Kosmologia – czym się zajmuje i jakie ma zastosowanie?

● Kosmologia pierwotnie była działem filozofii, a obecnie klasyfikowana jest jako nauka o strukturze i ewolucji Wszechświata.

● Kosmologia jest często mylona z kosmogonią, która zajmuje się badaniem pochodzenia Wszechświata.

● Kosmologia wykorzystuje badania astronomii pozagalaktycznej, dzięki którym wyznacza ogólne prawidłowości rządzące Wszechświatem.

Kosmologia to nauka zajmująca się badaniem Wszechświata jako całości. Przez stulecia opierała się na filozofii. Jeszcze w XX wieku była nauką czysto teoretyczną, dopiero późniejszy rozwój technologii sprawił, że kosmologia stała się nauką doświadczalną. Nazwa kosmologia pochodzi z greckiego, kosmos – oznacza porządek, Wszechświat, natomiast logos – studium, nauka.

Definicja kosmologii mówi o tym, że nauka zajmuje się badaniem Wszechświata jako całości. Ale co to właściwie znaczy? W praktyce nauka ta zajmuje się ewolucją i strukturą Wszechświata. Szuka odpowiedzi na pytania jak powstał Wszechświat, co było przed Wielkim Wybuchem, czy Wszechświat nadal będzie ewoluował, czy Wszechświat jest nieskończony?.

Kosmologię można podzielić na kosmologię obserwacyjną i kosmologię teoretyczną. Dzięki temu podziałowi jest zaliczana jednoczenie do astronomii i astrofizyki teoretycznej. Kosmologię teoretyczną uznaje się za starszą od kosmologii obserwacyjnej, ponieważ początek tej drugiej przyjmuje się 1917 rok. Konkretnym wydarzeniem, które zapoczątkowało kosmologię teoretyczną było skonstruowanie przez Alberta Einsteina pierwszego cylindrycznego modelu kosmologicznego na podstawie ogólnej teorii względności. Kosmologia obserwacyjna również opiera się na ogólnej teorii względności Einsteina, jednak jej podstawą jest badanie relatywistycznych modeli kosmologicznych wprowadzonych przez Aleksandra Friedmana, Georgesa Lemaître, Howarda Robertsona i Arthura Geoffrey’a Walkera.

ZOBACZ TEŻ: Jaki jest wiek Wszechświata? I jak liczyć czas we Wszechświecie...

W historii kosmologii jednym z najistotniejszych wydarzeń było odkrycie mikrofalowego promieniowania tła (Cosmic Microwave Background – CMB, inaczej promieniowanie reliktowe) w 1964 roku. CMB jest rodzajem promieniowania elektromagnetycznego i pozostałością po bardzo wczesnym etapie ewolucji Wszechświata. Badania promieniowania tła niosą istotne informacje o „młodości” przestrzeni kosmicznej i procesach, jakie w nim wtedy zachodziły (np. powstanie gwiazd i galaktyk).

Współczesna kosmologia zgromadziła wiele dowodów na to, że Wszechświat rozpoczął się od eksplozji, która znana jest jako Wielki Wybuch. Miało to miejsce około 13,7 miliarda lat temu. W Wielkim Wybuchu oprócz materii, która została wyrzucona w kosmos, powstała sama przestrzeń.

Obecny Wszechświat, który jest obserwowalny, ma średnicę około 90 miliardów lat świetlnych. Całość Wszechświata może być znacznie większa lub nawet nieskończona. Duża część fizyków zajmujących się kosmologią twierdzi, że Wszechświat jest jednym z wielu, które są osadzone w jeszcze większym multiwersum (utrawszechświecie, wieloświecie).

Kosmolog jest osobą, która bada Wszechświat fizyczny. Interesuje się odpowiedzią na pytania o to, jak powstał Wszechświat, co się z nim dzieje i jakie jest miejsce człowieka we Wszechświecie. Kosmolodzy przeważnie posiadają wiedzę z kilku dziedzin naukowych. Zazwyczaj specjalizują się w fizyce, ponieważ ma ona szczególne znaczenie dla zrozumienia wielu pojęć z kosmologii. Mają także wiedzę z zakresu astronomii i nauki identyfikowania, nazywania oraz opisywania różnych obiektów istniejących we Wszechświecie. Kosmologowie często są naukowcami eksperymentalnymi. Testują różne hipotezy dotyczące makrokosmosu i obserwują jego części, które są widoczne z Ziemi.

Kosmologów interesują obiekty fizyczne we Wszechświecie i ich wzajemny stosunek. Ciekawi ich też ruch ciał niebieskich oraz tworzenie i niszczenie różnych obiektów w przestrzeni kosmicznej. Do swojej pracy wykorzystują wiele różnych przyrządów, w tym teleskopy o dużej mocy czy specjalistyczne radioteleskopy, a także narzędzi związanych z Ziemią, jak np.: akceleratory cząstek.

CZYTAJ TEŻ: Jaki teleskop wybrać?

Źródła: Mała księga kosmologii, Page Lyman, wydawnictwo: Copernicus Center Press, 2021 zpe.gov.pl ncbj.gov.pl Filozofia kosmologii, Heller Michał, wydawnictwo: Copernicus Center Press, 2016 Stulecie kosmologii. Jak zrozumieliśmy Wszechświat, Peebles P.J.E, wydawnictwo: Prószyński Media, 2021