Том ертөнц онлайн сэтгүүл. Их тэсрэлтгүйгээр орчлон ертөнц үүсэх боломжгүй гэдгийг эрдэмтэд нотолсон. Рекомбинацийн өмнөх үе

Дэлхийн захад

Том орчлон гэж юу вэ

Том орчлонд амьдардаг объектууд

Том ертөнц ямар орон зай вэ

тэнүүчилсэн гаригууд

галактик хоорондын орон зай

Жижиг ертөнц үүсэх

Орчлон ертөнцийн Их тэсрэлтийн онол

Квазарууд

Том орчлон руу аялах боломжгүй

Орчлон ертөнцийн том хэмжээний бүтэц нь 2.2 микрон хэт улаан туяанд харагддаг - Бүх тэнгэрийн хоёр микрон судалгааны үр дүнд Өргөтгөсөн эхийн каталогид бүртгэгдсэн 1,600,000 галактик. Галактикуудын тод байдлыг цэнхэр (хамгийн тод) -аас улаан (хамгийн бүдэг) хүртэл өнгөөр ​​харуулдаг. Зургийн диагональ ба ирмэгийн дагуух харанхуй зурвас нь Сүүн замын байршил бөгөөд тоос нь ажиглалт хийхэд саад болдог.

Орчлон ертөнц бол одон орон, гүн ухаанд хатуу тодорхойлолтгүй ойлголт юм. Энэ нь үндсэндээ ялгаатай хоёр объектод хуваагддаг: таамаг(философийн) ба материалодоо эсвэл ойрын ирээдүйд ажиглагдах боломжтой. Хэрэв зохиогч эдгээр аж ахуйн нэгжүүдийг хооронд нь ялгаж салгавал, уламжлалын дагуу эхнийх нь Орчлон ертөнц, хоёр дахь нь одон орны ертөнц эсвэл Метагалакси гэж нэрлэгддэг (энэ нэр томъёо сүүлийн үед бараг хэрэглэгдэхээ больсон). Орчлон ертөнц бол сансар судлалын судалгааны сэдэв юм.

Түүхээс харахад "бүх орон зай"-д хамаарах янз бүрийн үгс, үүнд "сансар огторгуй", "ертөнц", "тэнгэрийн бөмбөрцөг" гэх мэт янз бүрийн хэл дээрх дүйцэхүйц, хувилбарууд хэрэглэгддэг. "Макрокосм" гэсэн нэр томъёог бас ашигласан боловч энэ нь системүүдийг, тэдгээрийн дэд систем, хэсгүүдийг багтаасан өргөн цар хүрээтэй тодорхойлох зорилготой юм. Үүний нэгэн адил "бичил ертөнц" гэдэг үг нь жижиг хэмжээний системүүдэд хэрэглэгддэг.

Аливаа судалгаа, аливаа ажиглалт, атомын цөм хэрхэн хуваагдаж байгааг физикчийн ажиглалт, муурыг харж буй хүүхэд, алс холын ажиглалт хийж буй одон орон судлаач гэх мэт - энэ бүхэн бол Орчлон ертөнцийн ажиглалт юм. , түүний бие даасан хэсгүүдийн. Эдгээр хэсгүүд нь бие даасан шинжлэх ухааны судалгааны сэдэв бөгөөд Орчлон ертөнцийг хамгийн өргөн цар хүрээтэй, тэр ч байтугай орчлон ертөнцийг бүхэлд нь одон орон судлал, сансар судлал эзэлдэг; Энэ тохиолдолд Орчлон ертөнцийг ажиглалт, сансрын туршилтаар бүрхэгдсэн дэлхийн бүс нутаг, эсвэл сансар судлалын экстраполяцийн объект буюу бүхэлд нь физик ертөнц гэж ойлгодог.

Өгүүллийн сэдэв нь ажиглагдаж буй ертөнцийн талаархи мэдлэг юм: ажиглалт, тэдгээрийн онолын тайлбар, үүссэн түүх.

Орчлон ертөнцийн шинж чанаруудын талаархи хоёрдмол утгагүй тайлбаруудын дунд бид дараахь зүйлийг толилуулж байна.

Эдгээр үзэгдлийн онолын тайлбар, тайлбар нь сансар судлалын зарчимд суурилдаг бөгөөд түүний мөн чанар нь ажиглагчид ажиглалтын газар, чиглэлээс үл хамааран дунджаар ижил дүр зургийг илрүүлдэг. Онолууд өөрсдөө гарал үүслийг тайлбарлаж, дүрслэхийг эрэлхийлдэг химийн элементүүд, хөгжлийн явц ба тэлэх шалтгаан, том хэмжээний бүтэц бий болсон.

Орчлон ертөнцийн талаарх орчин үеийн санаа руу чиглэсэн анхны томоохон түлхэцийг Коперник хийсэн. Хоёр дахь том хувь нэмрийг Кеплер, Ньютон нар оруулсан. Гэвч орчлон ертөнцийн талаарх бидний ойлголтод үнэхээр хувьсгалт өөрчлөлтүүд зөвхөн 20-р зуунд л тохиолддог.

Этимологи

Орос хэлээр "Орчлон ертөнц" гэдэг нь эртний славян хэлний "vsєlena" гэсэн үг бөгөөд эртний Грекийн "oecumene" (Хуучин Грек οἰκουμένη) гэсэн үгийн ул мөр, οἰκέω "Би оршин суудаг, би амьдардаг" гэсэн үйл үгнээс гаралтай. Эхний утгаараа энэ нь зөвхөн дэлхийн оршин суудаг хэсгийг л илэрхийлдэг. Тиймээс "Орчлон" гэсэн орос үг нь "суурин" гэсэн нэр үгтэй холбоотой бөгөөд зөвхөн "бүх зүйл" гэсэн нэр томъёотой гийгүүлэгч юм. Пифагорчуудаас эхлээд эртний Грекийн философичдын дунд "Орчлон ертөнц" гэсэн хамгийн ерөнхий тодорхойлолт нь бүх бодис (τὸ ὅλον) болон сансар огторгуйг (τὸ κενό) хоёуланг нь багтаасан τὸ πᾶν (Бүх зүйл) байв.

Орчлон ертөнцийн нүүр царай

Орчлон ертөнцийг бүхэл бүтэн эргэн тойрон дахь ертөнц болгон төлөөлж, бид түүнийг нэн даруй өвөрмөц, өвөрмөц болгодог. Үүний зэрэгцээ бид үүнийг сонгодог механикийн үүднээс тайлбарлах боломжоо хасдаг: Орчлон ертөнц нь өвөрмөц байдлаасаа болоод ямар ч зүйлтэй харьцаж чадахгүй, энэ нь системийн систем, тиймээс масс, хэлбэр, хэмжээ гэх мэт ойлголтууд юм. үүнтэй холбоотойгоор утгаа алддаг. Үүний оронд нягтрал, даралт, температур, химийн найрлага гэх мэт ойлголтуудыг ашиглан термодинамикийн хэл рүү хандах хэрэгтэй.

Орчлон ертөнцийн тэлэлт

Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнц энгийн хийтэй бараг төстэй биш юм. Бид аль хэдийн хамгийн том масштабаар орчлон ертөнцийн тэлэлт, реликт дэвсгэртэй тулгарч байна. Эхний үзэгдлийн мөн чанар нь одоо байгаа бүх объектуудын таталцлын харилцан үйлчлэл юм. Чухамхүү түүний хөгжил нь орчлон ертөнцийн ирээдүйг тодорхойлдог. Хоёрдахь үзэгдэл бол халуун Big Bang-ийн гэрэл материтай бараг харьцахаа больж, түүнээс тусгаарлагдсан эртний эрин үеийн өв юм. Одоо, орчлон ертөнц тэлэлтийн улмаас тухайн үед ялгарсан фотонуудын ихэнх нь харагдах хүрээнээс богино долгионы радио долгион руу шилжсэн.

Орчлон ертөнц дэх масштабын шатлал

100 Mpc-ээс бага масштабтай байх үед эсийн тодорхой бүтэц илэрдэг. Эсийн дотор хоосон орон зай байдаг. Мөн хана нь галактикийн хэт бөөгнөрөлөөс үүсдэг. Эдгээр супер кластерууд нь бүх шатлалын дээд түвшин, дараа нь галактикуудын бөөгнөрөл, дараа нь галактикийн орон нутгийн бүлгүүд, хамгийн доод түвшин (5-200 kpc масштабтай) нь асар олон янзын объект юм. Мэдээжийн хэрэг, тэдгээр нь бүгд галактикууд боловч бүгд өөр өөр байдаг: тэдгээр нь лентикуляр, жигд бус, эллипс, спираль, туйлын цагирагтай, идэвхтэй цөмтэй гэх мэт.

Эдгээрээс маш өндөр гэрэлтэх чадвар, маш бага өнцгийн хэмжээгээр ялгагддаг тул нээлт хийснээс хойш хэдэн жилийн турш "цэг эх сурвалж" -аас ялгах боломжгүй байсан гэдгийг тусад нь дурдах нь зүйтэй. Квазаруудын болометрийн гэрэлтэлт нь 10 46 - 10 47 эрг/с хүрч чаддаг.

Галактикийн бүтэц рүү шилжихэд бид: харанхуй матери, сансрын туяа, од хоорондын хий, бөмбөрцөг бөөгнөрөл, задгай бөөгнөрөл, хоёртын од, илүү олон тооны оддын систем, оддын массын хэт масс болон хар нүхнүүд, эцэст нь нэг оддыг олно. янз бүрийн популяцийн.

Тэдний хувьсал хувьсал, харилцан үйлчлэл нь олон үзэгдлийг бий болгодог. Тиймээс аль хэдийн дурдсан квазаруудын энергийн эх үүсвэр нь хэт масстай төвийн хар нүх рүү од хоорондын хий хуримтлагдах явдал юм.

Гамма цацрагийн тэсрэлтүүдийг тусад нь дурдах нь зүйтэй - эдгээр нь хэдэн арван, хэдэн зуун кВ-ын энерги бүхий сансрын гамма цацрагийн эрчмийг богино хугацааны, орон нутгийн чанартай гэнэтийн өсөлт юм. Гамма-цацрагийн тэсрэлт хүртэлх зайны тооцооноос гамма мужид тэдгээрийн ялгаруулж буй энерги 10 50 эрг хүрдэг гэж дүгнэж болно. Харьцуулбал ижил мужид байгаа бүх галактикийн гэрэлтэлт нь "зөвхөн" 10 38 эрг/c байна. Ийм тод гялбаа нь орчлон ертөнцийн хамгийн алслагдсан булангаас харагддаг тул GRB 090423 нь z = 8.2 улаан шилжилттэй байдаг.

Олон процессыг агуулсан хамгийн нарийн төвөгтэй цогцолбор бол галактикийн хувьсал юм.

Хувьслын явц нь бүхэлдээ галактикт юу тохиолдохоос бага зэрэг хамаардаг. Гэсэн хэдий ч шинээр бий болсон оддын нийт тоо, тэдгээрийн параметрүүд нь гадны ихээхэн нөлөөнд автдаг. Хэмжээ нь харьцуулж болохуйц процессууд эсвэл хэмжээнээс хэтэрсэнгалактикууд, морфологийн бүтэц, од үүсэх хурд, улмаар химийн хувьслын хурд, галактикийн спектр гэх мэтийг өөрчилдөг.

Ажиглалт

Дээр дурдсан олон янз байдал нь ажиглалтын шинж чанартай бүхэл бүтэн асуудлыг бий болгодог. Нэг бүлэгт бие даасан үзэгдэл, объектын судалгаа багтаж болох бөгөөд эдгээр нь:

тэлэлтийн үзэгдэл. Үүний тулд та зай, улаан шилжилт, аль болох хол объектуудыг хэмжих хэрэгтэй. Нарийвчилсан дүн шинжилгээ хийхэд энэ нь зайны хэмжүүр гэж нэрлэгддэг бүхэл бүтэн цогц даалгавруудын үр дүнд хүргэдэг.
Реликийн дэвсгэр.
Квазар ба гамма-туяа тэсрэлт гэх мэт бие даасан алслагдсан биетүүд.

Алс болон хуучин биетүүд бага зэрэг гэрэл ялгаруулдаг бөгөөд Keck Observatory, VLT, BTA, Hubble, E-ELT, James Webb зэрэг баригдаж буй аварга телескопууд хэрэгтэй. Нэмж дурдахад, эхний ажлыг гүйцэтгэхийн тулд тусгай багаж хэрэгсэл, тухайлбал Hipparcos, Gaia зэрэг боловсруулж байгаа.

Дээр дурдсанчлан реликийн цацраг нь долгионы уртын богино долгионы мужид оршдог тул үүнийг судлахын тулд радио ажиглалт, магадгүй WMAP, Планк гэх мэт сансрын дурангууд шаардлагатай байдаг.

Гамма-цацрагийн тэсрэлтүүдийн өвөрмөц онцлог нь зөвхөн SWIFT гэх мэт тойрог замд байгаа гамма цацрагийн лабораториудаас гадна харааны талбар нь дээр дурдсан SDSS төхөөрөмжүүдийнхээс том, автомат горимд ажиглах чадвартай ер бусын дуран-робот телескопуудыг шаарддаг. Ийм системийн жишээ бол Оросын "Мастер" сүлжээний телескопууд болон Орос-Италийн Tortora төслийн телескопууд юм.

Өмнөх даалгавар бол бие даасан объект дээр ажиллах явдал юм. Үүнд тэс өөр арга барил шаардлагатай:

Орчлон ертөнцийн томоохон бүтцийг судлах.
Галактикийн хувьсал ба түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үйл явцыг судлах. Тиймээс аль болох хуучин объектуудыг ажиглах, аль болох олон тооны ажиглалт хийх шаардлагатай байна. Нэг талаас асар их хэмжээний судалгааны ажиглалт хийх шаардлагатай байна. Энэ нь SDSS төслийнх шиг өргөн хүрээний телескопуудыг ашиглахад хүргэдэг. Нөгөөтэйгүүр, нарийвчилсан мэдээлэл шаардлагатай бөгөөд энэ нь өмнөх бүлгийн ихэнх ажлуудын хэрэгцээ шаардлагаас давсан байна. Энэ нь зөвхөн VLBI ажиглалтын тусламжтайгаар боломжтой бөгөөд үндсэн диаметр нь , эсвэл бүр Radioastron туршилттай адил юм.

Реликт нейтриногийн эрэл хайгуулыг тусад нь онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Үүнийг шийдвэрлэхийн тулд Баксан нейтрино дуран, усан доорх Байгаль нуур, IceCube, KATRIN гэх мэт тусгай дуран - нейтрино дуран ба нейтрино детекторуудыг ашиглах шаардлагатай.

Гамма цацрагийн тэсрэлт ба сансар огторгуйн дэвсгэрийн талаархи нэг судалгаагаар спектрийн зөвхөн оптик хэсэг нь хангалтгүй байгааг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч дэлхийн агаар мандалд зөвхөн хоёр тунгалаг цонх байдаг: радио болон оптикийн мужид байдаг тул сансрын ажиглалтын газаргүйгээр хийх боломжгүй юм. Одоо байгаа зүйлсээс бид Chandra, Integral, XMM-Newton, Herschel-ийг жишээ болгон дурдах болно. Spektr-UF, IXO, Spektr-RG, Astrosat болон бусад олон програмууд хөгжиж байна.

Зайны хуваарь ба сансар судлалын улаан шилжилт

Одон орон судлал дахь зайг хэмжих нь олон үе шаттай үйл явц юм. Гол бэрхшээл нь янз бүрийн аргуудын хамгийн сайн нарийвчлалыг янз бүрийн хэмжүүрээр олж авдагт оршино. Тиймээс улам бүр алслагдсан объектуудыг хэмжихийн тулд улам бүр урт гинжин аргуудыг ашигладаг бөгөөд тус бүр нь өмнөх үр дүнд тулгуурладаг.

Эдгээр бүх гинж нь тригонометрийн параллаксын арга дээр суурилдаг - үндсэн арга бөгөөд зөвхөн геометрийн аргаар зайг хэмждэг бөгөөд таамаглал, эмпирик хэв маягийн оролцоо багатай байдаг. Бусад аргууд нь ихэнх тохиолдолд зайг хэмжихийн тулд ердийн лаа - мэдэгдэж буй гэрэлтүүлэгтэй эх үүсвэрийг ашигладаг. Мөн түүнд хүрэх зайг тооцоолж болно:

Энд D нь хүссэн зай, L нь гэрэлтүүлэг, F нь хэмжсэн гэрлийн урсгал юм.

Жилийн параллакс үүсэх схем

Параллакс нь эх үүсвэрийг селестиел бөмбөрцөгт тусгаснаас үүсэх өнцөг юм. Параллакс нь жилийн болон бүлэг гэсэн хоёр төрөл байдаг.

Жилийн параллакс - одны массын төвөөс дэлхийн тойрог замын дундаж радиус харагдах өнцөг. Дэлхий тойрог замд хөдөлж байгаагаас шалтгаалан селестиел бөмбөрцөг дэх аливаа оддын харагдах байдал байнга өөрчлөгдөж байдаг - од нь эллипсийг дүрсэлдэг бөгөөд түүний хагас гол тэнхлэг нь жилийн параллакстай тэнцүү байдаг. Евклидийн геометрийн хуулиудын мэдэгдэж буй параллаксын дагуу дэлхийн тойрог замын төвөөс од хүртэлх зайг дараахь байдлаар олж болно.

Энд D нь хүссэн зай, R нь дэлхийн тойрог замын радиус, ойролцоо тэгш байдлыг жижиг өнцгийн хувьд (радианаар) бичнэ. Энэхүү томьёо нь энэ аргын гол бэрхшээлийг сайн харуулж байна: зай нэмэгдэх тусам параллаксын утга гиперболын дагуу буурч, алс холын одод хүртэлх зайг хэмжих нь техникийн томоохон бэрхшээлтэй холбоотой юм.

Бүлгийн параллаксын мөн чанар нь дараах байдалтай байна: хэрэв тодорхой одны бөөгнөрөл нь дэлхийтэй харьцуулахад мэдэгдэхүйц хурдтай бол проекцийн хуулиудын дагуу түүний гишүүдийн хөдөлгөөний харагдахуйц чиглэлүүд нэг цэгт нийлдэг бөгөөд үүнийг цацраг гэж нэрлэдэг. бөөгнөрөл. Цацрагийн байрлалыг оддын зөв хөдөлгөөн, Доплер эффектийн нөлөөгөөр спектрийн шугамын шилжилтээр тодорхойлно. Дараах хамаарлаас кластер хүртэлх зайг олно.

Энд μ ба V r нь бөөгнөрсөн одны өнцгийн (жилд нуман секундээр) ба радиаль (км/с) хурд, λ нь од ба цацраг од гэсэн шулуун шугамын хоорондох өнцөг, D нь илэрхийлэгдэх зай юм. парсекаар. Зөвхөн Hyades нь мэдэгдэхүйц бүлгийн параллакстай байдаг боловч Hipparcos хиймэл дагуулыг хөөргөх хүртэл энэ нь хуучин объектуудын зайны масштабыг тохируулах цорын ганц арга зам юм.

Cepheids болон RR Lyrae оддын хоорондох зайг тодорхойлох арга

RR Lyrae төрлийн цефеид ба одод дээр нэгдмэл зайны хуваарь нь залуу биет болон хуучин биетүүдийн зайны хуваарь гэсэн хоёр салаагаар хуваагддаг. Цефеидүүд нь ихэвчлэн саяхан од үүссэн бүс нутагт байрладаг тул залуу биетүүд юм. RR төрлийн Лира нь хуучин системүүд рүү таталцдаг, жишээлбэл, манай Галактикийн гэрэлт цагираг дахь бөмбөрцөг оддын бөөгнөрөл дотор тэдгээр нь ялангуяа олон байдаг.

Хоёр төрлийн од нь хувьсах чадвартай боловч хэрэв Cepheids шинээр үүссэн объект бол RR Lyrae одод үндсэн дарааллаас гаралтай - бөмбөрцөг бөөгнөрөлүүдийн өнгө магнитудын диаграммын хэвтээ салбар дээр голчлон байрладаг A-F спектрийн аварга том одууд. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг стандарт лаа болгон ашиглах арга нь өөр өөр байдаг.

Энэ аргаар зайг тодорхойлох нь хэд хэдэн бэрхшээлтэй холбоотой:

Бие даасан оддыг сонгох шаардлагатай. Сүүн замд энэ нь тийм ч хэцүү биш боловч хол байх тусам оддыг тусгаарлах өнцөг багасна.

Гэрлийг тоосоор шингээх, орон зайд тархах жигд бус байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатай.

Нэмж дурдахад, Цефеидын хувьд "импульсийн үе - гэрэлтэх" хамаарлын тэг цэгийг нарийн тодорхойлох нь ноцтой асуудал хэвээр байна. 20-р зууны туршид түүний үнэ цэнэ байнга өөрчлөгдөж байсан бөгөөд энэ нь ижил төстэй аргаар олж авсан зайны тооцоо мөн өөрчлөгдсөн гэсэн үг юм. RR Lyrae оддын гэрэлтэлт нь бараг тогтмол боловч хүнд элементүүдийн концентрацаас хамаардаг.

Ia төрлийн суперновагийн зайны арга:

Төрөл бүрийн суперновагийн гэрлийн муруй.

Асар том тэсрэх үйл явц одны бүх биед тохиолддог бөгөөд ялгарсан энерги нь 10 50 - 10 51 эрг хооронд байдаг. Мөн Ia төрлийн суперновагууд хамгийн их гэрэлтэх үед ижил гэрэлтдэг. Энэ нь хамтдаа маш алс холын галактик хүртэлх зайг хэмжих боломжтой болгодог.

Тэдний ачаар 1998 онд хоёр бүлэг ажиглагчид орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурдатгалыг олж илрүүлсэн. Өнөөдрийг хүртэл хурдатгалын баримт бараг эргэлзээгүй боловч хэт шинэ гаригаас түүний хэмжээг хоёрдмол утгагүйгээр тодорхойлох боломжгүй юм: том z-ийн алдаа маш том хэвээр байна.

