Koinotdan tashqarida nima bor? Bu masala inson tushunishi uchun juda murakkab. Buning sababi, birinchi navbatda, uning chegaralarini aniqlash kerak va bu oson emas.
Umumiy qabul qilingan javob faqat kuzatiladigan olamni hisobga oladi. Unga ko'ra, o'lchamlar yorug'lik tezligi bilan belgilanadi, chunki kosmosda faqat jismlar chiqaradigan yoki aks ettiradigan yorug'likni ko'rish mumkin. Koinotning butun borlig'i bo'ylab sayohat qiladigan eng uzoq yorug'likdan uzoqroqqa qarash mumkin emas.
Kosmos kengayishda davom etmoqda, lekin u hali ham cheklangan. Uning o'lchami ba'zan Hubble hajmi yoki shari deb ataladi. Koinotdagi inson, ehtimol, uning chegarasidan tashqarida nima borligini hech qachon bila olmaydi. Shunday qilib, barcha kashfiyotlar uchun bu doimo o'zaro aloqada bo'lishi kerak bo'lgan yagona makondir. Hech bo'lmaganda yaqin kelajakda.
Buyuklik
Koinot katta ekanligini hamma biladi. U necha million yorug'lik yiliga cho'zilgan?
Astronomlar kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasini - Katta portlashdan keyingi yorug'likni sinchkovlik bilan o'rganmoqdalar. Ular osmonning bir tomonida sodir bo'layotgan voqealar bilan boshqa tomonida sodir bo'layotgan voqealar o'rtasidagi bog'liqlikni izlaydilar. Va hozirgacha umumiy narsa borligi haqida hech qanday dalil yo'q. Bu shuni anglatadiki, 13,8 milliard yil davomida koinot hech qanday yo'nalishda takrorlanmaydi. Bu yorug'lik hech bo'lmaganda bu bo'shliqning ko'rinadigan chetiga etib borishi uchun qancha vaqt kerak bo'ladi.
Bizni hali ham kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotdan tashqarida nima borligi haqidagi savol qiziqtirmoqda. Astronomlar fazoning cheksiz ekanligini tan olishadi. Undagi "materiya" (energiya, galaktikalar va boshqalar) kuzatilishi mumkin bo'lgan Olamdagi kabi taqsimlangan. Agar bu haqiqatan ham shunday bo'lsa, unda chekkadagi narsalarning turli xil anomaliyalari paydo bo'ladi.
Hubble hajmidan tashqari, shunchaki ko'proq narsa yo'q turli sayyoralar. U erda siz mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan hamma narsani topishingiz mumkin. Agar siz etarlicha uzoqqa borsangiz, hatto Er bilan har jihatdan bir xil bo'lgan boshqa quyosh tizimini topishingiz mumkin, bundan tashqari nonushta uchun omlet o'rniga pyuresi bor edi. Yoki umuman nonushta yo'q edi. Yoki erta turib, bankni o‘g‘irladingiz deylik.
Aslida, kosmologlarning fikricha, agar siz etarlicha uzoqqa borsangiz, biznikiga mutlaqo o'xshash boshqa Hubble sferasini topishingiz mumkin. Aksariyat olimlar biz bilgan koinotning chegaralari borligiga ishonishadi. Ulardan tashqarida nima borligi eng katta sir bo'lib qolmoqda.
Kosmologik printsip
Bu kontseptsiya shuni anglatadiki, kuzatuvchining joylashuvi va yo'nalishidan qat'i nazar, hamma koinotning bir xil rasmini ko'radi. Albatta, bu kichikroq miqyosdagi tadqiqotlarga taalluqli emas. Fazoning bunday bir xilligi uning barcha nuqtalarining tengligidan kelib chiqadi. Bu hodisani faqat galaktikalar klasteri miqyosida aniqlash mumkin.
Ushbu kontseptsiyaga o'xshash narsa birinchi marta 1687 yilda ser Isaak Nyuton tomonidan taklif qilingan. Va keyinchalik, 20-asrda, bu boshqa olimlarning kuzatishlari bilan tasdiqlangan. Mantiqan, agar hamma narsa Katta portlashning bir nuqtasidan paydo bo'lib, keyin koinotga tarqalsa, u juda bir xil bo'lib qoladi.
Kosmologik printsipga rioya qilib, materiyaning bir xil taqsimlanishini topish mumkin bo'lgan masofa Yerdan taxminan 300 million yorug'lik yili.
Biroq, 1973 yilda hamma narsa o'zgardi. Keyin kosmologik printsipni buzadigan anomaliya aniqlandi.
Buyuk Attraktor
Katta massa kontsentratsiyasi 250 million yorug'lik yili masofasida, Gidra va Kentavr yulduz turkumlari yaqinida topilgan. Uning vazni shunchalik kattaki, uni Somon yo'lining o'n minglab massalari bilan solishtirish mumkin. Bu anomaliya galaktik superklaster hisoblanadi.
Ushbu ob'ekt Buyuk Attraktor deb nomlangan. Uning tortishish kuchi shunchalik kuchliki, u boshqa galaktikalar va ularning klasterlariga bir necha yuz yorug'lik yili davomida ta'sir qiladi. U uzoq vaqtdan beri kosmosdagi eng katta sirlardan biri bo'lib qolmoqda.
1990 yilda Buyuk Attraktor deb ataladigan ulkan galaktikalar klasterlarining harakati koinotning boshqa mintaqasiga - koinotning chekkasidan tashqariga moyilligi aniqlandi. Hozirgacha bu jarayonni kuzatish mumkin, garchi anomaliyaning o'zi "qochish zonasida" bo'lsa ham.
