Turbūt nenustebinsiu jūsų, pasakęs, kad Saulė sukasi daugmaž ratu aplink Galaktikos centrą (bet ne dėl to, kad ten yra masyvi juodoji skylė). Tačiau ar ji nuo to centro tolsta? Klausimas paprastas, atsakymas turėtų irgi būti nesudėtingas – arba tolsta, arba netolsta. Na dar astronomijoje kartais būna atsakymas „neaišku“. Bet aš mėgstu parašinėti daug plačiau, tai ir dabar truputį panagrinėsiu klausimą iš kosmologinės pusės. Juk jei visi galaktikų spiečiai tolsta vieni nuo kitų, tai kodėl negali ir Saulė tolti nuo Galaktikos centro, tiesiog dėl to, kad Visata plečiasi?

Naiviai apskaičiuoti plėtimosi ir Saulės tolimo nuo Galaktikos centro greitį nesunku. Turime Hablo parametrą, lygų maždaug 72 km/s kiekvienam atstumo megaparsekui; padauginame jį iš atstumo iki Galaktikos centro (8 kiloparsekai) ir randame 576 metrus per sekundę. Pavertę į šiek tiek astronomiškai naudingesnį skaičių, gauname, jog per 5 milijardus Saulės amžiaus metų atstumas turėtų padidėti maždaug trisdešimčia parsekų, arba mažiau nei viena šimtąja dalimi. Ne tiek ir daug.

Tačiau iš tiesų toks skaičiavimas nėra teisingas. Mat Visatos plėtimasis neturi jokios įtakos Galaktikos dydžiui. Dabar aiškinsiu, kodėl; jei neįdomu, o tik norite sužinoti dar šio to apie Saulės judėjimą Galaktikos centro atžvilgiu, žiūrėkite į paskutinę įrašo pastraipą.

Kad suprastume, kodėl Visatos plėtimasis neveikia Galaktikos (ir Vietinės galaktikų grupės), pirma reikia suvokti, iš kur plėtimasis išvis atsiranda. Plėtimasis nėra fizinis galaktikų ar kitų objektų judėjimas erdve; tai yra pačios erdvės „tįsimas“ į visas puses. Dėl šios priežasties plėtimuisi negalioja šviesos greičio apribojimas, ir dėl šios priežasties plėtimasis neveikia galaktikų. Paprastai tariant, galaktikų ir jų spiečių gravitacinis sąryšis nugali plėtimąsi, taigi nors galaktikoms „pagrindas slysta iš po kojų“, gravitaciniai kabliukai jas sulaiko nuo išsilakstymo.

Skirtumą tarp visos Visatos ir atskirų galaktikų galime pamatyti ir matematiškai. Pagal bendrąją reliatyvumo teoriją, iš principo bet kokią erdvės dalį, veikiamą joje esančių objektų (atsiminkime, kad masę turintys objektai iškreipia erdvę ir keičia jos savybes), galima aprašyti tam tikra metrika. Metrika – tai funkcija, nusakanti atstumus tarp objektų erdvėlaikyje; šis dalykas vertas atskiro įrašo, bet vis neprisiruošiu jo parašyti, o dabar pasakysiu tik tiek, kad tų funkcijų būna įvairių. Labai nedaug sistemų gali būti aprašomos aiškiomis analitinėmis funkcijomis; sistema, susidedanti iš keleto kūnų, nagrinėjama gali būti tik skaitmeniškai. Tačiau įvairias daugelio kūnų sistemas galima pakeisti apytikriais artiniais. Pavyzdžiui, visą galaktiką galima aprašyti kaip vieną tašką, o Visatą – kaip vienalytę vienodo tankio medžiaga užpildytą erdvę. Būtent tokią vienalytę erdvę galima aprašyti metrika, vadinama keturių jos atradėjų – Fridmano, Lemetro, Robertsono ir Volkerio (Friedmann, Lemaître, Robertson, Walker) – arba tiesiog FLRW vardu. Ir štai ši metrika turi savybę, kad atstumas tarp bet kurių dviejų taškų gali priklausyti nuo laiko. Pabrėžiu, jog čia kalbame apie erdvės taškus, o ne objektus, esančius toje erdvėje ir galinčius judėti erdvės atžvilgiu. Tiksli priklausomybė iš principo gali būti bet kokia, bet mūsų Visatoje ji yra tokia, kad tas atstumas nuolat auga.

Taigi Visatos plėtimasis vyksta todėl, kad dėl Visatoje esančios masės-energijos nuolat auga atstumas tarp erdvės taškų Visatos erdvėlaikį aprašančioje FLRW metrikoje. Bet tokia metrika Visatą atitinka tik tokiu atveju, jei Visatą galima laikyti tolygiai užpildyta vienodo tankio materija. O toks artinys galioja tik tada, kai kalbame apie labai didelius mastelius – didesnius už didžiausius galaktikų spiečius. Aplink galaktikų spiečius erdvės savybės yra kitokios, nes toje aplinkoje medžiaga pasiskirsčiusi ne visomis kryptimis tolygiai. Ten erdvėlaikį apytikriai galima aprašyti Švarcšildo metrika – ji tinkama erdvei aplink sferiškai simetrišką medžiagos telkinį. Šioje metrikoje nieko panašaus į atstumo kitimus nėra, taigi ir Visatos plėtimasis tokiu masteliu neveikia. Kaip minėjau, spiečių gravitacija sulaiko juos nuo išsiplėtimo. Todėl nei galaktikų spiečiai, nei galaktikos, nei planetinės sistemos ateityje išsibarstyti neturėtų (nebent tamsiosios energijos tankis nuolat auga… bet apie tai – kitą kartą), o jūsų galva nuo kojų jei ir tolsta, tai ne dėl Visatos plėtimosi.

Štai tiek, trumpai, apie Visatos plėtimąsi ir kur jis galioja. Bet kaip gi iš tikro yra su Saulės judėjimu? Nors ji aplink Galaktikos centrą būtent sukasi, orbita nėra visiškai apskritiminė. Tiksliai nustatyti judėjimo greitį nėra labai paprasta, nes tą reikia daryti matuojant kitų, taip pat judančių, žvaigždžių greičius. Geriausi šiandieniniai skaičiavimai rodo, kad Saulė prie Galaktikos centro artėja maždaug 14 kilometrų per sekundę greičiu. Tik šis greitis nėra pastovus – taip tiesiog atrodo, nes šiuo metu Saulė yra truputį toliau nuo Galaktikos centro, nei vidutinis jos orbitos atstumas.

Laiqualasse