Ихэвчлэн фотометрийн бүх аргуудын нийтлэг аргуудаас гадна сул талууд болон нээлттэй асуудлууд нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

K-засах асуудал. Энэ асуудлын мөн чанар нь болометрийн эрчмийг (бүх спектрийн хэмжээнд нэгтгэсэн) биш харин хүлээн авагчийн тодорхой спектрийн мужид хэмждэгт оршино. Энэ нь өөр өөр улаан шилжилттэй эх үүсвэрийн хувьд эрчимийг өөр өөр спектрийн мужид хэмждэг гэсэн үг юм. Энэ ялгааг тооцохын тулд К-засвар гэж нэрлэгддэг тусгай засварыг нэвтрүүлсэн.

Улаан шилжилтийн муруй ба зайны хэлбэрийг янз бүрийн ажиглалтын газруудаар өөр өөр багажаар хэмждэг бөгөөд энэ нь урсгалын тохируулга гэх мэт асуудал үүсгэдэг.

Бүх Ia суперновагууд ойрхон хоёртын системд дэлбэрч байна гэж өмнө нь үздэг байсан бөгөөд хоёр дахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь . Гэсэн хэдий ч, тэдний наад зах нь зарим нь хоёр цагаан одой нэгдэх үед үүсч болзошгүй гэсэн нотолгоо гарч ирсэн бөгөөд энэ дэд анги нь стандарт лаа болгон ашиглахад тохиромжгүй болсон гэсэн үг юм.

Өвөг одны химийн найрлагаас хэт шинэ одны гэрэлтэлтийн хамаарал.

Таталцлын линзний геометр:

Таталцлын линзний геометр

Их биетэй ойролцоо өнгөрөхөд гэрлийн туяа хазайдаг. Тиймээс асар том бие нь тодорхой фокус дээр зэрэгцээ гэрлийн цацрагийг цуглуулж, дүрсийг бүтээх чадвартай бөгөөд тэдгээрийн хэд хэдэн байж болно. Энэ үзэгдлийг таталцлын линз гэж нэрлэдэг. Хэрэв линзтэй объект нь хувьсах шинж чанартай бөгөөд түүний хэд хэдэн дүрс ажиглагдаж байвал энэ нь линзний таталцлын талбайн янз бүрийн хэсэгт цацрагийн тархалтаас шалтгаалан зургуудын хооронд өөр өөр хугацааны саатал гарах тул зайг хэмжих боломжийг нээж өгдөг. нөлөө нь Шапирогийн эффекттэй төстэй).

Зургийн координатуудын хувьд шинж чанарын хувьд ξ ба эх сурвалж η (зураг харна уу) харгалзах онгоцонд авна ξ 0 =Дгазар η 0 =ξ 0 Дс/ Дл (хаана Д- өнцгийн зай), дараа нь та зургийн дугаар хоорондын хугацааны саатлыг бичиж болно биТэгээд jдараах байдлаар:

Хаана x=ξ /ξ 0 ба y=η /η 0 - эх сурвалж ба зургийн өнцгийн байрлал, -тай- гэрлийн хурд, z l нь линзний улаан шилжилт ба ψ загварын сонголтоос хамаарах хазайлтын боломж юм. Ихэнх тохиолдолд линзний бодит потенциал нь материйг радиаль тэгш хэмтэйгээр тарааж, боломж нь хязгааргүй болж хувирдаг загвараар сайн ойролцоо байдаг гэж үздэг. Дараа нь хойшлуулах хугацааг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Гэсэн хэдий ч практик дээр галактикийн гало потенциалын хэлбэрт хамаарах аргын мэдрэмж нь чухал юм. Тиймээс хэмжсэн утга Х SBS 1520+530 галактикийн хувьд 0 нь загвараас хамаарч 46-72 км/(с Mpc) хооронд хэлбэлздэг.

Улаан аварга зайг тодорхойлох арга:

Хамгийн тод улаан аваргууд нь ижил үнэмлэхүй −3.0 м ± 0.2 м хэмжээтэй байдаг бөгөөд энэ нь стандарт лааны үүрэг гүйцэтгэхэд тохиромжтой гэсэн үг юм. Ажиглалтаар бол энэ нөлөөг анх 1971 онд Сандеж нээсэн. Эдгээр одод бага масстай (нарнаас бага) оддын улаан аварга салааны эхний өгсүүрийн оройд эсвэл асимптот аварга том мөчир дээр байрладаг гэж таамаглаж байна.

Аргын гол давуу тал нь улаан аваргууд од үүсэх бүс нутгуудаас алслагдсан, тоосны өндөр агууламжтай байдаг нь устах тооцоог ихээхэн хөнгөвчилдөг. Тэдний гэрэлтэх чадвар нь оддын өөрсдийн болон хүрээлэн буй орчны металл чанараас маш бага хамаардаг. Энэ аргын гол асуудал бол галактикийн оддын найрлагын ажиглалтаас улаан аварга том биетүүдийг сонгох явдал юм. Үүнийг шийдэх хоёр арга бий:

• Сонгодог - зургийн ирмэгийг тодруулах арга. Энэ тохиолдолд Sobel шүүлтүүрийг ихэвчлэн ашигладаг. Алдаа дутагдлын эхлэл нь хүссэн эргэлтийн цэг юм. Заримдаа Sobel шүүлтүүрийн оронд Гауссыг ойролцоолох функц болгон авдаг бөгөөд ирмэгийг илрүүлэх функц нь ажиглалтын фотометрийн алдаанаас хамаардаг. Гэсэн хэдий ч од сулрахын хэрээр аргын алдаа ихсэх болно. Үүний үр дүнд хэмжигдэх хамгийн дээд гэрэлтүүлэг нь төхөөрөмжийн зөвшөөрснөөс хоёр магнитудын дор байна.

Гол асуудал бол хамгийн их магадлалын аргын үйл ажиллагааны үр дүнд гарсан цувралын зарим тохиолдолд ялгарах явдал юм.

Асуудал ба орчин үеийн хэлэлцүүлэг:

Асуудлын нэг нь Хаббл тогтмол ба түүний изотропийн утгын тодорхойгүй байдал юм. Нэг хэсэг судлаачид Хаббл тогтмолын утга 10-20 градусын хэлбэлзэлтэй байдаг гэж мэдэгджээ. Энэ үзэгдлийн хэд хэдэн шалтгаан байж болно:

Бодит физик нөлөө - энэ тохиолдолд сансар судлалын загварыг эрс өөрчлөх шаардлагатай;
Стандарт алдааг дундажлах журам буруу байна. Энэ нь мөн сансар огторгуйн загварыг шинэчлэхэд хүргэдэг, гэхдээ тийм ч чухал биш байж магадгүй юм. Хариуд нь бусад олон тоймууд болон тэдгээрийн онолын тайлбарууд нь бүхэлдээ изотроп ертөнц дэх манай Галактикийг багтаасан нэгэн төрлийн бус байдлын өсөлтөөс үүдэлтэй орон нутгийн анизотропиос давсан анизотропийг харуулдаггүй.

CMB спектр

Реликийн дэвсгэрийг ажигласнаар олж авах боломжтой мэдээлэл нь маш олон янз байдаг: дурсгалын дэвсгэр байгаа нь анхаарал татаж байна. Хэрэв орчлон ертөнц үүрд оршин тогтнож байсан бол түүний оршин тогтнох шалтгаан нь тодорхойгүй байна - бид ийм дэвсгэр үүсгэх чадвартай массын эх сурвалжийг ажигладаггүй. Гэсэн хэдий ч хэрэв Орчлон ертөнцийн амьдрах хугацаа хязгаарлагдмал бол түүний үүсэх шалтгаан нь түүний үүсэх эхний үе шатанд оршдог нь ойлгомжтой.

Өнөөдрийг хүртэл реликт цацраг нь устөрөгчийн атом үүсэх үед ялгардаг цацраг юм гэсэн үзэл бодол давамгайлж байна. Үүнээс өмнө цацраг туяа нь матерт, эс тэгвээс тэр үед байсан зүйлд түгжигдсэн байв - өтгөн халуун плазм.

Реликт дэвсгэр шинжилгээний арга нь энэ таамаглал дээр суурилдаг. Хэрэв бид фотон бүрийн замыг оюун ухаанаараа ажиглавал сүүлчийн тархалтын гадаргуу нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг тул температурын хэлбэлзлийг хэд хэдэн бөмбөрцөг функцээр өргөжүүлэх нь тохиромжтой.

Олон туйлт гэж нэрлэгддэг коэффициентүүд нь бөмбөрцөг гармоникууд юм. Үүний үр дүнд гарсан мэдээлэл нь маш олон янз байдаг.

1. Мөн хар биетийн цацрагийн хазайлтад янз бүрийн мэдээлэл шингэсэн байдаг. Хэрэв хазайлт нь өргөн цар хүрээтэй, системтэй байвал Суняев-Зелдовичийн нөлөө ажиглагдаж байгаа бол жижиг хэлбэлзэл нь орчлон ертөнцийн хөгжлийн эхний үе шатанд байгаа бодисын хэлбэлзлээс үүдэлтэй юм.
2. Орчлон ертөнцийн амьдралын эхний секундын тухай (ялангуяа инфляцийн тэлэлтийн үе шат) тухай онцгой үнэ цэнэтэй мэдээллийг реликт дэвсгэрийн туйлшралаар өгдөг.

Суняев-Зелдовичийн нөлөө

Хэрэв CMB фотонууд замдаа галактикийн бөөгнөрөлүүдийн халуун хийтэй тулгарвал урвуу Комптон эффектийн улмаас сарних явцад фотонууд халах (өөрөөр хэлбэл давтамжийг нэмэгдүүлэх), халуун электронуудаас энергийн зарим хэсгийг авах болно. Ажиглалтаар энэ нь спектрийн урт долгионы муж дахь галактикуудын томоохон кластеруудын чиглэлд сансрын бичил долгионы фон цацрагийн урсгалын бууралтаар илэрдэг.

Энэ нөлөөгөөр та дараах мэдээллийг авах боломжтой.

бөөгнөрөл дэх галактик хоорондын халуун хийн даралт, магадгүй кластерын массын тухай;
харааны шугамын дагуух кластерын хурд дээр (өөр өөр давтамжийн ажиглалтаас);
Гамма муж дахь ажиглалтын оролцоотойгоор Хаббл тогтмол Н0-ийн утга дээр.

Хангалттай тооны ажиглалтын кластеруудаар Орчлон ертөнцийн нийт нягтыг Ω тодорхойлох боломжтой.

WMAP өгөгдлийн дагуу CMB туйлшралын зураг

Сансар огторгуйн бичил долгионы арын цацрагийн туйлшрал нь зөвхөн гэгээрлийн эрин үед л үүссэн байж болох юм. Тархалт нь Томпсон учраас реликт цацраг нь шугаман туйлширсан байна. Үүний дагуу шугаман параметрүүдийг тодорхойлдог Стоксын Q ба U параметрүүд нь ялгаатай бөгөөд V параметр нь тэгтэй тэнцүү байна. Хэрэв эрчимийг скаляр гармоникийн хувьд өргөжүүлж чадвал туйлшралыг спин гармоник гэж нэрлэгдэх байдлаар өргөжүүлж болно.

E-горим (градиент бүрэлдэхүүн хэсэг) ба B горим (эргэдэг бүрэлдэхүүн хэсэг) нь ялгагдана.

Томпсоны тархалтын улмаас нэг төрлийн бус плазмаар цацраг туяа дамжих үед E горим гарч ирж болно. Хамгийн их далайц нь зөвхөн -д хүрдэг B горим нь таталцлын долгионтой харьцах үед л гарч ирдэг.

B горим нь орчлон ертөнц дэх инфляцийн шинж тэмдэг бөгөөд анхдагч таталцлын долгионы нягтралаар тодорхойлогддог. CMB-ийн энэ бүрэлдэхүүн хэсгийн дуу чимээний түвшин тодорхойгүй, мөн B горим нь таталцлын сул линзээр илүү хүчтэй E горимтой холилдсон тул B горимыг ажиглахад хэцүү байдаг.

Өнөөдрийг хүртэл туйлшрал илэрсэн бөгөөд түүний үнэ цэнэ хэд хэдэн (микрокелвин) түвшинд байна. B горим удаан хугацаанд ажиглагдаагүй. Энэ нь анх 2013 онд нээгдэж, 2014 онд батлагдсан.

CMB-ийн хэлбэлзэл

Арын эх үүсвэрийг зайлуулсны дараа диполь ба квадруполь гармоникийн байнгын бүрэлдэхүүн хэсэг нь зөвхөн тэнгэрт тархсан хэлбэлзэл хэвээр үлдэх бөгөөд далайцын тархалт нь -15-аас 15 мкК хооронд хэлбэлздэг.

Онолын өгөгдөлтэй харьцуулахын тулд түүхий өгөгдлийг эргэлтийн өөрчлөлтгүй хэмжигдэхүүн болгон бууруулна.

"Спектр" нь l(l + 1)Cl/2π хэмжигдэхүүнд зориулж бүтээгдсэн бөгөөд үүнээс сансар судлалын чухал дүгнэлтүүдийг гаргаж авдаг. Жишээлбэл, эхний оргилын байрлалаар орчлон ертөнцийн нийт нягтрал, түүний үнэ цэнээр - барионуудын агууламжийг шүүж болно.

Тиймээс анизотропи ба туйлшралын Е горимын хоорондын харилцан хамаарал нь жижиг өнцгийн онолын таамаглалтай давхцсанаас (θ).<5°) и значительного расхождения в области больших можно сделать о наличии эпохи рекомбинации на z ≈ 15-20.

Хэлбэлзэл нь Гауссынх тул Марковын гинжин аргыг ашиглан хамгийн их магадлалтай гадаргууг барьж болно. Ерөнхийдөө арын дэвсгэр дээр өгөгдөл боловсруулах нь бүхэл бүтэн программ юм. Гэсэн хэдий ч эцсийн үр дүн болон ашигласан таамаглал, шалгууруудын аль аль нь маргаантай байна. Янз бүрийн бүлгүүд Гауссаас хэлбэлзлийн хуваарилалтын ялгаа, тархалтын газрын зураг нь түүнийг боловсруулах алгоритмаас хамаарах хамаарлыг харуулсан.

Гэнэтийн үр дүн нь том хэмжээний (6 ° ба түүнээс дээш) хэвийн бус тархалт байв. Планкийн сансрын ажиглалтын газраас авсан хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллийн чанар нь хэмжилтийн алдааг арилгадаг. Магадгүй тэдгээр нь хараахан нээгдээгүй, судлагдаагүй үзэгдлээс үүдэлтэй байж болох юм.

Алслагдсан объектуудыг ажиглах

Лиман альфа ой

Зарим алслагдсан объектуудын спектрүүдэд спектрийн жижиг хэсэгт (шугамын ой гэж нэрлэгддэг) хүчтэй шингээлтийн шугамын их хэмжээний хуримтлал ажиглагдаж болно. Эдгээр шугамууд нь Лайман цувралын шугамууд гэж тодорхойлогддог боловч өөр өөр улаан шилжилттэй байдаг.

Төвийг сахисан устөрөгчийн үүл нь Lα(1216 Å)-аас Лайманы хязгаар хүртэл долгионы урттай гэрлийг үр дүнтэй шингээдэг. Орчлон ертөнц тэлэлтийн улмаас бидэн рүү хүрэх замдаа богино долгионы урттай цацраг туяа нь түүний долгионы уртыг энэ "ой"-той харьцуулан шингээж авдаг. Харилцан үйлчлэлийн хөндлөн огтлол нь маш том бөгөөд тооцоолол нь төвийг сахисан устөрөгчийн багахан хэсэг нь тасралтгүй спектрт их хэмжээний шингээлтийг бий болгоход хангалттай гэдгийг харуулж байна.

Гэрлийн замд төвийг сахисан устөрөгчийн олон тооны үүлнүүд байгаа тул шугамууд бие биентэйгээ маш ойрхон байрладаг тул нэлээд өргөн интервалаар спектрт уналт үүсдэг. Энэ интервалын урт долгионы хил нь Lα-аас шалтгаалж, богино долгионы хил нь хамгийн ойрын улаан шилжилтээс хамаардаг ба түүнээс доош орчин нь ионжсон, төвийг сахисан устөрөгч багатай байдаг. Энэ нөлөөг Ган-Петерсон эффект гэж нэрлэдэг.

Энэ нөлөө нь улаан шилжилттэй z > 6 квазаруудад ажиглагдаж байна. Эндээс галактик хоорондын хийн иончлолын эрин үе z ≈ 6-аас эхэлсэн гэж дүгнэсэн.

Таталцлын линзтэй объектууд

Аливаа объектод ажиглалт хийх боломжтой эффектүүдийн дунд (хол байх нь хамаагүй) таталцлын линзний нөлөөг оруулах ёстой. Өмнөх хэсэгт таталцлын линзийг зайны масштабыг бий болгоход ашигладаг болохыг онцлон тэмдэглэсэн бөгөөд энэ нь эх зургийн өнцгийн тусгаарлалтыг шууд ажиглаж болох хүчтэй линз гэж нэрлэгддэг хувилбар юм. Гэсэн хэдий ч сул линз байдаг бөгөөд үүнийг судалж буй объектын боломжийг судлахад ашиглаж болно. Тиймээс түүний тусламжтайгаар 10-аас 100 Mpc хэмжээтэй галактикуудын бөөгнөрөл нь таталцлын нөлөөгөөр холбогдож, орчлон ертөнцийн хамгийн том тогтвортой систем болохыг тогтоожээ. Энэхүү тогтвортой байдлыг зөвхөн таталцлын харилцан үйлчлэлээр илэрдэг масс буюу харанхуй масс эсвэл сансар судлалд хар матери гэж нэрлэдэг нь тогтоогдсон.

Квазарын мөн чанар

Квазаруудын өвөрмөц шинж чанар нь цацрагийн бүсэд их хэмжээний хийн концентраци юм. Орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу энэ хий нь хар нүхэн дээр хуримтлагдах нь объектуудын ийм өндөр гэрэлтүүлгийг өгдөг. Бодисын өндөр концентраци нь хүнд элементүүдийн өндөр концентраци, улмаар илүү мэдэгдэхүйц шингээлтийн шугамыг хэлнэ. Тиймээс линзтэй квазаруудын аль нэгний спектрээс усны шугам олдсон.

Өвөрмөц давуу тал бол радио долгионы өндөр гэрэлтэлт бөгөөд түүний дэвсгэр дээр цацрагийн нэг хэсгийг хүйтэн хийгээр шингээх нь илүү мэдэгдэхүйц юм. Энэ тохиолдолд хий нь квазарын төрөлх галактик болон галактик хоорондын орчинд төвийг сахисан устөрөгчийн санамсаргүй үүл эсвэл харааны шугаманд санамсаргүй унасан галактикт хоёуланд нь хамаарах боломжтой (энэ тохиолдолд ихэвчлэн ийм галактик харагдахгүй байна - энэ нь манай телескопуудад хэтэрхий бүдэг байна). Галактик дахь од хоорондын бодисыг энэ аргаар судлахыг "дамжуулах судалгаа" гэж нэрлэдэг, жишээлбэл, нарны хэт металллаг анхны галактикийг үүнтэй ижил аргаар нээсэн.

Түүнчлэн, радиод биш, харин оптик мужид энэ аргыг хэрэглэсний чухал үр дүн бол дейтерийн анхдагч элбэг дэлбэг байдлыг хэмжих явдал юм. Ийм ажиглалтаар олж авсан дейтерийн элбэг дэлбэг байдлын өнөөгийн үнэ цэнэ нь .

Квазаруудын тусламжтайгаар z ≈ 1.8 ба z = 2.4-ийн дэвсгэр дэвсгэрийн температурын өвөрмөц өгөгдлийг олж авсан. Эхний тохиолдолд бид төвийг сахисан нүүрстөрөгчийн хэт нарийн бүтцийн шугамыг судалсан бөгөөд тэдгээрийн хувьд T ≈ 7.5 К (тухайн үеийн арын дэвсгэрийн тооцоолсон температур) квантууд урвуу түвшний популяцийг хангаж, шахах үүрэг гүйцэтгэдэг. Хоёрдахь тохиолдолд дэвсгэрийн температурыг хэмжсэн спектрийн эрчмийн дагуу молекул устөрөгч H2, устөрөгч дейтерид HD, мөн нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн CO молекулуудын шугамууд олдсон бөгөөд энэ нь хүлээгдэж буй утгатай давхцаж байна. сайн нарийвчлал.

Квазаруудын ачаар гарсан өөр нэг ололт бол том z дээр од үүсэх хурдыг тооцоолох явдал юм. Эхлээд хоёр өөр квазарын спектрийг харьцуулж, дараа нь ижил квазарын спектрийн салангид хэсгүүдийг харьцуулж үзэхэд бид спектрийн хэт ягаан туяаны хэсгүүдийн аль нэгэнд хүчтэй уналтыг олсон. Ийм хүчтэй уналт нь зөвхөн цацрагийг шингээдэг их хэмжээний тоосжилтоос үүдэлтэй байж болно. Өмнө нь тэд спектрийн шугам ашиглан тоосыг илрүүлэхийг оролдсон боловч тодорхой цуврал шугамыг тодорхойлох боломжгүй байсан бөгөөд энэ нь хийн дэх хүнд элементийн хольц биш харин тоос гэдгийг нотолсон юм. Энэ аргын цаашдын хөгжил нь z цэгт од үүсэх хурдыг ~ 2-оос ~ 6 хүртэл тооцоолох боломжтой болсон юм.

Гамма цацрагийн тэсрэлтүүдийн ажиглалт

Гамма-цацрагт тэсрэлт үүсэх түгээмэл загвар

Гамма цацраг нь өвөрмөц үзэгдэл бөгөөд түүний мөн чанарын талаар нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн үзэл бодол байдаггүй. Гэсэн хэдий ч эрдэмтдийн дийлэнх олонхи нь оддын массын биетүүд гамма-цацрагын тэсрэлтийн өвөг дээдэс гэж үздэгтэй санал нэг байна.

