Ushbu nazariyaga ko'ra, Olam o'ta zich materiyaning issiq bo'lagi shaklida paydo bo'lgan, shundan so'ng u kengaygan va soviy boshlagan. Evolyutsiyaning birinchi bosqichida koinot o'ta zich holatda edi va -gluon plazmasi edi. Agar proton va neytronlar to'qnashib, og'irroq yadrolarni hosil qilsalar, ularning umri ahamiyatsiz edi. Keyingi safar ular har qanday tez zarracha bilan to'qnashganda, ular darhol elementar komponentlarga parchalanib ketishdi.
Taxminan 1 milliard yil oldin, galaktikalarning shakllanishi boshlandi, o'sha paytda koinot biz hozir ko'rib turgan narsaga noaniq o'xshay boshladi. Katta portlashdan 300 ming yil o'tgach, u shunchalik sovib ketdiki, elektronlar yadrolar tomonidan mustahkam ushlana boshladi, natijada boshqa yadro bilan to'qnashgandan so'ng darhol parchalanmaydigan barqaror atomlar paydo bo'ldi.
Zarracha shakllanishi
Zarrachalarning shakllanishi Olamning kengayishi natijasida boshlangan. Uning keyingi sovishi birlamchi nukleosintez natijasida yuzaga kelgan geliy yadrolarining shakllanishiga olib keldi. Katta portlash sodir bo'lgan paytdan boshlab, koinot sovishidan oldin taxminan uch daqiqa o'tishi kerak edi va to'qnashuv energiyasi shunchalik kamayib ketdiki, zarralar barqaror yadrolarni hosil qila boshladi. Dastlabki uch daqiqada koinot elementar zarrachalarning issiq dengizi edi.
Yadrolarning birlamchi shakllanishi uzoq davom etmadi, dastlabki uch daqiqadan keyin zarralar bir-biridan uzoqlashdi, shuning uchun ular orasidagi to'qnashuvlar juda kam uchraydi. Birlamchi nukleosintezning ushbu qisqa davrida yadrosida bitta proton va bitta bo'lgan vodorodning og'ir izotopi deyteriy paydo bo'ldi. Deyteriy bilan bir vaqtda geliy-3, geliy-4 va oz miqdorda litiy-7 hosil bo'lgan. Yulduzlarning paydo bo'lishi jarayonida tobora og'irroq elementlar paydo bo'ldi.
Koinot tug'ilgandan keyin
Olam boshlangandan keyin soniyaning yuz mingdan biriga yaqin vaqt o'tgach, kvarklar elementar zarrachalarga birlashtirildi. Shu paytdan boshlab koinot elementar zarrachalarning sovutuvchi dengiziga aylandi. Shundan so'ng asosiy kuchlarning buyuk birlashuvi deb ataladigan jarayon boshlandi. O'sha paytda koinotda zamonaviy tezlatgichlarda olinadigan maksimal energiyaga mos keladigan energiya mavjud edi. Keyin spazmatik inflyatsion kengayish boshlandi va ayni paytda antipartikullar yo'qoldi.
Manbalar:
- Elementlar, Katta portlash
- Elementlar, ilk olam
Fizika, matematika va qisman ilohiyot chegarasida joylashgan tabiiy fanlarning yo'nalishlaridan biri bu koinotning paydo bo'lishi nazariyalarini ishlab chiqish va tadqiq qilishdir. Bugungi kunga kelib, olimlar bir nechta kosmologik modellarni taklif qilishdi Katta portlash tushunchasi odatda qabul qilinadi.
Nazariyaning mohiyati va portlash oqibatlari
Katta portlash nazariyasiga ko'ra, kichik o'lchamdagi va yuqori haroratli ba'zi bir moddaning umumiy portlashi natijasida koinot yagona holatdan doimiy kengayish holatiga o'tdi. Portlash shunchalik katta ediki, har bir materiya bir-biridan uzoqlashishga intildi. Koinotning kengayishi uch o'lchovli makonning tanish toifalarini nazarda tutadi, ular portlashdan oldin mavjud emas edi;
Portlashdan oldin bir necha bosqichlar mavjud: Plank davri (eng qadimgi), Buyuk birlashish davri (elektron yadroviy kuchlar va tortishish davri) va nihoyat, Katta portlash.
Avval fotonlar (nurlanish), keyin materiya zarralari hosil bo'ldi. Birinchi soniya ichida bu zarralardan protonlar, antiprotonlar va neytronlar hosil bo'ldi. Shundan so'ng, yo'q qilish reaktsiyalari tez-tez sodir bo'ldi, chunki koinot juda zich bo'lgan, zarralar doimiy ravishda bir-biri bilan to'qnashgan.
Ikkinchi soniyada, koinot 10 milliard darajagacha soviganida, ba'zi boshqa elementar zarralar, masalan, elektron va pozitron hosil bo'ldi. Xuddi shu vaqt oralig'iga qo'shimcha ravishda, zarralarning aksariyati yo'q qilindi. Antimaterik zarrachalarga qaraganda materiya zarralari minimal darajada ko'p edi. Demak, bizning Olamimiz materiyadan emas, materiyadan iborat.
Uch daqiqadan so'ng barcha proton va neytronlar geliy yadrolariga aylandi. Yuz minglab yillar o'tgach, tobora kengayib borayotgan koinot sezilarli darajada sovib ketdi va geliy yadrolari va protonlari allaqachon elektronlarni ushlab turishi mumkin edi. Shu tarzda geliy va vodorod atomlari hosil bo'ldi. Koinot kamroq "olomon" bo'lib qoldi. Radiatsiya katta masofalarga tarqala oldi. Siz hali ham Yerdagi bu nurlanishning aks-sadosini "eshitishingiz" mumkin. U odatda relikt deb ataladi. Kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasining kashf etilishi va mavjudligi Katta portlash kontseptsiyasini tasdiqlaydi, bu mikroto'lqinli radiatsiya;
Asta-sekin, kengayish jarayonida bir hil olamning ma'lum joylarida tasodifiy kondensatsiyalar hosil bo'ldi. Ular materiyaning katta siqilishlari va kontsentratsiya nuqtalarining peshqadamlari bo'ldi. Koinotda deyarli hech qanday materiya bo'lmagan hududlar va ular ko'p bo'lgan hududlar shunday shakllangan. Tortishish kuchi ta'sirida materiya pıhtıları ko'paydi. Bunday joylarda asta-sekin galaktikalar, klasterlar va galaktikalarning superklasterlari shakllana boshladi.
Tanqid
Yigirmanchi asrning oxirida Katta portlash tushunchasi kosmologiyada deyarli hamma tomonidan qabul qilindi. Biroq, ko'plab tanqidlar va qo'shimchalar mavjud. Masalan, kontseptsiyaning eng munozarali nuqtasi portlash sabablari muammosi. Bundan tashqari, ba'zi olimlar kengayayotgan koinot g'oyasiga qo'shilmaydilar. Qizig'i shundaki, turli dinlar odatda bu kontseptsiyani ijobiy qabul qildilar, hatto Muqaddasda Katta portlash haqida ma'lumot topdilar.
Ilmiy dunyoda koinot Katta portlash natijasida paydo bo'lgan deb qabul qilinadi. Bu nazariya energiya va materiya (barcha narsalarning asoslari) ilgari birlik holatida bo'lganligiga asoslanadi. U, o'z navbatida, harorat, zichlik va bosimning cheksizligi bilan tavsiflanadi. Yagonalik holatining o'zi zamonaviy dunyoga ma'lum bo'lgan barcha fizika qonunlarini rad etadi. Olimlarning fikricha, Olam mikroskopik zarrachadan paydo bo'lgan va u hali noma'lum sabablarga ko'ra uzoq o'tmishda beqaror holatga kelgan va portlagan.
“Katta portlash” atamasi 1949 yilda olim F.Xoylning ilmiy-ommabop nashrlarda chop etilgan asarlaridan so‘ng qo‘llanila boshlandi. Bugungi kunda "dinamik rivojlanayotgan model" nazariyasi shu qadar yaxshi rivojlanganki, fiziklar hamma narsaga asos solgan mikroskopik zarracha portlagandan keyin 10 soniya ichida Olamda sodir bo'layotgan jarayonlarni tasvirlab bera oladilar.
Nazariyaning bir nechta dalillari mavjud. Ularning asosiylaridan biri butun koinotni qamrab olgan kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishidir. Zamonaviy olimlarning fikriga ko'ra, u faqat Katta portlash natijasida, mikroskopik zarralarning o'zaro ta'siri tufayli paydo bo'lishi mumkin edi. Aynan relikt nurlanish bizga koinot xuddi yonayotgan fazoga o'xshagan, yulduzlar, sayyoralar va galaktikaning o'zi bo'lmagan vaqtlar haqida ma'lumot olishga imkon beradi. Katta portlashdan barcha narsalar tug'ilishining ikkinchi dalili radiatsiya chastotasining pasayishidan iborat bo'lgan kosmologik qizil siljish hisoblanadi. Bu, xususan, yulduzlar va galaktikalarning Somon yo'lidan va umuman olganda bir-biridan olib tashlanishini tasdiqlaydi. Ya'ni, bu koinotning ilgari kengayganini va hozirgi kungacha kengayishini ko'rsatadi.
Olamning qisqacha tarixi
- 10 -45 - 10 -37 sek- inflyatsiya kengayishi
- 10-6 sek- kvarklar va elektronlarning paydo bo'lishi
- 10-5 sek- proton va neytronlarning hosil bo'lishi
- 10 -4 sek - 3 min- deyteriy, geliy va litiy yadrolarining paydo bo'lishi
- 400 ming yil- atomlarning shakllanishi
- 15 million yil- gaz bulutining kengayishini davom ettirish
- 1 milliard yil- birinchi yulduzlar va galaktikalarning tug'ilishi
- 10-15 milliard yil- sayyoralarning paydo bo'lishi va aqlli hayot
- 10 14 milliard yil- yulduz tug'ilish jarayonini to'xtatish
- 10 37 milliard yil- barcha yulduzlarning energiyasini yo'qotish
- 10 40 milliard yil- qora tuynuklarning bug'lanishi va elementar zarrachalarning tug'ilishi
- 10 100 milliard yil- barcha qora tuynuklarning bug'lanishini yakunlash
Katta portlash nazariyasi fanda haqiqiy yutuq bo'ldi. Bu olimlarga koinotning tug'ilishi bilan bog'liq ko'plab savollarga javob berishga imkon berdi. Ammo shu bilan birga, bu nazariya yangi sirlarni keltirib chiqardi. Asosiysi, Katta portlashning o'zi. Zamonaviy ilm-fanning javobi yo'q ikkinchi savol - makon va vaqtning qanday paydo bo'lganligi. Ba'zi tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, ular materiya va energiya bilan birga tug'ilgan. Ya'ni, ular Katta portlashning natijasidir. Ammo keyin ma'lum bo'ladiki, vaqt va makon qandaydir boshlanishga ega bo'lishi kerak. Ya'ni, doimiy mavjud bo'lgan va o'z ko'rsatkichlaridan mustaqil bo'lgan ma'lum bir borliq koinotni tug'dirgan mikroskopik zarrachada beqarorlik jarayonlarini boshlashi mumkin edi.
Ushbu yo'nalishda qanchalik ko'p tadqiqotlar olib borilgan bo'lsa, astrofiziklarda shunchalik ko'p savollar tug'iladi. Ularga javoblar insoniyatni kelajakda kutmoqda.
12. Katta portlashga nima sabab bo'ldi?
paydo bo'lish paradoksi
Men o'qigan kosmologiya bo'yicha ma'ruzalarning birortasi ham Katta portlashning sababi nima degan savolsiz tugallanmaganmi?
Bir necha yil oldin men haqiqiy javobni bilmasdim; bugun, men ishonaman, u mashhur. Aslida, bu savol yashirin shaklda ikkita savolni o'z ichiga oladi. Birinchidan, biz koinotning rivojlanishi nima uchun portlash bilan boshlanganini va birinchi navbatda bu portlashga nima sabab bo'lganini bilishni istaymiz. Ammo sof jismoniy muammoning orqasida falsafiy xarakterdagi boshqa, chuqurroq muammo yotadi. Agar Katta portlash koinotning jismoniy mavjudligini, shu jumladan makon va vaqtning paydo bo'lishini belgilasa, unda qaysi ma'noda gapirish mumkin nima sabab bo'ldi
bu portlash?
Fizika nuqtai nazaridan, ulkan portlash natijasida Olamning to'satdan paydo bo'lishi ma'lum darajada paradoksal ko'rinadi. Dunyoni boshqaradigan to'rtta o'zaro ta'sirdan faqat tortishish kosmik miqyosda o'zini namoyon qiladi va bizning tajribamiz shuni ko'rsatadiki, tortishish tortishish xususiyatiga ega. Biroq, koinotning tug'ilishini belgilagan portlash, aftidan, kosmosni parcha-parcha qilib, uning kengayishiga olib kelishi mumkin bo'lgan aql bovar qilmaydigan kattalikdagi itaruvchi kuchni talab qildi, bu hozirgi kungacha davom etmoqda.