Qorong'u energiya
Xabbl qonuniga ko'ra, barcha galaktikalar kosmologik printsipni saqlab, bir-biridan teng ravishda uzoqlashishi kerak. Biroq, 2008 yilda yangi kashfiyot paydo bo'ldi.
Wilkinson mikroto‘lqinli anizotropik zond (WMAP) sekundiga 600 milya tezlikda bir xil yo‘nalishda harakatlanayotgan klasterlarning katta guruhini aniqladi. Ularning barchasi Sentavr va Velus yulduz turkumlari orasidagi osmonning kichik bir qismiga qarab yo'l olishdi.
Buning aniq sababi yo'q va bu tushunarsiz hodisa bo'lgani uchun u "qorong'u energiya" deb ataldi. Bu kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotdan tashqarida nimadir sabab bo'ladi. Hozirgi vaqtda uning tabiati haqida faqat taxminlar mavjud.
Agar galaktikalar klasterlari ulkan qora tuynuk tomon tortilsa, ularning harakati tezlashishi kerak. Qorong'u energiya kosmik jismlarning milliardlab yorug'lik yilidagi doimiy tezligini ko'rsatadi.
Bittasi mumkin bo'lgan sabablar bu jarayon - koinotdan tashqarida joylashgan ulkan tuzilmalar. Ular katta tortishish ta'siriga ega. Kuzatiladigan koinotda bu hodisani keltirib chiqaradigan tortishish kuchi etarli bo'lgan ulkan tuzilmalar mavjud emas. Ammo bu ularning kuzatilishi mumkin bo'lgan hududdan tashqarida mavjud bo'lishi mumkin emasligini anglatmaydi.
Bu koinotning tuzilishi bir hil emasligini anglatadi. Tuzilmalarning o'ziga kelsak, ular tom ma'noda hamma narsa bo'lishi mumkin, materiya agregatlaridan tortib, zo'rg'a tasavvur qilib bo'lmaydigan miqyosdagi energiyagacha. Hattoki, bu boshqa olamlarning gravitatsion kuchlari bo'lishi mumkin.
Cheksiz pufakchalar
Hubble sferasidan tashqarida biror narsa haqida gapirish mutlaqo to'g'ri emas, chunki u hali ham metagalaktika bilan bir xil tuzilishga ega. "Noma'lum" koinotning bir xil jismoniy qonunlariga va doimiylarga ega. Katta portlash kosmos tarkibida pufakchalar paydo bo'lishiga sabab bo'lgan degan versiya mavjud.
Shundan so'ng, koinotning inflyatsiyasi boshlanishidan oldin, "pufakchalar" klasteri sifatida mavjud bo'lgan "kosmik ko'pik" paydo bo'ldi. Ushbu moddaning ob'ektlaridan biri to'satdan kengayib, oxir-oqibat bugungi kunda ma'lum bo'lgan Olamga aylandi.
Ammo boshqa pufakchalardan nima chiqdi? "Qorong'u energiya" ni kashf etgan tashkilot bo'lgan NASA guruhi rahbari Aleksandr Kashlinskiy shunday dedi: "Agar siz etarlicha uzoqqa ketsangiz, koinotdan tashqarida joylashgan pufakchadan tashqarida joylashgan tuzilmani ko'rishingiz mumkin. Bu tuzilmalar harakatni yaratishi kerak."
Shunday qilib, "qorong'u energiya" boshqa olam yoki hatto "Ko'p olam" mavjudligining birinchi dalili sifatida qabul qilinadi.
Har bir qabariq kosmosning qolgan qismi bilan birga cho'zishni to'xtatgan maydondir. U o'zining maxsus qonunlari bilan o'z koinotini yaratdi.
Ushbu stsenariyda bo'sh joy cheksizdir va har bir qabariq ham chegaraga ega emas. Ulardan birining chegarasini buzish mumkin bo'lsa ham, ular orasidagi bo'shliq hali ham kengayib bormoqda. Vaqt o'tishi bilan keyingi pufakchaga erishish mumkin bo'lmaydi. Bu hodisa hali ham ulardan biri bo'lib qolmoqda eng katta sirlar bo'sh joy.
Qora tuynuk
Fizik Li Smolin tomonidan taklif qilingan nazariya shuni ko'rsatadiki, Metagalaktika tuzilishidagi har bir o'xshash kosmik ob'ekt yangisining paydo bo'lishiga sabab bo'ladi. Koinotda qancha qora tuynuklar borligini tasavvur qilish kifoya. Ularning har biri o'zidan oldingisidan farq qiladigan fizik qonunlarga ega. Shunga o'xshash gipoteza birinchi marta 1992 yilda "Kosmos hayoti" kitobida bayon etilgan.
Dunyo bo'ylab qora tuynuklarga tushgan yulduzlar nihoyatda haddan tashqari zichlikka siqiladi. Bunday sharoitda bu fazo portlaydi va o'zining yangi Koinotiga aylanadi va asl nusxadan farq qiladi. Qora tuynuk ichida vaqt to'xtab turgan nuqta yangi metagalaktikaning Katta portlashining boshlanishi hisoblanadi.
Yiqilgan qora tuynuk ichidagi ekstremal sharoitlar qiz koinotdagi asosiy jismoniy kuchlar va parametrlarda kichik, tasodifiy o'zgarishlarga olib keladi. Ularning har biri o'z ota-onasidan farq qiladigan xususiyatlar va ko'rsatkichlarga ega.
Yulduzlarning mavjudligi hayotning paydo bo'lishining asosiy shartidir. Bu uglerod va boshqalar bilan bog'liq murakkab molekulalar, hayotni ta'minlovchi, ularda yaratilgan. Binobarin, mavjudotlar va Olamning shakllanishi bir xil shartlarni talab qiladi.