Орчлон ертөнцийн бүтцийг судлахын тулд гамма цацрагийг ашиглах онцгой боломжууд нь дараах байдалтай байна.

Гамма-цацрагийн тэсрэлтийн өвөг дээдэс нь оддын массын биет тул гамма-цацрагийн тэсрэлтийг квазараас илүү хол зайд ажиглах боломжтой бөгөөд энэ нь өвөг дээдэс өөрөө эрт үүссэн, мөн гамма-цацрагийн бөөгнөрөл багатай учир аль алинд нь байдаг. квазар хар нүх, тиймээс тухайн хугацаанд түүний гэрэлтэх чадвар бага байна. Гамма цацрагийн спектр нь тасралтгүй, өөрөөр хэлбэл спектрийн шугамыг агуулдаггүй. Энэ нь гамма цацрагийн спектрийн хамгийн алслагдсан шингээлтийн шугамууд нь эзэн галактикийн од хоорондын орчны шугамууд гэсэн үг юм. Эдгээр спектрийн шугамын шинжилгээнээс од хоорондын орчны температур, түүний металл чанар, иончлолын зэрэг, кинематикийн талаархи мэдээллийг олж авах боломжтой.

Гамма-цацрагт тэсрэлт нь дахин ионжих эрин үеэс өмнөх галактик хоорондын орчныг судлах бараг тохиромжтой арга юм, учир нь эх үүсвэрийн ашиглалтын хугацаа богино тул галактик хоорондын орчинд үзүүлэх нөлөө нь квазаруудынхаас 10 дахин бага байдаг. Хэрэв радио муж дахь гамма-цацрагийн тэсрэлт хангалттай хүчтэй байвал гамма-цацрагийн галактикийн үүслийн галактикийн ойролцоох галактик хоорондын орчинд төвийг сахисан устөрөгчийн янз бүрийн бүтцийн төлөв байдлыг үнэлэхэд 21 см-ийн шугамыг ашиглаж болно. Гамма цацрагийн тусламжтайгаар орчлон ертөнцийн хөгжлийн эхний үе шатанд од үүсэх үйл явцын нарийвчилсан судалгаа нь тухайн үзэгдлийн мөн чанарын сонгосон загвараас ихээхэн хамаардаг боловч хэрэв бид хангалттай статистик мэдээлэл цуглуулж, тархалтыг төлөвлөх юм бол Улаан шилжилтээс хамаарч гамма-цацрагын тэсрэлтүүдийн шинж чанарыг ерөнхийд нь тооцвол од үүсэх хурд, төрсөн оддын массын функцийг тооцоолох боломжтой.

Хэрэв бид гамма-цацрагт тэсрэлт нь популяцийн III суперновагийн дэлбэрэлт гэсэн таамаглалыг хүлээн зөвшөөрвөл орчлон ертөнц хүнд металлаар баяжсан түүхийг судалж болно. Түүнчлэн, гамма-цацрагт тэсрэлт нь тэнгэрийн "их хэмжээний" ажиглалтаар илрүүлэхэд хэцүү, маш бүдэг одой галактикийн үзүүлэлт болж чаддаг.

Гамма цацрагийг ерөнхийд нь ажиглах, ялангуяа Орчлон ертөнцийг судлахад хэрэглэхэд ноцтой асуудал бол тэдгээрийн спорадизм, дангаар нь түүнд хүрэх зайг тодорхойлох боломжтой тэсрэлтээс хойшхи туяаг спектроскопоор ажиглах богино хугацаа юм.

Орчлон ертөнцийн хувьсал, түүний том хэмжээний бүтцийг судлах

Том хэмжээний бүтцийг судлах

2df судалгааны томоохон бүтцийн талаарх мэдээлэл

Орчлон ертөнцийн томоохон бүтцийг судлах анхны арга нь одоог хүртэл ач холбогдлоо алдаагүй байгаа нь "од тоолох" арга буюу "одны утгуур" арга юм. Үүний мөн чанар нь янз бүрийн чиглэлд байгаа объектын тоог тоолох явдал юм. Хершел 18-р зууны төгсгөлд алс холын сансрын биетүүд байдаг гэж сэжиглэж байсан бөгөөд ажиглалт хийх боломжтой цорын ганц объект нь одод байсан тул ийм нэртэй болсон. Өнөөдөр мэдээжийн хэрэг оддыг тооцдоггүй, харин галактикийн гаднах объектуудыг (квазар, галактик) тооцдог бөгөөд сонгосон чиглэлээс гадна z дахь тархалтыг бий болгодог.

Галактикаас гадуурх объектуудын талаарх мэдээллийн хамгийн том эх сурвалж нь тодорхой объектуудын бие даасан ажиглалт, SDSS, APM, 2df зэрэг судалгаанууд, Нед, Hyperleda зэрэг эмхэтгэсэн мэдээллийн сан юм. Жишээлбэл, 2df судалгаанд тэнгэрийн хамрах хүрээ ~ 5%, дундаж z нь 0.11 (~ 500 Mpc), объектын тоо ~ 220,000 байв.

Хэдэн зуун мегапарсекийн масштаб руу шилжихэд эсийг нэмж, дундажлаж, үзэгдэх бодисын тархалт жигд болно гэсэн давамгайлсан үзэл бодол юм. Гэсэн хэдий ч энэ асуудалд хоёрдмол утгагүй байдалд хараахан хүрч чадаагүй байна: янз бүрийн аргуудыг ашиглан зарим судлаачид судлагдсан хамгийн том масштаб хүртэлх галактикуудын тархалтад жигд бус байна гэсэн дүгнэлтэд хүрч байна. Үүний зэрэгцээ, галактикийн тархалтын нэгэн төрлийн бус байдал нь сансрын бичил долгионы арын цацрагийн өндөр изотропийн түвшингээс үүдэлтэй анхны төлөвт орчлон ертөнцийн нэгэн төрлийн өндөр байгааг үгүйсгэхгүй.

Үүний зэрэгцээ галактикийн тооны улаан шилжилтийн тархалт нь нарийн төвөгтэй болохыг тогтоожээ. Янз бүрийн объектуудын хамаарал өөр өөр байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь бүгд орон нутгийн хэд хэдэн максимум байгаагаараа онцлог юм. Энэ нь юутай холбоотой вэ гэдэг нь бүрэн тодорхой болоогүй байна.

Саяхныг хүртэл Орчлон ертөнцийн том хэмжээний бүтэц хэрхэн хувьсан өөрчлөгдөж байгаа нь тодорхойгүй байсан. Гэсэн хэдий ч сүүлийн үеийн судалгаагаар эхлээд том галактикууд, дараа нь жижиг галактикууд (цомхотголын эффект гэж нэрлэгддэг) үүссэн болохыг харуулж байна.

Оддын бөөгнөрөлүүдийн ажиглалт

Бөмбөрцөг оддын бөөгнөрөл дэх цагаан одойн популяци NGC 6397. Цэнхэр дөрвөлжин нь гелий цагаан одой, нил ягаан өнгийн тойрог нь "хэвийн" өндөр нүүрстөрөгчийн цагаан одойнууд юм.

Бөмбөрцөг бөөгнөрөлүүдийн ажиглалтын сансар судлалын гол шинж чанар нь жижиг орон зайд ижил насны олон одод байдагт оршино. Энэ нь кластерын нэг гишүүн хүртэлх зайг ямар нэгэн байдлаар хэмждэг бол кластерын бусад гишүүд хүртэлх зайны ялгаа бага байна гэсэн үг юм.

Багц дахь бүх оддын нэгэн зэрэг үүсэх нь түүний насыг тодорхойлох боломжийг олгодог: оддын хувьслын онол дээр үндэслэн изохроныг, өөрөөр хэлбэл өөр өөр масстай оддын хувьд ижил насны муруйг байгуулдаг. Тэдгээрийг кластер дахь оддын ажиглагдсан тархалттай харьцуулж үзвэл түүний насыг тодорхойлж болно.

Энэ арга нь өөрийн гэсэн хэд хэдэн бэрхшээлтэй байдаг. Тэднийг шийдэх гэж оролдож, өөр өөр баг, өөр өөр цаг үед хүлээн авсан өөр өөр насхамгийн эртний кластеруудын хувьд ~8 Га-аас ~25 Га хүртэл.

Галактикуудад хуучин бөмбөрцөг хэлбэрийн галактикийн дэд системийн нэг хэсэг болох бөмбөрцөг бөөгнөрөл нь олон цагаан одойнуудыг агуулдаг - харьцангуй жижиг масстай хувьсан өөрчлөгдсөн улаан аварга том биетүүдийн үлдэгдэл. Цагаан одойнууд термоядролын энергийн эх үүсвэргүй болж, зөвхөн дулааны нөөцийн ялгаралтаас болж гэрэлтдэг. Цагаан одойнууд нь урьдал оддын масстай ойролцоо байдаг тул температурын цаг хугацааны хамаарал нь ойролцоогоор ижил байдаг. Цагаан одойны спектрээс цагаан одойны одоогийн үнэмлэхүй хэмжээг тодорхойлж, хөргөх явцад цаг хугацааны гэрэлтэлтийн хамаарлыг мэдсэнээр одойн насыг тодорхойлж болно.

Гэсэн хэдий ч энэ арга нь техникийн томоохон бэрхшээлүүдтэй холбоотой байдаг - цагаан одойнууд нь маш бүдэг биетүүд байдаг - тэдгээрийг ажиглахад маш мэдрэмтгий багаж шаардлагатай байдаг. Энэ асуудлыг шийдэж чадах анхны бөгөөд одоогоор цорын ганц дуран бол сансрын дуран юм. Хаббл. Хамгийн эртний кластерын нас, түүнтэй хамтран ажилладаг бүлгийн дагуу: тэрбум жил, Гэсэн хэдий ч үр дүн нь маргаантай байна. Эсэргүүцэгчид алдааны нэмэлт эх үүсвэрийг тооцоогүй тэрбум жилээр тооцсоныг харуулж байна.

Хувьсаагүй объектуудын ажиглалт

NGC 1705 - BCDG төрлийн галактик

Үнэн хэрэгтээ анхдагч материас бүрддэг биетүүд дотоод хувьслын маш бага хурдтай байдгаас бидний цаг үе хүртэл амьд үлджээ. Энэ нь элементүүдийн анхдагч химийн найрлагыг судлахаас гадна цөмийн физикийн лабораторийн хуулиудад тулгуурлан ийм объектын насыг тооцоолох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хамгийн доод хязгаарыг өгөх болно. бүхэл бүтэн ертөнцийн эрин үе.

Энэ төрөлд: бага масстай одод (G-одой гэж нэрлэгддэг), металл багатай HII бүсүүд, түүнчлэн BCDG ангиллын одой жигд бус галактикууд (Цэнхэр компакт одой галактик) орно.

Орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу лити нь анхдагч нуклеосинтезийн явцад үүссэн байх ёстой. Энэ элементийн онцлог нь түүний оролцоотой цөмийн урвалууд нь тийм ч том биш температурт, сансрын масштабаар эхэлдэгт оршдог. Оддын хувьслын явцад анхны литийг бараг бүрэн дахин боловсруулах шаардлагатай болсон. Энэ нь зөвхөн II төрлийн асар их хэмжээний оддын ойролцоо л үлдэж чадна. Ийм одод тайван, конвектив бус уур амьсгалтай бөгөөд энэ нь одны халуун дотоод давхаргад литийг шатаах эрсдэлгүйгээр гадаргуу дээр үлдэх боломжийг олгодог.

Хэмжилтийн явцад эдгээр оддын ихэнхэд литийн элбэг дэлбэг байдал нь:

Гэсэн хэдий ч элбэг дэлбэг байдал нь мэдэгдэхүйц бага байдаг хэт бага металл зэрэг хэд хэдэн од байдаг. Энэ нь юутай холбоотой вэ гэдэг нь бүрэн тодорхойгүй байгаа бөгөөд энэ нь ямар нэгэн байдлаар агаар мандлын үйл явцтай холбоотой гэж таамаглаж байна.

II төрлийн оддын популяцид хамаарах CS31082-001 одны шугамыг олж, агаар мандалд тори, ураны агууламжийг хэмжсэн байна. Эдгээр хоёр элементийн хагас задралын хугацаа өөр өөр байдаг тул тэдгээрийн харьцаа цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг бөгөөд хэрэв та анхны элбэг дэлбэг байдлын харьцааг ямар нэгэн байдлаар тооцож үзвэл та одны насыг тодорхойлж болно. Үүнийг хоёр аргаар тооцоолж болно: лабораторийн хэмжилт, нарны ажиглалтаар батлагдсан r-процессын онолоос; эсвэл галактикийн химийн хувьслын улмаас залуу оддын агаар мандал дахь тори, ураны элбэг дэлбэг байдлын өөрчлөлтийн муруй, ялзралаас үүдэлтэй концентрацийн өөрчлөлтийн муруйг давж болно. Хоёр арга хоёулаа ижил үр дүнг өгсөн: эхний аргаар 15.5±3.2 тэрбум жил, хоёр дахь аргаар тэрбум жилийг олж авсан.

Сул металл BCDG галактикууд (нийтдээ ~10 байдаг) ба HII бүсүүд нь гелийн анхдагч элбэг дэлбэг байдлын талаархи мэдээллийн эх сурвалж юм. Спектрийн объект бүрийн хувьд металл чанар (Z) ба He концентраци (Y) -ийг тодорхойлно. Y-Z диаграммыг тодорхой аргаар Z=0 болгон экстраполяци хийснээр анхдагч гелийн тооцоог олж авна.

Yp-ийн үр дүнгийн утга нь нэг бүлэг ажиглагч, ажиглалтын үе бүрт харилцан адилгүй байдаг. Тиймээс, энэ салбарын хамгийн нэр хүндтэй мэргэжилтнүүдээс бүрдсэн нэг нь: Изотова, Туан (Туань) нар BCDG галактикуудын хувьд Yp = 0.245 ± 0.004 утгыг авсан бол HII - бүсүүдийн хувьд (2010) Yp = 0.2565 утгыг тогтоов. ± 0.006. Пеймбертээр удирдуулсан өөр нэг эрх мэдэл бүхий бүлэг мөн 0.228±0.007-аас 0.251±0.006 хүртэлх янз бүрийн Yp утгыг авсан.

Онолын загварууд

Онол бий болгох, баталгаажуулах ажиглалтын өгөгдлүүдийн бүх багцаас гол нь дараах байдалтай байна.

Тэдний тайлбар нь ажиглагч бүр ажиглалтын газар, чиглэлээс үл хамааран нэг цаг мөчид дунджаар ижил зургийг олж илрүүлдэг гэсэн постулатаас эхэлдэг. Өөрөөр хэлбэл, том хэмжээний хувьд Орчлон ертөнц орон зайн хувьд нэгэн төрлийн бөгөөд изотроп юм. Энэхүү мэдэгдэл нь цаг хугацааны хувьд нэгэн төрлийн бус байхыг, өөрөөр хэлбэл бүх ажиглагчдад хүртээмжтэй үйл явдлын тодорхой дарааллыг бий болгохыг хориглодоггүй гэдгийг анхаарна уу.

Хөдөлгөөнгүй орчлон ертөнцийн онолыг дэмжигчид заримдаа дөрвөн хэмжээст орон зай нь нэгэн төрлийн, изотропийн шинж чанартай байх ёстой "сансар судлалын төгс зарчмыг" боловсруулдаг. Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнцөд ажиглагдаж буй хувьслын үйл явц нь ийм сансар судлалын зарчимтай нийцэхгүй байх шиг байна.

Ерөнхийдөө физикийн дараах онол, хэсгүүдийг загвар бүтээхэд ашигладаг.

Тэнцвэрийн статистик физик, түүний үндсэн ойлголт, зарчим, түүнчлэн харьцангуй хийн онол.
Таталцлын онол, ихэвчлэн GR. Хэдийгээр түүний үр нөлөөг зөвхөн нарны аймгийн хэмжээнд туршиж үзсэн ч галактик болон бүхэл бүтэн ертөнцийн хэмжээнд ашиглах эсэх нь эргэлзээтэй байж болно.
Энгийн бөөмсийн физикийн зарим мэдээлэл: үндсэн бөөмсийн жагсаалт, тэдгээрийн шинж чанар, харилцан үйлчлэлийн төрөл, хадгалалтын хуулиуд. Хэрэв протон нь тогтвортой бөөмс биш, задрах байсан бол сансар судлалын загварууд илүү хялбар байх байсан бөгөөд физик лабораторид хийсэн орчин үеийн туршилтууд үүнийг батлаагүй байна. Одоогийн байдлаар ажиглалтын өгөгдлийг хамгийн сайн тайлбарлах загваруудын багц нь:

Их тэсрэлтийн онол. Орчлон ертөнцийн химийн найрлагыг тодорхойлдог.
Инфляцийн үе шатны онол. Өргөтгөсөн шалтгааныг тайлбарлав.
Фридманы өргөтгөлийн загвар. Өргөтгөлийг дүрсэлдэг.
Шаталсан онол. Том хэмжээний бүтцийг дүрсэлдэг.

Өргөн хүрээний загвар

Тэлж буй орчлон ертөнцийн загвар нь тэлэлтийн бодит үнэнийг тодорхойлдог. Ер нь орчлон ертөнц хэзээ, яагаад тэлж эхэлснийг тооцдоггүй. Ихэнх загварууд нь харьцангуйн ерөнхий онол ба таталцлын мөн чанарын талаарх геометрийн үзэл баримтлал дээр суурилдаг.

Хэрэв изотропийн тэлэлттэй орчинг материтай нягт холбоотой координатын системд авч үзвэл орчлон ертөнцийн тэлэлт нь галактикууд "тарьсан" бүх координатын сүлжээний масштабын хүчин зүйлийн өөрчлөлт хүртэл албан ёсоор буурдаг. Ийм координатын системийг ирэх гэж нэрлэдэг. Лавлагааны гарал үүслийг ихэвчлэн ажиглагчид хавсаргасан байдаг.

Орчлон ертөнц үнэхээр хязгааргүй юм уу эсвэл орон зай, эзэлхүүнээрээ хязгаарлагдмал уу гэдэг ганцхан үзэл бодол байдаггүй. Гэсэн хэдий ч гэрлийн хурд хязгаарлагдмал, Их тэсрэлт оршин тогтнож байсан тул ажиглагдаж болох ертөнц хязгаарлагдмал.

Фридманы загвар

Үе шат	Хувьсал	Хаббл параметр
инфляци
цацрагийн давамгайлал p=ρ/3
тоосны үе шат p=const
- давамгайлал

Харьцангуй ерөнхий онолын хүрээнд орчлон ертөнцийн бүх динамикийг масштабын хүчин зүйлийн хувьд энгийн дифференциал тэгшитгэл болгон бууруулж болно.

Тогтмол муруйлттай нэгэн төрлийн изотроп дөрвөн хэмжээст орон зайд хязгааргүй ойрхон хоёр цэгийн хоорондох зайг дараах байдлаар бичиж болно.

Энд k нь утгыг авдаг:

• 3D хавтгайд k=0
• 3d бөмбөрцгийн хувьд k=1
• 3D гипер бөмбөрцгийн хувьд k=-1

x - Бараг декарт координат дахь 3 хэмжээст радиус вектор: .

Хэрэв хэмжүүрийн илэрхийлэлийг GR тэгшитгэлд орлуулсан бол бид дараах тэгшитгэлийн системийг олж авна.

• Эрчим хүчний тэгшитгэл

• Хөдөлгөөний тэгшитгэл

• Тасралтгүй байдлын тэгшитгэл

Энд Λ нь сансар огторгуйн тогтмол, ρ нь орчлон ертөнцийн дундаж нягт, P нь даралт, c нь гэрлийн хурд юм.

Өгөгдсөн тэгшитгэлийн систем нь сонгосон параметрүүдээс хамааран олон шийдлийг зөвшөөрдөг. Үнэн хэрэгтээ параметрүүдийн утгууд нь зөвхөн одоогийн мөчид тогтмол бөгөөд цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг тул өргөтгөлийн хувьслыг олон шийдлээр дүрсэлсэн болно.

Хаббл хуулийн тайлбар

Ажиглагчаас r 1 зайд ирж буй системд байрлах эх үүсвэр байна гэж бодъё. Ажиглагчийн хүлээн авах төхөөрөмж нь ирж буй долгионы үе шатыг бүртгэдэг. Ижил фазтай цэгүүдийн хоорондох хоёр интервалыг авч үзье.

Нөгөөтэйгүүр, хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэмжигдэхүүн дэх гэрлийн долгионы хувьд дараахь тэгш байдлыг хангана.

Хэрэв бид энэ тэгшитгэлийг нэгтгэж, координатыг солихдоо r нь цаг хугацаанаас хамаардаггүй гэдгийг санаж байвал долгионы урт нь Орчлон ертөнцийн муруйлтын радиустай харьцуулахад бага байх нөхцөлд бид дараахь харьцааг олж авна.

Хэрэв бид үүнийг анхны харьцаагаар орлуулах юм бол:

Баруун гар талыг Тейлорын цуврал болгон өргөжүүлсний дараа жижиг байдлын эхний эрэмбийн нэр томъёог харгалзан бид Хаббл хуультай яг таарч байгаа харьцааг олж авна. Тогтмол Н нь дараах хэлбэртэй байна.

ΛCDM

Өмнө дурьдсанчлан, Фридманы тэгшитгэл нь параметрүүдээс хамааран олон шийдлийг зөвшөөрдөг. Орчин үеийн ΛCDM загвар нь нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн параметрүүдтэй Фридманы загвар юм. Ихэвчлэн ажиглагчдын ажилд тэдгээрийг эгзэгтэй нягтын хувьд өгдөг.

Хэрэв бид Хаббл хуулиас зүүн талыг илэрхийлбэл бууруулсны дараа дараах хэлбэрийг авна.

