Miért forog minden a Világegyetemben?

6588

A kérdésre a válasz a fizikai megmaradási törvényekben keresendő. Zárt rendszerekre érvényes az energia-, a lendület- és perdületmegmaradás törvénye, melyek a vonatkozó fizikai törvények szimmetriáiból következnek. Részletes tárgyalás nélkül röviden arról van szó, hogy a klasszikus fizika egyenleteinek érvényessége független attól, hogy az idő kezdőpontját mikortól vesszük fel (következmény: energiamegmaradás), a térbeli helyzet leírására használt koordináta-rendszerünknek hol van a kezdőpontja (következmény: lendületmegmaradás), illetve hogy milyen szögből kezdjük felmérni az irányokat (perdületmegmaradás).

Utóbbi mennyiség a tömegeloszlástól, sebességtől és mérettől függ, melyek kombinációja állandó. Ennek megfelelően ha változik valamelyik a három közül (pl. a tömegeloszlás és/vagy méret), akkor a többi ellensúlyozza ezt a változást. A perdületmegmaradás legszemléletesebb példája a piruettező  korcsolyázó, aki a kezeit behúzva megváltoztatja testének tömegeloszlását, aminek eredményeképpen felgyorsul a forgása.

A Világegyetem minden egyes égitestje fejlődésen esett át az elmúlt 13,7 milliárd évben, mely fejlődésnek fontos összetevője a lokális összehúzódás. Miközben maga az egész Világegyetem tágult, az erős tömegkoncentrációk környezete ezzel ellentétes irányban működött. Naprendszerünk 4,5-5 milliárd évvel ezelőtt kb. 1-2 fényév méretű gázfelhő volt. Ennek a belső összehúzódása feltehetően valamilyen külső tényező hatására, pl. egy közeli szupernóva-robbanás lökéshullámát követően indult el. A mag összehúzódása elindította a gravitációs összeomlást, aminek eredményeként kialakult a Nap, körülötte pedig a bolygók. Ezek mindegyike nagy kiterjedésű por- és gázcsomók összehúzódásával jött létre – azaz lehetett nekik szinte tetszőleges kicsi forgásuk, az összehúzódás következtében ez a forgási sebesség óhatatlanul több nagyságrendnyit felgyorsult. Eredeti forgásuk pedig valószínűleg annak volt eredménye, hogy nem ideális gömbszimmetrikus felhőkből, hanem szabálytalan alakú, torz tömegeloszlású csomókból álltak, melyek a hasonló csomókkal kölcsönhatva keringő/forgó mozgást végeztek.

A galaxisokra ugyanúgy érvényesek ezek a megfontolások, hiszen ezek is sokkal nagyobb kiterjedésű gázfelhők összehúzódásának eredményei. Egyébként a külső anyagbefogás is lehet "forgató" hatású: hacsak nem pontosan a tömegközéppontban találja el a kívülről becsapódó kisebb égitest a nagyobbat, összeolvadásuk utóbbi tengelyforgási irányától függően felpörgeti vagy lelassítja a forgást. Ez a folyamat felelős például az Univerzumban tapasztalható leggyorsabb forgásokért, melyek kölcsönható kettőscsillagokban fordulnak elő. Ezekben egy kis méretű, ám nagy tömegű csillag anyagot szív el a kísérőjétől. A becsapódó gázcsomók az oldalról eltalált biliárdgolyóhoz hasonlóan felpörgetik az anyagot elszívó égitestet, ami a milliszekundumos pulzárokban a tengelyük körül másodpercenként több százszor megforduló neutroncsillagokat eredményez.

Hozzászólás

hozzászólás

MEGOSZTÁS
Előző bejegyzéspróba
Következő bejegyzésMiért hunyorognak a csillagok?