Kosmik tabiiy tanlanishni ilmiy faraz sifatida tanqid qilish - bu bosqichda to'g'ridan-to'g'ri dalillarning yo'qligi. Ammo shuni yodda tutish kerakki, e'tiqod nuqtai nazaridan bu tavsiya etilgan ilmiy alternativalardan yomonroq emas. Koinotdan tashqarida nima borligi to'g'risida hech qanday dalil yo'q, xoh u ko'p olam, xoh tor nazariyasi yoki siklik fazo.
Ko'p parallel olamlar
Bu fikr zamonaviy nazariy fizikaga unchalik ahamiyat bermaydigan narsaga o'xshaydi. Ammo Ko'p olamning mavjudligi haqidagi g'oya uzoq vaqtdan beri ilmiy imkoniyat deb hisoblangan, garchi u hali ham fiziklar o'rtasida faol munozaralar va halokatli munozaralarni keltirib chiqarmoqda. Ushbu parametr kosmosda qancha koinot borligi haqidagi fikrni butunlay yo'q qiladi.
Shuni yodda tutish kerakki, Ko'p olam nazariya emas, balki nazariy fizikaning zamonaviy tushunchasining natijasidir. Bu farq juda muhim. Hech kim qo'lini silkitib: "Ko'p dunyo bo'lsin!" Bu g'oya kvant mexanikasi va simlar nazariyasi kabi joriy ta'limotlardan olingan.
Ko'p olam va kvant fizikasi
Ko'pchilik "Shrödingerning mushuki" fikrlash tajribasi bilan tanish. Uning mohiyati avstriyalik nazariy fizik Ervin Shredingerning kvant mexanikasining nomukammalligini ko'rsatganligidadir.
Olim yopiq qutiga joylashtirilgan hayvonni tasavvur qilishni taklif qiladi. Agar siz uni ochsangiz, mushukning ikkita holatidan birini bilib olishingiz mumkin. Ammo quti yopiq ekan, hayvon yo tirik yoki o'lik. Bu hayot va o'limni birlashtirgan davlat yo'qligini isbotlaydi.
Bularning barchasi imkonsiz bo'lib tuyuladi, chunki inson idroki buni anglay olmaydi.
Ammo kvant mexanikasining g'alati qoidalariga ko'ra, bu juda mumkin. Undagi barcha imkoniyatlarning maydoni juda katta. Matematik jihatdan, kvant mexanik holat barcha mumkin bo'lgan holatlarning yig'indisi (yoki superpozitsiyasi). Shredinger mushukida tajriba "o'lik" va "tirik" pozitsiyalarining superpozitsiyasidir.
Lekin buni qanday talqin qilish mumkin, shunda u amaliy ma'noga ega bo'ladi? Ommabop usul - bu barcha imkoniyatlarni mushukning yagona "ob'ektiv haqiqat" holati kuzatilishi mumkin bo'lgan tarzda o'ylashdir. Biroq, bu imkoniyatlar haqiqat va ularning barchasi turli olamlarda mavjud ekanligiga ham rozi bo'lish mumkin.
String nazariyasi
Bu birlashish uchun eng istiqbolli imkoniyatdir kvant mexanikasi va tortishish. Bu juda qiyin, chunki tortishish kuchini kvant mexanikasidagi atomlar va subatomik zarrachalar kabi kichik miqyosda tasvirlab bo'lmaydi.
Ammo barcha asosiy zarralar monomer elementlardan tashkil topganligini aytadigan simlar nazariyasi tabiatning barcha ma'lum kuchlarini bir vaqtning o'zida tasvirlaydi. Bularga tortishish, elektromagnetizm va yadro kuchlari kiradi.
Biroq uchun matematik nazariya satrlar kamida o'nta jismoniy o'lchamlarni talab qiladi. Biz faqat to'rtta o'lchovni kuzatishimiz mumkin: balandlik, kenglik, chuqurlik va vaqt. Shuning uchun qo'shimcha o'lchamlar bizdan yashiringan.
Tushuntirish uchun nazariyadan foydalana olish jismoniy hodisalar, bu qo'shimcha tadqiqotlar kichik miqyosda "zich" va juda kichikdir.
String nazariyasi muammosi yoki xususiyati shundaki, ixchamlashtirishning ko'plab usullari mavjud. Bularning har biri turli elektron massalari va tortishish konstantalari kabi turli fizik qonunlarga ega koinotga olib keladi. Biroq, kompaktlashtirish metodologiyasiga jiddiy e'tirozlar ham mavjud. Shuning uchun muammo to'liq hal etilmaydi.
Ammo aniq savol: biz bu imkoniyatlarning qaysi birida yashayapmiz? String nazariyasi buni aniqlash mexanizmini ta'minlamaydi. Bu uni foydasiz qiladi, chunki uni to'liq tekshirish mumkin emas. Ammo koinotning chetini o'rganish bu xatoni xususiyatga aylantirdi.
Katta portlashning oqibatlari
Olamning dastlabki tuzilishi davrida inflyatsiya deb ataladigan tezlashtirilgan kengayish davri bo'lgan. Dastlab, Xabbl sferasi nima uchun haroratda deyarli bir xil ekanligini tushuntirdi. Biroq, inflyatsiya, shuningdek, ushbu muvozanat atrofidagi harorat o'zgarishi spektrini bashorat qildi, keyinchalik bu bir nechta kosmik kemalar tomonidan tasdiqlandi.
Garchi nazariyaning aniq tafsilotlari hali ham qizg'in muhokama qilinsa-da, inflyatsiya fiziklar tomonidan keng qabul qilinadi. Biroq, bu nazariyaning natijasi shundaki, koinotda hali ham tezlashayotgan boshqa ob'ektlar bo'lishi kerak. Fazodagi kvant tebranishlari tufayli uning ba'zi qismlari hech qachon yakuniy holatga etib bormaydi. Bu makon abadiy kengayishini anglatadi.