Bunga odatiy javob shundaki, birlamchi portlash oddiygina boshlang'ich shart sifatida qabul qilinishi kerak. Bu javob aniq qoniqarsiz va chalkashlikka olib keladi. Albatta, tortishish kuchi ta'sirida kosmik kengayish tezligi boshidanoq doimiy ravishda pasayib bordi, lekin uning tug'ilishi paytida koinot cheksiz tez kengayib bordi.
Portlash hech qanday kuch tufayli yuzaga kelmadi - koinotning rivojlanishi shunchaki kengayish bilan boshlandi. Agar portlash unchalik kuchli bo'lmaganida, tortishish kuchi tez orada materiyaning tarqalishini oldini olgan bo'lardi. Natijada, kengayish siqilishga yo'l qo'yadi, bu halokatli bo'lib, Olamni qora tuynukga o'xshash narsaga aylantiradi. Ammo, aslida, portlash juda "katta" bo'lib chiqdi, bu esa o'zining tortishish kuchini engib o'tgan koinotga birlamchi portlash kuchi tufayli abadiy kengayishda davom etishiga yoki hech bo'lmaganda mavjud bo'lishiga imkon berdi. ko'p milliard yillar oldin siqilib, unutilib g'oyib bo'ldi. Ushbu an'anaviy rasmning muammosi shundaki, u hech qanday tarzda Katta portlashni tushuntirmaydi. Olamning asosiy mulki yana oddiygina qabul qilingan dastlabki shart sifatida talqin qilinadi
Aniqroq tahlil qilinganda, koinotning paydo bo'lishining paradoksi aslida yuqorida tavsiflanganidan ham murakkabroq ekanligi ma'lum bo'ldi.
Ehtiyotkorlik bilan o'tkazilgan o'lchovlar shuni ko'rsatadiki, Olamning kengayish tezligi koinot o'zining tortishish kuchini engib, abadiy kengayishiga qodir bo'lgan kritik qiymatga juda yaqin. Agar bu tezlik biroz kamroq bo'lganida, Koinotning qulashi sodir bo'lardi, agar u biroz ko'proq bo'lsa, kosmik materiya allaqachon butunlay tarqalib ketgan bo'lar edi.
Koinotning keng miqyosdagi bir xilligi olam kengayishi bilan saqlanib qoladi. Bundan kelib chiqadiki, kengayish juda yuqori darajadagi aniqlik bilan bir xil va izotrop tarzda sodir bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, Olamning kengayish tezligi nafaqat barcha yo'nalishlarda bir xil, balki turli mintaqalarda ham doimiydir. Agar koinot boshqa yo'nalishlarga qaraganda bir yo'nalishda tezroq kengaygan bo'lsa, bu bu yo'nalishdagi fon termal nurlanish haroratining pasayishiga olib keladi va Yerdan ko'rinadigan galaktika harakatining naqshini o'zgartiradi. Shunday qilib, koinotning evolyutsiyasi faqat qat'iy belgilangan kuchning portlashi bilan boshlanmadi - portlash aniq "uyushgan", ya'ni. bir vaqtning o'zida, barcha nuqtalarda va barcha yo'nalishlarda aynan bir xil kuch bilan sodir bo'ldi.
Bunday bir vaqtning o'zida va kelishilgan otilishning o'z-o'zidan sodir bo'lishi ehtimoldan yiroq va bu shubha an'anaviy Katta portlash nazariyasida ibtidoiy kosmosning turli mintaqalari bir-biri bilan sababiy bog'liq emasligi bilan mustahkamlanadi. Gap shundaki, nisbiylik nazariyasiga ko'ra, hech qanday fizik effekt yorug'likdan tezroq tarqala olmaydi.
Shubhasiz, hech qachon bir-biri bilan bog'lanmagan kosmosning turli sohalarining bunday ajoyib uyg'unligini qanday tushuntirish mumkin? Bunday o'xshash xatti-harakatlar qanday paydo bo'ldi? An'anaviy javob yana maxsus boshlang'ich shartlarga ishora qiladi. Birlamchi portlash xususiyatlarining g'ayrioddiy bir xilligi shunchaki haqiqat sifatida ko'rib chiqiladi: koinot shunday paydo bo'lgan.
Koinotning keng miqyosdagi bir xilligi, agar biz kichik miqyosda koinot hech qanday tarzda bir hil emasligini hisobga olsak, yanada sirliroq ko'rinadi. Alohida galaktikalar va galaktika klasterlarining mavjudligi qat'iy bir xillikdan og'ishdan dalolat beradi va bu og'ish ham hamma joyda masshtab va kattalik jihatidan bir xil. Gravitatsiya materiyaning har qanday boshlang'ich to'planishini kengaytirishga moyil bo'lganligi sababli, galaktikalarni shakllantirish uchun zarur bo'lgan heterojenlik darajasi Katta portlash paytida hozirgidan ancha past edi. Biroq, Katta portlashning boshlang'ich bosqichida hali ham ozgina bir xillik bo'lishi kerak edi, aks holda galaktikalar hech qachon shakllanmagan bo'lar edi. Qadimgi Katta portlash nazariyasida bu dastlabki uzilishlar ham "dastlabki shartlar" bilan bog'liq edi. Shunday qilib, biz koinotning rivojlanishi butunlay ideal holatdan emas, balki juda g'ayrioddiy holatdan boshlanganiga ishonishimiz kerak edi.
Aytilganlarning barchasini quyidagicha umumlashtirish mumkin: agar koinotdagi yagona kuch tortishish kuchi bo'lsa, unda Katta portlash "Xudodan yuborilgan" deb talqin qilinishi kerak, ya'ni. sababsiz, berilgan dastlabki shartlar bilan. Bundan tashqari, ajoyib mustahkamlik bilan ajralib turadi; Hozirgi tuzilishga erishish uchun Olam boshidanoq to'g'ri rivojlangan bo'lishi kerak. Bu koinotning paydo bo'lishining paradoksidir.
Antigravitatsiyani qidiring
Olamning paydo bo'lishining paradoksi faqat so'nggi yillarda hal qilindi; ammo, yechimning asosiy g'oyasini uzoq tarixga, na koinotning kengayishi nazariyasi, na Katta portlash nazariyasi mavjud bo'lmagan davrga borib taqaladi. Nyuton, shuningdek, koinotning barqarorligi muammosi qanchalik qiyin ekanligini tushundi.
Bu bema'nilikdan qochish uchun Nyuton juda qiziq fikrga murojaat qildi. Agar koinot o'z tortishish kuchi ostida qulab tushsa, har bir yulduz yulduzlar to'plamining markaziga "tushadi". Aytaylik, Olam cheksiz va yulduzlar cheksiz fazoda o'rtacha bir xilda taqsimlangan.
Bunday holda, barcha yulduzlar tushishi mumkin bo'lgan umumiy markaz umuman bo'lmaydi - axir cheksiz koinotda barcha mintaqalar bir xildir. Har qanday yulduz o'zining barcha qo'shnilarining tortishish kuchi ta'sirini boshdan kechiradi, lekin bu ta'sirlarning turli yo'nalishlarda o'rtacha hisoblanganligi sababli, ma'lum bir yulduzni butun yulduzlar to'plamiga nisbatan ma'lum bir pozitsiyaga ko'chirishga moyil bo'lgan natijaviy kuch bo'lmaydi. .
Og'irlik kuchiga qarshi turuvchi kuch g'oyasi juda oddiy va tabiiy bo'lishiga qaramay, aslida bunday kuchning xususiyatlari mutlaqo g'ayrioddiy bo'lib chiqadi. Albatta, Yerda bunday kuch sezilmagan va bir necha asrlik sayyora astronomiyasi davomida unga hech qanday ishora ham topilmagan. Shubhasiz, agar kosmik itarish kuchi mavjud bo'lsa, u kichik masofalarda sezilarli ta'sir ko'rsatmasligi kerak, lekin uning kattaligi astronomik miqyosda sezilarli darajada oshadi. Bu xatti-harakat kuchlarning tabiatini o'rganish bo'yicha barcha oldingi tajribalarga zid keladi: ular odatda qisqa masofalarda intensiv bo'lib, masofaning ortishi bilan zaiflashadi. Shunday qilib, elektromagnit va tortishish o'zaro ta'sirlari teskari kvadrat qonuniga muvofiq doimiy ravishda kamayadi.
Biroq, Eynshteyn nazariyasida bunday g'ayrioddiy xususiyatlarga ega kuch tabiiy ravishda paydo bo'ldi. Eynshteyn tomonidan kiritilgan kosmik itarish kuchini tabiatdagi beshinchi o'zaro ta'sir deb o'ylamaslik kerak. Bu shunchaki gravitatsiyaning g'alati ko'rinishi. Agar tortishish maydonining manbai sifatida g'ayrioddiy xususiyatlarga ega bo'lgan muhit tanlansa, kosmik itarish ta'sirini oddiy tortishish bilan bog'lash mumkinligini ko'rsatish qiyin emas. Oddiy moddiy muhit (masalan, gaz) bosim o'tkazadi, bu erda muhokama qilingan faraziy muhit esa shunday bo'lishi kerak. salbiy
Shunday qilib, biz kosmik itarishni tortishishning bir turi sifatida yoki butun bo'shliqni to'ldiradigan va manfiy bosimga ega bo'lgan ko'rinmas gazsimon muhitga xos bo'lgan oddiy tortishish hodisasi sifatida ko'rib chiqishimiz mumkin. Bir tomondan, manfiy bosim tomir devori ichiga so‘rayotgandek ko‘rinsa, ikkinchi tomondan, bu faraziy muhit galaktikalarni o‘ziga tortmasdan, ularni qaytarayotganida hech qanday qarama-qarshilik yo‘q. Axir, itarish har qanday mexanik ta'sirdan emas, balki atrof-muhitning tortishish kuchidan kelib chiqadi.
Har qanday holatda, mexanik kuchlar bosimning o'zi emas, balki bosim farqi bilan yaratiladi, ammo faraziy vosita barcha bo'shliqni to'ldiradi deb taxmin qilinadi. Uni idishning devorlari bilan cheklab bo'lmaydi va bu muhitdagi kuzatuvchi uni umuman moddiy modda sifatida qabul qilmaydi. Bo'sh joy butunlay bo'sh ko'rinadi va his qiladi.
Biroq, keyin vaziyat yomon tomonga o'zgardi. Avvalo, muvozanat barqarorligi muammosi paydo bo'ldi. Eynshteynning asosiy g'oyasi jozibali va itaruvchi kuchlarning qat'iy muvozanatiga asoslangan edi.
Ammo, qat'iy muvozanatning ko'p holatlarida bo'lgani kabi, nozik tafsilotlar ham paydo bo'ldi. Agar, masalan, Eynshteynning statik koinoti biroz kengaygan boʻlsa, u holda tortishish kuchi (masofa oshgan sayin zaiflashadi) bir oz pasayadi, kosmik itarish kuchi esa (masofa oshgan sayin ortib borishi) biroz ortadi. Bu itaruvchi kuchlar foydasiga nomutanosiblikka olib keladi, bu esa har tomonlama mag'lub etuvchi itarish ta'sirida olamning cheksiz kengayishiga olib keladi. Aksincha, Eynshteynning statik olami biroz qisqarsa, tortishish kuchi kuchayadi va kosmik itarish kuchi kamayadi, bu esa tortishish kuchlari foydasiga nomutanosiblikka olib keladi va natijada har qachongidan ham tezroq siqilish va oxir-oqibat, Eynshteyn o'zini chetlab o'tgan deb o'ylagan qulashgacha. Shunday qilib, eng kichik og'ishda qat'iy muvozanat buziladi va kosmik falokat muqarrar bo'ladi. Keyinchalik, 1927 yilda Xabbl galaktikalarning tanazzulga uchrashi (ya'ni, koinotning kengayishi) hodisasini kashf etdi, bu esa muvozanat muammosini ma'nosiz qildi.
Eynshteyn statik koinotning mavjud bo'lmagan muammosini hal qilish uchun kosmik itarishni ixtiro qildi. Ammo, har doimgidek, jin shishadan chiqqandan keyin uni qaytarib bo'lmaydi. Koinotning dinamikasi tortishish va itarish kuchlari o'rtasidagi qarama-qarshilik bilan bog'liq bo'lishi mumkin degan fikr yashashda davom etdi. Garchi astronomik kuzatishlar kosmik itarish mavjudligini isbotlamasa ham, ular uning yo'qligini isbotlay olmadilar - bu o'zini namoyon qilish uchun juda zaif bo'lishi mumkin.
Eynshteynning tortishish maydoni tenglamalari itaruvchi kuchning mavjudligiga imkon bersa-da, uning kattaligiga cheklovlar qo'ymaydi.
Achchiq tajribadan o'rgatilgan Eynshteyn bu kuchning kattaligi qat'iy nolga teng ekanligini va shu bilan itarilishni butunlay yo'q qilishini taxmin qilish huquqiga ega edi. Biroq, bu hech qanday tarzda kerak emas edi. Ba'zi olimlar tenglamalarda repulsiyani saqlab qolish zarur deb topdilar, garchi bu asl muammo nuqtai nazaridan endi kerak emas edi.
