Egyenetlenségek az Ősrobbanásban

Dr. Russell Humphreys, Ph.D.

 

 

1992 áprilisában, egy tudóscsoport a Kozmikus Háttér Feltáró (COBE) műhold adatait feldolgozva, drámai bejelentést tett: megtalálták azt, amit a kozmosz Ősrobbanás elmélet támogatói „Szent Grál”-nak neveztek el –a hosszasan keresett „egyenetlenségek”-et a kozmikus mikrohullámú háttér sugárzásban. Anélkül, hogy valóban megértették volna, hogy ez mit jelent, az újságok és televízió kommentátorok jelentették, hogy megtalálták az Ősrobbanás elmélet „végső bizonyítékát, és „most már tudjuk” hogyan kezdődött az univerzum. A teista evolucionisták elkezdték még hangosabban szétkürtölni nézetüket, hogy a Bibliát az Ősrobbanás időskálájának (20 milliárd év) és az események evolúciós rendjének (Nap Föld előtt; halál Ádám előtt stb.) megfelelően kell magyarázni. A laikus keresztyének elkezdték kérdezni a kreacionista tudósokat, mi volt ez az egész nagy felhajtás. Mi az a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás? Mik azok az „egyenetlenségek”? Mirefel a nagy izgalom? Van ennek a jelenségnek teremtéstudományi magyarázata? Ez a cikk arra törekszik, hogy megválaszolja ezeket a kérdéseket.

 

Mi az a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás?

 

            1964-ben, a Bell Laboratórium két tudósa, Arno Penzias és Robert Wilson, véletlenszerűen fedezte fel, hogy a föld alacsony-intenzitású mikrohullámú elektromágneses sugárzásban fürdik, mely egyenlőképpen jön minden irányból. A mikrohullámok intenzitásai és hullámhosszai termikus sugárzás jellegzetességeit mutatják. Minden termikus sugárzást bocsát ki. Minden tárgy egy meghatározott hőmérsékleten termikus sugárzást bocsájt ki, melynek meghatározott beállítású intenzitásai és hullámhosszúságai vannak. Például, egy fehéren izzó villanykörte szál 3000°C-on magas intenzitásokon és rövid hullámhosszakon bocsát ki sugárzást az elektromágneses spektrum látható fény-részén végig. Egy vörösen izzó szén 700° °C-on alacsonyabb intenzitású sugárzást bocsát ki hosszabb hullámhosszakon, közülük néhányat a spektrum látható fény- rész vöröses szélén és néhányat a láthatatlan „infravörös” hullámhosszakon. Egy katona teste 37°C-on még alacsonyabb intenzitásokat és hosszabb hullámhosszakat bocsát ki; termikus sugárzása nem látható a szemnek, lévén teljesen az elektromágneses spektrum infravörös részében. Még hidegebb anyagok is, mondjuk folyékony hidrogén mínusz 253°C-on (20° felette abszolút nulla), nagyon alacsony intenzitású sugárzást bocsát ki relatívan hosszú hullámhosszokon (milliméterektől centiméterekig), az elektromágneses spektrum „mikrohullámú” részén. A Penzias és Wilson által felfedezett mikrohullámok éppen 2.74° abszolút nulla feletti objektum intenzitásával és hullámhosszával bírnak. 

 

 

Az Ősrobbanás színre robban

 

            Rögtön Penzias-Wilson felfedezése után, számos kozmológus elkezdte ezt úgy magyarázni, mint arra való bizonyítékot, hogy az univerzum egy kozmikus robbanásban vette kezdetét 10-20 milliárd évvel ezelőtt. Körülbelül egy millió évvel az ősrobbanás után, jelentik ki, a terjedő izzó gáz eredő tűzgolyója lehűlt körülbelül 3000°C-ra, és a tűzgolyóban a termikus sugárzásnak a spektrum látható fény- részében kellett lennie. Ezen a ponton, a fénynek képesnek kellett lennie szabadon utaznia minden irányban a tűzgolyó által, amint az terjedt. Einstein általános relativitás elmélete szerint, maga tér tágulna magával a tűzlabdával. A térnek ez a terjedése kinyújtaná a rajta áthaladó fényhullámokat, „vörösre eltolván” azokat mintegy 1000-szeresével lefelé a sokkal hosszabb hullámhosszakhoz képest. Így, az Ősrobbanás teoretikusai szerint, az a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás, amit manapság látunk, az ő eredeti tűzgömbjükből származó fény lenne, kivéve a vörös eltolódást egészen az alacsony intenzitások és hosszú hullámhosszakig menően.

 

Mik az „egyenetlenségek”?

