Gwiazdy istniały już od dawna. Pierwsze z nich pojawiły się już ok. 200 milionów lat po WW. Wyodrębnianie się obiektów, z których miały uformować się galaktyki, nastąpiło dużo później, bo ok. półtora miliarda lat po WW. Gwiazd było już wtedy bardzo dużo, a Wszechświat był znacznie mniejszy, niż dziś. Czy był gwiazdami jednorodny? Raczej nie. Chyba już wtedy istniały niejednorodności – stosunkowo rozległe obszary pustki. Najprawdopodobniej z tego właśnie powodu rozkład galaktyk dziś nie jest jednorodny. Mamy rozdzielone rozległą pustką gromady galaktyk.
Tym bardziej interesujące jest to, że masy wyodrębnionych pregalaktyk są do siebie zbliżone (w zasadzie ten sam rząd wielkości). Dlaczego takie masy, a nie inne? Dlaczego w ogóle doszło do tej separacji, tego rozczłonkowania się materii? Pytanie istotne. Czy stało się to za sprawą ciemnej materii? A jeśli tak, to...wcale pytań nie ubywa. O tym elemencie naszej układanki jeszcze wspomnę poniżej.
Dopiero gdy już wyodrębniły się, zaistnieć mogły w nich centra, ściągające grawitacyjnie materię, w tym miliardy istniejących już gwiazd. Niektóre z tych obiektów rotowały.
Dlaczego rotowały? Tak sobie "z natury rzeczy"?
A samo ich wyodrębnienie? "Widocznie samo wyodrębnienie się ich było jak pękniecie błony, albo balonu z nadmiaru powietrza." Ta odpowiedź jednak nie zadawala, co najwyżej ukierunkowuje wyobraźnię. Kontynuujmy. Siły spójności między elementami obiektu rozszerzajacego się, w szczególnosci istniejącymi już gwiazdami, na razie dosyć duże, musiały, (nie zapominajmy o istnieniu chaosu i fluktuacji gęstości), przy wzroście globalnej objętości, doprowadzić do "rozerwania" – w całej przestrzeni Wszechświata i w stosunkowo krótkim przedziale czasowym. Przyczynić się do tego musiały takie czynniki, jak: bezwładność gwiazd (stosunkowo duża masa "molekuł" tworzących ten "gaz"), oraz szybkie tempo rozszerzania się przestrzeni (w skali globalnej). No, chyba także istnienie stosunkowo rozległych już obszarów pustki. Dlaczego stało się to wtedy, a nie w innym czasie? Wiąże sie to z tempem ekspansji, z wielkością współczynnika H, który wtedy był zdecydowanie większy, niż dziś. Dziś być może takie rozerwanie nie byłoby możliwe (z powodu większego rozrzedzenia gwiazd – mniejszej grawitacyjnej spójności ich zbiorowości i mniejszej wartości współczynnika H). Być może wiąże się to także z wielkością stałej c – wówczas możliwe, że większą.
Można (to rozerwanie) nazwać przemianą fazową, już drugą. [Podczas pierwszej, dla przypomnienia, pękł "kryształ" panelsymonu, co doprowadziło do pojawienia się oddziaływań wtórnych, chaosu i temperatury, w tym momencie najwyższej w historii – zgodnie z modelem, który śmiem przedstawić w swych notkach.] Tak pojawiły się zalążki galaktyk. Poszczególne fragmenty oddalały się wzajemnie i zgodnie z prawem Hubble'a (na razie wszystkie).
Czy kiedyś zobaczymy tę rzecz? Czy zobaczymy Wszechświat jako mrowie gwiazd zanim powstały galaktyki, zanim nastąpiło "rozerwanie"? Mój optymizm ogranicza się dziś jedynie do intuicyjnego przekonania, że tak właśnie było. Ale techniki obserwacyjne rozwijają się bardzo szybko. Coś czuję, jeszcze trochę, a zobaczymy. Czy właśnie to?*
W momencie "rozerwania", ze wszystkich stron takiego wyodrębnionego fragmentu, czyli przyszłej galaktyki, działały niezrównoważone do końca siły. Przecież materia zatopiona była w chaosie. Tu, czy tam pojawił się moment obrotowy (para sił). Tak wróciliśmy do rotacji obiektów wyodrębnionych, a więc posiadających centrum. Do roboty bierze się grawitacja.