Astronomlar koinotning bu g'ayrioddiy xatti-harakati, kengayish avval sekinlashib, keyin yana tezlashsa, galaktikalarning kuzatilgan harakatida aks etishi kerakligini ko'rsatdi. Ammo eng ehtiyotkorlik bilan olib borilgan astronomik kuzatishlar bunday xatti-harakatlarning ishonchli dalillarini aniqlay olmadi, garchi vaqti-vaqti bilan qarama-qarshi bayonotlar aytiladi.
Qizig'i shundaki, kengayayotgan koinot g'oyasi 1916 yilda Gollandiyalik astronom Vilem de Sitter tomonidan ilgari surilgan - Xabbl bu hodisani eksperimental ravishda kashf qilishdan ko'p yillar oldin. De Sitterning ta'kidlashicha, agar oddiy materiya koinotdan olib tashlansa, unda tortishish kuchlari yo'qoladi va koinotda itaruvchi kuchlar hukmronlik qiladi. Bu koinotning kengayishiga olib keladi - o'sha paytda bu innovatsion g'oya edi.
Kuzatuvchi manfiy bosim bilan g'alati ko'rinmas gaz muhitini idrok eta olmaganligi sababli, u shunchaki bo'sh joy kengayayotgandek ko'rinadi. Kengayishni sinov jismlarini turli joylarga osib qo'yish va ularning bir-biridan masofasini kuzatish orqali aniqlash mumkin edi. O'sha paytda bo'sh joyni kengaytirish g'oyasi qiziqish hisoblangan, garchi biz ko'rib turganimizdek, bu bashoratli bo'lib chiqdi.
Xo'sh, bu hikoyadan qanday xulosa chiqarish mumkin? Astronomlarning kosmik itarishni aniqlamagani hali uning tabiatda yo'qligining mantiqiy isboti bo'la olmaydi.
Zamonaviy asboblar tomonidan aniqlanmaslik juda zaif bo'lishi mumkin. Kuzatishning aniqligi har doim cheklangan va shuning uchun bu quvvatning faqat yuqori chegarasini baholash mumkin. Bunga qarshi bahslashish mumkin edi, estetik nuqtai nazardan, tabiat qonunlari kosmik itarish bo'lmaganda soddaroq ko'rinadi. Bunday munozaralar ko'p yillar davomida hech qanday aniq natijalarga olib kelmasdan, to'satdan muammoga butunlay yangi burchak ostida qaralgunga qadar davom etdi va bu unga kutilmagan dolzarblikni berdi.
Oldingi bo'limlarda biz agar kosmik itarish kuchi mavjud bo'lsa, u juda zaif va shu qadar zaif bo'lishi kerakki, bu Katta portlashga sezilarli ta'sir ko'rsatmasligini aytdik. Biroq, bu xulosa itarilish kattaligi vaqt o'tishi bilan o'zgarmasligi haqidagi taxminga asoslanadi. Eynshteyn davrida bu fikr barcha olimlar tomonidan ma'qullangan, chunki kosmik itarish "inson tomonidan yaratilgan" nazariyaga kiritilgan. Kosmik itarish hech kimning xayoliga ham kelmagan chaqiriladi Koinotning kengayishi natijasida yuzaga keladigan boshqa jismoniy jarayonlar. Agar bunday imkoniyat taqdim etilganida, kosmologiya boshqacha bo'lishi mumkin edi. Xususan, evolyutsiyaning dastlabki bosqichlarining o'ta og'ir sharoitlarida kosmik itarish bir lahzaga tortishish kuchidan ustun bo'lib, koinotning portlashiga olib kelgan, shundan so'ng uning roli amalda bo'lgan deb taxmin qiladigan koinot evolyutsiyasi stsenariysi istisno qilinmaydi. nolga tushirildi.
Ushbu umumiy rasm koinot rivojlanishining dastlabki bosqichlarida materiya va kuchlarning xatti-harakatlarini o'rganish bo'yicha yaqinda olib borilgan ishlardan kelib chiqadi.
Ulkan kosmik itarish super kuch harakatining muqarrar natijasi ekanligi ayon bo'ldi. Shunday qilib, Eynshteyn eshikdan yuborgan "antgravitatsiya" derazadan qaytib keldi!
Kosmik itarilishning yangi kashfiyotini tushunishning kaliti kvant vakuumining tabiatidan kelib chiqadi. Biz bunday itarilish qanday qilib bo'sh bo'shliqdan farq qilmaydigan, ammo salbiy bosimga ega bo'lgan g'ayrioddiy ko'rinmas muhit tufayli yuzaga kelishi mumkinligini ko'rdik.
70-yillarning oxirida ma'lum bo'ldiki, to'rtta o'zaro ta'sirni birlashtirish vakuumning jismoniy tabiati haqidagi g'oyalarni to'liq qayta ko'rib chiqishni talab qiladi. Nazariya shuni ko'rsatadiki, vakuum energiyasi bir ma'noda namoyon bo'lmaydi. Oddiy qilib aytganda, vakuum qo'zg'alishi va turli xil energiyaga ega bo'lgan ko'plab holatlardan birida bo'lishi mumkin, xuddi atom yuqori energiya darajalariga o'tish uchun hayajonlanishi mumkin. Bu vakuum o'z holatlari - agar biz ularni kuzata olsak - mutlaqo bir xil ko'rinishga ega bo'lar edilar, garchi ular butunlay boshqacha xususiyatlarga ega.
Birinchidan, vakuumdagi energiya juda katta miqdorda bir holatdan ikkinchisiga o'tadi. Masalan, Grand Unified nazariyalarida vakuumning eng past va eng yuqori energiyalari orasidagi farq tasavvur qilib bo'lmaydigan darajada katta. Ushbu miqdorlarning ulkan miqyosi haqida bir oz tasavvurga ega bo'lish uchun keling, Quyosh tomonidan butun mavjudlik davrida (taxminan 5 milliard yil) chiqarilgan energiyani hisoblaylik.
Tasavvur qilaylik, Quyosh tomonidan chiqarilgan bu ulkan energiya hajmi Quyosh tizimidan kichikroq bo'shliq hududida joylashgan. Bu holda erishilgan energiya zichligi TVO dagi vakuum holatiga mos keladigan energiya zichligiga yaqin. Katta energiya farqlari bilan bir qatorda, turli vakuum holatlari bir xil darajada ulkan bosim farqlariga mos keladi. Ammo bu erda "hiyla" yotadi: bu barcha bosimlar -
Katta portlashni tushuntirish uchun yo'l endi ochiq. Faraz qilaylik, boshida koinot hayajonlangan vakuum holatida bo'lgan, bu "noto'g'ri" vakuum deb ataladi. Bu holatda koinotda shunday kattalikdagi kosmik itarish sodir bo'ldiki, bu koinotning nazoratsiz va tez kengayishiga olib keladi. Aslida, bu bosqichda koinot oldingi bo'limda muhokama qilingan de Sitter modeliga mos keladi. Biroq, farq shundaki, de Sitter uchun koinot astronomik vaqt shkalasi bo'yicha jimgina kengayib bormoqda, koinotning "yolg'on" kvant vakuumidan evolyutsiyasidagi "de Sitter fazasi" aslida jimlikdan uzoqdir.
Koinot egallagan bo'shliq hajmi bu holda har 10^-34 sekundda (yoki bir xil tartibdagi vaqt oralig'ida) ikki baravar ko'payishi kerak.
Olamning bunday o'ta kengayishi bir qator xarakterli xususiyatlarga ega: barcha masofalar eksponensial qonunga muvofiq ortadi (biz 4-bobda eksponensial tushunchaga duch kelganmiz). Bu shuni anglatadiki, har 10^-34 sekundda koinotning barcha hududlari o'z hajmini ikki baravar oshiradi va keyin bu ikki baravar ko'payish jarayoni geometrik progressiyada davom etadi.
"Inflyatsiya stsenariysi"ga ko'ra, koinot o'z mavjudligini materiya va nurlanishdan mahrum bo'lgan vakuum holatidan boshlagan. Ammo ular dastlab mavjud bo'lgan taqdirda ham, inflyatsiya bosqichidagi ulkan kengayish tezligi tufayli ularning izlari tezda yo'qoladi. Ushbu fazaga to'g'ri keladigan juda qisqa vaqt ichida bugungi kunda butun kuzatiladigan olamni egallagan fazo hududi proton hajmining milliarddan bir qismidan bir necha santimetrgacha o'sdi. Dastlab mavjud bo'lgan har qanday moddaning zichligi nolga teng bo'ladi.
Shunday qilib, inflyatsiya bosqichining oxiriga kelib, Koinot bo'sh va sovuq edi.
Biroq, inflyatsiya quriganida, koinot to'satdan juda "issiq" bo'ldi. Kosmosni yoritgan bu issiqlik portlashi "yolg'on" vakuumda mavjud bo'lgan ulkan energiya zahiralari bilan bog'liq. Vakuum holati parchalanganda, uning energiyasi radiatsiya ko'rinishida ajralib chiqdi, bu esa olamni bir zumda taxminan 10 ^ 27 K ga qizdirdi, bu esa Ichakdagi jarayonlarning sodir bo'lishi uchun etarli. O'sha paytdan boshlab koinot "issiq" Katta portlashning standart nazariyasiga ko'ra rivojlandi.
Issiqlik energiyasi tufayli materiya va antimateriya paydo bo'ldi, keyin koinot sovib keta boshladi va asta-sekin uning bugungi kunda kuzatilayotgan barcha elementlari "muzlab keta" boshladi.
Shunday qilib, qiyin muammo - Katta portlashga nima sabab bo'lgan? - inflyatsiya nazariyasi yordamida hal qilishga muvaffaq bo'ldi; bo'sh joy kvant vakuumiga xos bo'lgan itarilish ta'sirida o'z-o'zidan portladi. Biroq, sir hali ham qolmoqda. Koinotda mavjud bo'lgan materiya va nurlanishning shakllanishiga kirgan birlamchi portlashning ulkan energiyasi qayerdandir paydo bo'lishi kerak edi! Birlamchi energiya manbasini topmagunimizcha, biz koinotning mavjudligini tushuntira olmaymiz.
Kosmik bootstrap
Bu energiya bizning koinotimizga hayot yuborgan qaerdan kelgan?
Inflyatsiya nazariyasiga ko'ra, bu bo'sh joyning energiyasi, aks holda kvant vakuum deb ataladi. Biroq, bunday javob bizni to'liq qondira oladimi? Vakuum qanday energiya olgani haqida savol tug'ilishi tabiiy. Umuman olganda, biz energiya qayerdan keladi degan savolni so'raganimizda, biz bu energiyaning tabiati haqida muhim faraz qilamiz. Fizikaning asosiy qonunlaridan biri bu
energiya saqlanish qonuni,
unga ko'ra energiyaning turli shakllari o'zgarishi va bir-biriga aylanishi mumkin, ammo energiyaning umumiy miqdori o'zgarishsiz qoladi. Ammo, aslida, portlash juda "katta" bo'lib chiqdi, bu esa o'zining tortishish kuchini engib o'tgan koinotga birlamchi portlash kuchi tufayli abadiy kengayishda davom etishiga yoki hech bo'lmaganda mavjud bo'lishiga imkon berdi. ko'p milliard yillar oldin siqilib, unutilib g'oyib bo'ldi. Ushbu qonunning ta'sirini tekshirish mumkin bo'lgan misollar keltirish qiyin emas. Aytaylik, bizda dvigatel va yoqilg'i zaxirasi bor va dvigatel elektr generatori uchun haydovchi sifatida ishlatiladi, bu esa o'z navbatida isitgichni elektr energiyasi bilan ta'minlaydi.
Yoqilg'i yonganda undagi kimyoviy energiya mexanik energiyaga, so'ngra elektr energiyasiga va nihoyat issiqlik energiyasiga aylanadi. Yoki yukni minora tepasiga ko'tarish uchun dvigatel ishlatiladi, shundan keyin yuk erkin tushadi, deylik; erga urilganda, isitgich bilan misolda bo'lgani kabi, xuddi shunday issiqlik energiyasi hosil bo'ladi. Gap shundaki, energiya qanday uzatilmasin yoki uning shakli qanday o'zgarmasin, uni yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas. Muhandislar ushbu qonundan kundalik amaliyotda foydalanadilar. Agar energiyani yaratish ham, yo'q qilish ham mumkin bo'lmasa, unda birlamchi energiya qanday paydo bo'ladi? Bu birinchi lahzada oddiygina in'ektsiya qilingan emasmi (bir turdagi yangi boshlang'ich holat olingan
Aslida, biz allaqachon shunga o'xshash faktga duch kelganmiz. Kosmologik kengayish koinot haroratining pasayishiga olib keladi: shunga ko'ra, birlamchi fazada juda katta bo'lgan termal nurlanish energiyasi tugaydi va harorat mutlaq nolga yaqin qiymatlarga tushadi. Eynshteyn tomonidan kiritilgan kosmik itarish kuchini tabiatdagi beshinchi o'zaro ta'sir deb o'ylamaslik kerak. Bu shunchaki gravitatsiyaning g'alati ko'rinishi. Agar tortishish maydonining manbai sifatida g'ayrioddiy xususiyatlarga ega bo'lgan muhit tanlansa, kosmik itarish ta'sirini oddiy tortishish bilan bog'lash mumkinligini ko'rsatish qiyin emas. Oddiy moddiy muhit (masalan, gaz) bosim o'tkazadi, bu erda muhokama qilingan faraziy muhit esa shunday bo'lishi kerak. Bu issiqlik energiyasi qaerga ketdi? Qaysidir ma'noda, u koinot tomonidan kengayish uchun ishlatilgan va Katta portlash kuchini to'ldirish uchun bosim o'tkazgan. Oddiy suyuqlik kengayganda, uning tashqi bosimi suyuqlik energiyasidan foydalangan holda ishlaydi.