Энд Ω m =ρ/ρ cr , Ω k = -(kc 2)/(a 2 H 2) , Ω Λ =(8πGΛc 2)/ρ cr. Хэрэв Ω m + Ω Λ = 1, өөрөөр хэлбэл, матери ба харанхуй энергийн нийт нягт нь критиктэй тэнцүү бол k = 0, өөрөөр хэлбэл орон зай тэгш, илүү бол k = байна гэдгийг энэ оруулгаас харж болно. 1 , хэрэв k = -1-ээс бага бол

Орчин үеийн нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн тэлэлтийн загварт сансар судлалын тогтмол нь эерэг бөгөөд тэгээс эрс ялгаатай, өөрөөр хэлбэл таталцлын эсрэг хүч их хэмжээгээр үүсдэг. Ийм хүчний мөн чанар нь тодорхойгүй, онолын хувьд ийм нөлөөг физик вакуумын үйлчлэлээр тайлбарлаж болох боловч хүлээгдэж буй эрчим хүчний нягтрал нь сансар судлалын тогтмолын ажиглагдсан утгатай харгалзах энергиэс олон тооны дараалалтай болж хувирдаг. - сансар судлалын байнгын асуудал.

Үлдсэн сонголтууд нь одоогоор зөвхөн онолын сонирхолтой байгаа боловч шинэ туршилтын өгөгдөл гарч ирснээр энэ нь өөрчлөгдөж магадгүй юм. Сансар судлалын орчин үеийн түүх ийм жишээнүүдийг аль хэдийн мэддэг болсон: сансар судлалын тэг тогтмол бүхий загварууд Хаббл сансар судлалын улаан шилжилтийг нээснээс хойш 1998 он хүртэл (1960-аад онд бусад загваруудыг сонирхохыг эс тооцвол) болзолгүйгээр давамгайлж, Ia төрлийн мэдээлэл гарч ирэх хүртэл. хэт шинэ одууд тэдний няцаасан.

Өргөтгөлийн цаашдын хувьсал

Өргөтгөлийн цаашдын явц нь ерөнхийдөө сансар судлалын тогтмол Λ, сансрын муруйлт k, P(ρ) төлөвийн тэгшитгэлээс хамаарна. Гэсэн хэдий ч өргөтгөлийн хувьслыг нэлээд ерөнхий таамаглал дээр үндэслэн чанарын хувьд үнэлж болно.

Хэрэв сансар судлалын тогтмолын утга сөрөг байвал зөвхөн татах хүч л үйлчилнэ, өөр юу ч биш. Эрчим хүчний тэгшитгэлийн баруун тал нь зөвхөн R-ийн хязгаарлагдмал утгуудын хувьд сөрөг биш байх болно. Энэ нь R c-ийн зарим утгад орчлон ертөнц k-ийн аль ч утгаар, тэгшитгэлийн хэлбэрээс үл хамааран агшиж эхэлнэ гэсэн үг юм. муж.

Хэрэв сансар огторгуйн тогтмол нь тэгтэй тэнцүү бол H 0-ийн өгөгдсөн утгын хувьсал бүхэлдээ материйн анхны нягтралаас хамаарна.

Хэрэв , тэгвэл тэлэлт нь асимптотын хувьд тэг рүү чиглэсэн хурдны хязгаарт хязгааргүй үргэлжилнэ. Хэрэв нягт нь эгзэгтэй хэмжээнээс их байвал орчлон ертөнцийн тэлэлт удааширч, агшилтаар солигдоно. Хэрэв бага бол өргөтгөл нь тэг биш H хязгаартай хязгааргүй үргэлжилнэ.

Хэрэв Λ>0 ба k≤0 бол орчлон ертөнц монотон байдлаар тэлэх боловч Λ=0-ээс ялгаатай нь R-ийн их утгын хувьд тэлэлтийн хурд нэмэгддэг.

k=1 үед сонгосон утга нь . Энэ тохиолдолд R-ийн утга байдаг бөгөөд энэ нь орчлон ертөнц статик юм.

Λ>Λ c-ийн хувьд тэлэлтийн хурд нь тодорхой мөч хүртэл буурч, дараа нь тодорхойгүй хугацаагаар нэмэгдэж эхэлдэг. Хэрэв Λ нь Λ c-ээс бага зэрэг давсан бол хэсэг хугацаанд тэлэлтийн хурд бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

тохиолдолд Λ<Λ c всё зависит от начального значения R, с которого началось расширения. В зависимости от этого значения Вселенная либо будет расширяться до какого-то размера, а потом сожмётся, либо будет неограниченно расширяться.

Их тэсрэлтийн онол (Халуун ертөнцийн загвар)

Их тэсрэлтийн онол бол анхдагч нуклеосинтезийн онол юм. Энэ нь химийн элементүүд хэрхэн үүссэн, яагаад тэдгээрийн элбэг дэлбэг байдал одоо ажиглагдаж байгаатай яг ижил байна гэсэн асуултад хариулдаг. Энэ нь өнгөрсөн үе рүү шилжих үед бөөмийн дундаж энерги (температур) нэмэгддэг гэсэн таамаглал дээр үндэслэн цөмийн болон квант физикийн хуулиудын экстраполяци дээр суурилдаг.

Хэрэглэх хязгаар нь өндөр энергийн бүс нутаг бөгөөд үүнээс дээш судлагдсан хуулиуд ажиллахаа болино. Үүний зэрэгцээ, ийм бодис байхаа больсон, гэхдээ бараг цэвэр энерги байдаг. Хэрэв бид Хабблын хуулийг тэр мөчид экстраполяци хийх юм бол Орчлон ертөнцийн харагдах хэсэг нь бага хэмжээний эзэлхүүнтэй байх болно. Жижиг эзэлхүүн, өндөр энерги нь дэлбэрэлтийн дараах материйн төлөв байдал, иймээс онолын нэр - Big Bang-ийн онол. Үүний зэрэгцээ, "Энэ дэлбэрэлт юунаас болсон, түүний мөн чанар юу вэ?" Гэсэн асуултын хариулт нь хамрах хүрээнээс гадуур хэвээр байна.

Мөн Big Bang онол нь сансрын бичил долгионы арын цацрагийн гарал үүслийг урьдчилан таамаглаж, тайлбарласан - энэ бол бүх бодис ионжсон хэвээр байсан бөгөөд гэрлийн даралтыг тэсвэрлэх чадваргүй байсан үеийн өв юм. Өөрөөр хэлбэл, реликт дэвсгэр нь "Орчлон ертөнцийн фотосфер"-ийн үлдэгдэл юм.

Орчлон ертөнцийн энтропи

Халуун орчлон ертөнцийн онолыг батлах гол аргумент бол түүний тодорхой энтропийн үнэ цэнэ юм. Энэ нь тэнцвэрийн фотонуудын концентраци n γ-ийн барионуудын концентраци n b-ийн харьцаатай тэнцүү бөгөөд тоон коэффициент хүртэл байна.

n b-ийг критик нягтрал ба барионуудын фракцаар илэрхийлье.

Энд h 100 нь орчин үеийн Хаббл утгыг 100 км / (с Mpc) нэгжээр илэрхийлсэн бөгөөд сансрын бичил долгионы дэвсгэрийн хувьд T = 2.73 К.

см −3,

бид авах:

Харилцан утга нь тодорхой энтропийн утга юм.

Эхний гурван минут. Анхдагч нуклеосинтез

Төрөлтийн эхэн үеэс (эсвэл ядаж инфляцийн үе шат дууссанаас) болон температур 10 16 ГВ (10 −10 секунд) -ээс доош байх хүртэлх хугацаанд мэдэгдэж буй бүх энгийн хэсгүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь бүгд байдаг. масс байхгүй. Энэ үеийг цахилгаан сул ба хүчтэй харилцан үйлчлэлийн нэгдэл болох Их нэгдлийн үе гэж нэрлэдэг.

Одоогийн байдлаар яг ямар бөөмс байгааг хэлэх боломжгүй ч тодорхой зүйл хэвээр байна. η-ийн утга нь зөвхөн тодорхой энтропийн үзүүлэлт төдийгүй эсрэг бөөмсөөс илүү бөөмсийг тодорхойлдог.

Температур 10 15 ГэВ-ээс доош унах үед тохирох масстай X-, Y-бозонууд ялгарах магадлалтай.

Их нэгдлийн эрин үе нь цахилгаан соронзон ба сул харилцан үйлчлэл нь нэг цогцыг илэрхийлдэг цахилгаан сул нэгдлийн эрин үеээр солигддог. Энэ эрин үед X, Y-бозонууд устаж үгүй ​​болдог. Температур 100 ГэВ хүртэл буурах үед цахилгаан сул нэгдлийн эрин үе дуусч, кварк, лептон, завсрын бозонууд үүсдэг.

Адроны эрин үе ирж байна, адрон, лептонуудыг идэвхтэй үйлдвэрлэх, устгах эрин үе ирж байна. Энэ эрин үед кваркуудыг адрон болгон нэгтгэх боломжтой болсон кварк-адроны шилжилтийн мөч буюу кваркыг саатуулах мөч нь анхаарал татаж байна. Энэ мөчид температур 300-1000 МэВ, Орчлон ертөнц үүссэнээс хойшхи хугацаа 10 −6 секунд байна.

Адроны эриний эрин үе нь лептоны эрин үеээр өвлөгддөг - температур 100 МэВ хүртэл буурч, цагт 10 -4 секундын үед. Энэ эрин үед орчлон ертөнцийн бүтэц орчин үеийнхтэй төстэй болж эхэлдэг; гол бөөмс нь фотонууд бөгөөд тэдгээрээс гадна зөвхөн электрон ба нейтрино нь тэдгээрийн эсрэг бөөмсүүд, түүнчлэн протон, нейтронууд байдаг. Энэ хугацаанд нэг чухал үйл явдал тохиолддог: бодис нь нейтринотой тунгалаг болдог. Реликт дэвсгэр гэх мэт зүйл байдаг, гэхдээ нейтриногийн хувьд. Гэхдээ нейтрино хуваагдах нь фотоныг салгахаас өмнө үүссэн тул зарим төрлийн бөөмс устаж амжаагүй байхад бусад хэсгүүдэд нь эрчим хүчээ өгч, тэд илүү хөрчээ. Хэрэв нейтрино ямар ч массгүй (эсвэл масс нь өчүүхэн) бол нейтрино хий 1.9 К хүртэл хөргөсөн байх ёстой.

Т≈0.7 МэВ температурт өмнө нь байсан протон ба нейтроны хоорондох термодинамик тэнцвэрт байдал зөрчигдөж, нейтрон ба протоны концентрацийн харьцаа 0.19 утгаараа хөлддөг. Дейтерий, гелий, литийн цөмийн нийлэгжилт эхэлдэг. Орчлон ертөнц үүссэнээс хойш ~ 200 секундын дараа температур нь нуклеосинтез хийх боломжгүй хэмжээнд хүртэл буурч, анхны одод төрөх хүртэл бодисын химийн найрлага өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

Их тэсрэлтийн онолын асуудлууд

Хэдийгээр мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гарсан ч халуун орчлон ертөнцийн онол хэд хэдэн бэрхшээлтэй тулгардаг. Хэрэв Их тэсрэлт нь орчлон ертөнцийн тэлэлтэд хүргэсэн бол ерөнхий тохиолдолд материйн хүчтэй жигд бус хуваарилалт үүсч болох бөгөөд энэ нь ажиглагддаггүй. Их тэсрэлтийн онол ч мөн адил орчлон ертөнц тэлэхийг тайлбарлаагүй, харин үүнийг бодитой гэж хүлээн зөвшөөрдөг.

Анхны үе шатанд бөөмс ба эсрэг бөөмсийн тооны харьцаа нь орчин үеийн эсрэг бодисыг давамгайлахад хүргэсэн гэж онол үздэг. Эхэндээ орчлон ертөнц тэгш хэмтэй байсан гэж таамаглаж болно - ижил хэмжээний матери ба антиматер байсан боловч дараа нь барион тэгш бус байдлыг тайлбарлахын тулд бариогенезийн зарим механизм шаардлагатай бөгөөд энэ нь протоны задралд хүргэж болзошгүй юм. , энэ нь бас ажиглагддаггүй.

Их нэгдлийн янз бүрийн онолууд нь орчлон ертөнцийн эхэн үед олон тооны соронзон монополууд үүссэнийг санал болгодог бөгөөд тэдгээр нь хараахан олдоогүй байна.

инфляцийн загвар

Инфляцийн онолын үүрэг бол тэлэлтийн онол болон Их тэсрэлтийн онолын ард үлдсэн асуултуудад хариулах явдал юм: "Орчлон ертөнц яагаад тэлж байна вэ? Тэгээд Big Bang гэж юу вэ? Үүнийг хийхийн тулд тэлэлт нь цаг хугацааны тэг цэг хүртэл экстраполяци хийж, орчлон ертөнцийн бүх массыг нэг цэгт байрлуулж, ихэвчлэн Big Bang гэж нэрлэдэг сансар судлалын онцгой шинж чанарыг бүрдүүлдэг. Харьцангуйн ерөнхий онолыг тухайн үед хэрэглэхээ больсон бололтой, энэ нь олон тооны, гэхдээ харамсалтай нь, энэ асуудлыг шийддэг илүү ерөнхий онолыг (эсвэл бүр "шинэ физик") боловсруулах гэсэн цэвэр таамаглалын оролдлогуудыг бий болгож байна. сансар судлалын өвөрмөц байдал.

Инфляцийн үе шатны гол санаа нь хэрэв бид инфлантон хэмээх скаляр талбарыг жолоодвол түүний нөлөөлөл нь эхний үе шатанд хүчтэй байдаг (ойролцоогоор 10-42 секундээс эхэлдэг), гэхдээ цаг хугацаа өнгөрөх тусам хурдан буурдаг, дараа нь хавтгай геометр байдаг. Инфляцийн үед хуримтлагдсан их кинетик энергийн улмаас Хаббл тэлэлт нь инерцийн хөдөлгөөн болж, анх учир шалтгааны улмаас холбогдсон жижиг бүс нутгаас гаралтай нь орчлон ертөнцийн нэгдмэл байдал, изотропийг тайлбарлаж болно.

Гэсэн хэдий ч инфляцийг тохируулах маш олон арга байдаг бөгөөд энэ нь эргээд маш олон загварыг бий болгодог. Гэхдээ дийлэнх нь удаан эргэлддэг гэсэн таамаглал дээр суурилдаг: инфлантоны потенциал аажмаар буурч тэгтэй тэнцүү байна. Потенциалын тодорхой төрөл, анхны утгыг тохируулах арга нь сонгосон онолоос хамаарна.

Инфляцийн онолыг мөн цаг хугацааны хувьд хязгааргүй, хязгаарлагдмал гэж хуваадаг. Хязгааргүй инфляцитай онолын хувьд орон зайн бүс нутгууд - домэйнууд - өргөжиж эхэлсэн боловч квантын хэлбэлзлийн улмаас анхны байдалдаа буцаж ирсэн бөгөөд энэ нь дахин инфляци үүсэх нөхцөл байдал үүсдэг. Ийм онолд хязгааргүй боломж бүхий аливаа онол, инфляцийн тухай Линдегийн эмх замбараагүй онол багтдаг.

Хязгаарлагдмал инфляцийн хугацаатай онолуудад эрлийз загвар орно. Үүнд хоёр төрлийн талбар байдаг: эхнийх нь том эрчим хүчийг (тиймээс тэлэлтийн хурдыг) хариуцдаг, хоёр дахь нь инфляци дуусах мөчийг тодорхойлдог жижиг энергийг хариуцдаг. Энэ тохиолдолд квантын хэлбэлзэл нь зөвхөн эхний талбарт нөлөөлж болох боловч хоёр дахь талбарт нөлөөлөхгүй бөгөөд энэ нь инфляцийн процесс өөрөө хязгаарлагдмал гэсэн үг юм.

Инфляцийн шийдэгдээгүй асуудалд температурын үсрэлт маш өргөн хүрээтэй байдаг бөгөөд зарим үед бараг үнэмлэхүй тэг хүртэл буурдаг. Инфляцийн төгсгөлд бодисыг өндөр температурт дахин халаана. Ийм хачин зан үйлийн боломжит тайлбарын үүргийг "параметрийн резонанс" гэж санал болгож байна.

олон талт

"Multiverse", "Big Universe", "Multiverse", "Hyperuniverse", "Superuniverse", "Multiverse", "Omniverse" - англи хэл дээрх multiverse гэсэн нэр томъёоны янз бүрийн орчуулга. Энэ нь инфляцийн онолыг боловсруулах явцад гарч ирсэн.

Бөөмийн тэнгэрийн хаяаны хэмжээнээс илүү зайгаар тусгаарлагдсан орчлон ертөнцийн бүсүүд бие биенээсээ хамааралгүйгээр хувьсан өөрчлөгддөг. Аливаа ажиглагч зөвхөн бөөмийн тэнгэрийн хаяа хүртэлх зайтай тэнцүү радиустай бөмбөрцөгт эзлэхүүнтэй тэнцүү мужид тохиолддог процессуудыг л хардаг. Инфляцийн эрин үед тэнгэрийн хаяаны эрэмбийн зайгаар тусгаарлагдсан тэлэлтийн хоёр бүс огтлолцдоггүй.

Ийм домайныг манайх шиг тусдаа орчлон ертөнц гэж үзэж болно: тэдгээр нь ижил төстэй, том хэмжээний хувьд изотроп шинж чанартай байдаг. Ийм формацийн конгломерат нь Multiverse юм.

Инфляцийн эмх замбараагүй онол нь хязгааргүй олон янзын орчлон ертөнцийг авч үздэг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь бусад ертөнцөөс өөр физик тогтмолуудтай байж болно. Өөр нэг онолд орчлон ертөнцүүд квант хэмжээсээрээ ялгаатай байдаг. Тодорхойлолтоор эдгээр таамаглалыг туршилтаар шалгах боломжгүй юм.

Инфляцийн онолын өөр хувилбарууд

Сансрын инфляцийн загвар нь нэлээд амжилттай боловч сансар судлалыг авч үзэх шаардлагагүй юм. Түүнд Рожер Пенроуз зэрэг өрсөлдөгчид бий. Тэдний аргумент нь инфляцийн загварын санал болгож буй шийдлүүд орхигдсон нарийн ширийн зүйлийг ардаа орхиж байгаатай холбоотой юм. Жишээлбэл, энэ онол нь инфляцийн өмнөх үе дэх нягтын хямрал нь инфляцийн дараа ажиглагдахуйц нэгэн төрлийн байдал бий болох тийм бага байх ёстой гэсэн үндсэн үндэслэлийг санал болгодоггүй. Нөхцөл байдал орон зайн муруйлттай төстэй: инфляцийн үед энэ нь ихээхэн буурдаг боловч инфляци үүсэхээс өмнө энэ нь орчлон ертөнцийн хөгжлийн өнөөгийн үе шатанд илэрч байгаа нь тийм ч чухал биш болоход юу ч саад болоогүй юм. Өөрөөр хэлбэл, анхны утгын асуудал шийдэгдээгүй, харин зөвхөн чадварлагаар бүрхэгдсэн байдаг.

Альтернатив хувилбаруудын хувьд чавхдаст онол, барааны онол, мөн мөчлөгийн онол зэрэг чамин онолуудыг санал болгож байна. Эдгээр онолын гол санаа нь Big Bang-аас өмнө шаардлагатай бүх анхны утгуудыг бий болгосон явдал юм.

Мөрний онол нь ердийн дөрвөн хэмжээст орон зай-цагт хэд хэдэн хэмжигдэхүүнийг нэмэхийг шаарддаг бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн эхэн үед үүрэг гүйцэтгэх байсан ч одоо нягтаршсан төлөвт байна. Эдгээр хэмжээсүүд яагаад нягтардаг вэ гэсэн зайлшгүй асуултанд дараах хариултыг санал болгож байна: супер утаснууд нь T-хоёрдмол шинж чанартай байдаг бөгөөд үүнтэй холбогдуулан утас нь нэмэлт хэмжээсүүд дээр "салхи" болж, тэдгээрийн хэмжээг хязгаарладаг.

Брайн онолд (М-онол) бүх зүйл хүйтэн, статик таван хэмжээст орон зай-цаг хугацаанаас эхэлдэг. Орон зайн дөрвөн хэмжигдэхүүн нь гурван хэмжээст хана эсвэл гурван хүрээгээр хязгаарлагддаг; Эдгээр хананы нэг нь бидний амьдарч буй орон зай бөгөөд хоёр дахь хана нь ойлголтоос далд байдаг. Дөрвөн хэмжээст орон зайд хоёр хилийн хооронд хаа нэгтээ өөр гурван салаа "алдагдсан" байдаг. Онолоор бол энэ бран биднийхтэй мөргөлдөхөд их хэмжээний энерги ялгарч улмаар Их тэсрэлт үүсэх нөхцөл бүрддэг.

Циклийн онолууд нь Их тэсрэлт нь өвөрмөц зүйл биш, харин орчлон ертөнц нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих шилжилтийг илэрхийлдэг гэж үздэг. Циклийн онолыг анх 1930-аад онд дэвшүүлсэн. Ийм онолын бүдэрч буй зүйл нь термодинамикийн хоёр дахь хууль байсан бөгөөд үүний дагуу энтропи зөвхөн өсөх боломжтой юм. Энэ нь өмнөх Их тэсрэлтийн үеийнхээс хамаагүй богино байх ба тэдгээрийн доторх бодисууд сүүлийн Их тэсрэлтийн үеийнхээс хамаагүй халуун байх байсан гэсэн үг. Одоогийн байдлаар байнга өсөн нэмэгдэж буй энтропийн асуудлыг шийдэж чадсан мөчлөгийн хэлбэрийн хоёр онол байдаг: Штайнхардт-Турок онол ба Баум-Фрамптон онол.

Том хэмжээний бүтцийн хувьслын онол

Уран бүтээлч хүний ​​төсөөлж буй протогалактик үүл үүсэх, нурах.

