Az ókori görögök hittek egy nagyszerű dologban:
az univerzum egyszerűségében.
Úgy gondolták,
hogy mindössze négy elemből áll:
föld, levegő, tűz és víz.
Mint elmélet, ez szép elgondolás,
egyszerű és elegáns.
E szerint, ha eltérő arányban
vegyítjük a négy elemet,
a világmindenség valamennyi csodáját létrehozhatjuk.
Földből és tűzből, például,
száraz dolgok jönnek létre.
Levegőből és vízből nedvesek.
Az elmélettel azonban van egy gond:
nem következik belőle semmi, ami mérhető volna,
márpedig a mérés a kísérleti tudományok alapja.
És ami még rosszabb, hogy az elmélet hibás.
De a görögök kiváló elméleti tudósok voltak,
és az i.e. 5. században
a milétoszi Leukipposz előállt
a valaha volt egyik legnagyobb hatású tudományos felvetéssel:
minden, amit látunk,
apró, oszthatatlan anyagi részecskékből, atomokból épül fel.
Az elmélet egyszerű és elegáns,
és megvan az az előnye
a föld-levegő-tűz-víz elmélettel szemben,
hogy működik.
Több évszázadnyi tudományos gondolkodás és kísérletezés bebizonyította,
hogy a valódi elemek,
pl. a hidrogén, a szén és a vas,
mind felbonthatók atomokra.
Leukipposz elmélete szerint az atom a legkisebb,
oszthatatlan anyagi rész, amely még azonosítható
hidrogénként, szénként vagy vasként.
Leukipposz elméletének egyetlen hibája,
hogy az atomok valójában tovább oszthatók.
Ráadásul, az atomok elmélete
az univerzum egy kis részére
ad csak magyarázatot.
Az univerzumot látszólag kitöltő anyag
valójában nagyon ritka.
Leukipposz atomjai, és az azokat felépítő részecskék,
a világegyetemnek mindössze
körülbelül 5%-át teszik ki.
A fizikusok a fennmaradó részt,
a 95%-ot,
sötét univerzumnak nevezik,
amely sötét anyagból és sötét energiából áll.
Honnan tudjuk mindezt?
Onnan, hogy ránézünk dolgokra,
és látjuk azokat.
Ez a látszólag egyszerű érv
valójában nagyon is észszerű.
Minden, ami atomokból áll, látható:
visszaveri a fényt, amit megfigyelhetünk.
Amikor az űrbe nézünk,
csillagokat és galaxisokat látunk.
Egyesek, mint a mi galaxisunk is,
gyönyörű spirális alakzatok, melyek méltóságteljesen keringenek az űrben.
Amikor az 1930-as években
a tudósok először mérték galaxiscsoportok mozgását
és a bennük lévő anyag mennyiségét,
váratlan eredményre jutottak:
a látható anyag nem volt elég arra,
hogy a csoportokat együtt tartsa.
Később, a galaxisok önálló vizsgálata
szintén igazolta a meglepő eredményt.
Nincs elegendő látható anyag a galaxisokban,
hogy a gravitáció összetartsa őket.
Ezek alapján
szét kellene esniük, de nem teszik.
Kell legyen ott valami,
amit nem látunk.
Ezt hívjuk sötét anyagnak.
A sötét anyag létezését elsősorban
az ősrobbanás visszfényének,
a kozmikus mikrohullámú háttérnek
vizsgálata támasztja alá,
de ez már egy más történet.
A bizonyítékok igazolják
a sötét anyag létezését és azt,
hogy ez az anyag felelős
az eget betöltő szép spirálgalaxisok
tömegének nagy részéért.
Mi következik mindebből?
Régóta tudjuk,
hogy az égbolt nem körülöttünk forog,
és lakóhelyünk sem túl különleges bolygó.
Hétköznapi csillag körül keringünk,
egy átlagos spirálgalaxis egyik karjában.
A sötét anyag felfedezése is
a földközéppontú szemlélet ellen hatott.
Kiderült: a minket alkotó anyag
csak töredéke az univerzum alkotóelemeinek.
És itt még nem volt vége.
A század elején,
az univerzum távoli részeit tanulmányozó tudósok igazolták,
hogy amellett, hogy minden mindentől távolodik –
ahogy az várható az univerzumban,
amely forró, sűrű anyag robbanásával keletkezett –,
az univerzum látszólag
egyre gyorsabban tágul.
Vajon mi okozhatja ezt?
Vagy valamilyen energia
következménye a gyorsulás,
ahogy például plusz energiával gyorsítunk egy autót,
vagy a gravitáció nem úgy működik, ahogy eddig gondoltuk.
A tudósok többsége az első megoldásban hisz,
abban, hogy valamilyen energia fokozza a gyorsulást,
amit el is neveztek sötét energiának.
Ma már pontos mérésekkel kiszámítható,
hogy az univerzum mekkora része sötét.
Úgy tűnik, a sötét energia felel
az univerzum kb. 68%-áért,
és a sötét anyag a 27%-áért,
így 5% marad ránk
és minden más, látható dologra.
De miből áll a sötét anyag?
Nem tudjuk,
bár a szuperszimmetria nevű elmélet
részben magyarázatot adhat rá.
A szuperszimmetria, röviden SUSY,
számos új részecskét feltételez.
Ezek egy részéből állhat a sötét anyag.
Ha a SUSY igazolható lenne,
az univerzum 5%-nak megértése helyett –
ezek a látható dolgok –
a harmadát értenénk.
Nem rossz, egy kis erőfeszítésért!
A sötét energia megértése viszont nehezebb,
bár vannak spekulatív elméletek,
amelyek irányt mutathatnak.
Némelyik visszanyúl
az ókori görögök felvetéséhez,
amellyel az előadást is kezdtük,
nevezetesen, hogy az univerzum egyszerű.
Az elméletek szerint
az univerzum csodálatos változatossága egyetlen elemre vezethető vissza,
egy vibráló húrra.
A lényeg, hogy a ma ismert összes részecske
a húr különböző rezgéseiként fogható fel.
Sajnos, a húrelméleteket
ma még nem tudjuk tesztelni.
De sok minden vár felfedezésre az univerzumban,
ezért a tét nagy.
Ezek után ne érezzük magunkat tudatlannak?
Semmiképpen!
Vegyük észre,
hogy – amennyire tudjuk –
az egyetlen olyan faj vagyunk az univerzumban,
amely egyáltalán elkezdte felfogni annak csodáit,
és pont egy olyan korban élünk,
amikor ez a tudás kiteljesedik.