Kosmoloogia lühiajalugu

12. klass > Füüsika > 5. kursus: Mikro- ja megamaailma füüsika

Primitiivsete rahvaste maailmapildist antiikmütoloogiani

Inimesed on aegade algusest peale vaadanud taevasse ning püüdnud seal nähtavat, nii hästi või halvasti kui nad parasjagu oskavad, selgitada. Pikaajaliste taevavaatluste jooksul püüdsid loodusrahvad luua ettekujutust maailmast kui tervikust. Kui jäi puudu teadmistest, täiendati pilti oletuste ja usuga. Selle tulemuseks on palju erinevaid loomislugusid, mis kõik omal moel püüavad selgitada Universumi tekkimist ja arengut selliseks nagu me (nad) seda praegu (toona) näeme (nägid).

Tavaliselt lähtuti Taevast ja Maast kui kahest elusolendist, mis hiljem asendus tervikpildiga loodusesse kui elusorganismi, keda sageli kujutati mingi loomana. Loodud müütide iseloomulikuks jooneks oli kõige igapäevase ja tavalise piiramatu laiendamine kogu Universumis toimuvale.

Eelajalooline kosmoloogia kirjeldas inimese enda toonast eluolu, mis lihtsalt oli laiendatud kosmilistesse mastaapidesse. Küll peeti maailma ristküliku kujuliseks ja taevast sellele toetuvaks ümmarguseks taevaks, mis paigutas Maa itta ja Taeva läände – see olevat põhjus miks kõik jõed itta voolavad (Hiina) või kujutati Maad hiiglasliku kettana, mille servadele toetub Taevas, kus liiguvad pilved, Päike, Kuu, planeedid; taevas on täis peenikesi augukesi, kust paistavad läbi tähed ja pritsib aeg-ajalt taevast vett – vihma, kõige üle – Taevaste Taevas on aga Jumal Jahve (Heebrea).

Umbes 6. sajandil e.Kr tekkis Väike-Aasia läänerannikul ning Itaalia lõunaosas algne loodusteadus – loodusfilosoofia, mis püüdis vabastada müüte nende liigsest personifitseeritusest. Vana-Kreeka filosoofid, tähtsaimad neist Thales (625 … 547 e.Kr) ja Anaximandros (611 … 546 e.Kr) asendasid Maa, Mere ja Taeva inimesesarnased valitsejad –jumalad – ühtse loodusele omase elu allikaga. Lame Maa ujumas kettakujulise Ookeani pinnal, mida katab Taeva kuppel, mille sisepinnal asuvad Päike, Kuu ja tähed.

Taevasfääride harmooniat otsis ka antiikaja kuulsaim filosoof – Platon (427 … 374 e.Kr), kes kirjeldas kaheksat sfääri, millele on kinnitatud planeedid ja tähed. Platon oli esimene, kes väitis, et kõikide taevakehade liikumise on ringjooneline, ühtlane ja korrapärane ning püstitas matemaatikuile ülesande leida milline ringliikumiste kombinatsioon suudaks kirjeldada kõiki planeetide näivaid liikumisi.

Platoni sfäärilist maailmapilti arendasid edasi Eudoxos (408 … 355 e.Kr) ja Aristoteles (384 … 322 e.Kr), keda võibki pidada geotsentrilise maailmakäsitluse loojaks.

Geotsentrism

Geotsentrismile panid aluse 4. saj eKr kreeka filosoof Platon ja Aristoteles, seda täiendas 2. saj AD Ptolemaios.

Geotsentristlikus käsitluses, asus maailmaruumi keskpunktis Maa, mille ümber tiirlesid Kuu, viis planeeti ja Päike. Tiirlevaid taevakehi ümbritses nn kinnistähtede vöönd.

Platoni-Aristotelese mudel ei selgitanud piisavalt planeetide näivat liikumist (tähtede taustal tehtavaid „silmuseid“) taevavõlvil. Ptolemaios korrigeeris mudelit, pannes planeedid omakorda tiirlema ümber Maa tiirleva masskeskme.

Aristotelese maailmasüsteem

Aristotelese maailmasüsteem

Ptolemaiose täiendusega geotsentriline maailmasüsteem

Ptolemaiose täiendusega geotsentriline maailmasüsteem

Geotsentrism oli pikka aega (sisuliselt kuni 17. sajandini) ainuke katoliku kiriku poolt aktsepteeritud käsitlus maailmaruumi ehitusest.

Heliotsentrism

Heliotsentristlike mudelite algeid on esitanud mitmed teadlased: Phytagorase õpilane Philolaus, aga ka idamaade astronoomid Mu’ayyad al-Din al-’Urdi, Nasir al-Din Tusi jt, kuid terviklikule heliotsentrismile pani aluse 1543. aastal Poola päritolu teoloog ja loodusteadlane Nicolaus Copernicus (Mikolaj Kopernik).

121a

Heliosentristlikus käsitluses, asus maailmaruumi keskpunktis Päike, mille ümber tiirlesid Maa, koos tema ümber tiirleva Kuuga ja teised planeedid. Ka selles mudelis ümbritses tiirlevaid taevakehi nn kinnistähtede vöönd.

Heliotsentrismi areng oli pikka aega pidurdatud kartuses sattuda kirikuvande alla ja/või koguni tuleriidale.

Täieliku võidu saavutas heliotsentrism alles pärast seda kui Johann Kepler sõnastas 1609 a. (III seaduse aastal 1619) planeetide liikumist kirjeldavad seadused, mida omakorda üldistas Isaac Newton 1687 aastal oma ülemaailmse gravitatsiooniseadusega.

Lõpmatu Maailmaruum

Ühena esimestest sõnastas 1. saj BC oletuse, et maailmaruum on lõputu Rooma filosoof Lucretius.

Põhjalikuma traktaadi selle kohta esitas 1583 aastal Giordano Bruno: „Maailmaruum on kõigis suundades ühesugune ning on täidetud Päikesele sarnanevate tähtedega, mille ümber tiirlevad samuti planeedid.“ Kahjuks sai Giordano Bruno süüdistuse ketserluses ja lõpetas oma elu tuleriidal.

18. sajandil avastas William Herschel, et tähed on koondunud süsteemi – Galaktikasse (Linnutee, Milky Way), millest väljapool neid ei esine.

Peagi avastati ka teisi galaktikaid (Suur- ja Väike Magalhaes’i pilv, Andromeda Udukogu jpt), mis paistsid asuvat kõikvõimalikes suundades ühtlaselt.

Siis tõestati, et galaktikad moodustavad omakorda suuremaid süsteeme: galaktikaparvi ja superparvi, millest väljaspool galaktikaid ei esine.

Analüüsinud teadaolevate galaktikasüsteemide jaotumist Universumis, näitas Tartu Ülikooli astrofüüsikute töörühm Jaan Einasto juhtimisel 1990-de keskel, et need süsteemid moodustavad mesilaskärge meenutava struktuuri.

Paisuv Universum

Albert Einsteini üldrelatiivsusteooria ühe lahendi (nn Friedmanni lahend 1922 a.) kohaselt ei saa Universum olla staatilises olekus vaid peab kas paisuma või kokku tõmbuma.

Galaktikate liikumist uurides avastas 1922 aastal Edwin Hubble, et kõik galaktikad eemalduvad üksteisest – see avastus andis kinnituse paisuva universumi teooriale.

See, kas Universum paisub lõpmatuseni või asendub mingil hetkel kokkutõmbumisega sõltub Universumi massist. Kahjuks ei osata täna veel piisavalt täpselt Universumi massi hinnata.