Арын дэвсгэр дээрх өгөгдлөөс харахад цацрагийг бодисоос салгах мөчид орчлон ертөнц үнэндээ нэгэн төрлийн, материйн хэлбэлзэл маш бага байсан бөгөөд энэ нь маш чухал асуудал юм. Хоёрдахь асуудал бол галактикийн супер бөөгнөрөлүүдийн эсийн бүтэц, үүнтэй зэрэгцэн жижиг кластеруудын бөмбөрцөг бүтэц юм. Орчлон ертөнцийн том хэмжээний бүтцийн гарал үүслийг тайлбарлахыг оролдсон аливаа онол нь эдгээр хоёр асуудлыг шийдвэрлэх ёстой (мөн галактикийн морфологийг зөв загварчлах).

Том хэмжээний бүтэц, түүнчлэн бие даасан галактик үүсэх орчин үеийн онолыг "шаталсан онол" гэж нэрлэдэг. Онолын мөн чанар нь дараах байдалтай байна: эхлээд галактикууд жижиг хэмжээтэй (Магелланы үүлний хэмжээтэй) байсан боловч цаг хугацаа өнгөрөхөд тэд нэгдэж, улам бүр том галактикуудыг үүсгэдэг.

Сүүлийн үед онолын үнэн зөв эсэх нь эргэлзээтэй байгаа бөгөөд цомхотгол нь үүнд бага ч болов нөлөөлсөн. Гэсэн хэдий ч онолын судалгаанд энэ онол давамгайлж байна. Ийм судалгааны хамгийн тод жишээ бол Мянганы симуляци (Millennium run) юм.

Ерөнхий заалтууд

Орчлон ертөнцийн эхэн үеийн хэлбэлзлийн гарал үүсэл, хувьслын сонгодог онол бол нэгэн төрлийн изотроп ертөнцийн тэлэлттэй холбоотой жинсэн онол юм.

Хаана бидДундаж дахь дууны хурд, Г- таталцлын тогтмол, ρ - цочролгүй орчны нягт, харьцангуй хэлбэлзлийн хэмжээ, Φ - орчны үүсгэсэн таталцлын потенциал, v - орчны хурд, p(x,t) - орон нутгийн орчны нягтрал ба тооцоолол нь ирж буй координатын системд явагдана.

Өгөгдсөн тэгшитгэлийн системийг нэг болгон бууруулж, нэгэн төрлийн бус байдлын хувьслыг дүрсэлж болно.

Энд a нь масштабын хүчин зүйл, k нь долгионы вектор юм. Үүнээс, ялангуяа тогтворгүй хэлбэлзэл нь хэмжээнээс хэтэрсэн хэлбэлзэл юм.

Энэ тохиолдолд цочрол нь Хаббл параметрийн хувьсал болон эрчим хүчний нягтралаас хамааран шугаман эсвэл сул болно.

Энэ загвар нь релятивистик бус орчинд (цацраг туяа давамгайлсан үе дэх харанхуй бодисыг оруулаад) одоогийн үйл явдлын давхрагаас хамаагүй бага бол үймээн самууны уналтыг хангалттай дүрсэлсэн болно. Эсрэг тохиолдолд яг харьцангуйн тэгшитгэлийг авч үзэх шаардлагатай. Нягт багатай цочролыг харгалзан хамгийн тохиромжтой шингэний энерги-моментийн тензор

нь ковариантаар хадгалагдах бөгөөд үүнээс харьцангуй тохиолдлын ерөнхийлсөн гидродинамик тэгшитгэлүүд гарч ирнэ. GR тэгшитгэлийн хамт тэдгээр нь Фридманы шийдлийн дэвсгэр дээр сансар судлалын хэлбэлзлийн хувьслыг тодорхойлдог тэгшитгэлийн анхны системийг төлөөлдөг.

Рекомбинацийн өмнөх үе

Орчлон ертөнцийн том хэмжээний бүтцийн хувьслын сонгосон мөчийг устөрөгчийн дахин нэгтгэх мөч гэж үзэж болно. Энэ хүртэл зарим механизмууд ажилладаг, дараа нь огт өөр байдаг.

Анхны нягтын долгион нь үйл явдлын давхрагаас том бөгөөд Орчлон ертөнц дэх бодисын нягтралд нөлөөлдөггүй. Гэвч энэ нь тэлэхийн хэрээр тэнгэрийн хаяаны хэмжээг цочролын долгионы урттай харьцуулж, "долгион тэнгэрийн хаяаг орхидог" эсвэл "тэнгэрийн хаяанд ордог" гэж хэлдэг. Үүний дараа түүний тэлэлтийн үйл явц нь өргөжиж буй дэвсгэр дээр дууны долгион тархах явдал юм.

Энэ эрин үед одоогийн эрин үед 790 Mpc-ээс ихгүй долгионы урттай долгионууд тэнгэрийн хаяа доогуур орж ирдэг. Галактикууд болон тэдгээрийн бөөгнөрөл үүсэхэд чухал долгионууд энэ үе шатны хамгийн эхэнд орж ирдэг.

Одоогийн байдлаар энэ нь олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй плазм бөгөөд бүх дуу чимээний эвдрэлийг арилгах олон янзын үр дүнтэй механизмууд байдаг. Сансар судлалд хамгийн үр дүнтэй нь Торгоны чийгшүүлэгч юм. Бүх дуу чимээ дарагдсаны дараа зөвхөн адиабат цочрол үлдэнэ.

Хэсэг хугацааны туршид энгийн болон харанхуй материйн хувьсал синхроноор явагддаг боловч цацраг туяатай харилцан үйлчлэлийн улмаас энгийн бодисын температур илүү удаан буурдаг. Харанхуй бодис ба барион бодисын кинематик ба дулааны тусгаарлалт байдаг. Энэ мөч нь 10 5 цагт тохиолддог гэж үздэг.

Барион-фотон бүрэлдэхүүн хэсэг нь тусгаарлагдсаны дараа болон цацрагийн үе шат дуусах хүртэлх үйлдлийг тэгшитгэлээр тодорхойлно.

Энд k нь авч үзсэн долгионы импульс, η нь конформын хугацаа юм. Түүний шийдлээс үзэхэд тухайн эрин үед барионы бүрэлдэхүүн хэсгийн нягтрал дахь цочролын далайц нэмэгдэж, буурахгүй, харин акустик хэлбэлзлийг мэдэрсэн.

Үүний зэрэгцээ харанхуй матери ийм хэлбэлзлийг мэдэрдэггүй, учир нь гэрлийн даралт, барион ба электронуудын даралт ч үүнд нөлөөлдөггүй. Түүнээс гадна түүний цочролын далайц нэмэгддэг:

Дахин нэгтгэсний дараа

Рекомбинацын дараа фотон ба нейтриногийн материалд үзүүлэх дарамт нь маш бага юм. Иймээс харанхуй ба барион бодисын цочролыг тодорхойлсон тэгшитгэлийн системүүд нь ижил төстэй байна.

Тэгшитгэлийн төрлүүдийн ижил төстэй байдлаас харахад харанхуй ба барион бодисын хоорондох хэлбэлзлийн ялгаа тогтмол байх хандлагатай байна гэж таамаглаж, дараа нь баталж болно. Өөрөөр хэлбэл, энгийн бодисууд харанхуй бодисоос үүссэн боломжит худаг руу эргэлддэг. Рекомбинацийн дараа нэн даруй цочролын өсөлтийг уусмалаар тодорхойлно

Энд C i нь анхны утгуудаас хамаарах тогтмолууд юм. Дээр дурдсанаас харахад их хэмжээний үед нягтын хэлбэлзэл нь масштабын хүчин зүйлтэй пропорциональ өсдөг.

Энэ догол мөрөнд болон өмнөх хэсэгт өгөгдсөн бүх цочролын өсөлтийн хурд нь k долгионы тоогоор өсдөг тул хамгийн бага орон зайн хэмжүүрийн цочролын анхны хавтгай спектртэй, өөрөөр хэлбэл бага хэмжээтэй объектууд нуралтын үе шатанд эрт ордог. эхлээд масс үүсдэг.

Одон орон судлалын хувьд ~10 5 Mʘ масстай объектууд сонирхолтой байдаг. Баримт нь харанхуй бодис задрахад протогало үүсдэг. Түүний төв рүү чиглэсэн устөрөгч ба гели нь цацарч эхэлдэг бөгөөд 10 5 M ʘ -ээс бага масстай үед энэ цацраг нь хийг эх бүтцийн зах руу буцааж шиддэг. Илүү их масстай үед анхны од үүсэх үйл явц эхэлдэг.

Анхны нуралтын чухал үр дагавар бол спектрийн хатуу хэсэгт ялгарах өндөр масстай одууд гарч ирэх явдал юм. Ялгарсан хатуу квантууд нь саармаг устөрөгчтэй уулзаж, ионжуулдаг. Тиймээс, од үүссэний дараа тэр даруй устөрөгчийн хоёрдогч ионжилт үүсдэг.

Хар энерги давамгайлах үе шат

Хар энергийн даралт, нягт нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй, өөрөөр хэлбэл сансар судлалын тогтмолоор тодорхойлогддог гэж үзье. Дараа нь сансар огторгуйн хэлбэлзлийн ерөнхий тэгшитгэлээс цочрол нь дараах байдлаар хөгждөг.

Потенциал нь масштабын хүчин зүйлтэй урвуу хамааралтай болохыг харгалзан үзвэл энэ нь цочролын өсөлт байхгүй бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ өөрчлөгдөөгүй гэсэн үг юм. Энэ нь шаталсан онол нь одоогийн ажиглагдаж байгаа бүтэцээс том бүтэцтэй байхыг зөвшөөрдөггүй гэсэн үг юм.

Харанхуй энерги ноёрхох эрин үед том хэмжээний бүтцийн хувьд сүүлийн хоёр чухал үйл явдал тохиолддог: Сүүн зам шиг галактикууд гарч ирэх - энэ нь z~2-д тохиолддог бөгөөд бага зэрэг хожуу - галактикуудын бөөгнөрөл, супер бөөгнөрөл үүсэх явдал юм.

Онолын асуудлууд

Шаталсан онол - одод үүсэх, математикийн асар их арсенал ашиглах тухай орчин үеийн, батлагдсан санаанаас логикийн хувьд гарган авсан онолын болон хамгийн чухал нь ажиглалтын шинж чанартай олон асуудалтай тулгараад байна.

Онолын хамгийн том асуудал нь термодинамик ба механикыг нэгтгэх цэг дээр оршдог: нэмэлт физик бус хүчийг нэвтрүүлэхгүйгээр хоёр харанхуй материйн галзууг нэгтгэх боломжгүй юм.
Хоосон зай нь рекомбинациас илүүтэй бидний цаг үед үүссэн байх магадлалтай боловч саяхан нээсэн 300 Mpc хэмжээтэй туйлын хоосон орон зайнууд энэ мэдэгдэлтэй зөрчилдөж байна.
Мөн аварга том галактикууд буруу цагт төрдөг, том z-д ногдох хэмжээ нь онолын таамаглаж байснаас хамаагүй их байдаг. Дээрээс нь онолын хувьд маш хурдан өсөх ёстой байтал энэ хэвээрээ л байна.
Хамгийн эртний бөмбөрцөг бөөгнөрөлүүдийн талаарх мэдээлэл нь 100Mʘ зэрэглэлийн од үүсэхийг тэсвэрлэхийг хүсдэггүй бөгөөд манай нар шиг оддыг илүүд үздэг. Энэ бол онолын өмнө тулгарсан асуудлын зөвхөн нэг хэсэг юм.

Хэрэв та Хабблын хуулийг цаг хугацааны хувьд экстраполяци хийх юм бол та сансар судлалын онцгой байдал гэж нэрлэгддэг таталцлын онцгой шинжтэй цэгтэй болно. Физикийн аналитик аппарат бүхэлдээ ашиггүй болсон тул энэ нь том асуудал юм. Хэдийгээр 1946 онд санал болгосон Гамовын замыг дагаж орчин үеийн физикийн хуулиуд ажиллах хүртэл найдвартай экстраполяци хийх боломжтой боловч "шинэ физик" үүсэх энэ мөчийг яг таг тодорхойлох боломжгүй байна.

Орчлон ертөнцийн хэлбэрийн тухай асуулт бол сансар судлалын чухал нээлттэй асуулт юм. Математикийн хувьд бид Орчлон ертөнцийн орон зайн хэсгийн гурван хэмжээст топологийг, өөрөөр хэлбэл Орчлон ертөнцийн орон зайн талыг хамгийн сайн илэрхийлэх ийм дүрсийг олох асуудалтай тулгарч байна. Харьцангуйн ерөнхий онол нь орон нутгийн онолын хувьд энэ асуултад бүрэн хариулт өгч чадахгүй ч зарим хязгаарлалтыг бий болгодог.

Нэгдүгээрт, орчлон ертөнц орон зайн хувьд хавтгай, өөрөөр хэлбэл Евклидийн геометрийн хуулиуд хамгийн том масштабаар үйлчилдэг эсэх нь тодорхойгүй байна. Одоогийн байдлаар ихэнх сансар судлаачид ажиглагдахуйц орчлон ертөнц нь орон зайн хувьд хавтгай, асар том биетүүд орон зай цагийг гажуудуулдаг орон зайн атираатай маш ойрхон байна гэж үздэг. Энэхүү үзэл бодлыг CMB-ийн температурын өөрчлөлт дэх "акустик хэлбэлзэл"-ийг хардаг WMAP-ийн хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээр нотлогдсон.

Хоёрдугаарт, Ертөнц зүгээр л холбогдсон уу, эсвэл үрждэг үү гэдэг нь тодорхойгүй байна. Стандарт тэлэлтийн загварын дагуу орчлон ертөнц орон зайн хил хязгааргүй боловч орон зайн хувьд хязгаарлагдмал байж болно. Үүнийг хоёр хэмжээст аналогийн жишээгээр ойлгож болно: бөмбөрцгийн гадаргуу нь хил хязгааргүй боловч хязгаарлагдмал талбайтай, бөмбөрцгийн муруйлт тогтмол байдаг. Хэрэв орчлон ертөнц үнэхээр орон зайн хувьд хязгаарлагдмал бол түүний зарим загварт ямар ч чиглэлд шулуун шугамаар хөдөлж, та аяллын эхлэлийн цэгт хүрч болно (зарим тохиолдолд энэ нь орон зай-цаг хугацааны хувьсалын улмаас боломжгүй юм) .

Гуравдугаарт, Орчлон ертөнц анх эргэлдэж төрсөн гэсэн санаа байдаг. Гарал үүслийн сонгодог ойлголт бол Big Bang-ийн изотропийн тухай, өөрөөр хэлбэл энергийг бүх чиглэлд тэгш хуваарилах тухай санаа юм. Гэсэн хэдий ч хоорондоо өрсөлдөж буй таамаглал гарч ирэн, зарим нэг баталгааг олж авав: Физикийн профессор Майкл Лонго (Майкл Лонго) тэргүүтэй Мичиганы их сургуулийн хэсэг судлаачид галактикуудын спираль гар нь цагийн зүүний эсрэг мушгирсан нь галактикаас 7% илүү байдаг болохыг тогтоожээ. "эсрэг чиг баримжаатай" бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн эргэлтийн анхны мөч байгааг илтгэж болно. Энэ таамаглалыг мөн өмнөд хагас бөмбөрцгийн ажиглалтаар шалгах ёстой.

28.02.1993 15:16 | А.Д.Чернин / Орчлон ертөнц ба бид

Одтой тэнгэр бүх цаг үед хүмүүсийн төсөөллийг эзэмдэж ирсэн. Яагаад одод гэрэлтдэг вэ? Тэдний хэд нь шөнө гэрэлтдэг вэ? Тэд биднээс хол байна уу? Оддын ертөнц хил хязгаартай юу? Эрт дээр үеэс хүн энэ тухай бодож, өөрийн амьдарч буй том ертөнцийн бүтцийг ойлгож, ойлгохыг эрэлхийлсээр ирсэн.

Оддын ертөнцийн талаархи хүмүүсийн анхны санаанууд домог, үлгэрт хадгалагдан үлдсэн байдаг. Орчлон ертөнцийн шинжлэх ухаан үүсч, гүн гүнзгий үндэслэл, хөгжлийг олж авахаас өмнө олон зуун, мянган жил өнгөрч, орчлон ертөнцийн гайхалтай энгийн байдал, гайхалтай дэг журмыг бидэнд илчилсэн. Эртний Грекд орчлон ертөнцийг Космос гэж нэрлэдэг байсан нь гайхах зүйл биш юм: энэ үг нь анх дэг журам, гоо үзэсгэлэн гэсэн утгатай байв.

Дэлхийн зураг

"Дууллын ном" гэсэн утгатай "Ригведа" хэмээх эртний Энэтхэгийн номонд хүн төрөлхтний түүхэн дэх бүх орчлон ертөнцийг бүхэлд нь харуулсан хамгийн эртний тайлбаруудын нэгийг олж болно. Энэ нь юуны түрүүнд Дэлхийг агуулдаг. Энэ нь хязгааргүй хавтгай гадаргуу шиг харагддаг - "өргөн уудам орон зай". Энэ гадаргууг дээрээс нь тэнгэр бүрхсэн байдаг - одоор тасархай цэнхэр хонгил. Тэнгэр ба газрын хооронд - "гэрэлтдэг агаар".

Энэ зураг болон эртний Грек, Ромчуудын дунд байсан ертөнцийн талаархи эртний санаануудтай маш төстэй - мөн тэнгэрийн бөмбөгөр доорх хавтгай дэлхий.

Энэ нь шинжлэх ухаанаас маш хол байсан. Гэхдээ энд өөр нэг зүйл чухал юм. Гайхалтай бөгөөд агуу зорилго бол бүх ертөнцийг бодол санаагаар тэврэх явдал юм. Эндээс хүний ​​оюун ухаан орчлон ертөнцийн бүтцийг ойлгож, ойлгож, тайлж, төсөөлөндөө ертөнцийн бүрэн дүр зургийг бүтээх чадвартай гэдэгт итгэх итгэл төрж байна.

Тэнгэрийн бөмбөрцөг

Дэлхий, Нар, Сар, гариг, оддын талаархи хамгийн чухал мэдлэгийг хуримтлуулж, дэлхийн шинжлэх ухааны дүр төрхийг бий болгосон.

VI зуунд. МЭӨ. Эртний агуу математикч, гүн ухаантан Пифагор дэлхий бөмбөрцөг хэлбэртэй гэж сургасан. Үүний нотолгоо нь жишээлбэл, сар хиртэлтийн үеэр манай гаригийн дугуй сүүдэр саран дээр унадаг.

Эртний ертөнцийн өөр нэг агуу эрдэмтэн Аристотель орчлон ертөнцийг бүхэлд нь бөмбөрцөг хэлбэртэй, бөмбөрцөг хэлбэртэй гэж үздэг байв. Энэ санааг зөвхөн тэнгэрийн бөөрөнхий төрхөөс гадна гэрэлтүүлэгчдийн өдөр тутмын дугуй хөдөлгөөнөөр санал болгосон. Тэрээр орчлон ертөнцийг дүрсэлсэн зургийнхаа төвд Дэлхийг байрлуулсан. Түүний эргэн тойронд Нар, Сар, тэр үед мэдэгдэж байсан таван гариг ​​байдаг. Эдгээр бие тус бүр нь манай гарагийг тойрон эргэлддэг өөрийн гэсэн бөмбөрцөгт тохирсон байв. Бие нь өөрийн бөмбөрцөгт "холбогдсон" тул дэлхийг тойрон хөдөлдөг. Бусдыг хамарсан хамгийн алслагдсан бөмбөрцөгийг найм дахь нь гэж үздэг байв. Одууд түүнд наалддаг. Тэрээр мөн өдөр бүр ажиглагдаж буй тэнгэрийн хөдөлгөөний дагуу дэлхийг тойрон эргэдэг байв.

Аристотель селестиел биетүүд нь тэдний бөмбөрцөгтэй адил тусгай "тэнгэрлэг" материалаас бүрддэг гэж үздэг - эфир нь таталцлын болон хөнгөн байдлын шинж чанарыг агуулдаггүй бөгөөд дэлхийн орон зайд мөнхийн тойрог хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг.

Дэлхийн ийм дүр зураг хүмүүсийн оюун санаанд хоёр мянган жилийн турш - Коперникийн эрин үе хүртэл ноёрхож байв. МЭ 2-р зуунд энэ зургийг Александрид амьдарч байсан алдарт одон орон судлаач, газарзүйч Птолемей сайжруулсан. Тэрээр гаригуудын хөдөлгөөний нарийвчилсан математикийн онолыг өгсөн. Птолемей оддын харагдах байрлалыг нарийн тооцоолж чаддаг байсан - одоо хаана байгаа, өмнө нь хаана байсан, дараа нь хаана байх болно.

Үнэн бол таван бөмбөрцөг нь тэнгэр дэх гаригуудын хөдөлгөөний бүх нарийн ширийн зүйлийг хуулбарлахад хангалтгүй байв. Таван тойрог дээр шинээр нэмж, хуучин тойргуудыг шинээр барих шаардлагатай болсон. Птолемейд гариг ​​бүр хэд хэдэн дугуй хөдөлгөөнд оролцдог байсан бөгөөд тэдгээрийн нэмэгдэл нь тэнгэрт гаригуудын харагдахуйц хөдөлгөөнийг бий болгосон.

Дараа нь Дундад зууны үед нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн тэнгэрийн бөмбөрцгийн тухай Аристотелийн сургаалыг огт өөр чиглэлд хөгжүүлэхийг оролдсон. Жишээлбэл, бөмбөрцөгийг болор гэж үзэхийг санал болгосон. Яагаад? Учир нь болор нь тунгалаг бөгөөд үүнээс гадна болор бөмбөрцөг нь үзэсгэлэнтэй юм! Гэсэн хэдий ч ийм нэмэлтүүд нь орчлон ертөнцийн дүр төрхийг сайжруулсангүй.

Коперникийн ертөнц.

Коперникийн нас барсан жил (1543) хэвлэгдсэн ном нь "Тэнгэрийн бөмбөрцгийн хувьсгалын тухай" гэсэн даруухан гарчигтай байв. Гэвч энэ нь Аристотелийн ертөнцийг үзэх үзлийг бүрмөсөн устгасан явдал байв. Хөндий тунгалаг болор бөмбөрцгүүдийн цогц колосс тэр даруй өнгөрсөн үе рүү буцсангүй. Тэр цагаас хойш Орчлон ертөнцийн талаарх бидний ойлголтод шинэ эрин үе эхэлсэн. Энэ нь өнөөдрийг хүртэл үргэлжилж байна.

