Kainatın mənşəyi xülasəsi. Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi: Kainatımızın Təkamül Tarixi

Sirli kosmoloji təklikdən sonra heç də sirli olmayan Plank dövrü (0 -10 -43 s) gəlir. Yeni doğulan Kainatın bu qısa anında hansı proseslərin baş verdiyini söyləmək çətindir. Ancaq dəqiq məlumdur ki, Plank anının sonunda cazibə qüvvəsi üç əsas qüvvədən ayrılaraq Böyük Birləşmənin vahid qrupunda birləşdi.

Əvvəlki anı təsvir etmək üçün yeni bir nəzəriyyəyə ehtiyac var, onun bir hissəsi döngə kvant cazibə modeli və sim nəzəriyyəsi ola bilər. Belə çıxır ki, Plank dövrü, kosmoloji təklik kimi, müddət baxımından son dərəcə qısa, lakin elmi çəkisi baxımından, ilkin Kainat haqqında mövcud biliklərdə əhəmiyyətli bir boşluq təşkil edir. Plank dövründə də məkan və zamanın özünəməxsus tərəddüdləri var idi. Bu kvant xaosunu təsvir etmək üçün kosmos-zamanın köpüklənən kvant hüceyrələrinin təsvirindən istifadə edə bilərik.

Plank dövrü ilə müqayisədə gələcək hadisələr parlaq və başa düşülən işıqda qarşımızda görünür. 10 -43 s-dən 10 -35 s-ə qədər olan dövrdə cazibə qüvvələri və Böyük Birləşmə gənc Kainatda artıq fəaliyyət göstərirdi. Bu dövrdə güclü, zəif və elektromaqnit təsirləri bir idi və Böyük Birləşmənin güc sahəsini təşkil etdi.

Böyük Partlayışdan 10 -35 s keçəndə Kainat 10 29 K temperatura çatdı. Bu anda güclü qarşılıqlı təsir elektrozəif qarşılıqlı təsirdən ayrıldı. Bu, Kainatın müxtəlif yerlərində fərqli şəkildə baş verən simmetriyanın pozulmasına səbəb oldu. Kainatın məkan-zaman qüsurları ilə bir-birindən hasarlanmış hissələrə bölünməsi ehtimalı var. Orada başqa qüsurlar da ola bilər - kosmik simlər və ya maqnit monopolları. Ancaq bu gün biz bunu Böyük Birləşmənin gücünün başqa bir bölgüsünə - kosmoloji inflyasiyaya görə görə bilmirik.

O zaman Kainat qravitonlar qazı ilə - cazibə sahəsinin hipotetik kvantları və Böyük Vahid Gücün bozonları ilə dolu idi. Eyni zamanda, leptonlar və kvarklar arasında demək olar ki, heç bir fərq yox idi.

Kainatın bəzi hissələrində qüvvələrin ayrılması zamanı yalançı boşluq yarandı. Enerji yüksək səviyyədə ilişib qalır və hər 10-34 saniyədən bir məkanı ikiqat artırmağa məcbur edir. Beləliklə, Kainat kvant miqyasından (santimetrin trilyonda bir trilyonda biri) diametri təxminən 10 sm olan bir topun ölçüsünə keçdi, bir faza keçidi onun sıxlığının vahidliyinin pozulması ilə müşayiət olunan ilkin maddə meydana gəldi. Böyük Birləşmə erası Böyük Partlayış anından təxminən 10?34 saniyə sonra başa çatdı, o zaman maddənin sıxlığı 10 74 q/sm³ və temperaturu 10 27 K idi. Zamanın bu nöqtəsində güclü nüvə qarşılıqlı təsiri var. yaradılmış şəraitdə mühüm rol oynamağa başlayan ilkin qarşılıqlı təsirdən ayrılır. Bu ayrılıq Kainatın növbəti faza keçidinə və geniş miqyaslı genişlənməsinə gətirib çıxardı ki, bu da maddənin sıxlığının dəyişməsinə və bütün Kainatda paylanmasına səbəb oldu.

Kainatın inflyasiyadan əvvəlki vəziyyəti haqqında bu qədər az məlumatlı olmağımızın səbəblərindən biri də ondan ibarətdir ki, sonrakı hadisələr onu çox dəyişərək, inflyasiyadan əvvəlki hissəcikləri Kainatın ən uzaq künclərinə səpələyib. Buna görə də, bu hissəciklər qorunub saxlansa belə, müasir maddədə onları aşkar etmək olduqca çətindir.

Kainatın sürətli inkişafı ilə böyük dəyişikliklər baş verir və Böyük Birləşmə dövründən sonra inflyasiya dövrü (10 -35 - 10 -32) baş verir. Bu dövr gənc Kainatın ultra sürətli genişlənməsi, yəni inflyasiya ilə xarakterizə olunur. Həmin qısa anda Kainat yüksək enerji sıxlığına malik yalançı vakuum okeanı idi və bunun sayəsində genişlənmə mümkün oldu. Eyni zamanda, kvant partlayışları - dalğalanmalar (kosmos-zaman köpüklənməsi) səbəbindən vakuum parametrləri daim dəyişirdi.

İnflyasiya Böyük Partlayış zamanı partlayışın mahiyyətini, yəni Kainatın sürətlə genişlənməsinin niyə baş verdiyini izah edir. Bu fenomeni təsvir etmək üçün əsas Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi və kvant sahə nəzəriyyəsi idi. Bu fenomeni təsvir etmək üçün fiziklər bütün məkanı dolduran hipotetik bir şişirdici sahə qurdular. Təsadüfi dalğalanmalar sayəsində ixtiyari məkan bölgələrində və müxtəlif vaxtlarda fərqli dəyərlər aldı. Sonra şişirici sahədə kritik ölçülü homojen bir konfiqurasiya meydana gəldi, bundan sonra dalğalanma ilə işğal edilmiş məkan bölgəsi sürətlə ölçüdə artmağa başladı. Şişirmə sahəsinin enerjisinin minimal olduğu bir mövqe tutmaq istəyi səbəbindən genişlənmə prosesi artan bir xarakter aldı, nəticədə Kainat ölçüsündə böyüməyə başladı. Genişlənmə anında (10 -34) yalançı vakuum parçalanmağa başladı, bunun nəticəsində yüksək enerjili hissəciklər və antihissəciklər əmələ gəlməyə başlayır.

Kainat tarixində hadron erası gəlir, onun mühüm xüsusiyyəti hissəciklərin və antihissəciklərin mövcudluğudur. Müasir konsepsiyalara görə, Böyük Partlayışdan sonrakı ilk mikrosaniyələrdə Kainat kvark-qluon plazması vəziyyətində idi. Kvarklar bütün adronların (proton və neytronların) tərkib hissəsidir, neytral hissəciklər, qlüonlar isə kvarkların adronlara yapışmasını təmin edən güclü qarşılıqlı təsirin daşıyıcılarıdır. Kainatın ilk anlarında bu zərrəciklər yeni yaranırdı və sərbəst, qaz halında idi.

Kvarkların və qluonların xromoplazması adətən qarşılıqlı təsirdə olan maddənin maye vəziyyəti ilə müqayisə edilir. Bu fazada kvarklar və qluonlar adronik maddədən azad olur və bütün plazma məkanında sərbəst hərəkət edə bilir, nəticədə rəng keçiriciliyi əmələ gəlir.

Həddindən artıq yüksək temperaturlara baxmayaraq, kvarklar bir-birinə olduqca bağlı idi və onların hərəkəti qazda deyil, mayedə atomların hərəkətinə bənzəyirdi. Həmçinin belə şəraitdə başqa bir faza keçidi baş verir ki, bu zaman maddəni təşkil edən işıq kvarkları kütləsiz olur.

QMİ-nin müşahidələri göstərdi ki, antihissəciklərin sayı ilə müqayisədə hissəciklərin ilkin bolluğu cəminin cüzi bir hissəsini təşkil edir. Məhz bu artıq protonlar Kainatın materiyasını yaratmaq üçün kifayət idi.

Bəzi elm adamları hesab edirlər ki, adron dövründə maddənin gizlədilməsi də olub. Gizli kütlənin daşıyıcısı məlum deyil, lakin aksionlar kimi elementar hissəciklər ən çox ehtimal olunan hesab olunur.

Partlayış irəlilədikcə temperatur aşağı düşdü və saniyənin onda birindən sonra 3*10 10 dərəcə Selsiyə çatdı. Bir saniyədə - on min milyon dərəcə, on üç saniyədə isə üç min milyon. Bu, elektronların və pozitronların daha sürətli məhvə başlaması üçün artıq kifayət idi. Məhv zamanı ayrılan enerji Kainatın soyuma sürətini tədricən yavaşlatdı, lakin temperatur aşağı düşməyə davam etdi.

10-4-10 s arasında olan dövr adətən leptonlar erası adlanır. Hissəciklərin və fotonların enerjisi yüz dəfə azaldıqda, maddə lepton-elektron və pozitronlarla doldu. Lepton erası sonuncu hadronların muonlara və muon neytrinolara parçalanması ilə başlayır və bir neçə saniyə sonra foton enerjisinin kəskin azalması və elektron-pozitron cütlərinin yaranması dayanması ilə başa çatır.

Böyük Partlayışdan sonra saniyənin təxminən yüzdə biri Kainatın temperaturu 10 11 dərəcə Selsi idi. Bu, bildiyimiz hər hansı bir ulduzun mərkəzindən çox daha istidir. Bu temperatur o qədər yüksəkdir ki, adi maddənin tərkib hissələrinin, atomların və molekulların heç biri mövcud ola bilməz. Bunun əvəzinə gənc Kainat elementar hissəciklərdən ibarət idi. Bu hissəciklərdən biri elektronlar, bütün atomların xarici hissələrini təşkil edən mənfi yüklü hissəciklər idi. Digər hissəciklər pozitronlar idi, kütləsi tam olaraq elektronun kütləsinə bərabər olan müsbət yüklü hissəciklər. Bundan əlavə, müxtəlif növ neytrinolar var idi - nə kütləsi, nə də elektrik yükü olmayan xəyali hissəciklər. Lakin neytrinolar və antineytrinolar bir-birini məhv etmədilər, çünki bu hissəciklər bir-biri ilə və digər hissəciklərlə çox zəif qarşılıqlı əlaqədə olurlar. Buna görə də, onlar hələ də ətrafımızda tapılmalıdır və onlar isti erkən Kainatın modelini sınamaq üçün yaxşı bir yol ola bilər. Lakin bu hissəciklərin enerjiləri indi onları müşahidə etmək üçün çox aşağıdır.

Leptonlar dövründə proton və neytron kimi hissəciklər var idi. Və nəhayət, Kainatda, kvant nəzəriyyəsinə görə, fotonlardan ibarət olan işıq var idi. Mütənasib olaraq bir neytron və protonda min milyon elektron var. Bütün bu hissəciklər davamlı olaraq saf enerjidən yaranır, sonra isə məhv olur, digər növ hissəciklər əmələ gətirirdi. Erkən Kainatda belə yüksək temperaturda sıxlıq suyun sıxlığından dörd min milyon dəfə çox idi.

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, məhz bu dövrdə nüvə reaksiyalarında relikt neytrino adlanan müxtəlif növ xəyal neytrinolarının intensiv istehsalı baş verir.

Radiasiya dövrü başlayır, onun başlanğıcında Kainat radiasiya dövrünə daxil olur. Dövrün əvvəlində (10 s) radiasiya protonların və elektronların yüklü hissəcikləri ilə intensiv şəkildə qarşılıqlı təsir göstərirdi. Temperaturun aşağı düşməsi səbəbindən fotonlar soyudu və uzaqlaşan hissəciklər üzərində çoxsaylı səpilmələr nəticəsində onların enerjisinin bir hissəsi daşındı.

