SPEKTRO: vico da diversaj koloraj lumradioj.
STABILA: neŝanĝiĝema, firma.
ŜOVI: puŝe delokigi.
TELESKOPO: instrumento por observi malproksimajn objektojn.
TOTALA: ĉioma.
UNIVERSO: la tuto de ĉio, kio ekzistas.
VIBRI: moviĝi tien-reen rapide.
Legaĵo:
La Universo — eksplodanta?
Ĉu la Universo estas senfina aŭ ne — estas demando, kiun oni ofte aŭdas. Grandaj distancoj, miriadoj da steloj kaj stelmondoj malebligas al ni havi superrigardon al la Kosmo en ĝia totaleco. La steloj nokte videblaj sur la ĉielo apartenas al la giganta stelsistemo kiun astronomo nomis «galaksio». «Lakta vojo» estas nur la plej densa parto de la galaksio al kiu apartenas ankaŭ nia Suno kun la planedoj. Por trapasi galaksion de unu ekstremo al la alia la plej rapida heroldo de l’ Universo, la lumo, devas vojaĝi ĉirkaŭ 100 000 jarojn! Ĝi entenas proksimume 200 miliardojn da stelo-sunoj (ĉiuj steloj estas sunoj!). Krom la steloj en ĝi estas nebuloj formitaj el la interstela gaso. Ili estas tre interesaj objektoj en la teleskopo. Sed ne ĉiuj nebulecaj objektoj en la ĉielo apartenas al nia Lakta vojo. Kelkaj estas tre malproksime ekster ĝi kaj konsistas en realo el la steloj kiel nia galaksio. Ili ja estas aliaj galaksioj kiuj etendiĝas ĝis la limo de la videbla Universo. Samtiel kiel la galaksioj konsistas el la steloj, la Universo, ĝis nun konata, konsistas el multego da galaksioj.
Kiamaniere esplori tiun egan kosmo-mondon?
Peniga estis la laboro de la astronomoj ĝis kiam ili sukcesis elmezuri la distancojn ĝis la plej proksimaj galaksioj. La galaksio en la konstelacio de Andromedo (sola kiun oni ankoraŭ iel povas vidi nudokule) estas pli ol du milionojn da lumjaroj malproksime de ni. Homo ankoraŭ ne ekzistis sur la tero kiam la ĵus alvenanta lumradio forlasis tiun ĉi galaksion. La aliaj galaksioj estas eĉ nekompareble pli malproksimegaj.
La astronomo Edwin Hubble, studante la galaksiojn per siatempe plej granda teleskopo de la mondo, malkovris en la jaro 1929a tre interesan kaj surprizan fenomenon — la galaksioj diskuregas (fuĝas) ĉiuflanken — for de la Lakta Vojo kvazaŭ ĝi estus la centro de la Universo!
Por kompreni kiamaniere oni eltrovis tion ni revenu al unu el la fundamentaj metodoj de astronomia esplorado — la spektra analizo.
Ĝis antaŭ nelonge la nura heroldo, kiu venadis ĝis ni el la mondo de steloj, estis la lumo. Do, la tuta scio pri la stela mondo devis baziĝi sur esplorado de ilia lumo. Jam de la tempo de Newton oni scias ke la «blanka» lumo konsistas el sep bazaj spektrokoloroj. La koloro mem estas fiziologia efekto en nia okulo. Kian koloron ni vidos, dependas de la ondolongo de la lumo (t.e. de ĝia frekvenco). Se dum unu sekundo, ekzemple, nia okulo ricevas pli da «ondfaloj», ni vidos bluan koloron, se ĝi ricevas malpli, ni vidos la ruĝan. La lumo el la Suno kaj el aliaj steloj estas miksaĵo de ĉiuj spektraj koloroj (ruĝa, oranĝa, flava, verda, blua, viola). Per vitra prismo ni povas apartigi diversajn ondolongojn (kolorojn) unu disde la alia. Tion ni nomas «la spektro». En la spektro de iu stelo ni vidas multajn nigrajn liniojn. Ili restas ĉiam sur la sama loko en la spektro kaj karakterizas ĉeeston de iu konata kemia elemento en la atmosfero de la stelo. Tiamaniere astronomoj sukcesis esplori kemian konsiston de malproksimegaj steloj sendepende al ilia distanco de ni. Sed ne nur tion! La spektra analizo ebligas eĉ konstati ĉu iu stelo alproksimiĝas al ni, aŭ kontraŭe, ĉu ĝi malproksimiĝas de ni!
Kiamaniere?
Helpu al ni simpla ekzemplo el la ĉiutaga vivo: imagu ni nin starantaj apud trajnreloj. Alvenas fajfante lokomotivo kaj pasas rapide preter ni. Dum la lokomotivo estas alvenanta, la sono de la fajfado estas alta. Kiam la lokomotivo pasas preter ni kaj komencas malproksimiĝadi de ni, la sono abrupte malplialtiĝas! La kaŭzo?