Bu mexanizm cheksiz koinotlarni hosil qiladi. Ushbu stsenariyni simlar nazariyasi bilan birlashtirganda, har birining turli xil ixchamlashuvi bo'lishi mumkin. qo'shimcha o'lchamlar va shuning uchun koinotning turli jismoniy qonunlariga ega.
Satrlar nazariyasi va inflyatsiya tomonidan bashorat qilingan Ko'p olam haqidagi ta'limotga ko'ra, barcha olamlar bir xil jismoniy makonda yashaydi va kesishishi mumkin. Ular muqarrar ravishda to'qnashib, kosmik osmonda iz qoldirishlari kerak. Ularning xarakteri kosmik mikroto'lqinli fondagi sovuq yoki issiq nuqtalardan galaktikalarning tarqalishidagi anomal bo'shliqlargacha.
Boshqa olamlar bilan to'qnashuvlar ma'lum bir yo'nalishda sodir bo'lishi kerakligi sababli, har qanday aralashish bir xillikni buzishi kutiladi.
Ba'zi olimlar ularni kosmik mikroto'lqinli fondagi anomaliyalar, Katta portlashdan keyingi yorug'lik orqali izlaydilar. Boshqalar esa gravitatsion to'lqinlarda bo'lib, ular katta jismlar o'tib ketayotganda fazo-vaqt bo'ylab to'lqinlanadi. Ushbu to'lqinlar inflyatsiya mavjudligini to'g'ridan-to'g'ri isbotlashi mumkin, bu oxir-oqibat ko'p dunyo nazariyasini qo'llab-quvvatlashni kuchaytiradi.
Nisbiylik nazariyasi fazo va vaqtni "fazo-vaqt" deb ataladigan yagona ob'ekt sifatida ko'rib chiqadi, bunda vaqt koordinatasi fazoviylar kabi muhim rol o'ynaydi. Shuning uchun, juda umumiy holat Biz, nisbiylik nazariyasi nuqtai nazaridan, faqat ushbu birlashgan "fazo - vaqt" ning chekliligi yoki cheksizligi haqida gapirishimiz mumkin. Ammo keyin biz to'rt o'lchovli dunyoga kiramiz, u butunlay o'ziga xos geometrik xususiyatlarga ega bo'lib, u dunyodan sezilarli darajada farq qiladi. geometrik xossalari biz yashayotgan uch o'lchovli dunyo.
Va to'rt o'lchovli "fazo-vaqt" ning cheksizligi yoki cheksizligi hali ham bizni qiziqtirgan Olamning fazoviy cheksizligi haqida hech narsa yoki deyarli hech narsa demaydi.
Boshqa tomondan, to'rt o'lchovli "fazo-vaqt" nisbiylik nazariyasi shunchaki qulay matematik apparat emas. U haqiqiy olamning o'ziga xos xususiyatlari, bog'liqliklari va naqshlarini aks ettiradi. Va shuning uchun nisbiylik nazariyasi nuqtai nazaridan fazoning cheksizligi muammosini hal qilishda biz "fazo-vaqt" xususiyatlarini hisobga olishga majburmiz. Joriy asrning 20-yillarida A.Fridman nisbiylik nazariyasi doirasida Olamning fazoviy va vaqtinchalik cheksizligi masalasini alohida shakllantirish har doim ham mumkin emasligini, faqat ma'lum sharoitlarda ekanligini ko'rsatdi. Bu shartlar: bir jinslilik, ya'ni materiyaning Olamda bir xil taqsimlanishi va izotropiya, ya'ni har qanday yo'nalishda bir xil xususiyatlar. Faqat bir xillik va izotropiya holatida yagona "fazo-vaqt" "bir hil makon" va universal "jahon vaqti" ga bo'linadi.
Ammo, yuqorida aytib o'tganimizdek, haqiqiy olam bir hil va izotrop modellarga qaraganda ancha murakkab. Bu shuni anglatadiki, biz yashayotgan real dunyoga mos keladigan nisbiylik nazariyasining to'rt o'lchovli to'pi, umuman olganda, "makon" va "vaqt" ga bo'linmaydi. Shuning uchun, agar kuzatishlar aniqligi oshishi bilan biz galaktikamiz, galaktikalar klasteri, koinotning kuzatilishi mumkin bo'lgan mintaqasi uchun o'rtacha zichlikni (va shuning uchun mahalliy egrilikni) hisoblay olsak ham, bu hali yechim bo'lmaydi. butun olamning fazoviy darajasi haqidagi savolga.
Aytgancha, kosmosning ba'zi hududlari yopilish ma'nosida chekli bo'lib chiqishi mumkinligini ta'kidlash qiziq. Va nafaqat metagalaktika fazosi, balki kuchli egrilikni keltirib chiqaradigan etarlicha kuchli massalar mavjud bo'lgan har qanday mintaqa, masalan, kvazarlar maydoni. Ammo, takror aytamiz, bu hali ham butun olamning chekliligi yoki cheksizligi haqida hech narsa demaydi. Bundan tashqari, fazoning chekli yoki cheksizligi nafaqat uning egriligiga, balki ba'zi boshqa xususiyatlariga ham bog'liq.
Shunday qilib, qachon hozirgi holat umumiy nazariya nisbiylik va astronomik kuzatishlar biz koinotning fazoviy cheksizligi haqidagi savolga yetarlicha to'liq javob ololmayapmiz.
Ularning aytishicha, mashhur bastakor va pianinochi F. List o'zining pianino asarlaridan birini ijrochiga quyidagi ko'rsatmalar bilan ta'minlagan: "tezkor", "hatto tezroq", "iloji boricha tezroq", "hatto tezroq"...