Oddiy gaz kengayganda, uning ichki energiyasi ish bajarishga sarflanadi. Bundan to'liq farqli o'laroq, kosmik itarish muhitning xatti-harakatiga o'xshaydi
Vakuum tabiatda sehrli, tubsiz energiya idishi bo'lib xizmat qiladi.
Printsipial jihatdan, inflyatsion kengayish paytida chiqishi mumkin bo'lgan energiya miqdorida hech qanday cheklov yo'q. Ushbu bayonot ko'p asrlik "yo'qdan hech narsa tug'ilmaydi" bilan an'anaviy tafakkurda inqilobni bildiradi (bu maqol hech bo'lmaganda Parmenidlar davriga, ya'ni miloddan avvalgi V asrga to'g'ri keladi). Yaqin vaqtgacha yo'qdan "yaratilish" imkoniyati to'g'risidagi g'oya butunlay dinlar doirasida edi. Xususan, nasroniylar Xudo dunyoni hech narsadan yaratganiga uzoq vaqtdan beri ishonishgan, ammo sof jismoniy jarayonlar natijasida barcha materiya va energiyaning o'z-o'zidan paydo bo'lishi mumkinligi haqidagi g'oya o'nlab yillar oldin olimlar tomonidan mutlaqo nomaqbul deb hisoblangan.
"Hech narsadan" "narsa" ning paydo bo'lishi haqidagi butun kontseptsiya bilan ichki kelishuvga erisha olmaydiganlar, Olamning kengayishi paytida energiyaning paydo bo'lishiga boshqacha qarash imkoniyatiga ega. Oddiy tortishish jozibador bo'lganligi sababli, materiya qismlarini bir-biridan uzoqlashtirish uchun, bu qismlarga ta'sir qiluvchi tortishish kuchini engish uchun ish qilish kerak. Demak, jismlar sistemasining tortishish energiyasi manfiy; Tizimga yangi jismlar qo'shilsa, energiya chiqariladi va buning natijasida tortishish energiyasi "bundan ham salbiyroq" bo'ladi. Agar biz bu fikrni inflyatsiya bosqichida koinotga qo'llasak, unda hosil bo'lgan massalarning salbiy tortishish energiyasini "qoplaydigan" issiqlik va materiyaning paydo bo'lishi. Bunday holda, butun olamning umumiy energiyasi nolga teng va umuman yangi energiya paydo bo'lmaydi!
"Dunyoni yaratish" jarayonining bunday ko'rinishi, albatta, jozibali, ammo baribir uni juda jiddiy qabul qilmaslik kerak, chunki umuman olganda, tortishish kuchiga nisbatan energiya tushunchasining holati shubhali bo'lib chiqadi.
Gut olamning juda tez kengayish davrini boshidan kechirganligi haqidagi asosiy g'oyani ilgari surganidan so'ng, bunday stsenariy Katta portlash kosmologiyasining ilgari oddiy deb hisoblangan ko'plab xususiyatlarini yaxshi tushuntira olishi aniq bo'ldi.
Oldingi bo'limlardan birida biz birlamchi portlashning juda yuqori darajadagi tashkiliyligi va izchilligining paradokslariga duch keldik. Buning ajoyib misollaridan biri portlashning kuchi bo'lib, u kosmosning tortishish kuchiga aniq "sozlangan" bo'lib, buning natijasida bizning davrimizda koinotning kengayish tezligi juda yaqin. siqilish (qulash) va tez kengayishni ajratuvchi chegara qiymati.
Inflyatsiya stsenariysining hal qiluvchi sinovi bu aniq belgilangan kattalikdagi Katta portlashni o'z ichiga oladimi yoki yo'qmi. Ma'lum bo'lishicha, inflyatsiya bosqichidagi eksponensial kengayish (bu uning eng xarakterli xususiyati) tufayli portlash kuchi avtomatik ravishda Olamning o'z tortishish kuchini engish qobiliyatini qat'iy ta'minlaydi. Inflyatsiya haqiqatda kuzatilgan kengayish tezligiga olib kelishi mumkin.
Yana bir "buyuk sir" koinotning katta miqyosdagi bir xilligi bilan bog'liq. Shuningdek, u inflyatsiya nazariyasiga asoslanib darhol hal qilinadi. Olamning tuzilishidagi har qanday boshlang'ich notekisliklar uning kattalashishi bilan butunlay o'chirilishi kerak, xuddi o'chirilgan sharchadagi ajinlar shishirilganda tekislanadi. Va fazoviy hududlar hajmining taxminan 10 ^ 50 baravar oshishi natijasida har qanday boshlang'ich buzilish ahamiyatsiz bo'ladi. Biroq, bu haqda gapirish noto'g'ri bir xillik.
Zamonaviy galaktikalar va galaktikalar klasterlarining paydo bo'lishini ta'minlash uchun, ilk koinotning tuzilishida qandaydir "bo'laklar" bo'lishi kerak edi. Dastlab astronomlar galaktikalar mavjudligini Katta portlashdan keyin gravitatsiyaviy tortishish ta’sirida materiyaning to‘planishi bilan izohlash mumkin deb umid qilishgan. Gaz buluti o'z tortishish kuchi ta'sirida siqilib, keyin kichikroq bo'laklarga, o'z navbatida, undan ham kichikroq bo'laklarga bo'linishi kerak.
Inflyatsiya stsenariysi galaktika tuzilishini yanada izchil tushuntirishni ta'minlaydi. Asosiy fikr juda oddiy. Inflyatsiya koinotning kvant holati noto'g'ri vakuumning beqaror holati ekanligi bilan bog'liq. Oxir-oqibat bu vakuum holati buziladi va uning ortiqcha energiyasi issiqlik va moddaga aylanadi.
Gutning inflyatsiya stsenariysi versiyasida soxta vakuum birinchi navbatda "haqiqiy" vakuumga yoki biz bo'sh joy bilan aniqlaydigan eng past energiyali vakuum holatiga aylanadi.
Ushbu o'zgarishning tabiati fazali o'tishga juda o'xshaydi (masalan, gazdan suyuqlikka). Bunday holda, soxta vakuumda haqiqiy vakuum pufakchalarining tasodifiy shakllanishi sodir bo'ladi, ular yorug'lik tezligida kengayib, fazoning tobora kattaroq maydonlarini egallaydi.
Qizig'i shundaki, Gut dastlab o'zining inflyatsiya nazariyasini butunlay boshqa kosmologik muammoni - tabiatda magnit monopollarning yo'qligini hal qilish uchun ishlab chiqdi. 9-bobda ko'rsatilganidek, Katta portlashning standart nazariyasi koinot evolyutsiyasining birlamchi bosqichida monopollar ko'p paydo bo'lishi kerakligini taxmin qiladi. Ular, ehtimol, bir va ikki o'lchovli hamkasblari - "string" va "varaq" belgisiga ega bo'lgan g'alati ob'ektlar bilan birga bo'lishi mumkin. Muammo koinotni ushbu "nomaqbul" narsalardan tozalash edi.
Inflyatsiya monopollar va boshqa shunga o'xshash muammolarni avtomatik ravishda hal qiladi, chunki fazoning ulkan kengayishi ularning zichligini samarali ravishda nolga tushiradi.
Garchi inflyatsiya stsenariysi faqat qisman ishlab chiqilgan bo'lsa-da, faqat ishonchli bo'lsa-da, boshqa hech narsa bo'lmasa-da, bu bizga kosmologiya qiyofasini qaytarib bo'lmaydigan darajada o'zgartirishga va'da beradigan bir qator g'oyalarni shakllantirishga imkon berdi. Endi biz nafaqat Katta portlashning sabablarini tushuntirishimiz mumkin, balki nima uchun u juda "katta" bo'lganini va nima uchun bunday xarakterga ega bo'lganini tushunishni ham boshlaymiz. Endi biz koinotning keng miqyosli bir xilligi va u bilan birga kichikroq miqyosdagi (masalan, galaktikalar) kuzatilgan bir jinsliligi qanday paydo bo'lganligi haqidagi savolga murojaat qilishni boshlashimiz mumkin. Biz koinot deb ataydigan birlamchi portlash fizika fanining chegaralaridan tashqarida joylashgan sir bo'lib qolmadi.
O'z-o'zini yaratadigan koinot
Va shunga qaramay, inflyatsiya nazariyasi koinotning kelib chiqishini tushuntirishdagi ulkan muvaffaqiyatiga qaramay, sir saqlanib qolmoqda. Qanday qilib koinot dastlab soxta vakuum holatiga tushib qoldi?
Inflyatsiyadan oldin nima sodir bo'ldi? Koinotning paydo bo'lishining izchil, to'liq qoniqarli ilmiy tavsifi kosmosning o'zi (aniqrog'i, fazo-vaqt) qanday paydo bo'lganini va keyinchalik inflyatsiyaga uchraganligini tushuntirishi kerak. Shubhasiz, atrofimizdagi dunyoda ba'zi ob'ektlarning mavjudligi odatda boshqa narsalarning mavjudligi bilan bog'liq. Shunday qilib, Yer protosolar tumanlikdan, u o'z navbatida - galaktik gazlardan va boshqalardan paydo bo'lgan. Agar biror narsaning birdaniga “yo‘qdan” paydo bo‘lishini ko‘rsak, uni mo‘jiza sifatida qabul qilgan bo‘lardik; masalan, qulflangan, bo'sh seyfda biz to'satdan tangalar, pichoqlar yoki shirinliklar massasini topib qo'ysak, hayratda qolamiz. Kundalik hayotda biz hamma narsa qayerdandir yoki biror narsadan kelib chiqishini tan olishga odatlanganmiz.
Biroq, kamroq aniq narsalar haqida gap ketganda, hamma narsa unchalik aniq emas. Masalan, rasm nimadan kelib chiqadi? Albatta, buning uchun cho'tka, bo'yoq va kanvas kerak bo'ladi, lekin bu faqat asboblar. Rasmni bo'yash usuli - shakl, rang, tekstura, kompozitsiyani tanlash - cho'tkalar va bo'yoqlar bilan tug'ilmaydi.
Bu rassomning ijodiy tasavvurining natijasidir. Fikrlar va g'oyalar qayerdan keladi? Fikrlar, shubhasiz, haqiqatan ham mavjud va, aftidan, doimo miyaning ishtirokini talab qiladi. Ammo miya faqat fikrlarni amalga oshirishni ta'minlaydi va ularning sababi emas. Miyaning o'zi fikrlarni hosil qiladi, masalan, kompyuter hisob-kitoblarni ishlab chiqaradi. Fikrlar boshqa fikrlardan kelib chiqishi mumkin, ammo bu fikrning o'z mohiyatini ochib bermaydi. Ba'zi fikrlar hissiyotlar orqali tug'ilishi mumkin; Xotira ham fikrlarni tug'diradi. Biroq, ko'pchilik rassomlar o'z ishlarini natija deb bilishadi
Va shunga qaramay, jismoniy ob'ektlar va hatto butun olam yo'qdan paydo bo'lgan deb hisoblay olamizmi? Bu jasur gipoteza, masalan, Amerika Qo'shma Shtatlarining sharqiy qirg'og'idagi ilmiy muassasalarda juda jiddiy muhokama qilinmoqda, u erda juda ko'p nazariy fiziklar va kosmologiya mutaxassislari matematika apparatini ishlab chiqishmoqda, bu erda biron bir narsaning tug'ilish ehtimolini aniqlashtirishga yordam beradi. hech narsa.
Ushbu tanlangan doiraga MITdan Alan Gut, Garvard universitetidan Sidney Koulman, Tufts universitetidan Aleks Vilenkin va Nyu-Yorkdan Ed Tyon va Xaynts Pagels kiradi. Ularning barchasi u yoki bu ma'noda "hech narsa beqaror emas" va jismoniy olam o'z-o'zidan "yo'qdan gullab-yashnagan", faqat fizika qonunlari bilan boshqariladi, deb hisoblashadi. "Bunday g'oyalar faqat spekulyativdir, - deb tan oladi Gut, "lekin qaysidir darajada ular to'g'ri bo'lishi mumkin ... Ba'zan ular bepul tushlik yo'q deb aytishadi, lekin Koinot, aftidan, xuddi shunday "bepul tushlik".
Bu farazlarning barchasida kvant xatti-harakati asosiy rol o'ynaydi.