Böyük Partlayışdan təxminən yüz saniyə sonra temperatur min milyon dərəcəyə enir ki, bu da ən isti ulduzların temperaturudur. Belə şəraitdə proton və neytronların enerjisi güclü nüvə cazibəsinə müqavimət göstərmək üçün artıq kifayət etmir və onlar bir-biri ilə birləşməyə başlayır, deyterium - ağır hidrogen nüvələrini əmələ gətirir. Deyterium nüvələri daha sonra digər neytronları və protonları birləşdirir və helium nüvələrinə çevrilir. Daha sonra daha ağır elementlər - litium və berilyum əmələ gəlir. Yaranan maddənin atom nüvələrinin ilkin formalaşması uzun sürmədi. Üç dəqiqədən sonra hissəciklər bir-birindən o qədər uzaqlaşdı ki, toqquşmalar nadir hala gəldi. Qaynar Big Bang modelinə görə, proton və neytronların təxminən dörddə biri helium, hidrogen və digər elementlərin atomlarına çevriləcəkdi. Qalan elementar hissəciklər adi hidrogenin nüvələrini təmsil edən protonlara parçalandı.

Böyük Partlayışdan bir neçə saat sonra helium və digər elementlərin əmələ gəlməsi dayandı. Bir milyon il ərzində Kainat sadəcə genişlənməyə davam etdi və demək olar ki, başqa heç nə baş vermədi. O dövrdə mövcud olan məsələ genişlənməyə və soyumağa başladı. Çox sonra, yüz minlərlə ildən sonra temperatur bir neçə min dərəcəyə endi və elektronların və nüvələrin enerjisi onlar arasında fəaliyyət göstərən elektromaqnit cazibəsini aradan qaldırmaq üçün kifayət etmədi. Onlar bir-biri ilə toqquşaraq hidrogen və heliumun ilk atomlarını əmələ gətirməyə başladılar (Şəkil 2).

Necə sevirik, heç nə haqqında düşünmədən, sadəcə olaraq ulduzlarla dolu qaranlıq səmaya baxın və xəyal edin. Heç düşünmüsünüzmü, o, bizim üstümüzdə nə var, necə bir dünyadır, necə işləyir, həmişə olub, ya yox, ulduzlar və planetlər haradan əmələ gəlib, niyə məhz bu şəkildə deyil, başqa şəkildə deyil, bu suallar? sonsuzluğa qədər sadalamaq olar. İnsan bütün varlığı boyu bu suallara cavab verməyə çalışıb və çalışır, yüzlərlə, bəlkə də min illər keçəcək, hələ də onlara tam cavab verə bilməyəcək.

Ulduzları minlərlə il müşahidə etdikdən sonra insan başa düşdü ki, onlar axşamdan axşama kimi həmişə eyni qalır və nisbi mövqelərini dəyişmirlər. Ancaq buna baxmayaraq, bu həmişə belə deyildi, məsələn, 40 min il əvvəl ulduzlar indiki kimi görünmürdülər. Böyük Ayı Böyük Toxac kimi görünürdü; Bütün bunlar heç bir şeyin yerində dayanmadığı, ancaq daimi hərəkətdə olması ilə izah olunur. Ay ətrafında fırlanır, Yer də öz növbəsində Günəş ətrafında dairəvi dövrədən keçir və onunla birlikdə bütövlükdə Qalaktikanın mərkəzi ətrafında fırlanır, bu da öz növbəsində Kainatın mərkəzi ətrafında hərəkət edir. Kim bilir, bəlkə bizim Kainatımız da digərinə nisbətən daha böyük ölçülərlə hərəkət edir.

Kainatın necə yarandığı

1922-ci ildə rus alimi və astronomu Aleksandr Aleksandroviç Fridman ümumi bir nəzəriyyə irəli sürdü. mənşəyi bizim Kainat, daha sonra amerikalı astronom Edvin Hubble tərəfindən təsdiqləndi. Bu nəzəriyyə ümumi olaraq tanınır Big Bang nəzəriyyəsi" . Bir anlığa kainatın mənşəyi, və bu, təxminən 12-15 milyard il əvvəldir, ölçüləri mümkün qədər kiçik idi, rəsmi olaraq Kainatın bir nöqtəyə çəkildiyini və eyni zamanda 10 90 kq/sm³-ə bərabər sonsuz nəhəng sıxlığa malik olduğunu güman etmək olar. . Bu o deməkdir ki, partlayış anında Kainatın ibarət olduğu maddənin 1 kubsantimetri kiloqramın 10-dan 90-cı qüvvəsinə qədər idi. Təxminən 10-35 saniyədən sonra. Plank dövrünün başlamasından sonra (maddə maksimum mümkün həddə sıxıldıqda və təxminən 10 32 K temperatura malik olduqda) bir partlayış baş verdi, bunun nəticəsində Kainatın ani eksponensial genişlənməsi prosesi başladı. , bu hələ də baş verir. Partlayış nəticəsində tədricən bütün istiqamətlərdə genişlənən subatomik hissəciklərin super isti buludundan tədricən atomlar, maddələr, planetlər, ulduzlar, qalaktikalar və nəhayət, həyat yarandı.

Böyük partlayış- bu, temperaturun tədricən düşməsi ilə böyük miqdarda enerjinin bütün istiqamətlərə buraxılmasıdır və Kainat daim genişləndiyindən, buna görə də davamlı olaraq soyuyur. Kosmologiya və astronomiyada Kainatın özünün genişlənməsi prosesi "Kosmik inflyasiya" kimi ümumi bir ad almışdır. Temperatur müəyyən dəyərlərə endikdən az sonra kosmosda proton və neytron kimi ilk elementar hissəciklər peyda oldu. Kosmosun temperaturu bir neçə min dərəcəyə endikdə, keçmiş elementar hissəciklər elektrona çevrilərək protonlar və helium nüvələri ilə birləşməyə başladılar. Məhz bu mərhələdə Kainatda atomların, əsasən hidrogen və heliumun əmələ gəlməsi başladı.

Kainatımızın həcmi hər saniyə artır, bu, Kainatın Genişlənməsinin ümumi nəzəriyyəsi ilə təsdiqlənir. Üstəlik, yalnız ümumdünya cazibə qüvvəsi ilə bağlı olmadığı üçün artır (genişlənir). Məsələn, bizimkilər kütləsi olan hər hansı bir cismin malik olduğu cazibə qüvvələrinə görə genişlənə bilməz. Günəş sistemimizdəki hər hansı bir planetdən daha ağır olduğundan, cazibə qüvvələri sayəsində onları müəyyən bir məsafədə saxlayır, bu da yalnız planetin kütləsi dəyişdikdə dəyişə bilər. Əgər cazibə qüvvələri olmasaydı, planetimiz də digərləri kimi hər dəqiqə bizdən daha da uzaqlaşardı. Və təbii ki, Kainatın heç bir yerində həyat yarana bilməz. Yəni cazibə qüvvəsi sanki bütün cisimləri vahid sistemdə, vahid obyektdə birləşdirir və buna görə də genişlənmə yalnız göy cisimləri olmayan yerdə - qalaktikalar arasındakı boşluqda baş verə bilər. Prosesin özü Kainatın genişlənməsi Bunu qalaktikaların “səpələnməsi” adlandırmaq daha düzgün olardı. Məlum olduğu kimi, qalaktikalar arasındakı məsafə çox böyükdür və bir neçə milyon, hətta yüz milyonlarla işıq ilinə (bir işıq ili- bu, bir işıq şüasının bir dünya ilində (365 gün) keçəcəyi məsafədir, ədədi olaraq 9,460,800,000,000 kilometrə və ya 9,46 trilyon kilometrə və ya 9,46 min kilometrə bərabərdir. Kainatın genişlənməsi faktını nəzərə alsaq, bu rəqəm durmadan artır.

Minilliyin simulyasiyasına əsasən Kainatın hesablanmış strukturu. Ağ rənglə qeyd olunub

Xətt məsafəsi təxminən 141 milyon işıq ilidir. Sarı rənglə göstərilmişdir

maddə, bənövşəyi rəngdə - qaranlıq maddə yalnız dolayı yolla müşahidə olunur.

Hər sarı nöqtə bir qalaktikanı təmsil edir.

Kosmoloqlar Kainatı yaradan və formalaşdıran proseslərin yekun anlayışına doğru irəliləməyə davam edirlər.

Kainat məkan və zaman baxımından o qədər genişdir ki, bəşər tarixinin çox hissəsi üçün həm alətlərimiz, həm də zehnimiz üçün əlçatmaz olaraq qaldı.

Ancaq 20-ci əsrdə, yeni ideyalar meydana çıxanda hər şey dəyişdi - Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən tutmuş elementar hissəciklərin müasir nəzəriyyələrinə qədər. Müvəffəqiyyət həm də güclü alətlər sayəsində əldə edildi - bizi Süd Yolundan kənarda qalaktikalara açan Corc Ellery Hale tərəfindən yaradılmış 100 və 200 düymlük reflektorlardan tutmuş, bizi dünyanın doğulduğu dövrə aparan Hubble Kosmik Teleskopuna qədər. qalaktikalar. Son 20 ildə tərəqqi sürətləndi. Məlum oldu ki, qaranlıq maddə adi atomlardan ibarət deyil, qaranlıq enerji mövcuddur. Kosmik inflyasiya və kainatların çoxluğu haqqında cəsarətli fikirlər yarandı.

Kainat haqqında hekayəmizin əsas mövzusu ibtidai kvark "şorbası"ndan bu gün müşahidə olunan qalaktikaların, ulduzların, planetlərin və həyatın artan mürəkkəbliyinə qədər təkamüldür. Bu quruluşlar fizikanın əsas qanunlarına tabe olaraq milyardlarla il ərzində bir-birinin ardınca meydana çıxdı. Zamanla mənşəyinə səyahət edən kosmoloqlar əvvəlcə Kainatın təfərrüatlı tarixini ilk mikrosaniyəyə, sonra isə əvvəldən $10^(-34)$-a keçirlər (bu zaman haqqında aydın fikirlər var, lakin hələ yox. aydın şəkildə təsdiqlənir) və nəhayət, doğum anına qədər (haqqında hələ də yalnız təxminlər var). Kainatın necə yarandığını hələ tam dərk etməsək də, artıq sonsuz sayda əlaqəsiz altkainatlar da daxil olmaqla çoxsaylı kainat anlayışı kimi heyrətamiz fərziyyələrimiz var.

ƏSAS NÖQLƏR

• Kainatımız 13,7 milyard il əvvəl isti Böyük Partlayışla başlayıb və o vaxtdan bəri genişlənir və soyuyur. O, elementar hissəciklərin formasız qarışığından müasir yüksək quruluşlu kosmosa çevrilmişdir.
• Birinci mikrosaniyə maddənin antimaddə üzərində hökmranlıq etməyə başladığı, gələcək qalaktikaların və onların çoxluqlarının quruluşunun yarandığı, qaranlıq maddənin - bu quruluşu saxlayan naməlum maddənin meydana gəldiyini müəyyən edən dövr idi.
• Kainatın gələcəyini qaranlıq enerji müəyyən edir - bir neçə milyard il əvvəl başlayan kosmoloji genişlənmənin sürətlənməsinə səbəb olan enerjinin naməlum forması.

Genişlənən Kainat

1924-cü ildə Maunt Wilson Rəsədxanasının 100 düymlük Hooker teleskopundan istifadə edərək Edvin Hubble bir neçə əsrlər boyu sirli qalan qeyri-müəyyən dumanlıqların bizimki kimi qalaktikalar olduğunu kəşf etdi. Beləliklə, Hubble Kainat haqqında anlayışımızı 100 milyard dəfə artırdı!