Koinotning cheksizligi masalasini o'rganish bilan bog'liq holda bu voqea beixtiyor yodga tushadi. Yuqorida aytilganlardan ko'rinib turibdiki, bu muammo juda murakkab.
Va shunga qaramay, bu juda murakkabroq ...
Tushuntirish, ma'lum bo'lgan narsani kamaytirishni anglatadi. Shunga o'xshash texnika deyarli har birida qo'llaniladi ilmiy tadqiqot. Va biz koinotning geometrik xususiyatlari haqidagi savolni hal qilishga harakat qilganimizda, biz bu xususiyatlarni tanish tushunchalarga kamaytirishga harakat qilamiz.
Koinotning xususiyatlari, go'yo unda mavjud bo'lganlarga nisbatan "o'lchanadi" bu daqiqa cheksizlikning mavhum matematik tushunchalari. Ammo bu g'oyalar butun olamni tasvirlash uchun etarlimi? Muammo shundaki, ular asosan mustaqil ravishda, ba'zan esa koinotni o'rganish muammolaridan butunlay mustaqil ravishda va har qanday holatda kosmosning cheklangan hududini o'rganishga asoslangan holda ishlab chiqilgan.
Shunday qilib, koinotning haqiqiy cheksizligi haqidagi savolning echimi g'alaba qozonish ehtimoli, ya'ni tasodifiy tasodif hech bo'lmaganda etarli bo'lgan lotereya turiga aylanadi. katta raqam Rasmiy ravishda olingan cheksizlik standartlaridan biri bilan haqiqiy olamning xususiyatlari juda ahamiyatsiz.
Olam haqidagi zamonaviy fizik g'oyalarning asosi deb ataladigan narsadir maxsus nazariya nisbiylik. Ushbu nazariyaga ko'ra, bizni o'rab turgan turli xil real ob'ektlar orasidagi fazoviy va vaqtinchalik munosabatlar mutlaq emas. Ularning xarakteri butunlay berilgan tizimning harakat holatiga bog'liq. Shunday qilib, harakatlanuvchi tizimda vaqt tezligi sekinlashadi va barcha uzunlik o'lchovlari, ya'ni. kengaytirilgan ob'ektlarning o'lchamlari kamayadi. Va bu pasayish kuchliroq, harakat tezligi qanchalik baland. Biz yorug'lik tezligiga yaqinlashganda, bu maksimaldir mumkin bo'lgan tezlik tabiatda barcha chiziqli masshtablar cheksiz kamayadi.
Ammo fazoning hech bo'lmaganda ba'zi geometrik xususiyatlari mos yozuvlar tizimining harakatining tabiatiga bog'liq bo'lsa, ya'ni ular nisbiy bo'lsa, biz savol berishga haqlimiz: cheklilik va cheksizlik tushunchalari ham nisbiy emasmi? Axir, ular geometriya bilan eng chambarchas bog'liq.
So'nggi yillarda mashhur sovet kosmologi A.L. Zelmapov ushbu qiziq muammoni o'rganmoqda. U bir qarashda hayratlanarli bo'lgan haqiqatni aniqlashga muvaffaq bo'ldi. Ruxsat etilgan sanoq sistemasida chekli bo'lgan fazo bir vaqtning o'zida harakatlanuvchi koordinatalar tizimiga nisbatan cheksiz bo'lishi mumkinligi ma'lum bo'ldi.
Agar harakatlanuvchi tizimlardagi tarozilarning qisqarishi haqida eslasak, ehtimol bu xulosa unchalik ajablanarli bo'lmaydi.
Zamonaviy nazariy fizikaning murakkab masalalarining ommabop taqdimoti ko'p hollarda vizual tushuntirishlar va o'xshashliklarga yo'l qo'ymasligi bilan juda murakkab. Shunga qaramay, biz hozir bitta o'xshashlikni berishga harakat qilamiz, lekin uni ishlatganda, biz bu juda taxminiy ekanligini unutmaslikka harakat qilamiz.
Tasavvur qiling-a, kosmik kema Yerdan, aytaylik, yorug'lik tezligining uchdan ikki qismiga teng tezlikda - 200 000 km / sek tezlikda o'tib ketmoqda. Keyin, nisbiylik nazariyasi formulalariga ko'ra, barcha o'lchovlarning yarmiga qisqarishi kuzatilishi kerak. Bu degani, kemadagi kosmonavtlar nuqtai nazaridan, Yerdagi barcha segmentlar yarmiga teng bo'ladi.
Endi tasavvur qiling-a, bizda juda uzun, ammo baribir chekli to'g'ri chiziq bor va biz uni uzunlik shkalasining qandaydir birligi, masalan, metr yordamida o'lchaymiz. joylashgan kuzatuvchi uchun kosmik kema, yorug'lik tezligiga yaqinlashadigan tezlikda shoshilib, bizning mos yozuvlar o'lchagichimiz bir nuqtaga qisqaradi. Va hatto chekli to'g'ri chiziqda ham son-sanoqsiz nuqtalar mavjud bo'lganligi sababli, kemadagi kuzatuvchi uchun bizning to'g'ri chiziqimiz cheksiz uzun bo'ladi. Maydonlar va hajmlar miqyosi bilan bog'liq holda taxminan bir xil narsa sodir bo'ladi. Binobarin, harakatlanuvchi sanoq sistemasida fazoning cheklangan hududlari cheksiz bo'lib qolishi mumkin.
Yana bir bor takrorlaymiz - bu hech qanday dalil emas, balki juda qo'pol va to'liq o'xshashlikdan uzoqdir. Ammo bu bizni qiziqtirgan hodisaning jismoniy mohiyati haqida bir oz tasavvur beradi.