Kvant dunyosi sababiy bog'liqlikdan butunlay xoli emas, lekin u o'zini ancha ikkilanib, noaniq namoyon qiladi. Misol uchun, agar bir atom boshqa atom bilan to'qnashuv natijasida qo'zg'aluvchan holatda bo'lsa, u odatda tezda foton chiqaradigan eng past energiya holatiga qaytadi. Fotonning paydo bo'lishi, albatta, atomning ilgari hayajonlangan holatga o'tganligining natijasidir. Ishonch bilan aytishimiz mumkinki, bu qo'zg'alish fotonning yaratilishiga olib keldi va bu ma'noda sabab va ta'sir munosabatlari saqlanib qoladi. Biroq, foton paydo bo'ladigan haqiqiy momentni oldindan aytib bo'lmaydi: atom uni istalgan vaqtda chiqarishi mumkin. Fiziklar fotonning paydo bo'lishining ehtimoliy yoki o'rtacha vaqtini hisoblashlari mumkin, ammo har bir aniq holatda bu hodisa sodir bo'ladigan momentni oldindan aytib bo'lmaydi. Ko'rinib turibdiki, bunday vaziyatni tavsiflash uchun, atomning qo'zg'alishi fotonning paydo bo'lishiga emas, balki uni "itarish" ga olib kelishini aytish yaxshidir.
Shunday qilib, kvant mikrodunyosi sabab-oqibat munosabatlarining zich tarmog'iga o'ralgan emas, lekin baribir ko'p ko'zga tashlanmaydigan buyruq va takliflarni "tinglaydi". Qadimgi Nyuton sxemasida kuch ob'ektga shubhasiz buyruq bilan murojaat qilganday tuyuldi: "Ko'chi!" Kvant fizikasida kuch va ob'ekt o'rtasidagi munosabatlar buyruq emas, balki taklifdir.
Nima uchun biz ob'ektning to'satdan "yo'qdan" paydo bo'lishi g'oyasini juda nomaqbul deb hisoblaymiz? Bizni mo''jizalar va g'ayritabiiy hodisalar haqida o'ylashga nima majbur qiladi? Ehtimol, hamma narsa bunday hodisalarning g'ayrioddiyligidadir: kundalik hayotda biz hech qanday sababsiz ob'ektlarning ko'rinishini uchratmaymiz. Misol uchun, sehrgar shlyapadan quyonni tortib olsa, biz aldanayotganimizni bilamiz.
Aytaylik, biz ob'ektlar vaqti-vaqti bilan "hech bir joyda" paydo bo'ladigan dunyoda hech qanday sababsiz va mutlaqo oldindan aytib bo'lmaydigan tarzda yashayapmiz. Bunday hodisalarga o'rganib qolganimiz sababli, biz ularni hayratda qoldirmaymiz. O'z-o'zidan tug'ilish tabiatning o'ziga xos xususiyatlaridan biri sifatida qabul qilinadi. Ehtimol, bunday dunyoda biz butun jismoniy olamning to'satdan yo'qdan paydo bo'lishini tasavvur qilish uchun endi o'z ishonchimizni zo'rlashimiz shart emas.
Bu xayoliy dunyo aslida haqiqiydan unchalik farq qilmaydi. Agar biz atomlarning xatti-harakatlarini bevosita sezgilarimiz yordamida (maxsus asboblar vositasida emas) idrok eta olsak, biz ko'pincha aniq sabablarsiz paydo bo'ladigan va yo'qolib borayotgan narsalarni kuzatishimiz kerak edi.
"Yo'qdan tug'ilish" ga eng yaqin bo'lgan hodisa etarlicha kuchli elektr maydonida sodir bo'ladi. Maydon kuchining kritik qiymatida elektronlar va pozitronlar butunlay tasodifiy "yo'qdan" paydo bo'la boshlaydi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, uran yadrosi yuzasi yaqinida elektr maydon kuchi bu ta'sir sodir bo'ladigan chegaraga juda yaqin. Agar 200 ta proton bo'lgan atom yadrolari bo'lsa (uran yadrosida 92 ta mavjud), u holda elektronlar va pozitronlarning o'z-o'zidan paydo bo'lishi sodir bo'ladi. Afsuski, juda ko'p protonga ega yadro juda beqaror bo'lib ko'rinadi, ammo bu to'liq aniq emas.
Kuchli elektr maydonida elektronlar va pozitronlarning o'z-o'zidan paydo bo'lishini parchalanish bo'sh fazoda, vakuumda sodir bo'lganda radioaktivlikning maxsus turi deb hisoblash mumkin. Biz allaqachon parchalanish natijasida bir vakuum holatining boshqasiga o'tishi haqida gapirgan edik.
Bunday holda, vakuum zarrachalar mavjud bo'lgan holatga aylanadi.
Elektr maydoni ta'sirida fazoning parchalanishini tushunish qiyin bo'lsa-da, tortishish ta'sirida shunga o'xshash jarayon tabiatda sodir bo'lishi mumkin. Qora tuynuklar yuzasi yaqinida tortishish shunchalik kuchliki, vakuum doimiy ravishda tug'iladigan zarralar bilan to'la. Bu Stiven Xoking tomonidan kashf etilgan qora tuynuklarning mashhur nurlanishi. Oxir oqibat, bu nurlanishning paydo bo'lishi uchun tortishish javobgardir, ammo bu "eski Nyuton ma'nosida" sodir bo'ladi deb aytish mumkin emas: biron bir zarracha ma'lum bir joyda ma'lum bir vaqtda yoki boshqa joyda paydo bo'lishi kerak deb aytish mumkin emas. tortishish kuchlarining ta'siri natijasida. xristian ta'limotida. Biroq, fizik uchun bo'sh joy umuman "hech narsa" emas, balki jismoniy olamning juda muhim qismidir. Agar biz hali ham Olam qanday paydo bo'lganligi haqidagi savolga javob berishni istasak, unda bo'sh fazoning boshidanoq mavjud bo'lganligini taxmin qilishning o'zi etarli emas. Bu makon qaerdan kelganini tushuntirish kerak. Tug'ilish haqidagi fikr kosmosning o'zi Bu g'alati tuyulishi mumkin, lekin qaysidir ma'noda bu bizning atrofimizda doimo sodir bo'ladi. Koinotning kengayishi kosmosning doimiy "shishishi" dan boshqa narsa emas. Har kuni bizning teleskoplarimiz uchun ochiq bo'lgan koinot maydoni 10 ^ 18 kub yorug'lik yiliga oshadi. Bu joy qayerdan keladi?
Bu erda kauchukning o'xshashligi foydalidir. Agar elastik kauchuk tasma tortib olinsa, u "kattaroq bo'ladi". Kosmos superelastikga o'xshaydi, chunki biz bilganimizdek, u buzilmasdan cheksiz cho'zilishi mumkin.
Kosmosning cho'zilishi va egriligi elastik jismning deformatsiyasiga o'xshaydi, chunki fazoning "harakati" mexanika qonunlariga ko'ra oddiy materiyaning harakati bilan bir xil tarzda sodir bo'ladi. Bunday holda, bu tortishish qonunlari. Kvant nazariyasi materiya, fazo va vaqt uchun bir xil darajada qo'llaniladi. Oldingi boblarda biz kvant tortishish super kuchni izlashda zaruriy qadam sifatida qaralishini aytgan edik. Bu qiziqarli imkoniyatni keltirib chiqaradi; agar kvant nazariyasiga ko'ra, moddaning zarralari "yo'qdan" paydo bo'lishi mumkin bo'lsa, u holda tortishish kuchiga nisbatan, u kosmosning "yo'qdan" paydo bo'lishini tasvirlamaydimi?
Kvant kosmologiyasining asosiy g'oyasi kvant nazariyasini butun olamga tatbiq etishdir: fazo-vaqt va materiyaga;
Olamning paydo bo'lishini tushuntirishga urinishlarning asosiy qiyinligi uning soxta vakuum holatidan tug'ilish jarayonini tasvirlashdir.
Agar yangi yaratilgan fazo-vaqt haqiqiy vakuum holatida bo'lganida, inflyatsiya hech qachon sodir bo'lishi mumkin emas edi.
Agar fazo haqiqatdan ham o'n o'lchovli bo'lsa, nazariya barcha o'n o'lchamlarni juda dastlabki bosqichlarda teng deb hisoblaydi.
Inflyatsiya hodisasini o'n o'lchovdan ettitasining o'z-o'zidan ixchamlashishi (katlanishi) bilan bog'lash jozibador. Ushbu stsenariyga ko'ra, inflyatsiyaning "harakatlantiruvchi kuchi" kosmosning qo'shimcha o'lchamlari orqali namoyon bo'ladigan o'zaro ta'sirlarning qo'shimcha mahsulotidir. Bundan tashqari, o'n o'lchovli fazo tabiiy ravishda shunday rivojlanishi mumkinki, inflyatsiya davrida uchta fazoviy o'lchov qolgan ettita hisobiga sezilarli darajada kengayadi, aksincha, qisqaradi va ko'rinmas holga keladi? Shunday qilib, o'n o'lchovli fazoning kvant mikro pufakchasi siqiladi va shu bilan uch o'lchov shishirilib, koinotni hosil qiladi: qolgan etti o'lchov mikrokosmosda tutqun bo'lib qoladi, ular o'zlarini faqat bilvosita - o'zaro ta'sirlar shaklida namoyon qiladilar. Bu nazariya juda jozibali ko'rinadi.
Bunday olov sharidan hamma narsa va barcha jismoniy narsalar paydo bo'ldi. Kosmik material sovib ketganda, u ketma-ket fazali o'tishlarni boshdan kechirdi. Har bir o'tish bilan birlamchi shaklsiz materialdan tobora ko'proq turli xil tuzilmalar "muzlatilgan". Birin-ketin o'zaro ta'sirlar bir-biridan ajratildi. Bosqichma-bosqich, biz subatomik zarralar deb ataydigan jismlar bugungi kunda ularga xos bo'lgan xususiyatlarga ega bo'ldi. "Kosmik sho'rva" ning tarkibi tobora murakkablashib borar ekan, inflyatsiya davridan qolgan keng ko'lamli tartibsizliklar galaktikalarga aylandi. Tuzilmalarning keyingi shakllanishi va materiyaning har xil turlarini ajratish jarayonida koinot tobora ko'proq tanish shakllarga ega bo'ldi; issiq plazma atomlarga kondensatsiyalanib, yulduzlar, sayyoralar va oxir-oqibat hayotni hosil qildi.
Koinot shunday "o'zini angladi". Materiya, energiya, fazo, vaqt, o'zaro ta'sirlar, maydonlar, tartib va tuzilish - Hammasi "Yaratuvchining narxlari ro'yxatidan" olingan bu tushunchalar Olamning ajralmas xususiyatlari bo'lib xizmat qiladi. Yangi fizika bu narsalarning kelib chiqishini ilmiy tushuntirishning ajoyib imkoniyatlarini ochadi. Biz endi ularni boshidanoq "qo'lda" kiritishimiz shart emas. Biz jismoniy dunyoning barcha asosiy xususiyatlari qanday paydo bo'lishini ko'rishimiz mumkin avtomatik ravishda
fizika qonunlarining oqibati sifatida, o'ta o'ziga xos dastlabki shartlar mavjudligini taxmin qilmasdan.
Yangi kosmologiyaning ta'kidlashicha, kosmosning dastlabki holati hech qanday rol o'ynamaydi, chunki u haqidagi barcha ma'lumotlar inflyatsiya paytida o'chirilgan. Biz kuzatayotgan koinotda faqat inflyatsiya boshlanganidan beri sodir bo'lgan jismoniy jarayonlarning izlari bor.
Minglab yillar davomida insoniyat "yo'qdan hech narsa tug'ilmaydi" deb ishongan. Bugun biz hamma narsa yo'qdan paydo bo'lgan deb ayta olamiz. Olam uchun "to'lash" shart emas - bu mutlaqo "bepul tushlik".
Ajoyib, to'g'rimi? Agar bu portlashlarning bir nechtasi bo'lsa-chi? O'nlab, yuzlab? Ilm hali buni aniqlay olmadi. Dik o'zining hamkasbi Peeblesni tasvirlangan jarayonlar uchun zarur bo'lgan haroratni va bugungi kunda qoldiq nurlanishning mumkin bo'lgan haroratini hisoblash uchun taklif qildi. Peeblesning taxminiy hisob-kitoblari shuni ko'rsatdiki, bugungi kunda Olam 10 K dan past haroratli mikroto'lqinli nurlanish bilan to'ldirilishi kerak va Roll va Uilkinson qo'ng'iroq chalinganda allaqachon bu nurlanishni qidirishga tayyorgarlik ko'rishgan ...
Tarjimada yo'qolgan
Biroq, bu erda dunyoning boshqa burchagiga - SSSRga ko'chib o'tishga arziydi. Kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasining kashf etilishiga eng yaqin odamlar (shuningdek, ishni tugatmaganlar!) SSSRda bo'lgan. 1964 yilda e'lon qilingan hisoboti bir necha oy davomida katta hajmdagi ishlarni amalga oshirib, sovet olimlari jumboqning barcha qismlarini birlashtirganga o'xshaydi, faqat bittasi etishmadi. Yakov Borisovich Zeldovich, sovet ilm-fanining buyuklaridan biri, Gamov (AQShda yashovchi sovet fizigi) jamoasi tomonidan amalga oshirilgan hisob-kitoblarga o'xshash hisob-kitoblarni amalga oshirdi va shuningdek, koinot issiq havodan boshlangan bo'lishi kerak degan xulosaga keldi. Bir necha kelvin haroratda fon nurlanishini qoldirgan Big Bang.