Və bir neçə il sonra o sübut etdi ki, qalaktikalar indi Hubble qanunu kimi tanınan riyazi qanuna tabe olaraq bir-birindən uzaqlaşır: qalaktika nə qədər uzaq olarsa, bir o qədər sürətlə hərəkət edir. Məhz bu qanundan belə nəticə çıxır ki, Böyük Partlayış 13,7 milyard il əvvəl baş verib.
Kosmos genişləndirilməsi

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsi çərçivəsində Hubble qanunu belə şərh olunur: kosmosun özü genişlənir, qalaktikalar da onunla birlikdə hərəkət edir (yuxarıdakı şəkil). İşıq da uzanır, qırmızı sürüşmə yaşayır, bu da enerji itirmək deməkdir, ona görə də Kainat genişləndikcə soyuyur. Kosmik genişlənmə müasir Kainatın necə formalaşdığını anlamağa kömək edir. Əgər zehni olaraq keçmişə tələssəniz, Kainat daha sıx, daha isti, daha qeyri-adi və daha sadə olacaq. Ən başlanğıca yaxınlaşaraq, Yerdə qurulmuş hər hansı bir sürətləndiricidən - Böyük Partlayışın özündən daha güclü bir sürətləndiricidən istifadə edərək, təbiətin ən dərin mexanizmləri ilə təmasda oluruq.

Teleskop vasitəsilə kosmosa baxan astronomlar sözün əsl mənasında özlərini keçmişdə tapırlar - və teleskop nə qədər böyük olsa, baxışları bir o qədər dərinləşir. Uzaq qalaktikalardan gələn işıq bizə qədim dövrləri, qırmızı sürüşməsi isə Kainatın zamanla nə qədər genişləndiyini göstərir. Müşahidə olunan hazırkı rekord qırmızı sürüşmə təxminən səkkizdir, bu o deməkdir ki, bu işıq Kainatın ölçüsü indikindən doqquz dəfə kiçik olanda və onun yaşı cəmi bir neçə yüz milyon il olanda yayılıb. Hubble Kosmik Teleskopu və Mauna Kea üzərindəki 10 metrlik Keck Teleskopları kimi alətlər bizi asanlıqla Böyük Partlayışdan bir neçə milyard il sonra bizimki kimi qalaktikaların formalaşmasına qaytarır. Əvvəlki dövrlərdən gələn işıq o qədər qırmızıya sürüşür ki, astronomlar onu infraqırmızı və radio dalğa uzunluqlarında aşkar etməyə məcbur olurlar. 6,5 m infraqırmızı James Webb Kosmik Teleskopu və Çilinin şimalında 64 radio teleskopdan ibarət şəbəkə olan Atacama Large Millimeter Array (ALMA) kimi tikilməkdə olan teleskoplar bizi ilk ulduzların və qalaktikaların doğulduğu vaxta geri aparacaq.

Kompüter modelləşdirməsi göstərir ki, bu ulduzlar və qalaktikalar Kainatın yaşı təqribən 100 milyon il ikən meydana çıxıblar. Bundan əvvəl kainat qaranlıq dövr adlanan, zibil qara olduğu bir dövrdən keçdi.

Kosmos beş hissəli qaranlıq maddə və bir hissə hidrogen və heliumdan ibarət formasız bir kütlə ilə dolu idi, Kainat genişləndikcə nadir hala gəldi.

Maddənin sıxlığı bir qədər qeyri-bərabər idi və cazibə qüvvəsi bu qeyri-bərabərliklər üçün gücləndirici rolunu oynadı: daha sıx bölgələr daha az sıx olanlara nisbətən daha yavaş genişləndi. 100 milyon il ərzində ən sıx bölgələr nəinki genişlənmələrini ləngitdi, hətta kiçilməyə başladı. Bu zonaların hər birində təxminən 1 milyon günəş kütləsi var idi; Onlar kosmosda qravitasiya ilə bağlı ilk cisimlər oldular. Onların kütləsinin əsas hissəsi, adından da göründüyü kimi, işıq yaymaq və ya udmaq iqtidarında olmayan qaranlıq maddə idi. Buna görə də çox uzun buludlar əmələ gətirdi. Digər tərəfdən, işıq yayan hidrogen və helium enerjisini itirərək hər buludun mərkəzinə doğru büzülür. Nəhayət, o qədər kiçildilər ki, ulduzlara çevrildilər. Bu ilk obyektlər müasirlərdən qat-qat böyük idi - yüzlərlə günəş kütləsi. Çox qısa ömür sürdükdən sonra kosmosa ilk ağır elementləri ataraq partladılar. Bir neçə milyard ildən sonra kütlələri milyonlarla günəş kütləsi olan bu buludlar cazibə qüvvəsinin təsiri altında ilk qalaktikalarda qruplaşdırıldı..

Genişlənmə səbəbindən yüksək dərəcədə qırmızıya çevrilmiş ilk hidrogen buludlarından gələn radiasiya, ümumi qəbul sahəsi təxminən bir kvadrat kilometr olan nəhəng radio antenaları tərəfindən aşkar edilə bilər. Bu radioteleskoplar qurulduqda ilk nəsil ulduz və qalaktikaların hidrogeni necə ionlaşdırdığı və bununla da qaranlıq dövrü necə bitirdiyi məlum olacaq.

Qaranlıq dövrün arxasında, qızartı 1100-də isti Big Bang-in əks olunması nəzərə çarpır. Həmin dövrə nəzər salsaq, bütün səmanı dolduran mikrodalğalı radiasiya divarı - 1964-cü ildə Arno Penzias və Robert Wilson tərəfindən kəşf edilmiş kosmik mikrodalğalı fon radiasiyasını gördük.

Bu, 380 min il ilkin mərhələdə olan Kainatın atomların əmələ gəlməsi dövründə zəif əksidir. Bundan əvvəl, atom nüvələrinin, elektronların və fotonların demək olar ki, homojen bir qarışığı idi. Kainat təxminən 3000 K temperatura qədər soyuduqda, nüvələr və elektronlar atomlara birləşməyə başladı. Fotonlar elektronlar tərəfindən səpələnməyi dayandırdılar və kosmosda sərbəst hərəkət etməyə başladılar, Kainatın ulduzların və qalaktikaların yaranmasından çox əvvəl necə olduğunu nümayiş etdirdilər.

1992-ci ildə NASA-nın Kosmik Arka Plan Tədqiqatçısı (COBE) peyki bu şüalanmanın intensivliyinin bir qədər dəyişdiyini - təxminən 0,001% olduğunu müəyyən etdi ki, bu da maddənin paylanmasında cüzi heterojenliyi göstərir. İlkin heterojenlik dərəcəsi, kiçik sıxlıqların sonradan cazibə qüvvəsinin təsiri altında böyüyən gələcək qalaktikalar və onların çoxluqları üçün "toxum" olmaq üçün kifayət etdi. Fon radiasiyasının qeyri-bərabərliyinin səmada paylanması Kainatın mühüm xüsusiyyətlərini göstərir: onun orta sıxlığı və tərkibi və təkamülünün ən erkən mərhələləri. Bu pozuntuların diqqətlə öyrənilməsi bizə Kainat haqqında çox şey öyrətdi..

KOSMİK MİKRODALQALQALI ARKA RADİYASİYA Kainatın 380 min illik körpəlik dövründəki görüntüsüdür. Bu şüalanmanın intensivliyindəki incə dəyişikliklər (rəng kodlu) Kainatın sirlərinə - onun yaşına, sıxlığına, tərkibinə və həndəsəsinə ipucu verən kosmik Rosetta Daşı kimi xidmət edir.

Bu nöqtədən Kainatın təkamülünün başlanğıcına qayıdaraq, ilkin plazmanın getdikcə daha isti və sıxlaşdığını görəcəyik.

Təxminən 100 min ilə qədər radiasiya enerjisinin sıxlığı maddəninkindən yüksək idi, bu da maddəni parçalanmaqdan qorudu. Və o anda Kainatda müşahidə olunan bütün strukturların qravitasiya sıxlığı başladı. Kainatın yaşı bir saniyədən az olan başlanğıca daha yaxın olanda, atom nüvələri yox idi, yalnız onların komponentləri - protonlar və neytronlar var idi. Nüvələr Kainatın bir neçə saniyə yaşı olanda və temperatur və sıxlıq nüvə reaksiyaları üçün uyğunlaşdıqda yarandı. Bu Big Bang nukleosintezində yalnız yüngül kimyəvi elementlər doğuldu: çoxlu helium (Kainatdakı bütün atomların kütləsinin təxminən 25%-i) və bir qədər litium, deuterium və helium-3. Qalan plazma (təxminən 75%) protonlar şəklində qaldı və nəticədə hidrogen atomlarına çevrildi. Dövri Cədvəlin bütün digər elementləri milyardlarla il sonra ulduzların dərinliklərində və onların partlayışları zamanı yaranmışdır.

KAİNAT əsasən qaranlıq enerji və qaranlıq maddədən ibarətdir; hər ikisinin təbiəti məlum deyil. Ulduzların, planetlərin və ulduzlararası qazın əmələ gəldiyi adi maddə yalnız kiçik bir hissəni təşkil edir.

Nukleosintez nəzəriyyəsi Kainatın ən qədim obyektlərində - ən qədim ulduzlarda və yüksək qırmızı sürüşmə qaz buludlarında ölçülən elementlərin və izotopların bolluğunu dəqiq proqnozlaşdırır. Kainatdakı orta atom sıxlığına çox həssas olan deyterium tərkibi xüsusi rol oynayır: onun ölçülmüş dəyəri göstərir ki, adi maddə ümumi enerji sıxlığının (4,5 ± 0,1)%-ni təşkil edir. Qalanları qaranlıq maddə və qaranlıq enerjidir.

Bir mikrosaniyə yaşına qədər protonlar və neytronlar belə yox idi; Kainat təbiətin əsas elementlərinin şorbası kimi idi: kvarklar, leptonlar və qüvvə daşıyıcıları (fotonlar, W- və Z-bozonlar və qluonlar). Biz əminik ki, bu “kvark şorbası” həqiqətən də var idi, çünki o dövrün fiziki şərtləri indi hissəcik sürətləndiricilərində aparılan təcrübələrdə təkrarlanır. (bax: Riorden M., Seits U. First microseconds // VMN, No. 8, 2006).

Kosmoloqlar həmin dövrü böyük və iti teleskopların köməyi ilə deyil, hissəciklər fizikasının dərin ideyalarına əsaslanaraq öyrənməyə ümid edirlər. 30 il əvvəl zərrəciklər fizikasının Standart Modelinin yaradılması cəsarətli fərziyyələrə, o cümlədən bir-biri ilə əlaqəsi olmayan hissəcikləri və qüvvələri birləşdirməyə cəhd edən simlər nəzəriyyəsinə gətirib çıxardı. Öz növbəsində, bu yeni ideyalar kosmologiyada tətbiq tapdı və qaynar Böyük Partlayışın orijinal ideyası qədər vacib oldu. Onlar mikrokosmos və daha böyük Kainat arasında dərin və gözlənilməz əlaqəyə işarə etdilər.

Tezliklə üç əsas suala cavabımız ola bilər: qaranlıq maddənin təbiəti nədir, maddə ilə antimaddə arasındakı asimmetriyaya səbəb olan şey və topaqlı kvark şorbasının necə meydana gəldiyi.

İkinci namizəd aksiondur, kütləsi elektrondan təxminən trilyon dəfə az olan ultra yüngül hissəcikdir. Onun mövcudluğu kvarkların davranışında Standart Model tərəfindən proqnozlaşdırılan incə fərqlərlə göstərilir. Bir aksionu aşkar etmək cəhdləri çox güclü bir maqnit sahəsində onun fotona çevrilə biləcəyinə əsaslanır. Həm neytralin, həm də aksion mühüm xüsusiyyətə malikdir: fiziklər bu hissəcikləri “soyuq” adlandırırlar. Çox yüksək temperaturda doğulmalarına baxmayaraq, yavaş-yavaş hərəkət edirlər və buna görə də asanlıqla qalaktikalara qruplaşırlar.