Endi eslaylikki, harakatlanuvchi tizimlarda nafaqat tarozilar qisqaradi, balki vaqt oqimi ham sekinlashadi. Bundan kelib chiqadiki, qo'zg'almas (statik) koordinatalar tizimiga nisbatan chekli bo'lgan ba'zi bir ob'ektning mavjud bo'lish davomiyligi harakatlanuvchi mos yozuvlar tizimida cheksiz uzun bo'lishi mumkin.
Shunday qilib, Zelmanov asarlaridan makon va vaqtning "chekligi" va "cheksizligi" xususiyatlari nisbiy ekanligi kelib chiqadi.
Albatta, bularning barchasi bir qarashda juda "ekstravagant" natijalarni haqiqiy olamning ba'zi universal geometrik xususiyatlarini o'rnatish deb hisoblash mumkin emas.
Ammo ular tufayli juda muhim xulosa chiqarish mumkin. Hatto nisbiylik nazariyasi nuqtai nazaridan ham olamning cheksizligi tushunchasi ilgari tasavvur qilinganidan ancha murakkabroq.
Endi nisbiylik nazariyasidan ko'ra umumiyroq nazariya yaratilgan bo'lsa, bu nazariya doirasida Olamning cheksizligi masalasi yanada murakkabroq bo'lib chiqishini kutish uchun barcha asoslar mavjud.
Zamonaviy fizikaning asosiy qoidalaridan biri, uning tamal toshi mos yozuvlar tizimini o'zgartirishga oid fizik bayonotlarning o'zgarmasligi talabidir.
Invariant - "o'zgarmas" degan ma'noni anglatadi. Bu nimani anglatishini yaxshiroq tasavvur qilish uchun misol sifatida ba'zi geometrik invariantlarni keltiramiz. Shunday qilib, to'rtburchaklar koordinatalar tizimining boshida markazlari bo'lgan doiralar aylanish invariantlari hisoblanadi. Koordinata o'qlarining kelib chiqishiga nisbatan har qanday aylanishi uchun bunday doiralar o'zlariga aylanadi. "OY" o'qiga perpendikulyar to'g'ri chiziqlar "OX" o'qi bo'ylab koordinata tizimining o'zgarishining o'zgarmasligi hisoblanadi.
Ammo bizning holatlarimizda haqida gapiramiz so'zning kengroq ma'nosida o'zgarmaslik haqida: har qanday bayonot faqat keyin bor jismoniy ma'no, mos yozuvlar tizimini tanlashga bog'liq bo'lmaganda. Bunda mos yozuvlar tizimini nafaqat koordinatalar tizimi, balki tavsiflash usuli sifatida ham tushunish kerak. Ta'riflash usuli qanday o'zgarmasin, o'rganilayotgan hodisalarning fizik mazmuni o'zgarmas va o'zgarmas bo'lib qolishi kerak.
Bu holat nafaqat sof jismoniy, balki fundamental, falsafiy ahamiyatga ega ekanligini tushunish oson. Bu fanning hodisalarning haqiqiy, haqiqiy yo'nalishini aniqlashtirishga va ilmiy tadqiqot jarayonining o'zi tomonidan ushbu kursga kiritilishi mumkin bo'lgan barcha buzilishlarni istisno qilishga intilishini aks ettiradi.
Ko'rib turganimizdek, A.L.Zelmanov asarlaridan koinotdagi cheksizlik ham, vaqtdagi cheksizlik ham o'zgarmaslik talabini qondirmaydi. Demak, biz hozirda qo‘llayotgan vaqtinchalik va fazoviy cheksizlik tushunchalari bizni o‘rab turgan olamning real xususiyatlarini to‘liq aks ettirmaydi. Shu sababli, koinotning cheksizligi to'g'risidagi savolning butun (makon va vaqtda) cheksizlik haqidagi zamonaviy tushunchasi bilan ifodalanishining o'zi jismoniy ma'noga ega emas.
Biz koinot fani hozirgacha ishlatib kelgan cheksizlik haqidagi “nazariy” tushunchalar tabiatan juda va juda cheklangan ekanligiga yana bir ishonchli dalil oldik. Umuman olganda, buni oldindan taxmin qilish mumkin edi, chunki haqiqiy dunyo har doim har qanday "model" ga qaraganda ancha murakkab va biz faqat haqiqatga ko'proq yoki kamroq aniqlik haqida gapirishimiz mumkin. Ammo bu holatda, erishilgan yondashuv qanchalik muhimligini ko'z bilan aniqlash qiyin edi.
Endi hech bo'lmaganda davom etadigan yo'l paydo bo'ladi. Ko'rinib turibdiki, vazifa, birinchi navbatda, Olamning haqiqiy xususiyatlarini o'rganish asosida cheksizlik tushunchasini (matematik va fizik) ishlab chiqishdir. Boshqacha qilib aytganda: Olamni cheksizlik haqidagi nazariy g'oyalarga "sinab ko'rish" uchun emas, aksincha, bu nazariy fikrlar haqiqiy dunyoga. Faqatgina ushbu tadqiqot usuli fanni bu sohada sezilarli yutuqlarga olib kelishi mumkin. Hech qanday mavhum mantiqiy mulohazalar yoki nazariy xulosalar kuzatishlar natijasida olingan faktlarni almashtira olmaydi.
Ehtimol, birinchi navbatda, Olamning haqiqiy xususiyatlarini o'rganish asosida abadiylikning o'zgarmas kontseptsiyasini ishlab chiqish kerak.