Коперникийн ачаар нар гаригийн системийн төвд зохих байр сууриа эзэлдэг гэдгийг бид мэдсэн. Дэлхий бол дэлхийн төв биш, харин нарыг тойрон эргэдэг энгийн гаригуудын нэг юм. Тиймээс бүх зүйл байрандаа оров. Нарны аймгийн бүтцийг эцэст нь тайлсан.

Одон орон судлаачдын цаашдын нээлтүүд гаригуудын гэр бүлд нэмэгдэв. Тэдгээрийн ес нь: Мөнгөн ус, Сугар, Дэлхий, Ангараг, Бархасбадь, Санчир, Тэнгэрийн ван, Далай ван, Плутон. Энэ дарааллаар тэд нарны эргэн тойронд тойрог замаа эзэлдэг. Нарны аймгийн олон жижиг биетүүд болох астероид ба сүүлт оддыг илрүүлсэн. Гэвч энэ нь Коперникийн ертөнцийн дүр төрхийг өөрчилсөнгүй. Харин ч энэ бүх нээлтүүд зөвхөн үүнийг баталж, сайжруулж байна.

Одоо бид бөмбөг хэлбэртэй төстэй жижигхэн гариг ​​дээр амьдардаг гэдгээ ойлгосон. Дэлхий нарны эргэн тойронд тойрог замаас тийм ч их ялгаатай биш тойрог замаар эргэдэг. Энэ тойрог замын радиус нь ойролцоогоор 150 сая километр юм.

Коперникийн үед мэдэгдэж байсан хамгийн алслагдсан гариг ​​болох Нарнаас Санчир гараг хүртэлх зай нь дэлхийн тойрог замын радиусаас ойролцоогоор арав дахин их юм. Энэ зайг Коперник маш зөв тодорхойлсон. Нарнаас хамгийн алслагдсан гариг ​​(Плутон) хүртэлх зай бараг дөрөв дахин их буюу зургаан тэрбум километр юм.

Энэ бол бидний ойр орчмын орчлон ертөнцийн дүр зураг юм. Энэ бол Коперникийн хэлснээр дэлхий юм.

Гэхдээ нарны аймаг бол бүхэл бүтэн ертөнц биш юм. Энэ бол зөвхөн бидний жижигхэн ертөнц гэж бид хэлж чадна. Алс холын оддыг яах вэ? Тэдний тухай Коперник ямар ч үзэл бодлоо илэрхийлж зүрхэлсэнгүй. Тэр зүгээр л тэднийг анхны байрандаа, Аристотель байсан тэр алс холын бөмбөрцөгт үлдээгээд, тэдэн хүртэлх зай нь гаригийн тойрог замын хэмжээнээс хэд дахин их гэдгийг маш зөв гэж хэлсэн. Эртний эрдэмтдийн нэгэн адил тэрээр орчлон ертөнцийг энэ бөмбөрцөгөөр хязгаарлагдсан хаалттай орон зай гэж төлөөлдөг байв.

Тэнгэрт хэдэн од байдаг вэ?

Хүн бүр энэ асуултанд хариулах болно: өө, маш их. Гэсэн хэдий ч хэр их - зуу эсвэл мянга уу?

Илүү их, нэг сая, нэг тэрбум.

Энэ хариултыг ихэвчлэн сонсдог.

Үнэхээр ч одтой тэнгэрийг харахад тоо томшгүй олон одод байгаа мэт сэтгэгдэл төрүүлдэг. Ломоносов нэгэн алдартай шүлэгт хэлсэнчлэн: "Ангал нээгдэв, одод дүүрэн байна, оддын тоо байхгүй ..."

Гэвч бодит байдал дээр нүцгэн нүдэнд харагдах оддын тоо тийм ч их биш юм. Хэрэв та сэтгэгдэлд автахгүй, харин түүнийг тоолохыг хичээвэл, саргүй цэлмэг шөнө, ажиглалтад юу ч саад болохгүй үед хурц хараатай хүн хоёр, гурван мянгаас илүүгүй гялалзах цэгүүдийг харах болно. тэнгэр.

МЭӨ 2-р зуунд эмхэтгэсэн жагсаалтад. Эртний Грекийн алдарт одон орон судлаач Гиппарх, хожим Птолемей нэмж оруулсан 1022 одтой. Дурангийн тусламжгүйгээр ийм тооцоо хийсэн сүүлчийн одон орон судлаач Хевелиус тэдний тоог 1533 болгожээ.

Гэхдээ аль хэдийн эрт дээр үед нүцгэн нүдэнд үл үзэгдэх олон тооны одод байдаг гэж сэжиглэж байсан. Эртний агуу эрдэмтэн Демокрит бидний Сүүн зам гэж нэрлэдэг бүхэл бүтэн тэнгэрт сунаж тогтсон цагаан өнгийн зурвас нь бодит байдал дээр тус тусад нь үл үзэгдэх олон оддын гэрлийн нэгдэл юм. Сүүн замын бүтцийн талаархи маргаан олон зууны турш үргэлжилсээр ирсэн. Демокритийн таамаглалыг дэмжсэн шийдвэр нь 1610 онд Галилео тэнгэрт дурангаар хийсэн анхны нээлтүүдийг мэдээлснээр гарчээ. Тэрээр "Өмнө нь хэзээ ч үзэгдэж байгаагүй, тоо нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан оддын тооноос дор хаяж арав дахин их оддыг мэлмий мэлмийлэх боломжтой" гэж ойлгомжтой сэтгэл хөдөлж, бахархалтайгаар бичжээ.

нар ба одод

Гэвч энэ агуу нээлт оддын ертөнцийг нууцлаг хэвээр үлдээсэн. Үзэгдэх ба үл үзэгдэх тэдгээр нь үнэхээр нарны эргэн тойронд нимгэн бөмбөрцөг давхаргад төвлөрч байна уу?

Галилейг нээхээс өмнө тэр үед гэнэтийн байсан гайхалтай зоримог санааг илэрхийлсэн. Энэ нь эмгэнэлт хувь заяаг бүгд мэддэг Жордано Бруногийнх юм. Бруно манай Нар бол ертөнцийн оддын нэг гэсэн санааг дэвшүүлсэн. Орчлон ертөнцийн төв биш харин агуу олны зөвхөн нэг нь.

Хэрэв Коперник дэлхийн төвд байх газрыг зааж өгсөн бол Бруно нар нар энэ давуу эрхээс хасагджээ.

Бруногийн санаа нь олон гайхалтай үр дагаварт хүргэсэн. Үүнээс одод хүртэлх зайг тооцоолсон. Үнэн хэрэгтээ нар бол бусадтай адил од боловч зөвхөн бидэнд хамгийн ойр байдаг. Тийм ч учраас том, гэрэл гэгээтэй байдаг. Мөн одыг жишээлбэл Сириус одтой адил болгохын тулд хэр хол хөдөлгөх ёстой вэ? Энэ асуултын хариултыг Голландын одон орон судлаач Гюйгенс (1629-1695) өгсөн. Тэрээр эдгээр хоёр селестиел биетийн гэрлийг харьцуулж үзсэн бөгөөд энэ нь тодорхой болсон: Сириус биднээс нарнаас хэдэн зуун мянга дахин хол байдаг.

Од хүртэлх зай ямар их байдгийг илүү сайн төсөөлөхийн тулд нэг секундэд гурван зуун мянган километр нисч буй гэрлийн туяа биднээс Сириус хүртэл хэдэн жил өнгөрөх ёстой гэж хэлье. Одон орон судлаачид энэ тохиолдолд хэдэн гэрлийн жилийн зайд ярьдаг. Орчин үеийн шинэчилсэн мэдээллээр Сириус хүртэлх зай нь 8.7 гэрлийн жил юм. Мөн биднээс нар хүртэлх зай нь ердөө 8 1/3 гэрлийн минут юм.

Мэдээжийн хэрэг, өөр өөр одод нарнаас болон бие биенээсээ ялгаатай байдаг (үүнийг Сириус хүртэлх зайны орчин үеийн тооцоонд харгалзан үздэг). Тиймээс одоо ч гэсэн тэдэнд хүрэх зайг тодорхойлох нь одон орон судлаачдын хувьд хэцүү, заримдаа зүгээр л шийдэгдээгүй ажил хэвээр байгаа ч Гюйгенсийн үеэс хойш олон шинэ аргуудыг зохион бүтээжээ.

Бруногийн гайхалтай санаа, түүнд үндэслэсэн Гюйгенсийн тооцоолол нь орчлон ертөнцийн шинжлэх ухаанд маш чухал алхам болсон юм. Үүний ачаар дэлхий ертөнцийн талаарх бидний мэдлэгийн хил хязгаар асар их өргөжиж, нарны аймгаас хальж одод хүрэв.

Галакси

17-р зуунаас хойш одон орон судлаачдын хамгийн чухал зорилго бол Сүүн зам буюу Галилеогийн дурангаар харсан оддын аварга цуглуулгыг судлах явдал байв. Олон үеийн одон орон судлаач-ажиглагчдын хүчин чармайлт нь Сүүн зам дахь оддын нийт тоо хэд болохыг олж мэдэх, түүний бодит хэлбэр, хил хязгаарыг тодорхойлох, хэмжээг нь тооцоолоход чиглэв. Зөвхөн 19-р зуунд л энэ нь харагдахуйц болон бусад олон үл үзэгдэх оддыг багтаасан нэг систем гэдгийг ойлгох боломжтой болсон. Хүн бүртэй ижил түвшинд энэ системд манай Нар, түүнтэй хамт дэлхий, гаригууд багтдаг. Түүгээр ч барахгүй тэд төвөөс алслагдсан боловч Сүүн замын системийн захад байрладаг.

Галактикийн бүтцийг олж мэдэхийн тулд олон арван жил анхааралтай ажиглалт хийж, гүн эргэцүүлэн бодох шаардлагатай байв. Тиймээс тэд бидний дотроос Сүүн замын зурвас гэж хардаг оддын системийг нэрлэж эхлэв. ("Галактик" гэдэг үг нь орчин үеийн Грекийн "галактос" -оос үүссэн бөгөөд энэ нь "сүүн" гэсэн утгатай).

Галакси нь Сүүн зам нь илт хагархай, бидний үзэж байгаагаар одод тэнгэрт тархсан эмх замбараагүй байдлыг үл харгалзан нэлээд тогтмол бүтэц, хэлбэртэй болох нь тогтоогджээ. Энэ нь диск, гало болон титэмээс бүрдэнэ. Схемийн зургаас харахад диск нь ирмэг дээр нугалсан хоёр хавтан шиг байна. Энэ эзэлхүүний дотор Галактикийн төвийг тойрон бараг дугуй тойрог замд хөдөлдөг оддын тусламжтайгаар үүсдэг.

Дискний диаметрийг хэмждэг - энэ нь ойролцоогоор зуун мянган гэрлийн жил юм. Энэ нь дискний диаметрийг төгсгөлөөс төгсгөл хүртэл гатлахад гэрэл зуун мянган жил шаардагдана гэсэн үг юм. Мөн дискэн дэх оддын тоо зуун тэрбум орчим байна.

Гало дахь оддын тоо арав дахин бага байдаг. ("Halo" гэдэг үг нь "дугуй" гэсэн утгатай.) Тэд бага зэрэг хавтгайрсан бөмбөрцөг эзэлхүүнийг дүүргэж, тойрог хэлбэрээр биш, харин маш урт тойрог замд хөдөлдөг. Эдгээр тойрог замуудын онгоцууд Галактикийн төвөөр дамжин өнгөрдөг. Янз бүрийн чиглэлд тэдгээр нь их бага хэмжээгээр жигд тархсан байдаг.

Диск болон түүнийг тойрсон гало нь титэм дотор дүрэгдсэн байдаг. Хэрэв диск ба галогийн радиусыг харьцуулж болохуйц хэмжээтэй бол титмийн радиус тав, магадгүй арав дахин их байх болно. Яагаад магадгүй"? Учир нь титэм нь үл үзэгдэх - үүнээс гэрэл гарахгүй. Тэр үед одон орон судлаачид үүнийг хэрхэн олж мэдсэн бэ?

далд масс

Байгаль дээрх бүх биетүүд таталцлыг бий болгож, түүний үйлдлийг мэдэрдэг. Энэ бол Ньютоны сайн мэддэг хууль юм. Тэд титэмийг гэрлээр биш, харин түүний үүсгэсэн таталцлын хүчээр олж мэдсэн. Энэ нь харагдахуйц одод, хийн гэрэлтдэг үүлэн дээр ажилладаг. Эдгээр биетүүдийн хөдөлгөөнийг ажиглахад одон орон судлаачид диск, гало-аас гадна өөр зүйл тэдэнд нөлөөлж байгааг олж мэдэв. Нарийвчилсан судалгаа эцэст нь нэмэлт таталцлыг бий болгодог титэмийг илрүүлэх боломжтой болсон. Энэ нь маш том хэмжээтэй болсон нь диск болон гало дахь бүх оддын нийт массаас хэд дахин их байв. Эстонийн одон орон судлаач Ж.Эйнасто болон түүний Тартугийн ажиглалтын төвд ажиллаж байсан хүмүүс, дараа нь бусад одон орон судлаачдын олж авсан мэдээлэл ийм байна.

Мэдээжийн хэрэг үл үзэгдэх титэмийг судлах нь хэцүү байдаг. Ийм учраас түүний хэмжээ, массын тооцоо хараахан тийм ч үнэн зөв биш байна. Гэхдээ титмийн гол нууц нь өөр: энэ нь юунаас бүрддэгийг бид мэдэхгүй. Ер бусын, огт гэрэл цацруулдаггүй од байсан ч дотор нь байгаа эсэхийг бид мэдэхгүй.

Одоо олон хүмүүс түүний массыг одноос бүрдүүлдэггүй, харин энгийн тоосонцороос бүрддэг гэж үздэг - жишээлбэл, нейтрино. Эдгээр тоосонцор нь физикчдэд удаан хугацааны туршид мэдэгдэж байсан ч өөрсдөө нууцлаг хэвээр байна. Тэдний тухай мэдэхгүй, хамгийн чухал нь гэвэл тэд тайван масстай юу, өөрөөр хэлбэл бөөмс хөдөлгөөнгүй байх үед ийм масстай байдаг уу? Бүх атомууд нь бүрддэг олон энгийн бөөмс (электрон, протон, нейтрон) ийм масстай байдаг. Гэвч гэрлийн бөөмс болох фотонд энэ нь байдаггүй. Фотонууд зөвхөн хөдөлгөөнд оршдог. Нейтрино нь титмийн материал болж чадна, гэхдээ тэдгээр нь тайван масстай байвал л болно.

Нейтрино амрах масстай эсэхийг мэдэхийн тулд тусгай туршилт хийж байгаа физикийн лабораториос одон орон судлаачид ямар тэвчээргүй мэдээ хүлээж байгааг төсөөлөхөд амархан. Үүний зэрэгцээ онолын физикчид зөвхөн далд массын тээвэрлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг нейтрино төдийгүй энгийн бөөмсийн өөр хувилбаруудыг авч үзэж байна.

од ертөнц.

Манай зууны эхэн үед орчлон ертөнцийн хил хязгаар маш их өргөжиж, Галактикийг багтаасан байв. Бүгд биш юмаа гэхэд олон хүн энэ асар том оддын системийг бүхэлд нь орчлон ертөнц гэж боддог байсан.

Гэвч 20-иод онд анхны том телескопууд баригдаж, одон орон судлаачдын өмнө гэнэтийн шинэ ертөнц нээгдэв. Дэлхий Галактикаас гадуур дуусдаггүй нь тогтоогдсон. Манайхтай төстэй, түүнээс өөр олон тэрбум оддын систем, галактикууд орчлон ертөнцийн өргөн уудам даяар энд тэнд тархсан байдаг.

Хамгийн том телескопоор авсан галактикуудын гэрэл зургууд нь гоо үзэсгэлэн, янз бүрийн хэлбэр дүрсээрээ гайхширдаг. Эдгээр нь оддын үүлний хүчтэй хуй салхи, ердийн бөмбөг эсвэл эллипсоид юм; бусад оддын системүүд нь зөв бүтцийг харуулдаггүй, тэдгээр нь ноорхой, хэлбэргүй байдаг. Эдгээр бүх төрлийн галактикуудыг - спираль, эллипс, жигд бус, гэрэл зураг дээр гарч ирснээр нь нэрлэсэн галактикуудыг манай зууны 20-30-аад оны үед Америкийн одон орон судлаач Эдвин Хаббл нээж, дүрсэлсэн байдаг.

Хэрэв бид галактикаа гаднаас нь болон алсаас харж чаддаг байсан бол түүний бүтэцтэй танилцсан бүдүүвч зургаас огт өөр харагдах болно. Бид диск, гало, эсвэл мэдээжийн хэрэг, ерөнхийдөө үл үзэгдэх титэмийг харахгүй. Алс холоос зөвхөн хамгийн тод одууд л харагдах болно. Тэд бүгдээрээ Галактикийн төв хэсгээс гарч ирсэн өргөн туузан дээр цуглуулагдсан байна. Хамгийн тод одууд нь түүний спираль хэв маягийг бүрдүүлдэг. Зөвхөн энэ хэв маяг нь алсаас ялгагдах болно. Бусад галактикийн одон орон судлаачийн авсан зураг дээрх манай Галактик нь гэрэл зургаас харахад Андромеда мананцартай маш төстэй харагдаж байна.

Сүүлийн үеийн судалгаагаар олон том галактикууд (зөвхөн манайх биш) уртассан, асар том үл үзэгдэх титэмтэй болохыг харуулсан. Мөн энэ нь маш чухал юм: хэрэв тийм бол ерөнхийдөө Орчлон ертөнцийн бараг бүх масс, эсвэл ямар ч тохиолдолд түүний дийлэнх хэсэг нь нууцлаг, үл үзэгдэх боловч таталцлын "далд" масс юм.

Гинж ба хоосон зай

Олон, магадгүй бараг бүх галактикуудыг бүлэг, бөөгнөрөл, супер бөөгнөрөл гэж нэрлэдэг янз бүрийн нэгдэлд цуглуулдаг - хэр олон байгаагаас хамааран. Бүлэгт зөвхөн 3 эсвэл 4 галактик багтаж болох ба супер бөөгнөрөлд хэдэн арван мянган галактик багтаж болно. Манай Галактик, Андромеда мананцар болон мянга гаруй ижил биетүүд Орон нутгийн супер бөөгнөрөлд багтдаг. Энэ нь тодорхой дүрсгүй бөгөөд ерөнхийдөө хавтгайрсан харагддаг.

Ойролцоогоор ижил төстэй харагдах ба бусад супер кластерууд нь биднээс хол орших боловч орчин үеийн том телескопоор тодорхой ялгагдах боломжтой.

Саяхныг хүртэл одон орон судлаачид супер бөөгнөрөл нь орчлон ертөнцийн хамгийн том тогтоц бөгөөд өөр ямар ч том систем байдаггүй гэж үздэг байв. Гэсэн хэдий ч энэ нь тийм биш байсан нь тодорхой болсон.

Хэдэн жилийн өмнө одон орон судлаачид орчлон ертөнцийн гайхалтай газрын зургийг бүтээжээ. Үүн дээр галактик бүрийг зөвхөн цэгээр дүрсэлсэн байдаг. Эхлээд харахад тэд газрын зураг дээр санамсаргүй байдлаар тархсан байдаг. Хэрэв та анхааралтай ажиглавал бүлгүүд, кластерууд болон суперкластеруудыг олох боломжтой бөгөөд сүүлийнх нь цэгүүдийн хэлхээгээр илэрхийлэгддэг. Газрын зураг дээр эдгээр гинжний зарим нь хоорондоо холбогдож, огтлолцож, 100-300 сая гэрлийн жилийн хэмжээтэй нэхсэн тор эсвэл зөгийн сархинагийг санагдуулам ямар нэгэн төрлийн тор эсвэл зөгийн сархинагаас бүрддэг болохыг харуулж байна.

Ийм "сүлжээ" нь орчлон ертөнцийг бүхэлд нь хамарсан эсэхийг харах л үлдлээ. Гэхдээ суперкластераар дүрсэлсэн хэд хэдэн бие даасан эсийг нарийвчлан судалсан. Тэдний дотор бараг ямар ч галактик байхгүй, бүгдийг нь "хананд" цуглуулж, асар том хоосон зайг хязгаарлаж, одоо "хоосон зай" (өөрөөр хэлбэл "хоосон") гэж нэрлэдэг.

Эс болон хоосон зай нь орчлон ертөнцийн хамгийн том формацийн урьдчилсан ажлын нэр юм. Байгаль дээрх том системүүд бидэнд мэдэгддэггүй. Тиймээс эрдэмтэд одон орон судлалын хамгийн амбицтай ажлуудын нэг болох бүх дараалал эсвэл тэдний хэлснээр одон орны системийн шатлалыг бүрэн шийдсэн гэж бид хэлж чадна.

Орчлон ертөнц

Орчлон ертөнц өөрөө бүх гараг, одод, галактик, бөөгнөрөл, бөөгнөрөл, хоосон зайтай эсийг өөртөө багтаасан бүхнээс илүү юм. Орчин үеийн телескопуудын хүрээ хэдэн тэрбум гэрлийн жилд хүрдэг. Энэ бол ажиглагдаж болох ертөнцийн хэмжээ юм.

Бүх селестиел биетүүд болон системүүд нь янз бүрийн шинж чанар, бүтцийн нарийн төвөгтэй байдалаараа гайхшруулдаг. Орчлон ертөнц бүхэлдээ, Орчлон ертөнц хэрхэн зохион байгуулагдсан бэ? Энэ нь туйлын нэгэн хэвийн бөгөөд энгийн зүйл болох нь харагдаж байна!