Bəlkə də başqa bir sirr ibtidai kvark şorbası dövründədir: niyə Kainat indi yalnız maddədən ibarətdir və antimaddə demək olar ki, yoxdur. Fiziklər hesab edirlər ki, ilk vaxtlar Kainatda onların bərabər miqdarı var idi, lakin nə vaxtsa kiçik bir artıq maddə meydana gəldi - hər milyard antikvark üçün təxminən bir əlavə kvark. Bu balanssızlıq sayəsində Kainatın genişlənməsi və soyuması zamanı kvarkların antikvarklarla yox olması zamanı kifayət qədər kvark qorunub saxlanılmışdır. 40 ildən çox əvvəl sürətləndiricilərdə aparılan təcrübələr göstərdi ki, fizika qanunları bir qədər maddənin xeyrinədir; Çox erkən mərhələdə hissəciklərin qarşılıqlı əlaqəsi prosesində məhz bu kiçik üstünlük kvarkların çoxluğunun yaranmasına səbəb oldu.

Kvark şorbasının özü yəqin ki, çox erkən - Böyük Partlayışdan sonra təxminən $10^(-34)$ s sonra, inflyasiya kimi tanınan kosmik genişlənmə partlayışında yaranıb.

Bu partlayışın səbəbi elektromaqnit sahəsini xatırladan və inflyasiya adlanan yeni sahənin enerjisi olub. Məhz inflyasiya kosmosun əsas xüsusiyyətlərini onun ümumi homojenliyi və Kainatda qalaktikaların və digər strukturların yaranmasına səbəb olan kiçik sıxlıq dalğalanmaları kimi izah etməlidir. Şişirmə parçalandıqda, enerjisini kvarklara və digər hissəciklərə köçürür və beləliklə, Böyük Partlayışın istisini və kvark şorbasının özünü yaradır.

İnflyasiya nəzəriyyəsi kvarklar və kosmos arasında dərin əlaqəni nümayiş etdirir: atomaltı səviyyədə mövcud olan inflyasiyanın kvant dalğalanmaları sürətli genişlənmə nəticəsində astrofizik nisbətlərə çatdı və bu gün müşahidə edilən bütün strukturlar üçün mikrob oldu. Başqa sözlə, səmada mikrodalğalı fon radiasiyasının nümunəsi atomaltı dünyanın nəhəng görüntüsüdür. Bu şüalanmanın müşahidə edilən xassələri inflyasiyanın və ya buna bənzər bir şeyin əslində Kainat tarixində çox erkən baş verdiyini sübut edən nəzəri proqnoza uyğundur.

Kosmoloqlar daha da irəli getməyə və kainatın başlanğıcını anlamağa çalışdıqca, onların mühakiməsi daha az inamlı olur.

Bir əsr ərzində Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi Kainatın təkamülünü öyrənmək üçün əsas olmuşdur. Amma bu, müasir fizikanın başqa bir sütunu - kvant nəzəriyyəsi ilə razılaşmır, ona görə də ən mühüm vəzifə onları bir-biri ilə uzlaşdırmaqdır. Yalnız belə bir vahid nəzəriyyə ilə biz Kainatın təkamülünün ən erkən anlarına, kosmos-zamanın özünün formalaşdığı $10^(–43)$ s yaşı olan Plank dövrü adlanan dövrə qədər irəliləyə biləcəyik. . Vahid nəzəriyyənin sınaq versiyaları bizə ilk anların heyrətamiz şəkillərini təqdim edir. Məsələn, sim nəzəriyyəsi kosmosun əlavə ölçülərinin mövcudluğunu və bəlkə də bu super məkanda başqa kainatların mövcudluğunu proqnozlaşdırır. Böyük Partlayış dediyimiz şey Kainatımızın bir başqası ilə toqquşması ola bilərdi(bax: Veneziano G. Zamanın başlanğıcı haqqında mif // VMN, No. 8, 2004) . Sim nəzəriyyəsini inflyasiya nəzəriyyəsi ilə birləşdirmək bəlkə də ən böyük ideyaya gətirib çıxarır - hər birinin öz fiziki qanunları olan sonsuz sayda kəsilmiş hissələrdən ibarət çoxlu kainat ideyası..

(bax: Busso R., Polchinski J. Landscape of string theory // VMN, No. 12, 2004)

Çoxlu kainat ideyası hələ də inkişaf edir və iki əsas nəzəri problemi həll edir. Birincisi, inflyasiyanı təsvir edən tənliklərdən belə çıxır ki, əgər bu bir dəfə baş veribsə, onda proses sonsuz sayda “şişirilmiş” sahələr yaradaraq təkrar-təkrar baş verəcək. Onlar o qədər böyükdürlər ki, bir-biri ilə ünsiyyət qura bilmirlər və buna görə də bir-birlərinə təsir göstərmirlər. İkincisi, sim nəzəriyyəsi göstərir ki, bu bölgələr fəza ölçülərinin sayı və sabit hissəciklərin ailələri kimi müxtəlif fiziki parametrlərə malikdir.

Kosmoloqların çoxlu kainat ideyası haqqında qarışıq hissləri var. Əgər həqiqətən ayrı-ayrı alt kainatlar arasında heç bir əlaqə yoxdursa, onda biz onların mövcudluğunu yoxlaya bilməyəcəyik; əslində onlar elmi biliklərdən kənardadırlar. Bir hissəsi qışqırmaq istəyir: "Lütfən, birdən çox kainat yoxdur!" Ancaq digər tərəfdən, çoxlu Kainat ideyası bir sıra fundamental problemləri həll edir. Əgər doğrudursa, onda Kainatın Hubble genişlənməsi cəmi 100 milyard dəfə və Kopernik tərəfindən 16-cı əsrdə Yerin Kainatın mərkəzindən qovulmasıdır. kosmosdakı yerimizi dərk etməyimizə yalnız kiçik bir əlavə kimi görünəcək.

Zülmətdə

Kainatın müasir anlayışının və onun ən böyük sirrinin ən mühüm elementi kosmik genişlənmənin sürətlənməsinə səbəb olan enerjinin yaxınlarda kəşf edilmiş və dərin sirli forması olan qaranlıq enerjidir. Qaranlıq enerji bir neçə milyard il əvvəl maddəni idarə etdi. Bundan əvvəl, genişlənmə maddənin cazibə qüvvəsi ilə yavaşladı və cazibə qüvvəsi qalaktikalardan tutmuş superklasterlərə qədər strukturlar yaratmağa qadir idi. Hal-hazırda qaranlıq enerjinin təsiri ilə superklasterlərdən daha böyük strukturlar əmələ gələ bilmir. Əgər qaranlıq enerji daha əvvəl qalib gəlsəydi - deyək ki, Kainatın yaşı cəmi 100 milyon il olanda - o zaman qalaktikalar yaranmazdan əvvəl strukturların formalaşması dayanardı və biz burada olmazdıq.

Kosmoloqlar hələ də bu qaranlıq enerjinin nə olduğu barədə çox qeyri-müəyyən bir təsəvvürə malikdirlər. Genişlənmənin sürətlənməsi üçün itələyici qüvvə lazımdır. Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi göstərir ki, enerjinin son dərəcə elastik formasının cazibə qüvvəsi həqiqətən də itələnməyə səbəb ola bilər. Boş məkanı dolduran kvant enerjisi məhz bunu edir. Lakin problem ondadır ki, kvant enerji sıxlığının nəzəri qiymətləndirmələri müşahidə tələbləri ilə uyğun gəlmir; əslində, onları bir çox miqyasda üstələyirlər. Başqa bir ehtimal: kosmik sürətlənmə enerjinin yeni forması ilə deyil, bu enerjini təqlid edən bir şeylə, məsələn, ümumi nisbi nəzəriyyənin səhvi və ya görünməz məkan ölçülərinin təsiri ilə idarə oluna bilər. (bax: Cross L., Turner M. Space mystery // VMN, No. 12, 2004).

Kainat indiki sürətlə sürətlənməyə davam edərsə, 30 milyard ildən sonra Böyük Partlayışın bütün əlamətləri yox olacaq. (bax: Cross L., Scherrer R. Kosmologiyanın sonu gələcəkmi? // VMN, No. 6, 2008). Yaxınlıqdakı bir neçə qalaktikadan başqa hamısı o qədər böyük qırmızı sürüşmə ilə qarşılaşacaq ki, onlar görünməz hala gələcəklər. Kosmik fon radiasiyasının temperaturu alətlərin həssaslığından aşağı düşəcək. Bu, Kainatı astronomların 100 il əvvəl, alətləri bu gün bildiyimiz Kainatı görmək üçün kifayət qədər güclü olmadan əvvəl təsəvvür etdikləri kimi göstərəcək.

Müasir kosmologiya bizi mahiyyətcə alçaldır. Biz birlikdə kainatın cəmi 4,5%-ni təşkil edən proton, neytron və elektronlardan ibarətik; biz ancaq ən kiçiklə ən böyük arasındakı ən incə əlaqələr sayəsində mövcud oluruq. Mikrofizika qanunları maddənin antimaddə üzərində üstünlük təşkil etməsini, qalaktikaları səpən dalğalanmaların meydana gəlməsini və kosmosun qaranlıq maddə hissəcikləri ilə doldurulmasını təmin etdi ki, bu da qaranlıq enerjinin ələ keçirilməsindən və genişlənmənin sürətlənməsindən əvvəl qalaktikaların yaranmasına imkan verən qravitasiya infrastrukturunu təmin etdi ( yuxarıda daxil edin). Eyni zamanda, kosmologiya təbiətcə təkəbbürlüdür. Kainatımız kimi nəhəng məkan və zaman okeanında hər şeyi anlaya biləcəyimiz fikri ilk baxışda absurd görünür. Təvazökarlıq və özünə inamın bu qəribə qarışığı bizə keçən əsrdə müasir Kainatın quruluşunu və onun təkamülünü başa düşməkdə çox yaxşı irəliləyiş əldə etməyə imkan verdi. Mən qarşıdakı illərdə daha da irəliləyişlə bağlı nikbinəm və tam əminəm ki, biz kosmologiyanın qızıl dövründə yaşayırıq.

Kainatda daha da çox qaranlıq enerji olsaydı, gördüyümüz böyük strukturlar olmadan (sağda) demək olar ki, formasız (solda) qalardı.

Tərcümə: V.G. Surdin

ƏLAVƏ OXUMA

• Erkən Kainat. Edward W. Kolb və Michael S. Turner. Westview Press, 1994.
• İnflyasiya Kainatı. Alan Qut.
• Əsas, 1998.
• Kvarklar və Kosmos. Michael S. Turner in Science, Vol. 315, səh. 59–61;
• 5 yanvar 2007-ci il.

Maykl S. Turner hissəciklər fizikası, astrofizika və kosmologiyanın inteqrasiyasına öncülük etmiş və onilliyin əvvəllərində Milli Akademiyanın bu yeni tədqiqat sahəsindəki səylərinə rəhbərlik etmişdir. Çikaqo Universitetinin Kavli Fondu Kosmoloji Fizika İnstitutunun professorudur.

7 mart 2015-ci il, saat 18:50 Kainat

7 mart 2015-ci il, saat 18:50- bu, bizi əhatə edən bütün sonsuz dünyadır. Bunlar başqa planetlər və ulduzlar, bizim Yer planetimiz, onun bitkiləri və heyvanları, siz və mən – bütün bunlar Kainatdır, o cümlədən Yerdən kənarda olanlar – kosmos, planetlər, ulduzlar. Bu, varlığının ən müxtəlif formalarını alan, sonu və kənarı olmayan bir maddədir.

- mövcud olan hər şey budur. Ən kiçik toz və atom dənələrindən tutmuş ulduz aləmlərinin və ulduz sistemlərinin nəhəng maddə yığılmalarına qədər. Kainat və ya kosmos nəhəng ulduz dəstələrindən ibarətdir.

