Föld és Ég, 1979 (14. évfolyam, 1-12. szám)
1979-01-01 / 1. szám
Mennyi anyag van a galaxisok között? A galaxisok között is van anyag? Természetesen! Sőt olyan anyag is van, amit nem is nagyon várna az ember! Mert ugye az anyag jelentős részét az elektromágneses sugárzások — fény-, rádió-, röntgensugárzás stb. — alkotják, s hogy mindezek át, meg átszelik az intergalaktikus teret, az magától értetődik. De van ám a galaxisok között részecske természetű anyag is, s ez már sokkal meglepőbb. Vajon milyen lehet ez az intergalaktikus anyag? Tudjuk, hogy a csillagok közti gáz- és porfelhőkben — mint ahogy a csillagok mintájára el is várjuk — az intersztelláris anyagnak majdnem kilenctized része hidrogén, több mint egytizede hélium, a többi elem pedig elenyészően kis mennyiségben képviselteti magát. Ezek mennyisége kevesebb, mint 1—2%. Nagyon valószínű, hogy a galaxisközi gázban is főleg hidrogént és héliumot kell keresnünk. Igen ám, de észlelésük igen nehéz. A csillagok között még csak-csak elboldogulunk vele, hiszen elég gyakori jelenség, hogy az intersztelláris gázfelhők atomjait a közelükben lévő csillagok sugárzásra késztetik, s ezzel észlelhetővé teszik számunkra. Viszont a galaxisok között semmi nem teszi meg nekünk ezt a szívességet, ezért egyáltalán nem biztos, hogy távol a csillagoktól, az intergalaktikus gáz atomjai akárcsak csekély mértékben is sugároznának. Mégis, hogyan mutatták ki az intergalaktikus anyagot? És hogyan lehet a mennyiségére következtetni ? Mert nem mindegy az, hogy a galaxisok között csak köbfényévenként akad egy részecske, vagy akár már köbdeciméterenként is találni egyet-egyet! Ez olyannyira nem mindegy, hogy a kozmológusok szerint ettől függ a Metagalaxis további sorsa. Ha ugyanis a Metagalaxis átlagsűrűsége kisebb, mint 4,7- 10-30 g/cml, akkor a számítások szerint továbbra is tágulni fog, a végtelenségig. Ez a nyílt Metagalaxis-modell. Ha viszont az átlagsűrűsége ennél nagyobb, akkor ez a tágulás egyre lassabb lesz, mígnem viszszafordul, a tágulást egyre gyorsabb összehúzódás követi, s állítólag visszatér az ősrobbanáskori állapotába. Ez a zárt Metagalaxis-modell. Hadd jegyezzem meg, hogy a számítások eme úgynevezett szinguláris pont környékére nagyon magas hőmérsékletet, gigantikus nyomást stb. is kihoznak, azt azonban a fizikusok sem tudják pontosan megmondani, hogy hol is van számításaik érvényességi határa. Márpedig korántsem biztos, hogy a viszonylag szerény laboratóriumi környezetben kimért összefüggések ugyanúgy, vagy akárcsak hasonlóan viselkednek annyira extrém körülmények között, mint az ősrobbanás-környéki állapotok. Tehát a számítások legfeljebb csak közelítőleg lehetnek igazak. Egy bizonyos határig megfelelnek és valószínűleg használhatók is, ám ezt a határt nem szabad túl messzire kitolnunk! Einstein maga is, midőn hasonló számításokat végzett, s ezt mások túlságosan merészen általánosították, tiltakozott az ellen, hogy gravitációs egyenleteit ilyen hosszú időtartamokra és távolságokra írják fel, ámde követőinek jó részét ez cseppet sem zavarta. Most először nézzük meg azt, hogy pusztán elméleti fejtegetéssel mit mondhatunk a galaxisközi anyag mennyiségéről, hiszen ez, mint látjuk, központi kérdés! Ehhez először meg kell ismerkednünk egy (többek között az asztrofizikában használatos) igen fontos tétellel, a viriált étellel. No, nem az egésszel, nekünk itt csak egy speciális esetére van szükségünk, amit egyensúlyban lévő pontrendszerre alkalmazhatunk. A tételt eredetileg csillagra szokás felírni, de megfogalmazhatjuk akár egy egész galaxishalmazra is. Nekünk pedig most éppen ez kell!