Kozmológia

A nagy bumm és az állandó állapot elmélete

A kozmológia a világegyetemmel mint egésszel foglalkozó tudomány, emiatt a fizika és filozófia tudományának is része. A csillagászatnak az az ága, amely a világegyetem tér- és időbeli szerkezetével, a világmindenség egészének kialakulásával foglalkozik. Ezen belül a hozzá szorosan kapcsolódó kozmogónia az egyes égitestek kialakulására próbál fényt deríteni. A modern kozmológia kiindulópontjául a természettudományok (csillagászat, fizika) eredményei szolgálnak.

Ez a szócikk csak a fizikai kozmológiát érinti.

Etimológia

Eredete a κοσμος - világ, univerzum és a λογος - tudomány, tanulmány összetétele. Szokás úgy is értelmezni, hogy a Kozmoszról (=rendezett világról) való értelmes beszéd.

A standard modell (Ősrobbanás)

A Világegyetem keletkezésére általánosan elfogadott elmélet, a kozmológia standard modellje szerint a Világegyetem egy nagyon sűrű és forró állapotból indult, azóta folyamatosan tágul. A kezdeti folyamatot nevezzük Ősrobbanásnak (angol nyelven Big Bang). A modell megmagyarázza a következő megfigyeléseket:

1. Az elemek gyakorisága: az ősi nukleoszintézis alatt az ősrobbanás után nem sokkal (10⁻² s) az anyag nagyon forró volt, kvarkokból és gluonokból állt, mely a hűlés során protonokká és neutronokká alakult. Az ezt követő 1 másodperc alatt összeálltak a legkönnyebb atommagok (²H, ³He, ⁴He, ⁷Li), a ¹H atommag máris létezett, hiszen az a proton. Ez a folyamat nagyjából 3 perc alatt véget ért. Az akkor kialakult elemösszetétel megmaradt egészen az első csillagok születéséig.
2. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást (angolul Cosmic Microwave Background Radiation, CMBR): 1948-ban jósolta meg Ralph Alpher és Robert Hermann. Ez a háttérsugárzás abból az időből származik, amikor a Világegyetem átlátszó lett. Ezelőtt átláthatatlan ionizált anyagból állt. A közvélemény ezt az előrejelzést helytelenül George Gamownak tulajdonítja. Magát a 2,73 K-es hőmérsékleti sugárzást 1964-ben Arno Penzias és Robert Woodrow Wilson mérte meg; jelentőségét Robert Henry Dicke fedezte fel. Inhomogenitását többek között a COBE és a WMAP mérte. Penzias és Wilson 1978-ban, a COBE csapat két vezetője (Mather és Smoot) 2006-ban kapott fizikai Nobel-díjat eredményeiért.
3. A Világegyetem tágulása: Edwin Hubble 1929-ben kimutatta a tágulást a galaxisok színképében mutatkozó vöröseltolódás segítségével. A tágulásból visszaszámolható a Világegyetem kora.

WMAP adatok

A háttérsugárzást mérő műhold, a WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) méréseiből néhány kozmológiai mennyiségre a következő értéket kapták [Térkép a mikrohullámú háttérsugárzásról, Meteor évkönyv 2004, 195. old.]:

a Világegyetem sűrűsége ρ/ρkrit.	1,02 ± 0,02 1-nél sík Világegyetem
A sötét energia a teljes sűrűség	73 ± 4%-a
Hubble-állandó, H	$74_{-3}^{+4}$ km/s/Mpc
a háttérsugárzás lecsatolódása	380 000 évvel az Ősrobbanás után z=1089±1 vöröseltolódásnál
A Világegyetem kora	13,82 milliárd év

A WMAP mérései 2006 végéig folytatódtak, a kozmológiai modelleket ez alapján is ellenőrizték.

Kapcsolódó szócikkek

• Alapelemek
• Babiloni kozmológia
• Kínai kozmológia
• Buddhista kozmológia
• Maja kozmológia
• Bibliai teremtéstörténet

Irodalom

• Stephen W. Hawking: Az idő rövid története, Maecenas Könyvek, Budapest, 1989, 1993, 1995, 1998; ISBN 963-9025-74-7, ISBN 963-8396-10-5 (középiskolás tudással érthető)
• Stephen Hawking, Roger Penrose: A tér és az idő természete, Talentum, Budapest, 1999; ISBN 963-645-023-4 A Cambridge-i Egyetemen 1994-ben lezajlott vita a kvantumgravitációról. (nehezebb olvasmány)
• William J. Kaufmann: Relativitás és kozmológia, Gondolat, Budapest, 1985; ISBN 963-281-552-1 (középiskolás tudással érthető)
• Fred Hoyle: Stonehenge-től a modern kozmológiáig, Magvető Kiadó, Budapest, 1978; ISBN 963-270-756-7
• Steven Weinberg: Az első három perc.
• Mészáros Attila: Napjaink kozmológiája, Meteor Csillagászati Évkönyv, 2002, 203. old. 40 oldalas összefoglaló a friss eredményekről.
• Frei Zsolt – Patkós András: Inflációs kozmológia, Typotex, 2005., ISBN 963-9548-47-2
• ELTE Interaktív Csillagászati Portál: Bevezetés a fizikai kozmológiába. Világhálós (archív: Wayback Machine) jegyzet. [1]
• Gábli Cecília: Plinius Kozmológiája. Lomart, Pécs 2006, (170. p.) Bibliotheca Pliniana 41. ISBN 978-963-9632-03-5
• Csabai István, Purger Norbert, Dobos László, Szalay A. Sándor, Budavári Tamás: Az Univerzum szerkezete, Fizikai Szemle, LVII. (2007) december

További információk

• Kozmológiai hírek A Hírek.Csillagászat.hu rovata
• Guido Tonelli: Idő. Khronosz megölésének álma; ford. Balázs István; Corvina, Bp., 2023