Bütün bunlar haradan gəldi?

Bir neçə nəzəriyyə var ki, onlardan ən populyarı böyük partlayış nəzəriyyəsidir.

70 il əvvəl amerikalı astronom Edvin Hubble qalaktikaların rəng spektrinin qırmızı hissəsində yerləşdiyini kəşf etdi. Bu, "Doppler effekti"nə görə, onların bir-birindən uzaqlaşması demək idi. Üstəlik, daha uzaq qalaktikalardan gələn işıq daha yaxınlardan gələn işıqdan daha “qırmızıdır” və bu, uzaqların daha aşağı sürətini göstərirdi. Nəhəng maddə kütlələrinin səpələnməsi mənzərəsi heyrətamiz dərəcədə partlayış şəklini xatırladırdı. Sonra Böyük Partlayış nəzəriyyəsi irəli sürüldü.

Hesablamalara görə, bu, təxminən 13,7 milyard il əvvəl baş verib. Partlayış zamanı Kainat 10-33 santimetr ölçüsündə bir “nöqtə” idi. Mövcud Kainatın əhatə dairəsi astronomlar tərəfindən 156 milyard işıq ili ilə hesablanır (müqayisə üçün: "nöqtə" protondan - hidrogen atomunun nüvəsindən dəfələrlə kiçikdir, protonun özü də Aydan kiçikdir).
Partlayışın ilk təsdiqi 1964-cü ildə amerikalı radio astronomları R.Wilson və A.Penzias Kelvin şkalası üzrə (–270°C) temperaturu təxminən 3° olan relikt elektromaqnit şüalanma aşkar etdikdə gəldi. Elm adamları üçün gözlənilməz olan bu kəşf Böyük Partlayışın xeyrinə hesab edildi.

Belə ki, tədricən bütün istiqamətlərdə genişlənən atomaltı hissəciklərin fövqəlqaynar buludundan tədricən atomlar, maddələr, planetlər, ulduzlar, qalaktikalar formalaşmağa başladı və nəhayət həyat meydana çıxdı. Kainat hələ də genişlənir və bunun nə qədər davam edəcəyi bilinmir. Ola bilsin ki, bir gün o, öz həddinə çatacaq.

Böyük Partlayış nəzəriyyəsi kosmologiyanın qarşısında duran bir çox suala cavab verməyə imkan yaratdı, lakin təəssüf ki, bəlkə də xoşbəxtlikdən bir sıra yenilərini də gündəmə gətirdi. Xüsusilə: Böyük Partlayışdan əvvəl nə baş verdi? Kainatın ilkin olaraq 1032 dərəcə K-dən çox ağlasığmaz bir temperatura qədər istiləşməsinə nə səbəb oldu? Hər hansı bir partlayış zamanı maddə müxtəlif istiqamətlərə son dərəcə qeyri-bərabər səpilirsə, niyə Kainat təəccüblü dərəcədə homojendir?

Ancaq əsas sirr, əlbəttə ki, "fenomendir". Onun haradan gəldiyi və necə formalaşdığı məlum deyil. Populyar elmi nəşrlərdə "fenomen" mövzusu ümumiyyətlə buraxılır və ixtisaslaşmış elmi nəşrlərdə bu barədə elmi baxımdan qəbuledilməz bir şey kimi yazırlar. Dünya şöhrətli alim və Kembric Universitetinin professoru Stiven Hokinq və Keyptaun Universitetinin riyaziyyat professoru J. F. R. Ellis “Uzun Ölçülü Kosmos-Zaman Structure” adlı kitablarında bunu birbaşa deyirlər: “Nəticələrimiz təsdiq edir. Kainatın məhdud sayda il əvvəl meydana gəldiyi anlayışı. Bununla belə, Böyük Partlayış nəticəsində Kainatın yaranması nəzəriyyəsinin başlanğıc nöqtəsi - sözdə "fenomen" fizikanın məlum qanunlarından kənardadır."

Nəzərə almaq lazımdır ki, "fenomen" problemi daha böyük bir problemin, Kainatın ilkin vəziyyətinin mənbəyi probleminin yalnız bir hissəsidir. Başqa sözlə: Kainat əvvəlcə bir nöqtəyə sıxılmışdısa, onu bu vəziyyətə gətirən nədir?

Bəzi elm adamları "fenomen" problemini həll etmək üçün başqa fərziyyələr irəli sürürlər. Onlardan biri “pulsasiya edən kainat” nəzəriyyəsidir. Buna görə Kainat sonsuz olaraq, təkrar-təkrar ya bir nöqtəyə qədər kiçilir, ya da bəzi sərhədlərə qədər genişlənir. Belə bir Kainatın nə başlanğıcı, nə də sonu var, yalnız genişlənmə və daralma dövrləri var. Eyni zamanda, fərziyyə müəllifləri Kainatın həmişə mövcud olduğunu iddia edirlər və bununla da “dünyanın başlanğıcı” sualını ortadan qaldırırlar.

Ancaq fakt budur ki, pulsasiya mexanizmi üçün hələ heç kim qənaətbəxş bir izahat verməyib. Bu niyə baş verir? Səbəblər nələrdir? Nobel mükafatı laureatı, fizik Stiven Vaynberq “İlk Üç Dəqiqə” kitabında qeyd edir ki, Kainatdakı hər müntəzəm pulsasiya ilə fotonların sayının nuklonların sayına nisbəti qaçılmaz olaraq artmalıdır ki, bu da onların yox olmasına gətirib çıxarır. yeni pulsasiyalar. Vaynberq belə nəticəyə gəlir ki, buna görə də Kainatın pulsasiya dövrlərinin sayı məhduddur, bu o deməkdir ki, müəyyən bir anda onlar dayanmalıdır. Nəticə etibarı ilə “pulsasiya edən Kainatın” sonu var və buna görə də başlanğıcı var.

Kainatın mənşəyi ilə bağlı başqa bir nəzəriyyə, bütün qalaktikaları özlərindən “tüpürən” “ağ dəliklər” və ya kvazarlar nəzəriyyəsidir.
“Kosmos-zaman tunelləri” və ya “kosmik kanallar” nəzəriyyəsi də maraqlıdır. Onların ideyası ilk dəfə 1962-ci ildə amerikalı nəzəri fizik Con Uiler tərəfindən tədqiqatçının transdimensional, qeyri-adi sürətli qalaktikalararası səyahət imkanlarını ifadə etdiyi “Geometrodinamika” kitabında ifadə edilmişdir. “Kosmik kanallar” anlayışının bəzi versiyaları onlardan keçmişə və gələcəyə, eləcə də digər kainatlara və ölçülərə səyahət etmək üçün istifadə etmək imkanını nəzərdən keçirir.

Stanford fiziki Andrey Linde Big Bang nəzəriyyəsinin cavab verə bilmədiyi suallar verir. Onlardan bəziləri 2007-ci ildə Stanford Alumni jurnalında dərc olunan məqalədə səsləndirilib: “Dəqiq nə partladı? Niyə bu konkret anda və hər yerdə bir anda partladı? Böyük Partlayışdan əvvəl nə var idi?

Lindenin fikrincə, Böyük Partlayış tək bir hadisə deyil, nizamsız və dağınıq bir inflyasiya idi. O, 1980-ci illərdə inflyasiya ilə bağlı xaotik nəzəriyyəsini inkişaf etdirdi: Böyük Partlayışa bənzər genişlənmələr kifayət qədər potensial enerji verildikdə kosmosun istənilən yerində baş verə bilər.

Linde deyir: “Biz bütün kainatın bir anda yaradıldığını güman edirdik”. "Amma reallıqda belə deyil."

1990-cı illərdə kosmik mikrodalğalı fon radiasiyasının tədqiqatları müxtəlif intensivliklər göstərdi ki, bu da inflyasiyanın xaotik nəzəriyyəsini dəstəkləmək üçün bəzi sübutlar təqdim edir.

Linde hesab edir ki, çox geniş perspektivdə kosmos elmin yaratdığı çərçivəyə sığmır: “Bir fizika qanununun mövcud olduğu Kainatın əvəzinə, əbədi xaotik inflyasiya özünü təkrarlayan və hər şeyin olduğu əbədi çoxlu kainatın mənzərəsini yaradır. mümkündür,” Linde deyir. - Paralel xətlər çox uzaq məsafədə kəsişə bilər. Fizika qanunları dəyişə bilər... Bunun nə vaxt baş verdiyini sadəcə olaraq görə bilmirik. Biz böyük bir topun içindəki qarışqalar kimiyik”.

Kainatın mənşəyi ilə bağlı digər nəzəriyyələr:

Ekpirotik nəzəriyyə

Bu nəzəriyyənin tərəfdarları hesab edirlər ki, zaman-zaman “bacısı” ilə toqquşan bizimkinə paralel bir Kainat var. Toqquşma enerjisi kosmosda böyük iğtişaşlara səbəb olur və nəticədə qaz dumanlıqlarını, qalaktikaları, ulduzları və digər kosmik cisimləri əmələ gətirən hissəciklərin meydana çıxması ilə nəticələnir.

Toqquşmadan sonra Kainatlar dağılır, lakin nə qədər səpələnirlərsə, bir o qədər də bir-birlərini cəlb etməyə başlayırlar (və niyə də yox?). Tədricən onlar yenidən yaxınlaşmağa başlayırlar və o vaxta qədər hər iki Kainatda artıq heç bir ulduz və ya başqa cisim yoxdur, hər şey Termodinamikanın İkinci Qanununa uyğun olaraq bərabər paylanır.

Kainatlar yenidən toqquşur və yenə toqquşmanın enerjisi hissəciklər yaradır və s., bu sonsuz bir dövrədir.

Ağ dəliklər

Qara dəliklərin varlığı haqqında hamımız eşitmişik. Ümumiyyətlə, hazırda onların varlığını yalnız cazibə sahələrinin pozulması/işığın əyilməsi ilə təxmin etmək olar. Amma alimlər artıq ağ dəliklərin varlığından danışırlar. Axı maddə qara dəlik tərəfindən udulursa, o, harasa atılmalıdır, elə deyilmi?

Və nəzəri olaraq, maddənin udulmaqdan daha çox atıldığı nöqtələr mövcuddur. İndiyə qədər onlar aşkar edilməyib, lakin bu nəzəriyyənin tərəfdarları yaxın gələcəkdə ağ dəlik kəşf etmək ümidini itirmirlər.

Ümumiyyətlə, ağ dəliklərin mövcudluğu, əgər onlar həqiqətən aşkar edilərsə, fizikanın bir sıra fundamental qanunlarını pozur. Əgər həqiqətən də bir ağ dəlik aşkar edilərsə, o zaman indiki elmin təməli yamaqlanmalı və çox yaxşıca (yenidən, yeri gəlmişkən) düzəldilməlidir.

Kainat Qara Dəliyin məhsuludur

Maddəni naməlum bir istiqamətə atan qara dəliklərin əslində yağışdan sonra göbələklərdən daha sürətli görünən yeni kainatlar yaratdığına görə çox maraqlı bir nəzəriyyə. Qara dəlik tərəfindən udulmuş hər bir hissəcik, nəhəng enerji ilə təchiz edilmiş hissəcik partladıqdan sonra yeni bir Kainatın başlanğıcı ola bilər. Bu, Böyük Partlayış olacaq və belə partlayışlar çoxdur.

Yaradılan hər bir Kainat öz növbəsində yeni qara dəliklər, o isə yeni Kainatlar yaradır. Ümumiyyətlə, başım fırlanır, bütün bu sonsuz burulğanı təsəvvür etmək çox çətindir.