Va umuman olganda, haqiqiy olamning barcha xususiyatlarini aks ettira oladigan bunday universal matematik yoki fizik cheksizlik standarti yo'q. Bilim rivojlanib borar ekan, bizga ma'lum bo'lgan cheksizlik turlarining o'zi cheksiz ravishda o'sib boradi. Shuning uchun, ehtimol, Olam cheksizmi degan savolga hech qachon oddiy "ha" yoki "yo'q" javobi berilmaydi.
Bir qarashda, bu bilan bog'liq holda, koinotning cheksizligi muammosini o'rganish umuman ma'nosini yo'qotadigandek tuyulishi mumkin. Biroq, birinchi navbatda, bu muammo u yoki bu ko'rinishda fan oldida turibdi muayyan bosqichlar va uni hal qilish kerak, ikkinchidan, uni hal qilishga urinishlar yo'lda butun bir qator samarali kashfiyotlarga olib keladi.
Va nihoyat, shuni ta'kidlash kerakki, koinotning cheksizligi muammosi uning fazoviy darajasi haqidagi savoldan ancha kengroqdir. Avvalo, biz nafaqat "kenglikdagi", balki "chuqurlikda" ham cheksizlik haqida gapirishimiz mumkin. Boshqacha qilib aytganda, fazo cheksiz bo'linadimi, uzluksizmi yoki unda qandaydir minimal elementlar bormi, degan savolga javob olish kerak.
Hozirgi vaqtda bu muammo allaqachon fiziklar oldida turgan. Kosmosni (shuningdek, vaqtni) kvantlash, ya'ni undagi juda kichik bo'lgan ba'zi "elementar" hujayralarni tanlash imkoniyati masalasi jiddiy muhokama qilinmoqda.
Olamning cheksiz xilma-xilligi haqida ham unutmasligimiz kerak. Axir, Olam, eng avvalo, jarayondir. xarakterli xususiyatlar ulardan uzluksiz harakat va materiyaning bir holatdan ikkinchi holatga uzluksiz o'tishlari. Demak, Olamning cheksizligi harakat shakllarining cheksiz xilma-xilligini, materiya turlarini, jismoniy jarayonlarni, munosabatlar va o'zaro ta'sirlarni, hatto aniq ob'ektlarning xususiyatlarini ham anglatadi.
Cheksizlik mavjudmi?
Olamning cheksizligi muammosi bilan bog'liq holda, birinchi qarashda kutilmagan savol tug'iladi. Cheksizlik tushunchasining o'zi haqiqiy ma'noga egami? Bu shunchaki shartli emasmi? matematik qurilish, real dunyoda unga hech narsa mos kelmaydi? Bu nuqtai nazar o'tmishda ba'zi tadqiqotchilar tomonidan qo'llab-quvvatlangan va bugungi kunda ham uning tarafdorlari bor.
Ammo ilmiy ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, xususiyatlarni o'rganishda haqiqiy dunyo biz har qanday holatda ham jismoniy yoki amaliy cheksizlik deb atash mumkin bo'lgan narsaga duch kelamiz. Masalan, biz shunchalik katta (yoki juda kichik) miqdorlarga duch kelamizki, ular ma'lum bir nuqtai nazardan cheksizlikdan farq qilmaydi. Bu miqdorlar miqdoriy chegaradan tashqarida joylashgan bo'lib, undan keyingi har qanday o'zgarishlar ko'rib chiqilayotgan jarayonning mohiyatiga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.
Shunday qilib, cheksizlik, shubhasiz, ob'ektiv mavjuddir. Bundan tashqari, fizikada ham, matematikada ham deyarli har qadamda cheksizlik tushunchasiga duch kelamiz. Bu tasodif emas. Bu ikkala fan, ayniqsa fizika, ko'pgina qoidalarning ko'rinadigan mavhumligiga qaramay, oxir-oqibat har doim haqiqatdan boshlanadi. Demak, tabiat, Koinot, aslida cheksizlik tushunchasida o‘z aksini topgan ba’zi xususiyatlarga ega.
Bu xususiyatlarning umumiyligini koinotning haqiqiy cheksizligi deb atash mumkin.
Faqat murakkab narsa. Nima uchun koinot cheksiz va musofirlarni qaerdan qidirish kerak?
Biz "Murakkab narsalar haqida" yangi bo'limni boshlaymiz, unda biz mutaxassislardan so'raymiz turli hududlar dunyodagi hamma narsa haqida eng oddiy, ba'zan hatto bolalarcha sodda savollar. Va bizning suhbatdoshlarimiz murakkab narsalar haqida tushunarli va tabiiy gapirib, bizning beparvoligimizga toqat qiladilar. Bugun biz belaruslik fotograf va astronom Viktor Malyshchits bilan suhbatlashamiz, u bizning o'quvchilarimizga koinot haqidagi bir qator maqolalardan yaxshi tanish.
Eng muhim narsadan boshlaylik. Chet elliklar qaerga ketishdi va nima uchun barcha harakatlarimizga qaramay, biz ularni hali ham topa olmadik (va ular bizni topa olishmadi)?
Aqlli hayot shakllarini aniqlashga urinishda insoniyat radio signallaridan foydalanadi. Lekin ular qanday aloqa turidan foydalanishini bilmaymiz. Ehtimol, o'zga sayyoraliklar radio to'lqinlari haqida bilishmaydi yoki ularni uzoq vaqt tark etishganmi?
Boshqa savollar ham bor. Signalni qaysi formatda yuborishim kerak? Kosmosning qaysi sohalarida? Signalni tushunish ehtimolini qanday oshirish mumkin? Ko'pgina signalizatsiya tadbirlari PR kampaniyalaridir. Masalan, 1974 yilda Aresibo rasadxonasidan M13 globulyar yulduz klasteriga radio signal yuborildi. Ba'zi odamlar u erda 100 ming yulduz borligini aytishdi, ularning kamida o'ntasida o'zga sayyoraliklar bo'ladi! Ular bu klaster 24 ming yorug'lik yili uzoqlikda ekanligiga sukut saqlashadi. Va ehtimol javob bir xil miqdorni olishini unutmang.