Yakov Borisovich Zeldovich, -
U hatto Ed Omning Bell System Technical Journal jurnalidagi maqolasi haqida ham bilar edi, u kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasining haroratini taxminan hisoblab chiqdi, ammo muallifning xulosalarini noto'g'ri talqin qildi. Nima uchun sovet tadqiqotchilari Ohm bu nurlanishni allaqachon kashf etganini tushunishmadi? Tarjimadagi xato tufayli. Om qog'ozida aytilishicha, u o'lchagan osmon harorati taxminan 3 K. Bu u barcha mumkin bo'lgan radio shovqin manbalarini olib tashlaganligini va 3 K qolgan fonning harorati ekanligini anglatadi.
Biroq, tasodifan, atmosfera nurlanishining harorati ham bir xil edi (3 K), buning uchun Ohm ham tuzatish kiritdi. Sovet mutaxassislari noto'g'ri qarorga kelishdi, Om oldingi barcha tuzatishlardan so'ng ushbu 3 K ni qoldirib, ularni ham olib tashladi va hech narsasiz qolmadi.
Hozirgi vaqtda bunday tushunmovchiliklar elektron yozishmalar orqali osonlikcha tuzatiladi, ammo 1960-yillarning boshida Sovet Ittifoqi va AQSh olimlari o'rtasidagi aloqa juda qiyin edi. Bu shunday hujumkor xatoga sabab bo'ldi.
Nobel mukofoti uchib ketdi
Keling, Dikning laboratoriyasida telefon jiringlagan kunga qaytaylik. Ma'lum bo'lishicha, ayni paytda astronomlar Arno Penzias va Robert Uilson tasodifan hamma narsadan kelayotgan zaif radio shovqinlarini aniqlashga muvaffaq bo'lganliklarini ma'lum qilishgan. Keyin ular boshqa olimlar guruhi mustaqil ravishda bunday nurlanishning mavjudligi g'oyasini ilgari surganini va hatto uni qidirish uchun detektor qurishni boshlaganini hali bilishmagan. Bu Dik va Piblz jamoasi edi.
Bundan ham ajablanarlisi shundaki, kosmik mikroto'lqinli fon yoki, shuningdek, kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishi, o'n yildan ko'proq vaqt oldin Katta portlash natijasida koinotning paydo bo'lishi modeli doirasida tasvirlangan. Jorj Gamov va uning hamkasblari. Na bir guruh olimlar, na boshqa bir guruh olimlar bu haqda bilishmagan.
Penzias va Uilson tasodifan Dik boshchiligidagi olimlarning ishi haqida bilib olishdi va ularni muhokama qilish uchun chaqirishga qaror qilishdi. Dik Penziasni diqqat bilan tingladi va bir nechta izohlar berdi. Go'shakni qo'ygandan so'ng, u hamkasblariga o'girilib: "Yigitlar, biz o'zimizdan ustun keldik", dedi.
Taxminan 15 yil o'tgach, ko'plab astronomlar guruhlari tomonidan turli to'lqin uzunliklarida o'tkazilgan ko'plab o'lchovlar ular kashf etgan radiatsiya haqiqatan ham Katta portlashning relikt aks-sadosi ekanligini tasdiqlaganidan so'ng, 2,712 K haroratga ega bo'lgan Penzias va Uilson Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi. ularning ixtirosi. Garchi dastlab ular o'zlarining kashfiyotlari haqida maqola yozishni xohlamagan bo'lsalar ham, chunki ular buni isbotlab bo'lmaydigan deb hisoblashgan va ular amal qilgan statsionar olam modeliga to'g'ri kelmagan!
Aytilishicha, Penzias va Uilson ro'yxatda Dik, Piblz, Roll va Uilkinsondan keyin beshinchi va oltinchi ismlar sifatida tilga olinishini yetarli deb hisoblagan bo'lardi. Bunday holda, Nobel mukofoti Dikga beriladi. Ammo hamma narsa qanday bo'lsa, shunday bo'ldi.
P.S.: Bizning axborot byulletenimizga obuna bo'ling. Har ikki haftada bir marta biz MYTH blogidan 10 ta eng qiziqarli va foydali materiallarni yuboramiz.
Hatto astronomlar ham koinotning kengayishini har doim ham to'g'ri tushunishmaydi. Puflanadigan shar - bu koinotning kengayishi uchun eski, ammo yaxshi o'xshashlik. To'p yuzasida joylashgan galaktikalar harakatsiz, ammo Olam kengaygan sari ular orasidagi masofa oshadi, lekin galaktikalarning o'zlari kattalashmaydi.
1965 yil iyul oyida olimlar koinotning issiqroq va zichroq boshlang'ich holatidan kengayishining aniq belgilari topilganligini e'lon qilishdi. Ular Katta portlashning sovigan nuri - relikt nurlanishni topdilar. Shu paytdan boshlab olamning kengayishi va sovishi kosmologiyaning asosini tashkil etdi. Kosmologik kengayish bizga oddiy tuzilmalar qanday shakllanganligini va ular asta-sekin murakkab tuzilmalarga aylanganini tushunishga imkon beradi. Koinotning kengayishi kashf etilganidan 75 yil o'tgach, ko'plab olimlar uning asl ma'nosiga kira olmaydilar. Kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishini o'rganuvchi Prinston universiteti kosmologi Jeyms Piblz 1993 yilda shunday deb yozgan edi: "Menimcha, hatto mutaxassislar ham issiq Katta portlash modelining ahamiyati va imkoniyatlarini bilishmaydi".
Taniqli fiziklar, astronomiya darsliklari mualliflari va ilm-fan ommaboplari ba'zan Katta portlash modelining asosini tashkil etgan koinotning kengayishini noto'g'ri yoki buzib talqin qilishadi. Koinot kengaymoqda deganda nimani nazarda tutamiz? Hozirda kengayishni tezlashtirish haqida gap ketayotgani, albatta, xavotirga soladi va bu bizni hayratda qoldiradi.
SHARX: KOSMIK TUSHUNCHI
* Zamonaviy ilm-fanning asosiy tushunchalaridan biri bo'lgan Koinotning kengayishi hanuzgacha turli talqinlarni oladi.
* "Katta portlash" atamasini tom ma'noda qabul qilmaslik kerak. U koinotning markazida portlagan bomba emas edi. Bu hamma joyda sodir bo'lgan kosmosning portlashi edi, xuddi shishgan sharning yuzasi kengayadi.
* Koinotning kengayishi va kosmosdagi kengayish o'rtasidagi farqni tushunish koinotning o'lchamini, galaktikalarning uzoqlashishi tezligini, shuningdek, astronomik kuzatishlar imkoniyatlarini va koinotning kengayish tezlashuvining tabiatini tushunish uchun juda muhimdir. boshdan kechirish.
* Katta portlash modeli faqat undan keyin sodir bo'lgan voqealarni tasvirlaydi.
Kengaytma nima?
Tanish narsa kengayganida, masalan, nam joy yoki Rim imperiyasi, ular kattalashadi, chegaralari kengayadi va ular ko'proq joy egallashni boshlaydilar. Ammo koinotning jismoniy chegaralari yo'qdek tuyuladi va uning harakatlanishi uchun hech qanday joy yo'q. Bizning koinotimizning kengayishi sharning shishishiga juda o'xshaydi. Uzoq galaktikalargacha bo'lgan masofalar ortib bormoqda. Odatda, astronomlar galaktikalar bizdan uzoqlashmoqda yoki qochib ketyapti, deb aytishadi, lekin ular "Katta portlash bombasi" parchalari kabi kosmosda harakatlanmaydi. Haqiqatda, biz va deyarli harakatsiz klasterlar ichida xaotik tarzda harakatlanadigan galaktikalar orasidagi bo'shliq kengaymoqda. CMB koinotni to'ldiradi va harakatni o'lchash mumkin bo'lgan sharning kauchuk yuzasi kabi mos yozuvlar ramkasi bo'lib xizmat qiladi.
To'pning tashqarisida biz uning egri ikki o'lchovli yuzasining kengayishi faqat uch o'lchovli fazoda bo'lgani uchun mumkinligini ko'ramiz. Uchinchi o'lchovda to'pning markazi joylashgan bo'lib, uning yuzasi uni o'rab turgan hajmga kengayadi. Shunga asoslanib, uch o'lchovli dunyomizning kengayishi kosmosda to'rtinchi o'lchov mavjudligini talab qiladi, degan xulosaga kelish mumkin. Ammo Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasiga ko'ra, fazo dinamikdir: u kengayishi, qisqarishi va egilishi mumkin.
Tirbandlik
Koinot o'zini o'zi ta'minlaydi. Undan kengayish uchun na markaz, na tashqarida (qaerda bo'lmasin) bo'sh joy kerak emas. To'g'ri, qatorlar nazariyasi kabi ba'zi yangi nazariyalar qo'shimcha o'lchamlarning mavjudligini taxmin qiladi, ammo bizning uch o'lchovli koinotimiz kengayib borayotgani sababli ular talab qilinmaydi.
Bizning koinotimizda, xuddi shar yuzasida bo'lgani kabi, har bir ob'ekt boshqalardan uzoqlashadi. Shunday qilib, Katta portlash kosmosdagi portlash emas, balki ma'lum bir joyda sodir bo'lmagan va keyin atrofdagi bo'shliqqa kengayib borayotgan fazoning o'zi portlashi edi. Bu hamma joyda bir vaqtning o'zida sodir bo'ldi.
BIG PORTLASH QANDAY BO'LGAN?
NOGIR: Koinot materiya, xuddi bomba kabi, ma'lum bir joyda portlaganda tug'ilgan. Bosim markazda yuqori va atrofdagi bo'shliqda past edi, bu moddaning tarqalishiga olib keldi.
TO'G'RI: Bu materiyani harakatga keltirgan fazoning o'zi portlashi edi. Bizning makonimiz va vaqtimiz Katta portlashda paydo bo'ldi va kengayishni boshladi. Hech bir joyda markaz yo'q edi, chunki ... sharoitlar hamma joyda bir xil edi, an'anaviy portlash uchun xarakterli bosimning pasayishi yo'q edi.
Agar biz filmni teskari tartibda o'ynayotganimizni tasavvur qilsak, biz koinotning barcha hududlari qanday siqilganligini va galaktikalar tirbandlikdagi mashinalar kabi Katta portlashda bir-biriga to'qnashguncha bir-biriga yaqinlashishini ko'ramiz. Ammo bu erda taqqoslash to'liq emas. Agar baxtsiz hodisa yuz bergan bo'lsa, radioda bu haqdagi xabarlarni eshitganingizdan so'ng, siz tirbandlikni aylanib chiqishingiz mumkin edi. Ammo Katta portlashning oldini olish mumkin bo'lmagan falokat edi. Go‘yo Yer yuzasi va undagi barcha yo‘llar g‘ijimlangan, lekin mashinalar o‘sha kattaligicha qolgandek. Oxir-oqibat, mashinalar to'qnashib ketadi va hech qanday radio xabar buni oldini olmaydi. Katta portlash ham shunday: hamma joyda sodir bo'ldi, ma'lum bir nuqtada sodir bo'ladigan bomba portlashidan farqli o'laroq, parchalar har tomonga uchib ketadi.
Katta portlash nazariyasi bizga koinotning o'lchamini va hatto uning chekli yoki cheksiz ekanligini aytmaydi. Nisbiylik nazariyasi kosmosning har bir mintaqasi qanday kengayishini tasvirlaydi, lekin hajmi yoki shakli haqida hech narsa aytmaydi. Kosmologlar ba'zida koinot bir vaqtlar greyfurtdan kattaroq bo'lmagan deb da'vo qiladilar, lekin ular faqat uning biz kuzatishimiz mumkin bo'lgan qismini anglatadi.
Andromeda tumanligi yoki boshqa galaktikalar aholisi o'zlarining kuzatiladigan olamlariga ega. Andromedadagi kuzatuvchilar bizga yetib bo'lmaydigan galaktikalarni ko'rishlari mumkin, chunki ular ularga bir oz yaqinroq; lekin ular biz ko'rib chiqadigan narsalarni tafakkur qila olmaydilar. Ularning kuzatilishi mumkin bo'lgan koinoti ham greyfurt hajmida edi. Tasavvur qilish mumkinki, ilk koinot bu mevalar to'plamiga o'xshab, har tomonga cheksiz cho'zilgan. Bu Katta portlash "kichik" bo'lgan degan fikr noto'g'ri ekanligini anglatadi. Koinotning maydoni cheksizdir. Va qanday qilib siqsangiz ham, u shunday bo'lib qoladi.
Nurdan tezroq
Noto'g'ri tushunchalar kengayishning miqdoriy tavsifi bilan ham bog'liq bo'lishi mumkin. Galaktikalar orasidagi masofaning ortish tezligi 1929 yilda amerikalik astronom Edvin Xabbl tomonidan kashf etilgan oddiy naqshga amal qiladi: galaktikaning uzoqlashishi tezligi v, uning bizdan d masofasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir yoki v = Hd. H mutanosiblik koeffitsienti Xabbl doimiysi deb ataladi va atrofimizdagi va koinotdagi har qanday kuzatuvchi atrofidagi fazoning kengayish tezligini aniqlaydi.