Dünyaların kvant nəzəriyyəsi

Bu nəzəriyyə elmi fantastika yazıçıları tərəfindən öz əsərlərində çox istifadə olunur. Onun mahiyyəti variasiyaların daimi budaqlanmasındadır. Məsələn, indi siz mağazaya getməyə və ya televizoru yandırmağa qərar verirsiniz. Bir invariantda mağazaya gedirsən, digərində televizoru yandırırsan. Artıq bir-birindən çox az fərqlənən iki Kainatımız var, lakin nə qədər irəli getsək, fərqlər bir o qədər güclü olar.

Və ümumiyyətlə, variasiyalar bir çox amillərdən, o cümlədən müxtəlif istiqamətlərdə hərəkət edən atomların davranışından və s. Nəticədə hər an milyardlarla milyard yeni dəyişməzlik meydana çıxır və onlar bir-birindən nə qədər uzaq olarsa, bu Kainatlar bir o qədər fərqli olur.

Obrazlı olaraq, bunu hər bir bıçağı sonsuz bölünən, sonrakı hissələrin hər biri yenidən bölünən və s.

Müasir cəmiyyətdə yaşayan insanların çoxu Kainatın necə yarandığı barədə əminliklə danışa bilməz. Bu gün çox az adam onun konkret və aydın sərhədləri bilməyən nəhəng nəhəng məkana çevrilə bildiyini düşünür. Milyardlarla il ərzində Kainatda nə baş verə biləcəyini az adam düşünür. və Kainatın yaranma tarixi ilə bağlı çox çılğın nəzəriyyələr.

Müasir alimlər elmi biliklər çərçivəsində qədim sələflərindən daha da irəli getmişlər. Bir çox astronomlar, fiziklər və onlarla birlikdə kosmoloqlar əmindirlər ki, Kainat nəinki maddənin əsas hissəsinin əcdadı, həm də cisimlərin əmələ gəlməsi üçün əsas ola biləcək geniş miqyaslı partlayış nəticəsində yarana bilərdi. kosmosun varlığını təyin edən bütün ən mühüm fiziki qanunlar. Bu fenomen adətən “Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi” adlanır.

Nəzəriyyənin mənası

Onun əsasları son dərəcə sadədir. Nəzəriyyə bildirir ki, müasir materiya ilə uzaq, uzaq antik dövrdə mövcud olmuş materiya bir-biri ilə eynidir, çünki mahiyyət etibarilə onlar eyni öyrənilən obyektdir. Bütün maddələr təxminən 13,8 milyard il əvvəl yaranmışdır. Həmin uzaq dövrlərdə o, nöqtə şəklində və ya top şəklində yığcam şəkildə formalaşmış mücərrəd cisim şəklində mövcud idi ki, bu da öz növbəsində sonsuz sıxlığa və müəyyən temperatura malik idi. Alimlər adətən bu vəziyyəti “təklik” adlandırırlar. Naməlum səbəblərdən, bu eyni təklik birdən-birə müxtəlif istiqamətlərdə sürətlə genişlənməyə başladı, nəticədə Kainat ortaya çıxdı. Elm tərəfindən maddənin mənşəyi, fizikanın əsas qanunları və Kainatın özünün nəhəng quruluşu ilə bağlı izahat kimi qəbul edilir. Bunun səbəbi, Big Bang nəzəriyyəsinin Kainatın genişlənməsinə təsir edən səbəbləri təsvir etməsi və o, həm də sonsuz kosmosla əlaqəli çoxlu sayda digər aspektləri və hadisələri ehtiva edir.

Tarixə ekskursiya

Böyük Partlayış mövzusu keçən əsrin lap əvvəllərindən elm üçün aktuallaşıb. 1912-ci ildə ABŞ-dan olan Vesto Slipher adlı astronom bir müddət spiral qalaktikaların (əvvəllər dumanlıqlarla səhv salınırdı) müşahidələri apardı, bu müddət ərzində alim eyni qalaktikaların Doppler qırmızı sürüşməsini ölçə bildi. O, tədqiqat obyektinin müəyyən zaman intervalı ərzində Süd yolundan getdikcə daha da uzaqlaşdığı qənaətinə gəldi və artıq 1922-ci ildə sovet kosmoloqu və riyaziyyatçısı A.Fridman dayandı. Eynşteynin əsərləri üzərində nisbilik nəzəriyyəsi ilə əlaqəli tənliklərdən öz tənliklərini çıxara bilmişdir. Məhz o, yalnız bir şəxsi fərziyyəni ifadə edərək, elmi ictimaiyyətə Kainatın genişlənməsi haqqında xəbər verə bilən ilk alim oldu.

Edwin Hubble 1924-cü ildə Yerdən ən yaxın spiral dumanlığa qədər olan məsafəni ölçdü və bu, yaxınlıqda başqa qalaktik sistemlərin ola biləcəyini sübut etdi. Təcrübələrini güclü teleskopdan istifadə edərək aparan alim qalaktikaların məsafəsi ilə onların bir-birindən uzaqlaşma sürəti arasında yaranan əlaqəni qurdu.

Kilsə həmişə insanlara belə bir fikir aşılayıb ki, Allah dünyanı az qala bir həftəyə, yəni 6 günə yaradıb. Xristian dininin bu dogması bu günə qədər fəal şəkildə dəstəklənir. Ancaq bütün kilsə qanunları bu baxımdan əmin deyil.

Böyük Partlayış nəzəriyyəsinin banisi din xadimi Georges Lemaitre hesab olunur. O, Kainat kimi qlobal sərhədsiz məkanın mənşəyi məsələsini cəmiyyət qarşısında qaldıran ilk şəxs oldu. O, ibtidai atomu və onun çoxsaylı fraqmentlərinin göy cisimlərinə - qalaktikalı ulduzlara çevrilməsini tədqiq etmişdir. 1927-ci ildə keşiş qəzetdə öz arqumentlərini dərc etdi. Böyük Eynşteyn Lemaitrenin fikirləri ilə tanış olanda qeyd etdi ki, kahin hər şeyi tamamilə düzgün hesablamışdır, lakin ustad müqəddəs atanın fizika sahəsindəki biliyi ilə kifayətlənməmişdir. Big Bang nəzəriyyəsi yalnız 1933-cü ildə, Eynşteynin özü tezislərin və elmi kəşf faktlarının təzyiqi altında təslim olduqdan sonra, Lemaitre versiyasını indiyə qədər qarşılaşdığı ən inandırıcılarından biri kimi qəbul etdi Kainatın mənşəyi. Alim 1931-ci ildə bir əlyazma yazdı və orada hadisələrin Georges Lemaitre versiyasından fərqli olaraq öz versiyasını təsvir etdi. Digər məşhur tədqiqatçılardan müstəqil işləyən digər görkəmli alim Alfred Hoylun əsəri də 1940-cı illərdə tam eyni istiqamətdə yazılmışdır.

Eynşteyn Big Bang nəzəriyyəsində olması lazım olan bir həqiqətə, yəni partlayışdan əvvəl yaşadığı maddənin təkliyinə şübhə ilə yanaşırdı. O, kosmosun sonsuz genişlənməsi ilə bağlı öz mühakiməsini ifadə etməyə çalışdı. Onun inancına görə, Kainatdakı materiya heç bir yerdən yaranıb, daimi genişlənmə şəraitində kosmik sıxlığı saxlamaq lazımdır; Eynşteynə görə, bu prosesi nisbilik nəzəriyyəsindən istifadə etməklə təsvir etmək olar, lakin sonradan alim hesablamalarında səhvə yol verdiyini anladı və kəşfindən imtina etdi.

Bənzər bir nəzəriyyə 1848-ci ildə Kainatın mənşəyi haqqında düşünən dünya şöhrətli fantastika yazıçısı Edqar Allan Po tərəfindən irəli sürülüb. Bu adam fizik deyildi, ona görə də onun bütün fikirləri heç bir hesablama ilə dəstəklənmədiyi üçün heç bir elmi dəyər daşımırdı. Bundan əlavə, o uzaq dövrlərdə bu cür tədqiqatların hesablanmasına imkan verən zəruri riyazi alətlər icad edilməmişdir. Po yalnız öz fikrini böyük müvəffəqiyyətlə həyata keçirdiyi ədəbi əsərdə təcəssüm etdirə bildi, artıq qara dəlik kimi bir fenomendən bəhs edən və Albersin paradoksunu aydın şəkildə izah edən "Evrika" poemasını yazdı. Elmi fantastika yazıçısı özü ədəbi yaradıcılığını bəşəriyyətin əvvəllər heç eşitmədiyi bir vəhy adlandırdı.
Olbersin paradoksu Böyük Partlayış nəzəriyyəsinin dolayı təsdiqidir: əgər gecə başınızı qaldırıb hansısa ulduz görsəniz (diqqətinizi ona yönəltsəniz), bunun üzərində zehni olaraq çəkilmiş bir xətt; çox ulduz və bitəcək. Po özünün “Evrika”sında, onun fikrincə, tamamilə unikal və fərdi olan ibtidai hissəcik haqqında yazırdı. Onun ədəbi yaradıcılığı ciddi tənqidlərə məruz qalmış, poema sözün əsl mənasında parça-parça olmuş, bədii baxımdan uğursuz əsər olduğu üzə çıxır. Müasir elm adamları, əksinə, çaşqınlıq içindədirlər, elmi təhsili olmayan bir insanın bu cür faktları necə proqnozlaşdıra biləcəyini hələ də başa düşə bilmirlər. Onların fikrincə, Edqar Allan Po öz kitabı ilə rəsmi elmi biliklərdən xeyli irəlidə idi, keçən əsrin 20-30-cu illərində fiziklərin və astronomların kəşfləri elm aləmini həyəcanlandırdı, çünki əksər alimlər Kainatın olması fikrinə sadiq qaldılar. stasionar vəziyyətdədir.

İkinci Dünya Müharibəsi başa çatdıqdan sonra elm adamları yenidən Big Bang nəzəriyyəsi haqqında danışmağa və onun konseptuallığı üzərində düşünməyə başladılar. Məhz Kainatın mənşəyinin bu versiyası kosmosun və ona aid obyektlərin yorulmaz tədqiqatçıları tərəfindən zaman-zaman təklif edilən digər variasiyaları geridə qoyaraq hər il populyarlıq qazanırdı.

Zaman keçdi və Böyük Partlayış nəzəriyyəsi getdikcə elmi Olimpdə öz yerini tutdu və Kainatın stasionarlığı tamamilə şübhə altına alınmağa başladı. 1965-ci ildə kosmik mikrodalğalı fon radiasiyası kəşf edildi: fundamental hala gələn bu cür kəşf, nəhayət, Böyük Partlayışı və kainatın elmdə doğulmasını gücləndirdi. 20-ci əsrin 60-cı illərindən 90-cı illərinə qədər çox sayda kosmoloq və astronom məşhur nəzəriyyə ilə əlaqəli bir sıra tədqiqat işləri apardılar, nəticədə nəzəri xarakterli bir çox problemləri aşkar etdilər və müvafiq olaraq Nəhəng bir Kainatın bir nöqtədən ortaya çıxması mövzusuna aid olan həllər.
Təkliyin ümumi nisbi nəzəriyyənin mübahisəsiz ilkin vəziyyəti olduğu kimi, partlayışın özünün də kosmoloji vəziyyətini adı bu gün hamıya məlum olan dünya şöhrətli fizik Stiven Hokinq 1981-ci illə qeyd etmişdir kosmosun sürətlə genişlənməsi dövrünü təsvir edən bir nəzəriyyənin ortaya çıxması: bu, öz növbəsində, əvvəllər heç kimin konkret cavab verə bilmədiyi çox sayda problemli məsələləri həll etməyə imkan verdi.

20-ci əsrin sonlarında bir çox elm adamı qaranlıq enerji kimi bir araşdırma obyektinə maraqla müşayiət olunan həqiqi maraq göstərdi. Bu, bir çox kosmoloji problemlərin əhəmiyyətini açmaq üçün açar kimi qəbul edilmişdir. Alimləri Kainatın çəki itirməsinin səbəbi, eləcə də qaranlıq enerjinin də nə üçün kütləsini itirməsi maraqlandırırdı. Bu cür fərziyyə çoxdan 1932-ci ildə alim Jan Oort tərəfindən yaradılmışdır.