 

            Az ősrobbanás támogatói azon elmélkednek, hogy az ő eredeti tűzgömbjükben lévő kis gázcsomók csillagokká, galaxisokká, és galaxiscsoportokká nőttek. A csomóknak meleg és hideg foltokként bizonyítékot kellene hagyniuk önmagukról a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban. Azaz, amint különböző irányokba beirányozzuk detektorainkat, a mikrohullámok hőmérsékletében csekély különbségeket kellene látnunk pontról pontra az égen. Az ég egy térképén ábrázolva, ezek a hőmérséklet különbségek úgy néznének ki, mint hegyek és völgyek, vagy „egyenetlenségek.” Minél nagyobbak az egyenetlenségek, a megfelelő gázcsomók az elsődleges tűzgolyóban annál gyorsabban nőhetnek csillagokká és galaxisokká. A mikrohullámú háttér kezdeti mérései meglehetősen pontatlanok voltak. Azonban, a kísérletezők fokozatosan finomították méréseiket az évek során. Ahogy ezt tették, nem találtak egyenetlenségeket. 1989 vége felé, a COBE műhold elindult annak érdekében, hogy pontosabb méréseket végezzen és megtalálja az egyenetlenségeket. 1991 vége felé, COBE még mindig nem jelzett egyenetlenségeket a háttérben. Az ősrobbanás teoretikusok elkezdtek pánikolni, mert a kísérleti határértékek az egyenetlenségeknél elkezdtek túl alacsonnyá válni ahhoz, hogy megengedjék galaxishalmazok formálódását a meghatározott milliárd éveken belül.

 

Mirefel a nagy izgalom?

 

            Ez visszavisz minket az 1992 áprilisi bejelentéshez. A COBE csapat folytatta az adatok gyűjtését: „És most, amint a COBE elérte pontosságának határértékeit, a csapat végül megtalálta a hosszasan keresett egyenetlenségeket.” [1] Az állítólagos egyenetlenségek „jóval a mérési hibahatár alatt,” vannak, viszont egy csoporttag azt mondja, hogy „Nem tudsz rámutatni az adatokban egyetlen pontra sem azt mondván, hogy ez jel és ez a zaj.” [2] Azonban a csoport magabiztos abba, hogy jó statisztikai bizonyítékuk van a meleg és hideg foltok hőmérsékletének körülbelül egymillió ötöde, [3] t.i. körülbelül egy fok százezrede különbségére. A csoportvezető, George Smoot beismeri, hogy „nehéz helyzetben” van, míg más kísérletek nem támogatják őt. Még akkor is, ha az eredmények helyesek, senki sem tudja biztosan, hogy vajon ezek az egyenetlenségek valóban eléggé erősek-e arra, hogy számot adjanak az univerzum nagy léptékű szerkezetére. Mégis, az ősrobbanás támogatói oly annyira megkönnyebbültek, hogy találtak valamilyen egyenetlenségeket, hogy nyitják a pezsgőt!

 

Az egyenetlenségek kevésbé egzotikus oka

 

            Azonban azon való igyekezetükben, hogy egyenetlenségeket találjanak az eredeti tűzgolyóban, az ősrobbanás teoretikusai megfeledkezni látszanak az egyenetlenségek más lehetséges okáról – egy ilyen oknak semmi köze se volna az állítólagos tűzgolyóhoz (vagy a háttér bármely más lehetséges forrásának). [5] Több évtizeddel ezelőtt két szovjet asztrofizikus, R. A. Sunyaev és Ya. B. Zel’dovich, rámutatott arra, hogy amint a háttérsugárzás áthalad a galaxisok közötti gázok nagy felhőin, több sugárzás beleütközne a gázban lévő elektronokba, látóképességünk határán kívülre szórva azt, egy eltérő hullámhosszat adva neki. („Compton szórás”). [6] Az így előállt intenzitás változást a minket elérő háttérsugárzásban, a sugárzás hőmérsékletének változásaként értelmezné a COBE. Különböző látószakaszokban, változó irányokban, különböző változások volnának, a kozmoszban lévő gázok számától és méretétől függően (lásd 1 ábra). Sunyaev és Zel’dovich úgy becsülte, hogy az így előálló egyenetlenségek nagysága egy ezrelék. Egy másik szerző becslése szerint tízezer harmada. [7] Mivel az effektus függ a gázfelhőkben lévő elektronok számától és hőmérsékletétől, a hidegebb és kevésbé sűrű felhők könnyen okozhatják a COBE által észrevett kisebb egyenetlenségeket, egymillió ötöde arányban.