Ba'zilarni chalkashtirib yuboradigan narsa shundaki, hamma galaktikalar Xabbl qonuniga bo'ysunmaydi. Bizga eng yaqin yirik galaktika (Andromeda) odatda bizdan uzoqda emas, biz tomon harakatlanadi. Bunday istisnolar Hubble qonuni faqat galaktikalarning o'rtacha xatti-harakatlarini tavsiflaganligi sababli yuzaga keladi. Ammo ularning har biri o'ziga xos kichik harakatga ham ega bo'lishi mumkin, chunki galaktikalar bizning Galaktikamiz va Andromeda kabi bir-biriga tortishish ta'siriga ega. Uzoq galaktikalar ham kichik xaotik tezliklarga ega, lekin bizdan katta masofada (d ning katta qiymatida) bu tasodifiy tezliklar katta chekinish tezligi (v) fonida ahamiyatsiz. Shuning uchun, uzoq galaktikalar uchun Xabbl qonuni yuqori aniqlik bilan qondiriladi.
Xabbl qonuniga ko'ra, koinot doimiy tezlikda kengaymaydi. Ba'zi galaktikalar bizdan 1 ming km/s tezlikda, boshqalari esa ikki baravar uzoqda, 2 ming km/s tezlikda va h.k. Shunday qilib, Xabbl qonuni shuni ko'rsatadiki, Hubble masofasi deb ataladigan ma'lum masofadan boshlab, galaktikalar o'ta yorug'lik tezligida uzoqlashadi. Hubble doimiysining o'lchangan qiymati uchun bu masofa taxminan 14 milliard yorug'lik yiliga teng.
Ammo Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasi hech qanday jism yorug'lik tezligidan tezroq harakatlana olmaydi, deb aytmaydimi? Bu savol ko'plab talabalar avlodini hayratda qoldirdi. Va javob shundaki, maxsus nisbiylik nazariyasi faqat "normal" tezliklarga - kosmosdagi harakatga taalluqlidir. Xabbl qonuni kosmos bo'ylab harakatlanishdan ko'ra, kosmosning o'zi kengayishi natijasida yuzaga keladigan retsessiya tezligini anglatadi. Umumiy nisbiylikning bu ta'siri maxsus nisbiylikka bo'ysunmaydi. Yorug'lik tezligidan yuqori bo'lgan o'chirish tezligining mavjudligi hech qanday tarzda maxsus nisbiylik nazariyasini buzmaydi. Hech kim yorug'lik nuriga yeta olmasligi hali ham haqiqat.
GALAKTIYALAR YORUQ TEZLIGIDAN TEZROQ TEZLIKDA KETA OLADIMI?
NOGIR: Eynshteynning qisman nisbiylik nazariyasi buni taqiqlaydi. Bir nechta galaktikalarni o'z ichiga olgan fazo hududini ko'rib chiqing. Uning kengayishi tufayli galaktikalar bizdan uzoqlashmoqda. Galaktika qanchalik uzoqda bo'lsa, uning tezligi shunchalik katta bo'ladi (qizil o'qlar). Agar yorug'lik tezligi chegara bo'lsa, unda olib tashlash tezligi oxir-oqibat doimiy bo'lishi kerak.
TO'G'RI: Albatta mumkin. Qisman nisbiylik nazariyasi olib tashlash tezligini hisobga olmaydi. Olib tashlash tezligi masofa bilan cheksiz ortadi. Hubble masofasi deb ataladigan ma'lum masofadan tashqari, u yorug'lik tezligidan oshib ketadi. Bu nisbiylik nazariyasini buzish emas, chunki olib tashlash kosmosdagi harakat tufayli emas, balki kosmosning kengayishi bilan sodir bo'ladi.
GALAKTIYALARNING YORUQDAN TEZROQ KETISHini KO'RISH MUMKINMI?
NOGIR: Albatta yo'q. Bunday galaktikalarning yorug'ligi ular bilan birga uchib ketadi. Galaktika Hubble masofasidan (sfera) tashqarida bo'lsin, ya'ni. bizdan yorug'lik tezligidan tezroq uzoqlashmoqda. U foton chiqaradi (sariq rang bilan belgilangan). Foton kosmosda uchar ekan, fazoning o'zi kengayadi. Yerga masofa foton harakatiga qaraganda tezroq oshadi. U hech qachon bizga etib bormaydi.
TO'G'RI: Albatta, mumkin, chunki kengaytirish tezligi vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. Birinchidan, foton aslida kengayish bilan olib ketiladi. Biroq, Hubble masofasi doimiy emas: u oshadi va oxir-oqibat foton Hubble sferasiga kirishi mumkin. Bu sodir bo'lgach, foton Yer uzoqlashayotganidan tezroq harakat qiladi va u bizga etib borishi mumkin bo'ladi.
Foton cho'zilishi
Koinot kengayib borayotganini ko'rsatadigan birinchi kuzatishlar 1910-1930 yillar oralig'ida amalga oshirilgan. Laboratoriyada atomlar har doim ma'lum to'lqin uzunliklarida yorug'lik chiqaradi va yutadi. Xuddi shu narsa uzoq galaktikalarning spektrlarida ham kuzatiladi, lekin uzunroq to'lqin uzunliklariga o'tish bilan. Astronomlarning ta'kidlashicha, galaktika radiatsiyasi qizil siljigan. Izoh oddiy: bo'shliq kengayishi bilan yorug'lik to'lqini cho'ziladi va shuning uchun zaiflashadi. Agar yorug'lik to'lqini bizga etib kelgan vaqt ichida koinot ikki marta kengaygan bo'lsa, to'lqin uzunligi ikki baravar ko'paydi va uning energiyasi yarmiga zaiflashdi.
CHARCHISH GIPOTEZASI
Har safar Scientific American kosmologiyaga oid maqola chop etsa, ko'plab o'quvchilar bizga galaktikalar haqiqatan ham bizdan uzoqlashmayotgani va fazoning kengayishi illyuziya ekanligi haqida yozishadi. Ularning fikricha, galaktikalar spektrlaridagi qizil siljish uzoq safardagi “charchoq” kabi bir narsadan kelib chiqadi. Ba'zi noma'lum jarayon yorug'lik kosmosda harakatlanayotganda energiyani yo'qotadi va shuning uchun qizil rangga aylanadi.
Bu gipoteza yarim asrdan oshgan va bir qarashda asosli ko'rinadi. Ammo bu kuzatishlar bilan mutlaqo mos kelmaydi.
Misol uchun, yulduz o'ta yangi yulduz sifatida portlaganda, u yonib, keyin xiralashadi. Astronomlar galaktikalargacha bo'lgan masofani aniqlash uchun foydalanadigan o'ta yangi yulduzlar uchun butun jarayon taxminan ikki hafta davom etadi. Bu vaqt oralig'ida o'ta yangi yulduz fotonlar oqimini chiqaradi. Engil charchoq gipotezasi fotonlar yo'lda energiya yo'qotishini aytadi, ammo kuzatuvchi baribir ikki hafta davom etadigan fotonlar oqimini oladi.
Biroq, kosmosni kengaytirishda nafaqat fotonlarning o'zi cho'zilib ketadi (va shuning uchun energiya yo'qotadi), balki ularning oqimi ham cho'ziladi. Shunday qilib, barcha fotonlarning Yerga etib borishi uchun ikki haftadan ko'proq vaqt ketadi. Kuzatishlar bu ta'sirni tasdiqlaydi. Qizil siljishi 0,5 bo'lgan galaktikada o'ta yangi yulduz portlashi uch hafta, qizil siljishi 1 bo'lgan galaktikada esa bir oy davomida kuzatiladi.
Yengil charchoq gipotezasi, shuningdek, kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasi spektrini kuzatish va uzoq galaktikalarning sirt yorqinligini o'lchashga ziddir. Bu "charchagan nur" (Charlz Lineweaver va Tamara Devis) nafaqaga chiqish vaqti keldi.
Jarayonni harorat bilan tavsiflash mumkin. Tana tomonidan chiqariladigan fotonlar energiya taqsimotiga ega, bu odatda harorat bilan tavsiflanadi, bu tananing qanchalik issiq ekanligini ko'rsatadi. Fotonlar kengayib borayotgan fazoda harakatlanar ekan, ular energiyani yo'qotadilar va ularning harorati pasayadi. Shunday qilib, koinot kengayib borar ekan, u suv ostidagi sho'ng'in idishidan chiqayotgan siqilgan havo kabi soviydi. Misol uchun, kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasi hozirda taxminan 3 K haroratga ega bo'lsa, u taxminan 3000 K haroratda tug'ilgan. Ammo o'sha vaqtdan beri koinot 1000 marta kattalashdi va fotonlarning harorati. bir xil miqdorda kamaydi. Uzoq galaktikalarda gazni kuzatish orqali astronomlar uzoq o'tmishdagi bu nurlanishning haroratini bevosita o'lchamoqda. O'lchovlar koinot vaqt o'tishi bilan sovib borayotganini tasdiqlaydi.
Qizil siljish va tezlik o'rtasidagi bog'liqlik haqida ham ba'zi tortishuvlar mavjud. Kengayish natijasida paydo bo'lgan qizil siljish ko'pincha Doppler effektidan kelib chiqadigan tanish qizil siljish bilan chalkashib ketadi, bu odatda tovush manbai uzoqlashganda tovush to'lqinlarini uzoqroq qiladi. Xuddi shu narsa yorug'lik to'lqinlari uchun ham amal qiladi, ular yorug'lik manbai kosmosda uzoqlashganda uzunroq bo'ladi.
Doppler qizil siljishi va kosmologik qizil siljish butunlay boshqa narsalar va turli formulalar bilan tavsiflanadi. Birinchisi, fazoning kengayishini hisobga olmaydigan maxsus nisbiylik nazariyasidan, ikkinchisi esa umumiy nisbiylik nazariyasidan kelib chiqadi. Bu ikki formula yaqin atrofdagi galaktikalar uchun deyarli bir xil, ammo uzoqdagilar uchun farq qiladi.
Doppler formulasiga ko'ra, agar ob'ektning kosmosdagi tezligi yorug'lik tezligiga yaqinlashsa, uning qizil siljishi cheksizlikka intiladi va to'lqin uzunligi juda uzun va shuning uchun kuzatish uchun imkonsiz bo'ladi. Agar bu galaktikalar uchun to'g'ri bo'lsa, osmondagi eng uzoqda ko'rinadigan jismlar yorug'lik tezligidan sezilarli darajada past tezlikda uzoqlashgan bo'lar edi. Ammo qizil siljishning kosmologik formulasi boshqacha xulosaga olib keladi. Standart kosmologik modelda qizil siljishi taxminan 1,5 ga teng bo'lgan galaktikalar (ya'ni, ularning nurlanishining taxmin qilingan to'lqin uzunligi laboratoriya qiymatidan 50% katta) yorug'lik tezligida uzoqlashadi. Astronomlar allaqachon qizil siljishi 1,5 dan katta bo'lgan 1000 ga yaqin galaktikalarni kashf qilishgan. Bu shuni anglatadiki, biz yorug'lik tezligidan tezroq harakatlanadigan 1000 ga yaqin jismni bilamiz. CMB yanada uzoqroq masofadan keladi va 1000 ga yaqin qizil siljishga ega. Yosh koinotning issiq plazmasi bugungi kunda biz oladigan nurlanishni chiqarganda, u bizdan yorug'lik tezligidan deyarli 50 baravar tezroq uzoqlashayotgan edi.
Joyda yugurish
Galaktikalarning yorug'lik tezligidan tezroq harakatlanishini ko'rishimizga ishonish qiyin, ammo bu kengayish tezligining o'zgarishi tufayli mumkin. Xabbl masofasidan (14 milliard yorug'lik yili) uzoqroq masofadan biz tomon kelayotgan yorug'lik nurini tasavvur qiling. U joylashuviga nisbatan yorug'lik tezligida biz tomon harakat qiladi, lekin o'zi bizdan yorug'lik tezligidan tezroq uzoqlashadi. Yorug'lik imkon qadar tezroq biz tomon otlansa ham, u kosmosning kengayishiga dosh bera olmaydi. Bu xuddi eskalatordan orqaga qarab yugurmoqchi bo‘lgan bolaga o‘xshaydi. Hubble masofasidagi fotonlar bir joyda qolish uchun imkon qadar tezroq harakatlanadi.