Keçən əsrin son onilliyində teleskoplar intensiv şəkildə yaradıldı, təkmilləşdirildi və kosmosun aydın şəkildə tədqiqinə imkan verdi. Kompüter avadanlığı ilə doldurulmuş peyklər müasir alimlərə Kainatın hər millimetrini sanki tədqiq etməyə və məlumatları peyk sistemi vasitəsilə birbaşa müxtəlif ölkələrin tədqiqat mərkəzlərinə ötürməyə imkan verir.

Adı haradan gəldi

Böyük Partlayış nəzəriyyəsinin adının müəllifi onun rəqibi olan ingilis fiziki Alfred Hoyl idi. Məhz o, “Böyük partlayış” ifadəsini ortaya atdı, lakin fizik bunu Lemaitrenin mühakiməsini yüksəltmək üçün deyil, onu alçaltmaq üçün etdi, onu kosmologiya, fizika və astronomiya sahəsində ən böyük hadisə deyil, absurd elan etdi. .

Hadisələrin xronologiyası

Kainatdakı vəziyyət haqqında etibarlı məlumata malik olan müasir tədqiqatçılar hər şeyin bir nöqtədən yaradıldığı qənaətinə gəlirlər. Daim artan sonsuz sıxlığın və sonlu zamanın, şübhəsiz ki, müəyyən bir nöqtədə öz başlanğıcı olmalıdır. İlkin genişlənmə baş verdikdə, yuxarıda qeyd edilən nəzəriyyəyə görə, Kainat atomaltı hissəcikləri, bir az sonra isə ən sadə atomları birgə yaradan soyuma mərhələsindən keçə bildi. Bir müddət sonra, orijinal qədim elementlərdən ibarət nəhəng buludlar, yalnız cazibə qüvvəsi sayəsində, indi tamamilə hər kəsin hər gecə görə biləcəyi ulduzları və ufoloqların fikrincə, paralel dünyaların və yüksək inkişaf etmiş sivilizasiyaların cəmləşdiyi qalaktikalar yaratmağa başladı. yad canlılar. Bütün bu mexanizm, tədqiqatçıların fikrincə, düz 13,8 milyard il əvvəl başlamışdır: buna görə də bu başlanğıc nöqtəsi Kainatın yaşı kimi göstərilə bilər. Böyük miqdarda nəzəri məlumatın öyrənilməsi, hissəcik sürətləndiricilərinin və hər cür yüksək enerjili vəziyyətlərin istifadəsinə əsaslanan çoxsaylı təcrübələrin aparılması və teleskopdan istifadə edərək kosmosun uzaq gizli guşələrinin tədqiqi zamanı xronoloji hadisə baş verdi. Böyük Partlayışla başlayan və Kainatı müasir formasına və ya fiziklərin və astronomların başqa cür adlandırdıqları kimi, "kosmik təkamül vəziyyətinə" aparan qurulmuşdur.

Alimlər arasında belə bir fikir var ki, kosmosun yaranmasının ilkin dövrləri partlayışdan 10-43 saniyədən 10-11 saniyəyə qədər davam edə bilər; lakin bu gün bu məsələ ilə bağlı dəqiq fikir yoxdur. Nəzərə almaq lazımdır ki, uzaq keçmişdə müasir cəmiyyətə məlum olan bütün fiziki qanunlar bəşəriyyətə məlum olan tam dəstdə hələ mövcud deyildi, buna görə də gənc Kainatın formalaşması prosesinin özü anlaşılmaz olaraq qalır. Bu sirr, indiyə qədər, o cümlədən, heç bir inkişaf etmiş ölkədə sonsuz kosmosun yaradılması zamanı mövcud olan enerji növlərinin öyrənilməsi ilə bağlı bir təcrübənin aparılmaması ilə gücləndirilir. Mütəxəssislərin fikirləri yalnız bir şeydə eynidir: bir vaxtlar istinad nöqtəsinə çevrilən bir nöqtə var idi və hər şey burada başladı.

Epokal formalaşma dövrü

1. Təklik dövrü (Plankçı). Kainatın erkən təkamül dövrü kimi ilkin hesab olunur. Materiya öz temperaturu və sonsuz sıxlığı olan bir nöqtədə cəmləşmişdi. Alimlər iddia edirlər ki, bu dövr qravitasiya qarşılıqlı təsirinə aid kvant effektlərinin fiziki olanlar üzərində üstünlük təşkil etməsi ilə xarakterizə olunur və o uzaq dövrlərdə mövcud olan heç bir fiziki qüvvənin gücü cazibə qüvvəsi ilə eyni deyildi, yəni ona bərabər deyildi. Plank dövrünün müddəti 0 ilə 10-43 saniyə aralığında cəmlənmişdir. Bu adı ona görə aldı ki, yalnız Plank vaxtı onun ölçüsünü tam ölçə bildi. Bu zaman intervalı çox qeyri-sabit hesab olunur ki, bu da öz növbəsində maddənin həddindən artıq temperaturu və sərhədsiz sıxlığı ilə sıx bağlıdır. Təklik dövründən sonra genişlənmə və onunla birlikdə soyuma dövrü baş verdi ki, bu da əsas fiziki qüvvələrin meydana gəlməsinə səbəb oldu.

10-43-dən 10-3 saniyəyə qədər olan müddətdə keçid temperaturlarının toqquşması şəklində sərhədsiz fəzada yeni bir hadisə baş verir, bu da öz növbəsində onların vəziyyətində əks olunur. Belə bir fikir var ki, indi müasir hüdudsuz məkanda hökmranlıq edən fundamental qüvvələr indi sürətlə bir-birindən uzaqlaşmağa başlayıblar. Bu prosesin nəticəsi zəif qravitasiya qüvvələrinin, elektromaqnetizm kimi bir vəziyyətin və eyni zamanda zəif, güclü nüvə qarşılıqlı təsirlərinin meydana gəlməsi idi.

Böyük Partlayışdan 10-36-dan 10-32 saniyəyə qədər Kainatda 1028 K-ə bərabər olan çox aşağı temperatur qurulur, bu fakt öz növbəsində zəiflə güclü qarşılıqlı təsir prosesində baş verən elektromaqnit qüvvələrin ayrılmasına səbəb olur. (nüvə).
2. İnflyasiya dövrü. Kainatın hüdudsuz genişliklərində elm adamları tərəfindən fundamental olaraq adlandırılan ilk qüvvələrin görünməsi ilə 10-32 saniyədən (Plank vaxtına görə) tamamilə naməlum bir müddətə qədər davam edən yeni bir dövr başlayır kosmoloji modellər müəyyən zaman intervalında Kainatın bariogenez vəziyyətində ola biləcəyini müəyyən edir - çox yüksək temperatur fəza mühitində hissəciklərin hədsiz sürətlə baş verən xaotik hərəkətinə təsir göstərir.

Bu vaxt antihissəciklərin toqquşması və itələnməsi üçün xarakterikdir - dağılan hissəciklər cütləri. Tədqiqatçılar inanmağa meyllidirlər ki, məhz o zaman materiya öz antipodu, antimatter üzərində üstünlük təşkil etməyə başladı və bu, bu gün Kainatın xarakterik xüsusiyyəti, yəni dominant deməkdir. İnflyasiya dövrünün sonunda Kainat kvark-qluon plazması və digər elementar hissəciklər əsasında formalaşdı. Tədricən soyumağa başladı və materiya da öz növbəsində aktiv formalaşmağa və birləşməyə başladı.
3. Soyutma dövrü. Kainatın özündə sıxlıq və temperatur səviyyəsinin azalmasından bəri hər bir hissəcikdə əhəmiyyətli dəyişikliklər baş verməyə başladı - onların enerjisi azalmağa başladı. Bu cür vəziyyət yalnız elementar hissəciklər və onlarla birlikdə əsas qüvvələr müasir formasına gəldikdə sona çatdı. Hissəciklərin enerjisi o parametrlərə düşməyə başladı ki, bu gün yalnız laboratoriya şəraitində, çoxsaylı təcrübələr və onlarla yanaşı, təcrübələr zamanı əldə edilə bilər Kainat. Onlar qeyd edirlər ki, Böyük Partlayışdan dərhal sonra hissəciklərin enerjisi tədricən azalıb, nəticədə onlar əhəmiyyətli ölçülər əldə ediblər. 10-6 saniyədə qluon və kvarklardan proton və neytron şəklində barionlar əmələ gəlməyə başladı. Bununla yanaşı, dissonans kvarkların antikvarklara, barionların antibarionlara üstünlük verməsi şəklində meydana çıxdı. Temperaturun azalması ilə əlaqədar olaraq proton-neytron cütlərinin istehsalı və buna uyğun olaraq onların antipodları dayanmağa başladı və protonlar və neytronlar sürətlə yoxa çıxdı və onların antihissəcikləri tamamilə mövcud olmağı dayandırdı; Bir müddət sonra oxşar proses yenidən baş verdi. Ancaq bu dəfə hərəkət pozitronlara və elektronlara təsir etdi.

Sürətli məhvetmə nəticəsində hissəciklər xaotik hərəkətlərini dayandırdılar və Kainatla əlaqəli enerji sıxlığı intensiv olaraq fotonlarla dolmağa başladı.

Sərhədsiz məkanın genişlənməsi anından nukleosintezin işə salınması prosesi formalaşır. Aşağı temperatur və aşağı enerji sıxlığı sayəsində neytron və proton öz simbiozları ilə dünyanın ilk deyteriumunu (hidrogenin izotopu) yaratmış və helium atomlarının əmələ gəlməsində də birbaşa iştirak etmişlər. Çox sayda proton, öz növbəsində, hidrogen nüvəsinin yaradılması üçün əsas oldu.

379.000 ildən sonra hidrogen nüvələri elektronlarla birləşəcək, nəticədə eyni hidrogenin atomları meydana çıxacaq. Bu anda radiasiya maddədən ayrılır və bundan sonra müstəqil olaraq bütün universal məkanı doldurur. Bu radiasiyaya kosmik mikrodalğalı fon radiasiyası deyilir; o, bütün mövcud olanların ən qədim işıq mənbəyi hesab olunur.
4. Quruluş dövrü. Sonrakı bir neçə milyard illik zaman intervalında maddə artıq Kainata yayıla bildi və onun ən sıx bölgələri bir-birini aktiv şəkildə cəlb etməyə, daha da sıxlaşmağa başladı. Bu hərəkət nəticəsində qaz, qalaktika, ulduz və bu gün də görünən digər kosmik obyektlərdən ibarət buludlar görünməyə başladı. Bu dövr başqa bir adla tanınır, adətən “İyerarxik dövr” adlanır. Maddə müxtəlif ölçülü müxtəlif strukturlara çevrilməyə başladı:
- ulduzlar,
- qalaktikalar,
- planetlər,
- bir-birindən qalaktikalararası körpülərlə ayrılmış və bir neçə qalaktika daxil olmaqla qalaktika qrupları və superklasterlər.

Gələcək üçün proqnozlar

Kainatın öz başlanğıc nöqtəsi olduğuna görə, elm adamları vaxtaşırı fərziyyələr yaradırlar ki, nə vaxtsa mövcudluğu dayandırılacaq bir nöqtə də olacaq. Fiziklər və astronomlar da Kainatın bir nöqtədən genişlənməsi məsələsi ilə maraqlanırlar, hətta onun daha da genişlənə biləcəyinə dair proqnozlar verirlər; Yaxud bir gün sərhədsiz məkanda əks proses baş verə bilər, naməlum səbəblərdən genişlənmə qüvvəsi hərəkətini dayandıra bilər, bunun nəticəsində 1990-cı illərdə Big Bang nəzəriyyəsi meydana gələ bilər Kainatın inkişafının əsas modeli kimi qəbul edildi, Məhz bu dövrdə sərhədsiz kosmosun gələcək mövcudluğunun iki əsas yolu hazırlanmışdır.