Үүний гол шинж чанар нь жигд байдал юм. Үүнийг бүр ч нарийн хэлж болно. Орчлон ертөнц дээр бид таван зуун сая гэрлийн жилийн ирмэг бүхий маш том куб эзэлхүүнийг оюун ухаанаараа онцолсон гэж төсөөлөөд үз дээ. Үүнд хэдэн галактик байгааг тооцоолъё. Орчлон ертөнцийн өөр өөр хэсэгт байрладаг бусад, гэхдээ адилхан аварга том хэмжээний хувьд ижил тооцоо хийцгээе. Хэрэв энэ бүгдийг хийж, үр дүнг нь харьцуулж үзвэл, тэдгээр нь хаана ч авсан хамаагүй, ижил тооны галактикийг агуулдаг. Кластер, тэр ч байтугай эсийг тоолоход мөн адил зүйл тохиолдох болно.

Хэрэв бид бөөгнөрөл, бөөгнөрөл, эс гэх мэт "нарийвчилсан" зүйлсийг үл тоомсорлож, орчлон ертөнцийг илүү өргөн хүрээнд, олон тооны оддын ертөнцийг бүхэлд нь хамарсан байдлаар харвал энэ нь бидэнд хаа сайгүй адилхан "хатуу", нэгэн төрлийн харагдах болно. .

Та илүү энгийн төхөөрөмжийг төсөөлж чадахгүй. Хүмүүс үүнийг эртнээс хардаж байсныг хэлэх ёстой. Жишээлбэл, гайхалтай сэтгэгч Паскаль (1623-1662) дэлхий бол тойрог бөгөөд түүний төв нь хаа сайгүй байдаг бөгөөд тойрог нь хаана ч байдаггүй. Тиймээс харааны геометрийн дүрсийн тусламжтайгаар тэрээр дэлхийн нэгэн төрлийн байдлын талаар ярьсан.

Нэг төрлийн ертөнцөд бүх "газарууд" тэгш эрхтэй гэж хэлж болох бөгөөд тэдгээрийн аль нь ч дэлхийн төв гэж хэлж болно. Хэрэв тийм бол энэ нь дэлхийн ямар ч төв огт байхгүй гэсэн үг юм.

Өргөтгөл

Орчлон ертөнц бас нэг чухал өмчтэй боловч манай зууны 20-иод оны эцэс хүртэл энэ талаар хэн ч таамаглаагүй. Орчлон ертөнц хөдөлгөөнд байна - энэ нь тэлж байна. Кластер ба суперкластер хоорондын зай байнга нэмэгдэж байна. Тэд бие биенээсээ зугтаж байх шиг байна. Мөн торон сүлжээ нь сунадаг.

Бүх цаг үед хүмүүс орчлон ертөнцийг мөнхийн бөгөөд өөрчлөгддөггүй гэж үзэхийг илүүд үздэг байв. Энэ үзэл бодол 1920-иод он хүртэл давамгайлсан. Орчлон ертөнц нь манай Галактикийн хэмжээгээр хязгаарлагддаг гэж үздэг байсан. Хэдийгээр Сүүн зам дахь бие даасан одод төрж, үхэх боломжтой ч Галакси нь ижил хэвээр байна - ой мод өөрчлөгдөөгүй хэвээр үлдэж, үе үе мод солигддог шиг.

Орчлон ертөнцийн шинжлэх ухаанд жинхэнэ хувьсгал 1922-24 онд хийгдсэн. Петербургийн математикч Александр Александрович Фридманы бүтээл. Эйнштейний саяхан бий болгосон харьцангуйн ерөнхий онол дээр үндэслэн тэрээр дэлхий бол царцсан, өөрчлөгддөггүй зүйл биш гэдгийг математикийн аргаар баталсан. Тэр бүхэлдээ динамик амьдралаар амьдарч, цаг хугацааны хувьд өөрчлөгдөж, хатуу тогтоосон хууль тогтоомжийн дагуу өргөжиж эсвэл агшиж байдаг.

Фридман орчлон ертөнцийн тогтворгүй байдлыг нээсэн. Энэ бол онолын таамаг байсан. Зөвхөн одон орны ажиглалтын үндсэн дээр орчлон ертөнц тэлж эсвэл агшиж байна уу гэдгийг эцэслэн шийдэх боломжтой байв. 1928-29 онд ийм ажиглалт хийсэн. Хаббл хийж чадсан.

Тэрээр алс холын галактикууд болон тэдгээрийн бүхэл бүтэн нэгдэл нь биднээс бүх чиглэлд тархдаг болохыг олж мэдсэн. Фридманы таамаглалаар бол орчлон ертөнцийн ерөнхий тэлэлт яг ийм байх ёстой.

Хэрэв орчлон ертөнц тэлж байгаа бол бөөгнөрөл болон хэт бөөгнөрөл нь алс холын үед хоорондоо ойр байсан. Түүгээр ч барахгүй 15-20 тэрбум жилийн өмнө одоог хүртэл одод ч, галактикууд ч байгаагүй, бүх бодис холилдож, асар их нягтаршилд шахагдсан байсан гэж Фридманы онолоос харж болно. Дараа нь энэ бодис маш өндөр температуртай байв.

Том тэсрэлт

Алс холын эрин үеийн сансрын материйн өндөр температурын таамаглалыг профессор А.А.Фридманы удирдлаган дор Ленинградын их сургуульд сансар судлалын чиглэлээр суралцаж эхэлсэн Георгий Антонович Гамов (1904-1968) дэвшүүлсэн. Гамов орчлон ертөнцийн тэлэлт дэлхийн хаа сайгүй нэгэн зэрэг болсон Их тэсрэлтийн үеэс эхэлсэн гэж үзсэн. Их тэсрэлт орон зайг халуун бодис, цацрагаар дүүргэв.

Гамовын судалгааны анхны зорилго нь орчлон ертөнцийн бүх биетүүд болох галактикууд, одод, гаригууд болон өөрсдийгөө бүрдүүлдэг химийн элементүүдийн гарал үүслийг тодруулах явдал байв.

Одон орон судлаачид орчлон ертөнцийн хамгийн түгээмэл элемент бол үелэх системийн нэгдүгээрт бичигдэх устөрөгч гэдгийг эртнээс тогтоосон. Энэ нь орчлон ертөнцийн бүх "ердийн" (далд биш) материйн ойролцоогоор 3/4-ийг эзэлдэг. Ойролцоогоор 1/4 нь гелий (элемент N2), бусад бүх элементүүд (нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч, кальци, цахиур, төмөр гэх мэт) маш бага буюу 2% хүртэл (массаар) эзэлдэг. Энэ бол нар болон ихэнх оддын химийн найрлага юм.

Сансрын материйн бүх нийтийн химийн найрлага хэрхэн үүссэн бэ, устөрөгч ба гелийн хоорондох "стандарт" харьцаа хэрхэн үүссэн бэ?

Энэ асуултын хариултыг хайхын тулд одон орон судлаачид, физикчид эхлээд атомын цөмийн хувирлын урвал эрчимтэй явагддаг оддын дотоод хэсэгт хандсан. Гэвч удалгүй Нар шиг оддын төв хэсэгт орших нөхцөлд гелийээс илүү хүнд элемент ямар ч их хэмжээгээр үүсэх боломжгүй гэдэг нь тодорхой болов.

Гэхдээ химийн элементүүд одод биш, харин сансар огторгуйн тэлэлтийн эхний үе шатанд тэр даруй бүх орчлон ертөнцөд гарч ирвэл яах вэ? Химийн найрлагын олон талт байдлыг автоматаар баталгаажуулдаг. Физик нөхцлийн тухайд бол орчлон ертөнцийн эхэн үед энэ бодис нь ямар ч тохиолдолд оддын дотоод хэсгээс хамаагүй илүү нягтралтай байсан нь эргэлзээгүй. Фридманы сансар судлалын баталгаатай өндөр нягтрал нь элементүүдийн нийлэгжилтийн цөмийн урвал үүсэх зайлшгүй нөхцөл юм. Эдгээр урвалууд нь мөн бодисын өндөр температурыг шаарддаг. Гамовын үзэл баримтлалын дагуу анхны орчлон ертөнц нь бүх химийн элементүүдийн нийлэгжилт явагддаг "тогоо" байв.

40-60-аад онд Гамовын санаачилсан янз бүрийн орны эрдэмтдийн олон жилийн хамтын ажиллагааны томоохон үйл ажиллагааны үр дүнд. Устөрөгч ба гели гэсэн хоёр үндсэн элементийн сансар огторгуйн элбэг дэлбэг байдлыг Орчлон ертөнцийн эхэн үеийн халуун бодис дахь цөмийн урвалаар тайлбарлаж болох нь тодорхой болов. Илүү хүнд элементүүдийг өөр аргаар (хэт шинэ одны дэлбэрэлтийн үед) нэгтгэх ёстой.

Элементүүдийн нийлэгжилтийг аль хэдийн дурьдсанчлан зөвхөн өндөр температурт хийх боломжтой; харин халсан бодист термодинамикийн ерөнхий хуулиудын дагуу үргэлж цацраг байх ёстой бөгөөд энэ нь түүнтэй дулааны тэнцвэрт байдалд байна. Нуклеосинтезийн эрин үе (дашрамд хэлэхэд хэдхэн минут үргэлжилсэн) дараа цацраг нь хаана ч алга болдоггүй бөгөөд тэлж буй орчлон ертөнцийн ерөнхий хувьслын явцад материтай хамт хөдөлсөөр байна. Энэ нь одоогийн эрин үе хүртэл хадгалагдах ёстой, зөвхөн түүний температур нь мэдэгдэхүйц тэлэлтийн улмаас эхнээсээ хамаагүй бага байх ёстой. Ийм цацраг нь богино радио долгионы хүрээнд тэнгэрийн ерөнхий дэвсгэр үүсгэх ёстой.

1965 онд энэхүү онолоор таамагласан сансрын радио цацрагийг нээсэн нь байгалийн шинжлэх ухааны бүхий л чухал үйл явдал, Фридман-Гамовын сансар судлалын жинхэнэ ялалт болсон юм. Энэ нь галактикийн ерөнхий уналтыг нээснээс хойш сансар судлалын хамгийн чухал ажиглалтын нээлт байв.

Галактикууд хэрхэн үүссэн

Ажиглалтаар сансрын цацраг нь сансар огторгуйн бүх талаас бидэнд маш жигд ирдэг болохыг харуулсан. Энэ баримт нь сансар судлалын хувьд дээд амжилт тогтоосон нарийвчлалтайгаар тогтоогдсон: зуун хувь хүртэл. Одоо ер нь орчлон ертөнцийн нэгэн төрлийн, нэгэн төрлийн байдлын талаар маш нарийн ярьж болно.

Тиймээс ажиглалтууд нь зөвхөн орчлон ертөнцийн халуун эхлэлийн тухай санааг төдийгүй сансар судлалд шингэсэн дэлхийн геометрийн шинж чанаруудын талаархи санааг баттай баталжээ.

Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм. Саяхан сансар огторгуйн дэвсгэр дээр маш сул, мянганы нэг хүрэхгүй хувь, бүрэн, төгс жигд байдлаас хазайлт илэрсэн. Сансар судлаачид цацраг туяаг нээсэн үед энэ нээлтэд бараг нэг бус удаа баярлаж байсан. Энэ бол таатай нээлт байлаа.

Удаан хугацааны турш онолчид сансрын цацрагт жижиг "долгионууд" байх ёстой гэж таамаглаж байсан бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн амьдралын эхэн үед, одоохондоо одод, галактик байхгүй үед үүссэн. Тэдний оронд зөвхөн маш сул бодисын концентраци байсан бөгөөд үүнээс орчин үеийн оддын системүүд дараа нь "төрсөн" байв. Эдгээр концентраци нь өөрийн таталцлын нөлөөгөөр аажим аажмаар нягтарч, тодорхой эрин үед сансар судлалын ерөнхий тэлэлтээс "таслах" боломжтой байв. Үүний дараа тэд ажиглагдаж болох галактикууд, тэдгээрийн бүлэг, бөөгнөрөл, супер бөөгнөрөл болж хувирав. Орчлон ертөнцийн эхэн үед галактикийн өмнөх жигд бус байдал байсан нь сансрын цацрагийн дэвсгэр дээр тодорхой ул мөр үлдээсэн: тэдгээрийн улмаас 1992 онд нээгдсэн төгс жигд байж чадахгүй ("Одон орон судлалын мэдээ" 14-р хуудас - Ред).

Энэ тухай Москва дахь Сансар судлалын хүрээлэн болон Вашингтоны ойролцоох Годдард сансрын төвөөс хоёр бүлэг одон орон судлаач-ажиглагч мэдээлэв. Тэдний судалгааг тусгай маш мэдрэмтгий радио долгионы хүлээн авагчаар тоноглогдсон тойрог замын станцууд дээр хийсэн. Гамовын таамаглаж байсан сансрын цацраг нь одон орон судлалд шинэ үйлчилгээ үзүүлсэн юм.

Далд массууд нь Их тэсрэлтийн нэг том үйл явдалд төрсөн гэж таамаглах ёстой. Тэд ирээдүйн титэмүүдэд цугларч, дотор нь "ердийн" бодис нь багасаж, харьцангуй жижиг боловч нягт хэсгүүд болох хийн үүл болон задарч байв. Эдгээр нь эргээд өөрсдийн таталцлын нөлөөн дор улам бүр багасаж, эх од болон хуваагдаж, эцэст нь хамгийн нягт, хамгийн халуун бүсэд термоядролын урвал "асах" үед од болж хувирав.

Устөрөгчийг гелий болгон хувиргах, дараа нь илүү хүнд элемент болгон хувиргах урвалын явцад өндөр энерги ялгарах нь анхны одод болон дараагийн үеийн оддын гэрэлтүүлгийн эх үүсвэр юм. Одоо одон орон судлаачид Галактикийн дискэн дэх залуу оддын төрөлтийг шууд ажиглаж болно: энэ нь бидний нүдний өмнө болж байна. Оддын физик шинж чанар, эдгээр биетүүд яагаад гэрлээ цацруулдаг, тэр ч байтугай гарал үүсэл нь тайлагдашгүй оньсого байхаа больсон.

Яагаад өргөжиж байна вэ?

Шууд ажиглах боломжгүй дэлхийн хувьслын эхэн, оддын өмнөх, галактикийн өмнөх үе шатуудыг судлахад шинжлэх ухаан улам бүр хэцүү болж байна. Сансрын дэвсгэр цацраг нь орчлон ертөнцийн өнгөрсөн үеийн талаар маш их зүйлийг хэлж өгсөн. Гэхдээ сансар судлалын гол асуултууд нээлттэй хэвээр байна. Энэ нь юуны түрүүнд 15-20 тэрбум жил үргэлжилдэг материйн ерөнхий тэлэлтийн шалтгааны тухай асуулт юм.

Өнөөг хүртэл хүн зөвхөн таамаглал дэвшүүлж, онолын таамаглал дэвшүүлж, байгалийн энэхүү хамгийн том үзэгдлийн физик шинж чанарын талаар таамаглаж чадна. Ийм нэг таамаглал одоо олон тооны урам зоригтой дэмжигчдийг байлдан дагуулж байна.

Үүний анхны санаа бол орчлон ертөнцийн эхэн үед, бүр нуклеосинтезийн эрин үеэс өмнө дэлхийг бүх нийтийн таталцал бус харин бүх нийтийн таталцлын эсрэг хүч ноёрхож байсан явдал юм. Сансар судлалыг үндэслэсэн харьцангуйн ерөнхий онол нь ийм боломжийг үгүйсгэхгүй. Энэ санааг үндсэндээ олон жилийн өмнө Эйнштейн өөрөө гаргасан юм шиг санагдав.

Хэрэв ийм санааг хүлээн зөвшөөрвөл таталцлын эсрэг дэлхийн бүх биетүүд бие биенээсээ татагдах ёсгүй, харин эсрэгээрээ бие биенээсээ няцаж, тараагдах ёстой гэдгийг таахад хэцүү биш юм. Энэхүү тэлэлт зогсохгүй бөгөөд эсрэг таталцлыг хэзээ нэгэн цагт бидний мэддэг бүх нийтийн таталцлаар сольсон ч инерцээр үргэлжилдэг.

Энэхүү тод, үр өгөөжтэй таамаглал нь одоо онолын хувьд идэвхтэй хөгжиж байгаа боловч өмнө нь Фридман, Гамов нарын онолуудад тохиолдсон шиг амжилттай болсон бол үнэмшилтэй үзэл баримтлал болж хувирахын тулд хатуу ажиглалтын шалгалтыг давах шаардлагатай хэвээр байна. Энэ хооронд сансар судлалын шинжлэх ухааны судалгааны сонирхолтой чиглэлүүдийн нэг л юм. Том ертөнцийн хамгийн гайхалтай нууцуудын хариулт хараахан ирээгүй байна.

Түүний онцлог шинж чанарууд, мөн Орчлон ертөнцийн яг нарийн бүтэц, зохион байгуулалт нь бидэнд ийм үндэслэлтэй гэж үзэх үндэслэл болж байна. хэн нэгэн нь үнэ цэнэтэй юм. Ном - Бод, баяжих!

Бидний гайхамшигт ертөнц

Олон мянган жилийн турш хүмүүс одтой тэнгэрийг биширсээр ирсэн. Цэлмэг шөнө үзэсгэлэнтэй одод хар өнгөөр ​​гялалзсан эрдэнийн чулуу мэт тодрох болно
сансрын дэвсгэр. Шөнө бүх гоо үзэсгэлэнгээрээ дэлхийг сарны гэрлээр дүүргэдэг.

Ийм үзвэрийн талаар боддог хүмүүс ихэвчлэн "Сансарт юу байдаг вэ? Энэ бүхэн хэрхэн ажилладаг вэ? Энэ бүхэн яаж болсныг олж мэдэх боломжтой юу? Эдгээр асуултын хариулт нь дэлхий болон түүн дээрх бүх амьдрал яагаад үүссэн, ирээдүйд юу болохыг тайлбарлахад туслах нь дамжиггүй.

Хэдэн зуун жилийн өмнө орчлон ертөнцийг энгийн нүдэнд харагдах хэдэн мянган одноос бүрддэг гэж үздэг байв. Харин одоо тэнгэрийг сайтар сканнердсан хүчирхэг багаж хэрэгслийн ачаар өөр олон зүйл байгааг эрдэмтэд мэдэж байна.

Үнэн хэрэгтээ, өнөөдөр харж байгаа зүйл нь урьд өмнө хэний ч төсөөлж байснаас хамаагүй илүү гайхалтай юм. Хэмжихийн аргагүй
Энэ бүхний цар хүрээ, нарийн төвөгтэй байдал нь хүний ​​төсөөллийг гайхшруулдаг.

"National Geographic" сэтгүүлд бичсэнээр хүний ​​одоо олж авч буй орчлон ертөнцийн талаарх мэдлэг нь түүнийг "гайхуулж" байна.

Сэтгэл хөдөлгөм хэмжээсүүд

Өмнөх зуунд одон орон судлаачид эрт үеийн дурангаар тэнгэрийг сканнердсан үүл шиг тодорхойгүй тогтоц байгааг анзаарчээ.

Эдгээр нь ойролцоох хийн үүлс гэж тэд санал болгов. Гэвч 1920-иод онд илүү том, илүү хүчирхэг телескопууд ашиглагдаж эхлэхэд эдгээр "хий" нь илүү том, илүү чухал үзэгдэл болох галактик болж хувирав.

Галактик бол төв цөмийг тойрон эргэлддэг одод, хий болон бусад бодисын асар том цуглуулга юм. Галактикууд нь орчлон ертөнцтэй төстэй байдаг тул тэдгээрийг арлын ертөнц гэж нэрлэдэг.

Жишээлбэл, бидний амьдарч буй Сүүн зам хэмээх галактикийг авч үзье. Манай нарны аймаг, өөрөөр хэлбэл Нар, Дэлхий болон бусад гаригууд хиймэл дагуултай нь энэ галактикийн нэг хэсэг юм. Гэхдээ манай Сүүн зам 100 гаруй хэсгээс бүрддэг тул энэ нь зөвхөн өчүүхэн хэсэг нь юм
тэрбум од!

Зарим эрдэмтэд дор хаяж 200-400 тэрбум од байдаг гэж үздэг. Нэгэн шинжлэх ухааны редактор: “Сүүнд байх магадлалтай
Энэ замд таваас арван их наяд од багтдаг."

Манай Галактикийн диаметр маш том тул та гэрлийн хурдаар (секундэд 299,793 км) хөдөлж чадсан ч түүнийг гатлахад 100,000 жил шаардлагатай! Энэ хэдэн километр вэ?

Гэрэл жилд арав орчим их наяд (10000000000000) километр явдаг тул та энэ тоог 100,000-аар үржүүлснээр хариултыг авна: диаметр
Манай Сүүн зам нь ойролцоогоор нэг квинтиллион (1000000000000000000) километр юм!

Манай галактик дахь оддын хоорондох дундаж зай нь ойролцоогоор 6 гэрлийн жил буюу 60 орчим их наяд километр байна.

Ийм хэмжээс, зайг хүний ​​оюун ухаанаар ойлгох бараг боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч манай Галактик нь сансар огторгуйд байгаа зүйлийн зөвхөн эхлэл юм! Бүр илүү гайхалтай зүйл бий: өдий хүртэл маш олон галактикууд нээгдсэн тул одоо тэднийг "нуга дахь өвсний ир шиг энгийн" гэж үздэг.

Үзэгдэх орчлонд арван тэрбум орчим галактик байдаг! Гэхдээ орчин үеийн телескопоос гадна илүү олон зүйл бий. Зарим одон орон судлаачид орчлон ертөнц 100 тэрбум галактиктай гэдэгт итгэдэг! Мөн галактик бүр хэдэн зуун тэрбум одноос бүрдэж болно!

