Zašto je toliko mnogo objekata u krugu svemira?

Na oblik sapunskih mjehurića i samog promatranog svemira

Ova slika Plavog mramora iz NASA pokazuje koliko je savršena sfera Zemlje u stvari. Međutim, zbog svoje rotacije, Zemlja ima svoj mali ispust od 26 km (41 km) na svom ekvatoru, što ga čini oblatnom sferoidom.

U jednom od najljepših prikaza noćnog neba Vincent Van Gogh prikazuje zvijezde ne kao puke svjetlosne sitnice na podatnoj tamnoj pozadini praznog prostora, već kao turbulentne i lirične krugove boje, svaki topli centar obložen ljuskom ljupka, neprestana boja. Međutim, zvijezde nisu jedine koje su sferne naravi - isto je i polumjesec u gornjem desnom uglu i sjajno osvijetljena Venera desno od bogate i masne čemprese. Iako nije vidljivo na ovoj slici, čak je i Zemlja u prvom planu sama po sebi okrugla. Čini se da predmeti u prirodi gravitiraju ovom okruglom obliku. Čak je i naša slika promatranog svemira okrugla. Ali zašto?

Zvjezdana noć Vincenta Van Gogha, 1889.

To ima veze s nekim osnovnim zakonima fizike. Sfera je oblika koji omogućuje najveći iznos volumena s najmanje površine. To je vrlo učinkovit način ograđivanja predmeta i također omogućuje da bilo koja točka na njegovoj površini bude jednako udaljena od središta kao i bilo koja druga točka. To je za razliku od kocke u kojoj su uglovi udaljeni od njegovog središta, a neka su područja njegove površine slabija od drugih. Sile prirode vole stanja s niskom energijom i vole što više minimizirati površinu objekata. To je istina kad promatramo nešto malo poput kišnice ili tekućeg metala ili kad promatramo nešto na skali Mjeseca i zvijezda.

Gravitacija je jedan od najvećih utjecaja na sferni oblik objekata. Uz gravitaciju, postoji središte prema kojemu se svi predmeti povlače. Zbog toga raspadajući vrhovi planina na Zemlji proizvode smeće koje se spušta i ispunjava doline i uranjaju daleko ispod. Gravitacija izglađuje planet i time čineći smanjuje energiju koju planet iskazuje. Planeta želi imati najnižu moguću energetsku državu. Nama ovdje, istraživačima na Zemlji, čini se da nije ništa glatko. Postoje oštre dubine oceana i podzemnih pećina, planinski lanci koji se valjaju i vrhovi drveća. Ali da smo mnogo veći - kad bi nam planet mogao stati na dlan - nikad ne bismo mogli reći. Prelazeći prstima po Zemlji osjećali bismo se besprijekorno glatkom i mokrom. Između njegovih najviših i najdubljih točaka (Everest i Marijanski rov) postoji razlika od samo 20 kilometara. Razlika od 13 milja na planeti promjera 8.000 milja.

No, koliko gravitacije uloga igra u obliku objekta, ovisi o veličini objekta. Zato možemo uočiti stvari oko nas koji nisu koferičnog oblika: cvijeće, ribe, šećerna trska, ljudi. Za bilo što manje od 2.500 km u promjeru, gravitacija nije uvijek dovoljno utjecajna da bi je zaokružila. Savršen primjer za to su neparna i pogrešna tijela asteroida u usporedbi s kuglicom mjeseca promjera 2.100 km (3.380 km).

Kad primijetimo predmete koji nisu okrugli, ona može nagovijestiti što se događa u okruženju tog objekta. Uobičajeni poremećaji uključuju sile plime poput one koju Mjesec vrši na naše oceane, kozmičke udare i brzinu rotacije. Galaksija Mliječnog Puta možda je sada ravna i mutna, ali počela je kao sfera rotacijskog plina. Kako se urušavala i počela brže okretati, centripetalne sile širile su galaksiju lijevo i desno, dok je od vrha prema dnu Mliječni put postao papirnati ravni. To je zbog očuvanja zamaha kutova koji potiču velike predmete da ubrzaju jer postaju manji kako bi se kompenziralo smanjenje veličine. Ali postoje zvijezde izvan strukture Mliječnog puta, ostavljene kao podsjetnik da je galaksija počela kao puna i zamućena sfera.

Slika sunca koju je snimila NASA.

Naše je sunce još okruženije od Zemlje. To je zahvaljujući šminki vrućih plinova, kojima je gravitacijom lakše upravljati nego sa kamenitom površinom našeg planeta. Ali najokružiji prirodni objekt u svemiru je druga zvijezda zvana KIC 11145123. Ona je dvostruko veća od sunca i vrti se tri puta sporije, omogućavajući joj da održi oblik i da se ne spljošti dok se vrti. Znanstvenici vjeruju da je to zbog prekida veze između unutarnjeg i vanjskog sloja zvijezde, što mu daje izgled da se vrti mnogo brže nego što zapravo jest. Razlog prekida veze još nije poznat, ali bi mogao postojati zbog magnetskog polja oko objekta.

U kozmičkim tijelima poput Maglice prstena, svjetlosni pritisak djeluje protiv gravitacije, dajući maglici svoj karakterističan oblik. Kako se zvijezde počinju lijepo oblikovati i zračiti, svaka privlači plin i prašinu stvarajući u prostoru oko sebe neprekidno natjecanje koje se proteže i utječe na ukupnu maglu. Ali u nekim slučajevima regije veće gustoće mogu pokrenuti lančani događaj u kojem gravitacijske sile počinju opet prevladavati. Ta se gusta područja spajaju i mogu narasti do veličine planeta, dajući im više gravitacijskog polja i stvarajući ponovno onaj prepoznatljiv oblik koji je sfera.

Maglica prstena. Slika AURA / STScI / NASA.

Zaostajemo u samom središtu čitavog svemira koji se može promatrati, a koji se proširuje na 13 milijardi svjetlosnih godina u svakom smjeru. To je sve svjetlo koje je imalo dovoljno vremena da dosegne naš sunčev sustav. Još nemamo tehnologiju za otkrivanje onoga što se nalazi izvan tog ruba, ali ono što možemo vidjeti je mramor, sfera koja obuhvaća sve što znamo da postoji. Sfera je tada poput točkica na slici pointilizma. U početku nepotrebno, a onda se sastaju zajedno kako bi stvorili sliku punu detalja i života, koja na prvi pogled predstavlja samo jednu kuglu boja, a u stvari je savršen primjer našeg fizičkog zakona u glatkom, elegantnom obliku.