1. Böyük sıxılma. Bir anda Kainat nəhəng ölçü şəklində maksimum zirvəyə çata bilər və sonra onun məhvi başlayacaq. Belə bir inkişaf variantı yalnız Kainatın kütlə sıxlığı kritik sıxlığından çox olduqda mümkün olacaqdır.

2. Bu vəziyyətdə hərəkətlərin fərqli bir mənzərəsi meydana gələcək: sıxlıq kritikdən bərabər olacaq və ya hətta aşağı olacaq. Nəticə heç vaxt dayanmayacaq genişlənmənin yavaşlamasıdır. Bu seçim Kainatın termal ölümü adlanırdı. Ulduz birləşmələri yaxın qalaktikalar daxilində qazı aktiv şəkildə istehlak etməyi dayandırana qədər genişlənmə davam edəcək. Bu halda aşağıdakılar baş verəcək: enerji və maddənin bir kosmik obyektdən digərinə ötürülməsi sadəcə olaraq dayanacaq. Hər axşam və gecə səmada çılpaq gözlə görünən bütün ulduzlar eyni acınacaqlı aqibəti yaşayacaqlar: onlar ağ cırtdan, qara dəlik və ya neytron ulduzundan başqa bir şey olmayacaq.
Qara dəliklər nəinki kosmoloqlar üçün həmişə narahatlıq olub. Yeni yaranan dəliklər özləri ilə birləşərək, daha böyük ölçüdə oxşar obyektlər meydana gətirəcəklər. Bu arada, sərhədsiz kosmosda orta temperatur 0-a çata bilər. Bu vəziyyətin nəticəsi qara dəliklərin mütləq buxarlanması olacaq və nəhayət ətraf mühitə Hokinq radiasiyasını yaymağa başlayacaq. Bu işdə son mərhələ istilik ölümü olacaq. Müasir elm adamları təkcə qaranlıq enerjinin mövcudluğu deyil, həm də onun kosmosun genişlənməsinə birbaşa təsiri ilə bağlı çoxlu araşdırma aparırlar. Tədqiqatları zamanı onlar da öz növbəsində müəyyən etdilər ki, Kainatın genişlənməsi o qədər sürətlə baş verir ki, tezliklə bəşəriyyət əslində nə qədər sonsuz hüdudsuz kosmos olduğunu bilməyəcək. Təbii ki, ekspertlərin zehni planetin daha hansı inkişaf yolunu tuta biləcəyini dəqiq təsəvvür belə edə bilmir. Seçimlərini müəyyən meyarlarla əsaslandıraraq yalnız nəticəni proqnozlaşdırırlar. Bununla belə, bir çox işıqforlar sonsuz kosmosun sonunu ən böyük ehtimal hesab edərək istilik ölümü kimi proqnozlaşdırırlar.

Elmi ictimaiyyətdə belə bir fikir də var ki, bütün planetlər, atom nüvələri, atomlar, maddə və ulduzlar uzaq gələcəkdə öz-özünə parçalanacaq və bu da böyük boşluğa səbəb olacaq. Bu, Kainatın ölümü üçün başqa bir seçimdir, lakin genişlənmə ilə formalaşır.

Digər seçimlər

Təbii ki, yuxarıda dəfələrlə deyildiyi kimi, Böyük Partlayış nəzəriyyəsi tək deyil. Bəşəriyyət bütün mövcudluğu boyu Kainatın mənşəyi ilə bağlı öz versiyasını əldə etmək hüququna malik olmuşdur.

1. Çox qədim zamanlarda insanlar necə bir dünyada yaşadıqlarını və mövcud olduqlarını düşünürdülər. Dini dünyagörüşü hələ formalaşmamışdı, lakin insan artıq dünyanın necə işlədiyini, özünün ətrafındakı məkanda hansı yeri tutduğunu düşünürdü.
Qədim inkişaf etmiş xalqlar öz həyatlarını dini ehkamlarla sıx bağlamışlar. İlah olmasa, kim ağac, insan, atəş yarada bilərdi? Və bütün bunları edə bildikdə belə çıxır ki, bütün dünya da hansısa tanrı tərəfindən yaradılmışdır.
Bir vaxtlar Mesopotamiya ərazisində (İraq, İran, Suriya, Türkiyənin müasir torpaqları) yaşamış ən qədim sivilizasiyalardan birinin həyatına ümumi nəzər salsanız, onda yaxşılıq və yaxşılığın antaqonistlərindən nümunə götürə bilərsiniz. şər - Ahuramazda və Əhriman bunların tanrılar olduğunu görmək üçün, qədim yazılı mənbələrə görə, Kainatın birbaşa yaradıcılarıdır. Hər bir qədim insan kosmosun meydana gəlməsini hansısa tanrının fəaliyyəti ilə əlaqələndirirdi (ən çox vaxt ən ali olan). Kosmologiya Kainatın öz təkamülü olduğunu sübut etməyə çalışan Aristotel tərəfindən öyrənildi. Şərqdə hər kəs həkim İbn Sinanın adını bilir, lakin onun maraqlanan zehnində təkcə tibb deyildi. İbn Sina ağıl və öz məntiqindən istifadə edərək Kainatın ilahi formalaşmasını təkzib etməyə çalışan ilk tədqiqatçılardan biridir.
2. Zaman durmadan irəliləyir və bununla da insan düşüncəsinin sürətli inkişafı gəlir. Orta əsrlər (Müqəddəs İnkvizisiyadan gizlənən insanlar) və Yeni Dövrün tədqiqatçıları avtoritar dini hakimiyyətə qarşı çıxaraq nəinki Yer planetinin nə olduğunu sübut etdilər, həm də astroloji tədqiqatların üsullarını ortaya qoydular və bir az sonra, astrofiziki tədqiqatlar Onlar kosmoqoniya ilə bağlı sualları çaşdırdılar. Bir çox filosofların parlaq başları var ki, onların arasında fransız Rene Dekartı da qeyd etmək lazımdır. Dekart nəzəriyyənin köməyi ilə bu istedadlı insanın malik olduğu bütün riyazi, fiziki və bioloji bilikləri birləşdirərək səma cisimlərinin mənşəyini anlamağa çalışdı. Öz sahəsində uğur qazana bilmədi.
3. 20-ci əsrin əvvəllərinə qədər insanlar Kainatın nə məkanda, nə də zamanda dəqiq sərhədlərinin olmadığına inanırdılar və bununla yanaşı, İsaak Nyuton kosmosun malik olduğu faktı haqqında danışmağa cəsarət etdi məhdudiyyət yoxdur. Alman filosofu Emmanuel Kant onun arqumentlərini dinlədi və Nyuton mülahizələrinə əsaslanaraq Kainatın heç bir vaxtı və başlanğıcı olmadığına dair öz nəzəriyyəsini irəli sürdü. O, Kainatda baş verən bütün prosesləri mexanika qanunlarına bağladı.

Kant öz nəzəriyyəsini biologiya bilikləri ilə dəstəklədi. Alim bildirib ki, Kainatın genişliyində bioloji məhsula həyat verən çoxlu sayda imkanlar ola bilər. Eyni dərəcədə məşhur alim Çarlz Darvin də sonradan oxşar bəyanatla maraqlanacaq.

Kant öz nəzəriyyəsini praktiki olaraq müasirləri olan astronomların təcrübəsinə əsaslanaraq yaratmışdır. Big Bang nəzəriyyəsi yaranana qədər yeganə doğru və sarsılmaz hesab olunurdu.

4. Məşhur nisbilik nəzəriyyəsinin müəllifi Albert Eynşteyn də Kainatın yaradılması problemlərindən kənarda qalmamışdır. 1917-ci ildə o, öz layihəsini ictimaiyyətə təqdim etdi. Bununla belə, onun fikirləri onun əsas işinə (nisbilik nəzəriyyəsi) zidd idi, ona görə Eynşteynin Kainatı eyni vaxtda genişlənir və daralır.

Alim Kainatın statik olduğunu təsbit etməyə tələsdi, bunu kosmik itələyici qüvvənin ulduzların cazibəsinin tarazlaşdırılmasına təsir etməsi və bununla da kosmosda səma cisimlərinin hərəkətini dayandırması ilə əsaslandırdı.

Eynşteyn üçün Kainatın sonlu ölçüləri var idi, lakin o, aydın sərhədlər qoymadı: bu, yalnız kosmik əyrilik halında mümkün olur.
5. Yaradıcılıq Kainatın yaradılmasının ayrıca bir nəzəriyyəsidir. Bu, öz növbəsində, bəşəriyyətin və Kainatın bir yaradıcı tərəfindən qurulduğuna əsaslanır. Təbii ki, söhbət xristian dogmasından gedir. Bu zaman biologiya, fizika və astronomiya sahələrindən alınan biliklər vahid elmi hərəkatda birləşdirildi. Darvinin təkamül nəzəriyyəsi cəmiyyətin həyatında mühüm yer tuturdu. Nəticədə elm dinə qarşı çıxdı: bilik dünyanın yaradılışı ilə bağlı ilahi konsepsiyaya qarşı çıxdı. Yaradıcılıq yeniliyə qarşı bir növ etiraza çevrildi. Mühafizəkar xristianlar elmi kəşflərə qarşı çıxdılar.
Yaradıcılıq ictimaiyyətə iki istiqamət şəklində məlum idi:

Gənc yer (hərfçi). Tanrı İncildə deyildiyi kimi, dünyanı düz 6 gündə yaratmağa çalışdı. Onlar dünyanın təxminən 6000 il əvvəl yaradıldığını iddia edirlər.

Köhnə yer (metaforik). Müqəddəs Kitabda təsvir olunan 6 gün yalnız qədim zamanlarda yaşayan insanlar üçün başa düşülən bir metaforadan başqa bir şey deyil. Əslində, "gün" kimi xristian anlayışı sabit 24 saatı əhatə edə bilməz, qeyri-müəyyən bir müddət ərzində cəmləşir (yəni sabit sərhədləri olmayan), bu da öz növbəsində milyonlarla il ərzində hesablana bilər. .

Köhnə yer kreasionizmi bəzi elmi ideyaları və kəşfləri qəbul edir, onun ardıcılları səma cisimlərinin astrofizik yaşı ilə razılaşır, lakin təbii seleksiya ilə yanaşı təkamül nəzəriyyəsinin də mövcudluğunu tamamilə inkar edir, bioloji canlıların meydana çıxmasına və yox olmasına yalnız Allahın təsir göstərə biləcəyini müdafiə edirlər. növlər.

Alt xətt

Kainatın yaranma tarixi insan həyatı boyu dini inancların və ya elmi araşdırmaların diktə etdiyi bir neçə dəfə dəyişikliyə məruz qalmışdır. Böyük Partlayış nəzəriyyəsi sərhədsiz kosmosun doğulmasının necə baş verdiyini və onun hansı dövrlərdən keçdiyini dəqiq təsvir edən ən uğurlu variantdır. Buna əsaslanaraq alimlər Kainatın gələcək inkişafını proqnozlaşdırırlar.

Ancaq əvvəlki təcrübənin göstərdiyi kimi, nəzəriyyə, hətta insan cəmiyyətində çox populyar olsa da, həmişə doğru deyil. Elm bir yerdə dayanmır, daim inkişaf edir, getdikcə daha çox yeni bilik mənbələri tapır.

Mümkündür ki, bir gün elmi ictimaiyyətdə Kainatın yaradılmasına dair öz nəzəriyyəsini təqdim edəcək başqa bir fizik, kosmoloq və ya astronom peyda olacaq, bəlkə də, Böyük Partlayış nəzəriyyəsindən daha doğru çıxacaq.