 

 1 ábra. Sunyaev-Zel’dovich elmélete az „egyenetlenségek”-ről a kozmikus mikrohullámú háttérben. A hősugárzás egy irányból kapcsolatba lép a kozmoszban lévő nagy gázfelhőkkel, azt okozva, hogy a COBE műhold egy kissé más hőmérsékletet észlel mint amilyen a forrásé. A sugárzás nem találkozik gázfelhőkkel, így a COBE a forrás valódi hőmérsékletet rögzíti, mely kissé más mint az első irányból valóé. Így, akkor is, ha a háttérsugárzás forrása (legyen az akár tűzgolyó akár valami más) tökéletesen egyenletes hőmérsékletű volt, a Sunyaev-Zel’dovich effektus számot adhat az összes észrevett egyenetlenségről egyszerűen figyelembe véve azt, hogy mi történhetett a sugárzással hosszú útján felénk. Ez azt jelenti, hogy a sugárzás eredeti forrása nagyon egyenletes lehetett. Egy simább forrás létezését nagyon nehéz lenne megmagyarázni az ősrobbanás elméletekben.

 

Van teremtéstudományi magyarázat?

 

Nem elégséges csupán kritizálni az evolucionista elméleteket. A kreacionista tudósoknak meg kell próbálni alternatív elméleteket ajánlani helyettük. 1981-ben, a kreacionisták javaslatot tettek egy alternatív elméletre a kozmikus mikrohullámú háttérre vonatokozóan. [8] Azonban azok az egyenetlenségek, melyeket az az elmélet előre jelez, sokkal nagyobbak lennének mint azok, amelyeket jelenleg megfigyeltek. Az egyedüli további teremtéstudományi magyarázat, amit ismerek erről, egy olyan elgondolás, melyre évekkel ezelőtt rájöttem. Ez fiatal Föld teremtéstudományi kozmológiában végezett mintegy hét évnyi kutatómunkámból ered. [9] Bár a Szentíráson alapul, teljesen megegyezik Einstein általános relativitáselméletével. Jó előrehaladást tettem, de az elmélet matematikailag nem teljes, és nem lett alávetve még hivatalos szakértői értékelésnek. Ezért, nem lenne helyénvaló itt kifejteni. Azt remélem, hogy az elméletnek egy teljesen kész verzióját mutathatom be a Harmadik Nemzetközi Kreacionista Konferencián Pittsburghban 1994 nyarán.

 

Következtetés

 

            Összefoglalva, a nagy zajongás az ősrobbanás egyenetlenségei fölött, úgy tűnik, hogy sok hűhó szinte a semmiért. A megfigyelt egyenetlenségek a kísérleti pontosság határán vannak, és valójában alaposabb kísérletekkel szükséges ellenőrizni. Még akkor is, ha kiderülne, hogy valóságosak, az egyenetlenségeknek lenne egy egyszerű alternatív magyarázata- egy értelmezés, mely még több nyomást helyezne az ősrobbanás elméletre, mint amennyi alatt jelenleg van. Ha a kreacionisták biztosítani tudnak egy jó magyarázatot magára a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásra, nem csak a benne lévő egyenetlenségekre, amint kutatásom ennek lehetségességére vezetett, az ősrobbanás elméletről kiderülhet, hogy egy „Nagy Kamu”!

 

Hivatkozások

1. F. Flam, “COBE finds the bumps in the big bang,” Science 256 ( 1May 1992) 612.

2. J. Silk, “Cosmology back to the beginning,” Nature 356 (30 April 1992) 741-742.

3. Ibid.

4. Ibid.

5. D. R. Humphreys, “Compton scattering and the cosmic microwave background bumps,” submitted 19 May 1992 to Nature, Scientific Correspondence section. Copies available from author.

6. R. A. Sunyaev and Ya. B. Zel’dovich, “Small-scale fluctuations of relic radiation,” Astrophysics and Space Science 7 (1970) 3-19, cf. p. 16.

7. J. V. Narlikar, Introduction to Cosmology (Boston: Jones & Bartlett, 1983) pp. 190-191, 346-347, 457.

8. R. Ackridge, T. Barnes, and H. S. Slusher, “A recent creation explanation of the 3° K black body radiation,” Creation Research Society Quarterly 18 (December 1981) pp. 159-162.

9. D. R. Humphreys, “C decay and galactic red-shifts,” Creation Ex Nihilo Technical Journal 5 (1992) part 1, in press.

 

* Dr. Humphreys: ICR fizika docens és fizikus a Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico- ban. A laboratóriumok nem támogatták ezt a munkát, és se nem erősítették meg, se nem tagadták tudományos érvényességét.

 

Szerkesztői megjegyzés:

Az egyenetlenségek a kozmikus mikrohullámú háttér sugárzásban elmélet, a keletkezése óta vita tárgya.

2004-ben Tóth Tibor professzor a Tudomány, hit, világmagyarázat című könyvében sokat ír erről a témáról.

• A 7.3 „A Világegyetem létrejöttének evolúciós modellje és az ősrobbanás-elmélet alfejezetben kb. 40 oldalon keresztül (191-től 236-ig) ezt a témát tárgyalja.
• 201-205. oldalakon konkrétan erről az eseményről ír.

 

Fordította:

Farkas Levente, lp., KETIAM munkacsoport.