A jak to się stało, że centrum jednorodnej chmury gwiazd zaczęło przyciągać? Pytanie nietuzinkowe. Upraszczając, na poziomie szkolnym, można powołać się na prawo Gaussa. Otóż warstwy zewnętrzne nie przyciągały na zewnątrz materii zalegajacej głębiej, a o wielkości natężenia pola grawitacyjnego decydowała wyłącznie, łączna masa materii znajdującej się poniżej wybranego punktu. Sprawa nie była jednak taka prosta w związku z poczatkową jednorodnością naszej pregalaktyki. Czy zatem grawitacyjną zapaść spowodowała jakaś fluktuacja gęstości, jedna z wielu, z tym, że znajdująca się w środku? Bardzo możliwe, ale czy tym się zadowolimy? Ciemna materia? Być może decydujące znaczenie miały niewidoczne obiekty ciemnej materii, ktorych masa grawitacyjna snadź nie zależy od ilościowej zawartości maksymonów, w związku z tym, że jej zagęszczenie powoduje wzrost niedoboru masy (rzecz opisałem w którejś z poprzednich notek). To też wyjaśniałoby dlaczego masy wyodrębnionych pregalaktyk były zbliżone do siebie. A tam, gdzie nie było zgrupowań ciemnej materii, galaktyki nie utworzyły się – powstały rozległe obszary pustki oddzielajacej gromady galaktyk.
Skupmy uwagę na jednym z takich obiektów, jednym z tych rotujących (najpierw zajmiemy się nimi). Rotowały one, w miarę zapadania się, coraz szybciej. Materia ze strefy biegunowej opadała wzdłuż osi obrotu. Im bliżej centrum, tym mniejsza wartość natężenia pola grawitacyjnego**. Do samego centrum nie mogła więc dotrzeć. Ten ruch materii stanowił bowiem etap globalnej cyrkulacji. Jednak, w miarę wzrostu prędkości kątowej rotacji "galaktyki", grawitacja równikowa była coraz słabsza, za to materia biegunowa była coraz bardziej od tamtej niezależna. Docierała coraz bliżej centrum. Oczywiście z obydwu stron, z obydwu biegunów. Przeciwbieżne "wiązki" wreszcie dotarły do centrum, już samą bezwładnością, i zderzyły się ze sobą.
Spowodować to musiało potworną eksplozję termojądrową materii milionów gwiazd, które naparły na siebie z przeciwnych stron gdzieś głęboko w centrum obiektu. W wyniku tego naparły na siebie masy materii, będącej produktem tej gigareakcji termojądrowej, naparły na siebie z przeciwnych stron. Zatem nie tylko „naturalna” grawitacja, która spowodowała to zderzenie, była przyczyną erupcji. Doszło bowiem do zderzenia, którego istotą było odpychanie grawitacyjne, tym silniejsze, im większa była energia samego wybuchu (większa maksymalna koncentracja materii), im większa była masa zapadającej się materii gwiazd. Energia tej hipereksplozji wyrzuciła materię daleko poza kwazar. Materia pchnięta na zewnątrz utworzyła z obu stron gejzery o prędkości wprost relatywistycznej. Z tego powodu obserwowane dziś jety długością swą sięgają tysięcy, a nawet milionów lat świetlnych. [Nie zapominajmy, że niezrównoważona erupcja musiała nadać obiektowi okreslony pęd w kierunku przeciwnym – "ruchy własne".] Teraz już wiemy także, skąd bierze się "nadnaturalna" energia promieniowania emitowanego przez kwazary. To wyjaśnienie jest dużo koherentniejsze, niż dotychczasowe próby. Przekonamy się o tym dalej.
To w pierwszym przybliżeniu.
*) Ostatnio odkryto, dzięki Kosmicznemu Telekopowi Spitzera, w podczerwieni ("podczerwone promieniowanie tła"), poświatę prawdopodobnie utworzoną przez wielką liczbę nierozróżnialnych (zbyt małych) obiektów. W podczerwieni dlatego, gdyż red-shift sięgać już może nawet 20. Mniejsza o interpretację odkrycia przedstawianą w mediach. W roku 2018 wysłany ma być na orbitę Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba, dzięki któremu uzyskamy dane, oby potwierdzające jeszcze bardziej przewidywania tej pracy.
**) Wewnątrz masywnej kuli natężenie pola grawitacyjnego maleje i dąży do zera w centrum (prawo Gaussa).
