat, które zostało już wcześniej wspomniane to supernowa, która jest odległa od Ziemi o pięć miliardów lat świetlnych.

Tropienie tak odległych obiektów stworzyło możliwość oszacowania tempa ekspansji Wszechświata teraz i kiedyś. I tak jak już to zostało powiedziane okazało się , że to tempo jest obecnie dużo większe niż w przeszłości.

Jednak nadal pozostawał nierozwiązany problem co tak naprawdę powoduje zwiększenie tej prędkości, gdzie tkwi tak ogromna siła, która może sterować tak olbrzymim układem jakim jest Wszechświat. Zaskakujące wydaje się , że skądkolwiek ta siła pochodzi nie uległa ona osłabieniu przez cały ten czas jaki upłynął od Wielkiego Wybuchu. Warto więc zastanowić się z czego zbudowany jest Wszechświat. Okazuje się , że widoczna część materii czyli ta emitująca promieniowanie to zaledwie 10 procent całego Wszechświata. Pozostałe elementy składowe Wszechświata można zidentyfikować tylko na podstawie obserwacji i pomiarów rozmaitych oddziaływań. Materia ta bowiem nie emituje światła, które pozwoliłoby na jej rozpoznanie. Do tej pory nie wiadomo czym naprawdę jest ta część Wszechświata. Została ona nazwana ciemną materią. Naukowcy sądzą , że jeśli przez wyniki kolejnych obserwacji zostanie ostatecznie potwierdzony fakt , że nastąpił wzrost prędkości rozszerzania się materii we Wszechświecie to właśnie ta ciemna materia musi być źródłem siły napędzającej ten proces. Może to być jakiś nowy, nieznany rodzaj energii, zgromadzony w materii stanowiącej ponad 70 procent całego Wszechświata.