Xabbl masofasidan uzoqroq bo'lgan hududlardan yorug'lik bizga hech qachon etib bormaydi va biz uni hech qachon ko'rmaymiz deb o'ylashingiz mumkin. Ammo Hubble masofasi doimiy bo'lib qolmaydi, chunki u bog'liq bo'lgan Hubble doimiysi vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. Bu qiymat ikki galaktikaning bir-biridan uzoqlashishi tezligiga mutanosib, ular orasidagi masofaga bo'linadi. (Hisoblash uchun har qanday ikkita galaktikadan foydalanish mumkin.) Astronomik kuzatishlarga mos keladigan Olam modellarida maxraj hisoblagichga qaraganda tezroq ortadi, shuning uchun Hubble doimiysi kamayadi. Natijada, Hubble masofasi ortadi. Agar shunday bo'lsa, dastlab bizga etib bormagan yorug'lik oxir-oqibat Hubble masofasiga tushishi mumkin. Keyin fotonlar yorug'lik tezligidan sekinroq chekinadigan hududga tushadi va shundan so'ng ular bizga etib borishlari mumkin bo'ladi.
KOSMIK QIZIL SHIFT HAQIQATDA DOPLER SHIFTMIMI?
NOGIR: Ha, chunki uzoqlashayotgan galaktikalar kosmosda harakatlanadi. Doppler effektida yorug'lik to'lqinlari manbasi kuzatuvchidan uzoqlashganda uzayadi (qizilroq bo'ladi). Yorug'likning to'lqin uzunligi kosmosda harakatlanayotganda o'zgarmaydi. Kuzatuvchi yorug'likni qabul qiladi, uning qizil siljishini o'lchaydi va galaktika tezligini hisoblaydi.
TO'G'RI: Yo'q, qizil siljishning Doppler effektiga hech qanday aloqasi yo'q. Galaktika fazoda deyarli harakatsiz, shuning uchun u barcha yo'nalishlarda bir xil to'lqin uzunligidagi yorug'likni chiqaradi. Sayohat paytida to'lqin uzunligi bo'shliq kengaygan sari uzunroq bo'ladi. Shuning uchun yorug'lik asta-sekin qizil rangga aylanadi. Kuzatuvchi yorug'likni qabul qiladi, uning qizil siljishini o'lchaydi va galaktika tezligini hisoblaydi. Kuzatishlar bilan tasdiqlanganidek, kosmik qizil siljish Doppler siljishidan farq qiladi.
Biroq, yorug'likni yuborgan galaktika superlyuminal tezlikda uzoqlashishda davom etishi mumkin. Shunday qilib, biz galaktikalardan yorug'likni kuzatishimiz mumkin, ular avvalgidek, doimo yorug'lik tezligidan tezroq uzoqlashadi. Xulosa qilib aytganda, Xabbl masofasi aniq emas va biz uchun kuzatilishi mumkin bo'lgan olam chegaralarini ko'rsatmaydi.
Kuzatiladigan fazoning chegarasini aslida nima belgilaydi? Bu yerda ham biroz chalkashlik bor. Agar kosmos kengaymagan bo'lsa, biz hozir bizdan taxminan 14 milliard yorug'lik yili masofasida joylashgan eng uzoq ob'ektni kuzatishimiz mumkin edi, ya'ni. yorug'lik Katta portlashdan keyin 14 milliard yil davomida bosib o'tgan masofa. Ammo olam kengaygan sari foton bosib o'tgan fazo uning sayohati davomida kengaydi. Shu sababli, eng uzoq kuzatiladigan ob'ektgacha bo'lgan hozirgi masofa taxminan uch baravar katta - taxminan 46 milliard yorug'lik yili.
Kosmologlar biz sekinlashib borayotgan koinotda yashayapmiz va shuning uchun ko'proq va ko'proq galaktikalarni kuzatishimiz mumkin deb o'ylashgan. Biroq, tezlashayotgan koinotda biz hech qachon sodir bo'layotgan voqealarni ko'rmaydigan chegara bilan o'ralganmiz - bu kosmik hodisalar ufqi. Agar yorug'lik tezligidan tezroq uzoqlashayotgan galaktikalardan keladigan yorug'lik bizga yetib borsa, Xabblning masofasi ortadi. Ammo tezlashayotgan koinotda uning ortishi taqiqlangan. Uzoqdagi hodisa bizning yo'nalishimizga yorug'lik nurini yuborishi mumkin, ammo bu yorug'lik kengayishning tezlashishi tufayli Hubble masofa chegarasidan abadiy qoladi.
Ko'rib turganimizdek, tezlashayotgan olam qora tuynukga o'xshaydi, u ham hodisalar ufqiga ega, uning tashqarisidan biz signallarni qabul qilmaymiz. Bizning kosmik hodisalar ufqimizgacha bo'lgan hozirgi masofa (16 milliard yorug'lik yili) butunlay bizning kuzatilishi mumkin bo'lgan mintaqamizda joylashgan. Hozirda kosmik hodisalar gorizontidan uzoqroqda joylashgan galaktikalar chiqaradigan yorug'lik hech qachon bizga etib bora olmaydi, chunki hozirda 16 milliard yorug'lik yiliga to'g'ri keladigan masofa juda tez kengayadi. Biz galaktikalarda ular ufqni kesib o'tmasdan oldin sodir bo'lgan voqealarni ko'ra olamiz, ammo keyingi voqealar haqida hech qachon bilmaymiz.
Koinotda hamma narsa kengayyaptimi?
Odamlar ko'pincha agar makon kengaysa, undagi hamma narsa ham kengayadi deb o'ylashadi. Lekin bu haqiqat emas. Kengayish (ya'ni, inertsiya bilan, tezlashmasdan yoki sekinlashmasdan) hech qanday kuch hosil qilmaydi. Fotonning to'lqin uzunligi koinotning o'sishi bilan ortadi, chunki atomlar va sayyoralardan farqli o'laroq, fotonlar bog'langan ob'ektlar emas, ularning o'lchamlari kuchlar muvozanati bilan belgilanadi. Kengayish tezligining o'zgarishi muvozanatga yangi kuch kiritadi, lekin u ob'ektlarning kengayishiga yoki qisqarishiga olib kelmaydi.
Misol uchun, agar tortishish kuchaysa, umurtqa pog'onasidagi elektronlar bir-biriga biroz yaqinroq bo'lgan yangi muvozanat holatiga kelguncha orqa miya qisqaradi. Sizning bo'yingiz biroz pasayadi, lekin siqilish shu erda to'xtaydi. Xuddi shu tarzda, agar biz bir necha yil oldin ko'pchilik kosmologlar ishonganidek, tortishish kuchlari ustun bo'lgan koinotda yashagan bo'lsak, unda kengayish sekinlashadi va barcha jismlar zaif siqilishga duchor bo'lib, ularni kichikroq kuchga erishishga majbur qiladi. muvozanat hajmi. Biroq, unga erishgandan so'ng, ular endi qisqarishmaydi.
ENG KATTA KUZATIB ETILGAN KOINOT QANCHALIK?
NOGIR: Koinotning yoshi 14 milliard yil, shuning uchun uning kuzatilishi mumkin bo'lgan qismi 14 milliard yorug'lik yili radiusiga ega bo'lishi kerak. biz. Yorug'lik yili - fotonning bir yilda bosib o'tgan masofasi. Bu foton 14 milliard yorug'lik yili yo'l bosib o'tganligini anglatadi
TO'G'RI: Kosmosning kengayishi bilan kuzatilgan hudud 14 milliard yorug'lik yilidan kattaroq radiusga ega. Foton sayohat qilganda, u bosib o'tadigan bo'shliq kengayadi. U bizga etib kelganida, uni chiqaradigan galaktikagacha bo'lgan masofa oddiygina parvoz vaqtidan hisoblanganidan kattaroq bo'ladi - taxminan uch baravar ko'p.
Darhaqiqat, kengayish tezlashmoqda, bu barcha jismlarni "shishiruvchi" zaif kuchdan kelib chiqadi. Shuning uchun, bir-biriga bog'langan jismlar tezlanmaydigan koinotdagiga qaraganda bir oz kattaroqdir, chunki ular bir oz kattaroq o'lchamda muvozanatga erishadilar. Yer yuzasida sayyora markazidan tashqariga yo'naltirilgan tezlanish markazga nisbatan oddiy tortishish tezlanishining kichik bir qismini ($10^(–30)$) tashkil etadi. Agar bu tezlanish doimiy bo'lsa, u Yerning kengayishiga olib kelmaydi. Bu shunchaki sayyora itaruvchi kuchsiz bo'lganidan biroz kattaroq hajmga ega bo'ladi.
Ammo ba'zi kosmologlar ishonganidek, tezlashuv doimiy bo'lmasa, hamma narsa o'zgaradi. Agar itarilish kuchaysa, u oxir-oqibat barcha tuzilmalarning qulashiga olib kelishi va "Katta yirtiq" ga olib kelishi mumkin, bu o'z-o'zidan kengayish yoki tezlanish tufayli emas, balki tezlashuv tezlashishi tufayli sodir bo'ladi.
KOINOTDAGI OB'YEKTLAR HAM KENGAYAYDIMI?
NOGIR: Ha. Kengayish koinot va undagi barcha narsalarning kattalashishiga olib keladi. Ob'ekt sifatida galaktika klasterini ko'rib chiqaylik. Olam kattalashgani sari klaster ham kattalashib boradi. Klaster chegarasi (sariq chiziq) kengaymoqda.
TO'G'RI: Yo'q. Koinot kengayib bormoqda, lekin undagi bog'langan jismlar bunday qilmayapti. Qo'shni galaktikalar dastlab uzoqlashadi, lekin oxir-oqibat ularning o'zaro tortishishi kengayishni yengib chiqadi. Klaster uning muvozanat holatiga mos keladigan o'lchamda hosil bo'ladi.
Yangi, aniq o'lchovlar kosmologlarga kengayish va tezlanishni yaxshiroq tushunishga yordam bergani sababli, ular koinotning eng dastlabki daqiqalari va eng katta miqyoslari haqida yanada fundamental savollar berishlari mumkin. Kengayishga nima sabab bo'ldi? Ko'pgina kosmologlar, inflyatsiya deb ataladigan jarayon, tezlashtiruvchi kengayishning maxsus turi aybdor deb hisoblashadi. Ammo, ehtimol, bu qisman javobdir: uning boshlanishi uchun koinot allaqachon kengayib borayotganga o'xshaydi. Bizning kuzatishlarimiz chegarasidan tashqaridagi eng katta tarozilar haqida nima deyish mumkin? Koinotning turli qismlari har xil kengayib bormoqdami, shuning uchun bizning koinotimiz ulkan o'ta koinotdagi oddiy inflyatsiya pufakchasidir? Hech kim bilmaydi. Ammo umid qilamizki, vaqt o'tishi bilan biz koinotning kengayish jarayonini tushunishga erishamiz.
MUALFOLAR HAQIDA:
Charlz X. Lineviver va Tamara M. Devis Avstraliyadagi Stromlo tog‘i rasadxonasining astronomlari. 1990-yillarning boshlarida. Berklidagi Kaliforniya universitetida, Lineweaver COBE sun'iy yo'ldoshi yordamida kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasidagi tebranishlarni aniqlagan olimlar guruhining bir qismi edi. U nafaqat astrofizika, balki tarix va ingliz adabiyoti bo‘yicha ham nomzodlik dissertatsiyasini himoya qilgan. Devis Supernova/Acceleration Probe nomli kosmik rasadxona ustida ishlamoqda.
“Katta portlash PARADOKSLARI” MAQOLASIGA Izohlar
Professor Anatoliy Vladimirovich Zasov, fizika. Moskva davlat universiteti fakulteti: Maqola mualliflari bahslashayotgan barcha tushunmovchiliklar aniqlik uchun ular ko'pincha olamning cheklangan hajmini qat'iy ma'lumot doirasida kengaytirishni (va kengayishi) ko'rib chiqishlari bilan bog'liq. Yerdagi va erning mos yozuvlar tizimidagi uzoq galaktikalarda vaqt o'tishidagi farqni hisobga olmaslik uchun etarlicha kichik mintaqa). Demak, portlash, Doppler siljishi va harakat tezligi bilan keng tarqalgan chalkashlik g'oyasi. Mualliflar hamma narsa kosmologlar odatda ishlaydigan inertial (hamroh) koordinatalar tizimida qanday ko'rinishini yozadilar va to'g'ri yozadilar, garchi maqolada bu haqda to'g'ridan-to'g'ri aytilmagan bo'lsa ham (asosan, barcha masofalar va tezliklar tanlovga bog'liq). mos yozuvlar tizimi va bu erda har doim o'zboshimchalik mavjud). Aniq yozilmagan yagona narsa shundaki, kengayib borayotgan koinotdagi masofa nimani anglatishini aniqlanmagan. Birinchidan, mualliflar buni yorug'lik tezligini tarqalish vaqtiga ko'paytiradilar, keyin esa yorug'lik yo'lda bo'lganida galaktikani yanada uzoqroqqa olib tashlagan kengayishni ham hisobga olish kerakligini aytishadi. Shunday qilib, masofa allaqachon galaktika uzoqlashishni to'xtatib, yorug'lik chiqarsa, yorug'lik tezligining tarqalish vaqtiga ko'paytirilishi sifatida tushuniladi. Aslida, hamma narsa murakkabroq. Masofa - bu modelga bog'liq bo'lgan miqdor va uni to'g'ridan-to'g'ri kuzatuvlardan olish mumkin emas, shuning uchun kosmologlar uni qizil siljish bilan almashtiradilar. Ammo, ehtimol, bu erda yanada qat'iy yondashuv noo'rindir.