La alto de la sono dependas de ĝia frekvenco (la nombro de vibroj en unu sekundo), same kiel la koloro en la lumo dependas de la vibroj de elektromagnetaj ondoj. Ju pli multe da sonfrapoj en nia orelo, des pli alta la sono. Kompreneble, se la sonfonto alproksimiĝas al ni, nia orelo akceptas pli da ondfrapoj en unu sekundo, la frekvenco estas pli granda kaj la sono pli alta! Kontraŭe estas se la sonfonto malproksimiĝas de ni. Ĉi tiu interesa kaj grava fenomeno ricevis nomon «la Doppler-principo» laŭ ĝia eltrovinto, fizikisto Kristian Doppler.
La sama efekto montriĝas ne nur de la sono, sed ankaŭ de la lumo. Se la lumfonto (ekzemple, iu stelo) alproksimiĝas al ni, la nigraj linioj en ĝia spektro (kiuj estas ĉiam sur precize difinita ondolongo) estas ŝovataj al blua parto de la spektro. El la diferenco de la fakta kaj normale atendata pozicio de linioj oni tute simple povas elkalkuli la rapidon de la lumfonto (t.e. la rapidon per kiu iu stelo alproksimiĝas al ni aŭ malproksimiĝas de ni!).
Dum oni esploris tiamaniere stelojn el nia galaksio ĉio estis en ordo. Iuj steloj alproksimiĝadis, la aliaj fuĝadis de ni.
Sed aplikante la Doppler-principon al la mondo de galaksioj oni konstatis emocian surprizegon — ĉiuj galaksioj malproksimiĝas de ni!! Eĉ pli! Hubble konstatis ke ju pli malproksime estas iu galaksio des pli rapide ĝi forkuregas de ni! Tio ne signifas ke ni estas la centro de la Universo, kaj ke ĉiuj galaksioj fuĝas de ni. Tute ne! Al observanto sur iu ajn galaksio montriĝus la sama efekto — ĉiuj estus fuĝantaj de li!
Tio signifas ke ĉiuj galaksioj malproksimiĝas unu de la alia — do, la Universo estas en la stato de eksplodo!? La astronomo Lemaître supozis eĉ ke en la prakomenco de la Kosmo ekzistis nur unu granda praatomo entenanta tutan kosman materion kaj energion. Ĝi eksplodis kaj tial hodiaŭ la tuta Universo ekspansiiĝas.
Sed aliaj astronomoj provis alimaniere klarigi tiun ĉi preskaŭ enigman problemon, ĉar dum lastaj jaroj novaj malkovroj multe komplikis la aferon. Nome, en la jaro 1959a la astronomo Minkowski malkovris per la plej granda teleskopo de la mondo (sur la Monto Paloma) la grupon de galaksioj je distanco de 6 miliardoj da lumjaroj (!) fuĝantaj de ni per la rapido de 138 500 kilometroj en sekundo, kio signifas preskaŭ duonon de la rapido de la lumo (300 000 km/sek).
Sed laŭ la teorio de relativeco de Einstein neniu materia korpo povas atingi la lumrapidon. Estas certe ke per pli fortaj teleskopoj oni malkovros eĉ pli rapddfuĝantajn galaksiojn, sed tio kondukus — al la absurdo.
Iutage oni verŝajne trovos galaksion malproksimiĝantan pli rapide ol la lumo mem! — la afero neebla laŭ la nuntempaj konceptoj de la teorio de relativeco.
Kaj kio estos tiam???
La konata franca astronomo Paul Couderc provis tre sprite klarigi tiun ĉi estontan absurd-problemon. Jen la klarigo de la problemo kiel ĝin priskribis Couderc: se ni, ekzemple, observas iun objekton per mikroskopo kaj rimarkas ke la objekto, rigardata en la mikroskopo, subite ekmalproksimiĝas — ni povas tiun ĉi okazaĵon klarigi laŭ du manieroj — aŭ la objekto fakte malproksimiĝas, aŭ la objekto restas sur sia loko, sed (pro iu ajn kaŭzo) la lenso (vitro) de la mikroskopo mallarĝiĝis! Do, la malproksimiĝo povas esti aŭ fakta, aŭ nur laŭŝajna (pro la ŝanĝo en la aparato mem). Couderc nun aplikas ĉi tiun analogion al la kosmaj okazaĵoj : faktan fuĝadon de la galaksioj la Doppler-principo povas registri, sed, se la kosmospaco plilarĝigas, la fuĝado de la galaksioj estas nur laŭŝajna, ĉar ni ne havas garantion ke la Doppler-principo estas kompetenta registri la plivastiĝon de la tuta kosmospaco…
Ĉar la eventuala eksplodo de la Kosmo ja ne estas sensignifa etaĵo, multaj astronomoj dum lastaj jaroj cerbumas por klarigi tiun ĉi emocian problemon.
Estas jam sufiĉa aro da spritaj klarigoj kiuj klopodas almenaŭ iel (sed, ho ve! — ne kontentige) respondi al la famaj demandoj: «Kial, do, la lumo venanta de la galaksioj estas sortgrave ŝovata laŭ la ruĝa flanko de la spektro?» «Ĉu la Kosmo, do, vere eksplodas?»