галактикуудын бөөгнөрөл

Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм. Эдгээр гайхамшигт галактикууд сансар огторгуйд санамсаргүй байдлаар тархаагүй. Эсрэгээр, тэдгээр нь усан үзмийн баглаа дахь жимс шиг бөөгнөрөл гэж нэрлэгддэг тодорхой бүлгүүдэд хуваагдах хандлагатай байдаг. Эдгээр галактикийн мянга мянган бөөгнөрөл аль хэдийн ажиглагдаж, гэрэл зургийг нь авсан байна.

Зарим кластерууд харьцангуй цөөн тооны галактик агуулдаг. Жишээлбэл, Сүүн зам бол хорь орчим галактикийн бөөгнөрөлийн нэг хэсэг юм.

Орон нутгийн энэ бүлгийн нэг хэсэг болохын хувьд бидэнтэй нэг "хөрш" галактик байдаг бөгөөд үүнийг дурангүй, цэлмэг шөнө харж болно. Манай Галактикийн нэгэн адил спираль бүтэцтэй Андромеда галактикийн тухай бид ярьж байна.

Бусад галактикуудын бөөгнөрөл нь олон арван, магадгүй хэдэн зуун, бүр мянга мянган галактикуудаас бүрддэг. Ийм нэг бөөгнөрөлд 10,000 орчим галактик байдаг гэсэн тооцоо бий!

Кластер доторх галактикуудын хоорондох зай дунджаар нэг сая гэрлийн жил байж болно. Гэсэн хэдий ч галактикийн нэг бөөгнөрөлөөс нөгөө бөөгнөрөл хүртэлх зай зуу дахин их байж болно. Мөн кластерууд нь усан үзмийн мод дээрх сойз шиг "супер кластер" -д байрладаг гэсэн нотолгоо ч бий. Ямар том хэмжээсүүд, ямар гайхалтай зохион байгуулалт вэ!

Үүнтэй төстэй байгууллага

Манай нарны аймаг руу буцаж ирэхэд бид ижил төстэй, гайхалтай зохион байгуулалттай зохион байгуулалтыг олж хардаг. Нар бол дунд зэргийн хэмжээтэй од -
Дэлхий болон бусад гаригууд хиймэл дагуулынхаа дагуу тодорхой тойрог замд хөдөлдөг "цөм" юм.

Жилээс жилд тэд ийм математикийн зайлшгүй байдлаар эргэлддэг тул одон орон судлаачид ямар ч мөчид хаана байхаа нарийн таамаглаж чадна.

Хязгааргүй жижиг атомын ертөнцийг харахад бид ижил нарийвчлалыг олж хардаг. Атом бол бяцхан нарны систем шиг дэг журамтай гайхамшиг юм. Атом нь протон, нейтроноос тогтсон цөм ба энэ цөмийг хүрээлж буй жижиг электронуудаас тогтдог. Бүх бодис эдгээр барилгын блокуудаас бүрддэг.
дэлгэрэнгүй.

Нэг бодис нь цөм дэх протон, нейтроны тоо, мөн түүнийг тойрон эргэдэг электронуудын тоо, зохион байгуулалтаараа нөгөөгөөсөө ялгаатай. Энэ бүхний хувьд хамгийн тохиромжтой дарааллыг ажиглаж болно, учир нь эдгээр барилгын нарийвчилсан тоонуудын дагуу материйн бүрдэлтэй бүх элементүүдийг эмх цэгцтэй системд оруулж болно.

Энэ байгууллагыг юу гэж тайлбарлаж байна вэ?

Бидний тэмдэглэснээр, орчлон ертөнцийн хэмжээ үнэхээр гайхалтай юм. Түүний гайхалтай төхөөрөмжийн талаар мөн адил зүйлийг хэлж болно. Асар томоос хязгааргүй жижиг хүртэл, галактикийн бөөгнөрөлөөс атом хүртэл орчлон ертөнц хаа сайгүй маш сайн зохион байгуулалттай байдаг.

Discover сэтгүүлд: "Бид дэг журмыг гайхшруулан мэдэрсэн бөгөөд манай сансар судлаачид болон физикчид энэ дарааллын шинэ, гайхмаар талуудыг олж авсаар байна ...

Бид үүнийг гайхамшиг гэж хэлдэг байсан, одоо ч гэсэн бүх ертөнцийг гайхамшиг гэж ярихыг өөртөө зөвшөөрдөг." Эмх цэгцтэй бүтэц нь одон орон судлалд орчлон ертөнцийг "сансар огторгуй" гэсэн үгээр ч баталж байна.

Нэг лавлах гарын авлагад энэ үгийг "эмх замбараагүй, эмх замбараагүй овоолгын эсрэг сайн эмх цэгцтэй, зохион байгуулалттай систем" гэж тодорхойлсон байдаг.

Сансрын нисгэгч асан Жон Гленн "бидний эргэн тойрон дахь бүхэл бүтэн ертөнц дэх дэг журам" болон галактикууд "бүгд шилжинэ" гэсэн баримтад анхаарлаа хандуулсан.
бие биетэйгээ тодорхой харьцаатай тойрог замуудыг тогтоосон.

Тиймээс тэр “Энэ нь санамсаргүй тохиолдлоор болж болох уу? Тийм байсан уу
Хөөрөгдөж буй биетүүд эдгээр тойрог замд гэнэт хөдөлж эхэлсэн нь санамсаргүй тохиолдлоор уу?

Түүний дүгнэлт нь "Би итгэж чадахгүй нь... Зарим нэг хүч энэ бүх зүйлийг тойрог замд авчирч, тэндээ байлгаж байна."

Үнэн хэрэгтээ, орчлон ертөнц маш нарийн зохион байгуулалттай тул хүн тэнгэрийн биетүүдийг цаг хугацааг хэмжих үндэс болгон ашиглаж чаддаг. Гэхдээ ямар ч
сайн хийцтэй цаг бол загвар зохион бүтээх чадвартай эмх цэгцтэй сэтгэхүйн үр дүн гэдэг нь ойлгомжтой. Эмх цэгцтэй
бүтээх чадвартай сэтгэн бодох оюуныг зөвхөн ухаалаг хүн л эзэмшинэ.

Тэгвэл орчлон ертөнцөөс олдсон илүү боловсронгуй дизайн, найдвартай байдлыг хэрхэн авч үзэх вэ? Энэ нь харуулж байна уу
Энэ нь дизайнер, бүтээгч, санааны хувьд - оюун ухаанд зориулагдсан уу? Оюун ухаан нь хувь хүнээс тусад нь оршин тогтнож чадна гэдэгт итгэх шалтгаан танд бий юу?

Гайхалтай зохион байгуулалтад агуу зохион байгуулагч хэрэгтэй гэдгийг бид ойлгохгүй байхын аргагүй. Бидний амьдралын туршлагад ганц ч байдаггүй
зохион байгуулалттай зүйл санамсаргүй тохиолдсоныг гэрчлэх хэрэг. Харин ч аливаа байгууллага зохион байгуулагчтай байх ёстой гэдгийг бидний амьдралын бүхий л туршлага харуулж байна.

Машин, компьютер, барилга, харандаа, цаас хүртэл үйлдвэрлэгч, зохион байгуулагчтай байсан. Логикийн хувьд орчлон ертөнцийн илүү төвөгтэй, гайхалтай зохион байгуулалт нь зохион байгуулагчтай байх ёстой.

Хуульд хууль тогтоогч хэрэгтэй

Үүнээс гадна атомаас эхлээд галактик хүртэл бүх ертөнц тодорхой физик хуулиудад захирагддаг. Жишээлбэл, дулаан, гэрэл, дуу чимээ, таталцлыг зохицуулах хууль байдаг.

Физикч Стивен В.Хокинг: “Бид орчлон ертөнцийг судлах тусам энэ нь санамсаргүй зүйл биш, харин янз бүрийн чиглэлээр үйл ажиллагаа явуулдаг тодорхой тогтсон хуулиудад захирагдаж байгаа нь тодорхой болно.

Бүх хуулиуд нь зарим нэг том хуулийн нэг хэсэг болох бүх нийтийн зарчмууд байдаг гэсэн таамаглал нь нэлээд үндэслэлтэй юм шиг санагддаг.

Пуужингийн мэргэжилтэн Вернхер фон Браун хэлэхдээ: "Орчлон ертөнцийн байгалийн хуулиуд маш нарийн байдаг тул бид үүнийг хийхэд хэцүү байдаггүй.
Сар руу явах сансрын хөлөг бүтээж, бид нислэгийн цагийг секундын хамгийн ойрын хэсэг болгож чадна.

Эдгээр хуулиудыг хэн нэгэн гаргах ёстой байсан." Дэлхий эсвэл Сарны тойрог замд пуужингаа амжилттай хөөргөхийг хүсч буй эрдэмтэд эдгээр бүх нийтийн хууль тогтоомжийн дагуу ажиллах ёстой.

Бид хуулиудыг бодоход хууль тогтоох байгууллагаас гарах ёстой гэдгийг ойлгодог. Зогсоолын тэмдгийн ард энэ хуулийг гаргасан хүн эсвэл хэсэг бүлэг хүмүүс байгаа нь тодорхой.

Тэгвэл материаллаг орчлонг захирдаг бүх зүйлийг хамарсан хуулиудын талаар юу хэлж болох вэ? Ийм гайхалтай тооцоотой хуулиуд нь маш ухаалаг хууль тогтоогчийг гэрчилдэг нь дамжиггүй.

Зохион байгуулагч, хууль тогтоогч

"Science News" сэтгүүлд орчлон ертөнцийн дэг журам, зүй тогтлын хувьд маш тодорхой байдаг олон онцгой нөхцөл байдлын талаар тайлбар хийсний дараа
(Science News) "Энэ тухай бодох нь сансар огторгуйчдыг түгшээж байна, учир нь ийм онцгой бөгөөд нарийн нөхцөлийг санамсаргүй байдлаар бий болгох боломжгүй юм шиг санагддаг.

Энэ асуудлыг шийдэх нэг арга бол бүх зүйлийг зохион бүтээсэн гэж таамаглаж, үүнийг Бурханы Сүнстэй холбон тайлбарлах явдал юм.

Олон хүмүүс, түүний дотор олон эрдэмтэд энэ боломжийг хүлээн зөвшөөрөхөөс татгалздаг. Гэхдээ бусад нь баримтууд ямар үндэслэлээр бат итгэлтэй байгааг хүлээн зөвшөөрөхөд бэлэн байна. Орчлон ертөнц даяар байдаг ийм асар том хэмжээ, нарийвчлал, зүй тогтлыг санамсаргүй байдлаар хэзээ ч бий болгох боломжгүй гэдгийг тэд хүлээн зөвшөөрдөг. Энэ бүхэн оюун ухаанаас гадуурх үйл ажиллагааны үр дүн байх ёстой.

Энэ бол материаллаг тэнгэрийн тухай Библийн зохиолчдын нэг хэлэхдээ: "Тэнгэрийн өндөрт нүдээ өргөж, тэднийг хэн бүтээсэнийг харав уу? Хэн хостыг тоогоор нь гаргаж ирдэг вэ? Тэр бүгдийг нэрээр нь дууддаг. “Тэр” гэдэг нь “тэнгэр ба тэдгээрийн өргөнийг бүтээсэн нэгнээс” өөр хэн ч биш (Исаиа 40:26; 42:5).

Эрчим хүчний эх үүсвэр

Одоо байгаа матери нь бүх нийтийн хуулинд захирагддаг. Гэхдээ энэ бүх асуудал хаанаас ирсэн бэ? "Космос" (Космос) номонд Карл Саган хэлэхдээ: "Эхэндээ
Энэ орчлон ертөнцөд ямар ч галактик, од, гариг, амьдрал, соёл иргэншил байгаагүй."

Тэрээр энэ байдлаас орчин үеийн орчлон ертөнц рүү шилжих шилжилтийг "бидний төсөөлж байсан матери, энергийн хамгийн гайхалтай өөрчлөлт" гэж нэрлэжээ.

Энэ бол орчлон ертөнц хэрхэн оршин тогтнож эхлэхийг ойлгох түлхүүр юм: энерги, материйн өөрчлөлт гарсан байх ёстой.

Энэ хамаарлыг Эйнштейний алдарт E=mc2 (энерги нь массыг гэрлийн хурдны квадратыг үржүүлсэнтэй тэнцүү) томъёогоор баталдаг. Энэ томъёоноос
Материас асар их энергийг гаргаж болдог шиг энергиээс матери үүсч болно гэсэн дүгнэлт гарч байна.

Үүний баталгаа нь атомын бөмбөг байв. Тиймээс астрофизикч Иосип Клечек хэлэхдээ: "Эхний тоосонцоруудын ихэнх нь, магадгүй бүх
энергийг материалжуулснаар тэдгээрийг бий болгож чадна."

Иймээс хязгааргүй эрчим хүчний эх үүсвэр нь орчлон ертөнцийг бий болгох эх материалыг агуулна гэсэн таамаг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй.

Өмнө нь иш татсан Библийн зохиолч энэхүү энергийн эх үүсвэр нь амьд, сэтгэдэг хүн гэдгийг тэмдэглээд: «Олон хүч чадал, хүч чадлын дагуу
Түүний агуу хүчнээс юу ч (тэнгэрлэг биетүүдийн аль нь ч) унадаггүй.

Тиймээс, Библийн үүднээс авч үзвэл, Эхлэл 1:1-д "Эхэндээ Бурхан тэнгэр, газрыг бүтээсэн" гэсэн үгийн ард энэ эх сурвалж оршдог.
шавхагдашгүй энерги.

Эхлэл нь эмх замбараагүй байсангүй

Эрдэмтэд одоо орчлон ертөнц эхлэлтэй байсныг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг. Энэхүү эхлэлийг тайлбарлахыг оролдсон нэгэн алдартай онолыг "Их тэсрэлтийн онол" гэж нэрлэдэг. "Орчлон ертөнцийн гарал үүслийн талаарх сүүлийн үеийн бараг бүх хэлэлцүүлэг" "" онол дээр үндэслэсэн" гэж Фрэнсис Крик хэлэв.

Ястров энэхүү сансар огторгуйн "дэлбэрэлт"-ийг "бүтээлийн жинхэнэ агшин" гэж ярьдаг. Эрдэмтэд, астрофизикч Жон Гриббин Нью-д хүлээн зөвшөөрөв
Эрдэмтэн (Шинэ эрдэмтэн) энэ "хоромын" дараа юу болсныг "тэд томоор нь нарийвчлан тайлбарлах чадвартай" гэж мэдэгдэв.
Энэхүү "бүтээлийн мөч"-ийн шалтгаан нь нууц хэвээр байна.

"Эцсийн эцэст Бурхан үүнийг хийсэн байж магадгүй" гэж тэр бодлоо.

Гэсэн хэдий ч ихэнх эрдэмтэд энэ "мэгш"-ийг Бурхантай холбохыг хүсдэггүй. Тиймээс "дэлбэрэлт" -ийг ихэвчлэн дэлбэрэлт гэх мэт эмх замбараагүй зүйл гэж тодорхойлдог.
атомын бөмбөг. Гэхдээ ийм тэсрэлт нь аливаа зүйлийн зохион байгуулалтыг сайжруулахад хүргэдэг үү? Энэ үеэр хотуудад бөмбөг хаясан байх
дайн, гайхалтай баригдсан барилга, гудамж, замын тэмдэг?

Эсрэгээрээ ийм дэлбэрэлт нь үхэл, төөрөгдөл, эмх замбараагүй байдал, сүйрэлд хүргэдэг. Цөмийн зэвсэг дэлбэрэх үед эмх замбараагүй байдал нийлдэг
Үүнийг 1945 онд Японы Хирошима, Нагасаки хотуудад мэдэрсэн.

Үгүй ээ, энгийн "дэлбэрэлт" нь гайхамшигтай дэг журам, зорилготой бүтэц, хууль дүрмээрээ бидний гайхшруулж буй орчлон ертөнцийг бий болгож чадахгүй.

Гагцхүү хүчирхэг зохион байгуулагч, хууль тогтоогч л асар их идэвхтэй хүчийг удирдан чиглүүлж, гайхалтай зохион байгуулалт, маш сайн хууль тогтоомжийг бий болгож чадна.

Иймээс шинжлэх ухааны тоо баримт, логик нь Библийн дараах хэллэгийн бат бөх үндэс болж өгдөг: “Тэнгэр нь Бурханы алдрыг тунхаглаж, Тэнгэр нь Түүний гарын бүтээлийг өгүүлдэг” (Дуулал 18:2).

Тиймээс Библи хувьслын онолын хувьд эцэслэн хариулж чадаагүй асуултуудтай тулгардаг. Бүх зүйлийн гарал үүслийн цаана юу байгаа талаар биднийг харанхуйд үлдээхийн оронд Библи бидэнд энгийн бөгөөд тодорхой хариулт өгдөг.

Энэ нь юу ч өөрөө бүтээгддэггүй гэдгийг шинжлэх ухааны төдийгүй бидний ажиглалтыг баталж байна.

Орчлон ертөнцийг босгоход бид биечлэн оролцоогүй ч гэсэн Библийн үндэслэлээр: “Байшин болгоныг хэн нэгэн барьсан; Харин бүх зүйлийг бүтээсэн нь Бурхан мөн” (Еврей 3:4).

МОСКВА, 6-р сарын 15 - РИА Новости.Физик тойм D сэтгүүлд нийтлэгдсэн нийтлэлд дурдсанаар, орчлон ертөнц зөвхөн Их тэсрэлтийн үр дүнд бий болох боломжтой, учир нь түүний үүсэх бүх хувилбарууд нь шинэ төрсөн орчлон ертөнцийг шууд сүйрүүлж, устгахад хүргэдэг.

"Эдгээр бүх онолууд нь орчлон ертөнцийг төрөх үеийн анхны "гөлгөр" бүтцийг тайлбарлах, түүний үүсэх үндсэн нөхцөлийг "тэврэх" зорилгоор боловсруулсан. Тэд үнэндээ эсрэг дүр зургийг бий болгодог гэдгийг бид харуулсан. Тэдэнд хүчтэй эвдрэлүүд үүсдэг бөгөөд энэ нь эцэстээ бүхэл бүтэн системийг сүйрүүлэхэд хүргэдэг" гэж Потсдам (Герман) дахь Таталцлын физикийн хүрээлэнгийн Жан-Люк Лехнерс болон түүний хамтрагчид бичжээ.

Ихэнх сансар судлаачид Орчлон ертөнцийг Их тэсрэлтийн дараах эхний мөчид хурдацтай тэлж эхэлсэн өвөрмөц байдлаас үүссэн гэж үздэг. Өөр нэг хэсэг астрофизикчид манай орчлон ертөнцийг төрөхөөс өмнө түүний "удам угсаа" нас барсан гэж үздэг бөгөөд энэ нь магадгүй "Том хагарлын" үеэр болсон байж магадгүй юм.

Эдгээр онолуудын гол асуудал бол харьцангуйн онолтой нийцэхгүй байгаа явдал юм - Орчлон ертөнц хэмжээсгүй цэг байсан тэр үед хязгааргүй эрчим хүчний нягтрал, орон зайн муруйлттай байх ёстой бөгөөд түүний дотор хүчтэй квант хэлбэлзэл үүсэх ёстой байв. Эйнштейний оюун санааны үүднээс авч үзвэл боломжгүй юм.

Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд эрдэмтэд сүүлийн 30 жилийн хугацаанд Орчлон ертөнц бусад, бага зэрэг эрс тэс нөхцөлд төрдөг гэсэн хэд хэдэн өөр онолыг боловсруулсан. Жишээлбэл, Стивен Хокинг, Жеймс Хартл нар 30 жилийн өмнө Орчлон ертөнцийг зөвхөн сансар огторгуйд төдийгүй цаг хугацааны хувьд цэг гэж санал болгож байсан бөгөөд төрөхөөс өмнө цаг хугацаа, бидний ойлголтод энэ үг огт байхгүй байсан. Цаг хугацаа гарч ирэхэд орон зай аль хэдийн харьцангуй "хавтгай" бөгөөд нэгэн төрлийн байсан тул физикийн "сонгодог" хуультай "хэвийн" орчлон ертөнц үүсч болно.

Хариуд нь Зөвлөлт-Америкийн физикч Александр Виленкин манай орчлон бол вакуум дахь квантын хэлбэлзлийн үр дүнд ийм бөмбөлөгүүд байнга үүсдэг мөнхийн бөгөөд байнга өргөжиж байдаг аварга олон ертөнцийн доторх хуурамч вакуумын нэг төрлийн "хөөс" гэж үздэг. оргүйгээс төрсөн.

Эдгээр хоёр онол хоёулаа "цаг хугацааны эхлэл" болон Их тэсрэлтийн нөхцөл Эйнштейний физиктэй үл нийцэх асуудлаас зайлсхийдэг боловч нэгэн зэрэг шинэ асуултыг дэвшүүлж байна - Орчлон ертөнцийг тэлэх чадвартай ийм хувилбарууд юм. одоо байгаа хэлбэрээр нь үүсгэж байна уу?

Ленерс болон түүний хамтран ажиллагсдын хийсэн тооцоолол нь үнэндээ орчлон ертөнцийг бий болгох ийм хувилбарууд зарчмын хувьд ажиллах боломжгүй гэдгийг харуулж байна. Ихэнх тохиолдолд тэдгээр нь манайхтай адил "хавтгай" тайван ертөнцийг бий болгоход хүргэдэггүй, харин түүний бүтцэд хүчтэй хямрал гарч ирдэг бөгөөд энэ нь ийм "өөр" орчлон ертөнцийг тогтворгүй болгодог. Түүгээр ч барахгүй ийм тогтворгүй орчлон ертөнц үүсэх магадлал нь түүний тогтвортой орчлон ертөнцөөс хамаагүй өндөр байгаа нь Хокинг, Виленкин нарын санааг эргэлзээ төрүүлж байна.

Иймээс Big Bang-аас зайлсхийх боломжгүй - эрдэмтэд квант механик ба харьцангуйн онолыг нэгтгэх арга замыг хайж олохын зэрэгцээ квантын хэлбэлзлийг бодисын хэт өндөр нягтрал, орон зай-цаг хугацааны муруйлтаар хэрхэн дарж байсныг ойлгох хэрэгтэй гэж дүгнэжээ. .