Arecibo xabarining bir qismi
Ba'zi signallarni jo'natishdan ko'ra, o'zingiz qidirishga harakat qilish yaxshiroqdir. Biroq, na biri, na boshqasi hali hech qanday natija bermadi.
- Kosmos cheksiz, olam cheksiz. Nega olimlar hatto bunday xulosaga kelishdi?
Bizning dunyomiz ma'lum bir tuzilishga ega deb taxmin qilamiz: galaktikalar, galaktikalar klasterlari, galaktikalarning superklasterlari va boshqalar mavjud. Ammo bir necha yuz million yorug'lik yili miqyosida bizning dunyomiz bir hil va biz ko'rib turganimizdek, hech narsa yo'q. u erda o'zgarishlar. Koinotning tuzilishi qandaydir markazga yoki chekkaga yaqinroq to'planishga harakat qilayotganining belgisi yo'q. Ushbu kuzatishlar asosida, ehtimol, hamma narsa avvalgidek bo'lishi mumkin degan xulosaga kelinmoqda.
Muammo shundaki, biz qanday teleskop qurmaylik, biz butun dunyoni ko'ra olmaymiz. Biz qila oladigan maksimal narsa bizdan 13,7 milliard yorug'lik yili masofasida joylashgan ob'ektlarni ko'rishdir (bizning koinotimiz taxmin qilingan yosh). Ulardan yorug'lik allaqachon bizga etib kelgan. Lekin hali ham nimadir sodir bo'lishi mumkin edi, shunchaki yorug'lik signali u yerdan yetib borishga ulgurmadi.
Shunday qilib, biz buzib bo'lmaydigan chegara bor. Ammo biz faqat bizda mavjud bo'lgan bilimlardan kelib chiqib, uning orqasida nima borligini taxmin qilishimiz mumkin.
Nima uchun odamlar oyga borishni to'xtatdilar? Axir, bugungi kunda buning uchun juda ko'p narsa bor ko'proq imkoniyatlar 50 yil oldin. Balki fitna nazariyalari yolg'on gapirmasdir?..
Men hech qanday fitna nazariyasiga ishonmayman. Savolga javob juda oddiy: odamni Oyga yuborish juda va juda qimmat loyihadir. 1960-yillarda geosiyosiy vaziyat boshqacha edi, AQSh va SSSR kosmik poygada faol ishtirok etdilar. Raqibga yetib olish va undan o‘zib ketish kerak edi, odamlar buni xohlardi, birinchi bo‘lish uchun moddiy boylikdan voz kechishga tayyor edi.
Bugungi kunda jamiyat yanada to'yingan. Biz, albatta, endi Oyga parvozlarni tiklashimiz mumkin, hatto Marsga ham ucha olamiz. Bitta savol: bu soliq to'lovchilarga qancha turadi? Biz ega bo'lishni xohlaymiz Yaxshi ish, qulay dam olish, yangi iPhone va boshqalar. Odamlar bundan voz kechishga tayyormi?
Bundan tashqari, bugungi texnologiya shunday darajaga yetdiki, odam kerak emas, usiz qilish ancha arzon. Odam og'ir go'sht bo'lagi bo'lib, unda faqat boshi va qo'llari normal ishlaydi, qolgan hamma narsa qo'shimcha yuk bo'lib, boshqa narsalar qatorida hayotni qo'llab-quvvatlash tizimlariga muhtoj. Datchiklar to'plamiga ega kichik oy roverining og'irligi ancha kam bo'ladi, u kislorod va suvga muhtoj emas va uni Oyga uchirish odamnikidan ancha arzon.
Sayyoralar va tumanliklar aslida qanday rangda? Fotosuratlarda ular juda chiroyli va rang-barang, ammo biz tungi osmonga yoki teleskop orqali kosmosga qaraganimizda, biz bu rang-barang go'zallikni ko'rmaymiz.
Rang tushunchasi juda nisbiydir. Biror kishi uchun bu unchalik ko'p emas mutlaq qiymat, nisbiy qancha. Inson ko'zi qanday ishlaydi? U doimiy ravishda oq rang balansini sozlaydi. Mana, biz ofisda o'tiribmiz va sariq lampochkalarni ko'rmoqdamiz, ularning ostidagi qog'oz varag'i oq ko'rinadi va endi derazadan tashqarida hamma narsa qandaydir ko'k rangda. Kunduzi tashqariga chiqaylik, u erda hamma narsa oq bo'lib tuyuladi. Buning sababi shundaki, bizning ko'zlarimiz doimo fon yorug'ligi kulrang rangga ega bo'lishi uchun moslashadi. Shuning uchun, kun davomida rang haqida gapirish juda qiyin, ko'p narsa fon yoritilishiga bog'liq. Ammo tunda, fonda yorug'lik bo'lmaganda, ko'zimiz oq rang balansini ma'lum bir qiymatga o'rnatadi.
Esingizdami, ko'zdagi fotoretseptorlar konus va tayoqchalarni o'z ichiga oladi? Aynan ikkinchisi tungi ko'rish uchun javobgardir va ular kam yorug'likda ranglarni tanimaydilar. Shuning uchun teleskop orqali biz tumanlikni qandaydir loyqa rangsiz tuman sifatida ko'ramiz. Ammo kamera uchun yorug'lik zaif yoki kuchli bo'ladimi, farq qilmaydi, u har doim rangni yozib oladi.
Tumanliklar orasida eng mashhur rang nima ekanligini bilasizmi? Pushti! Tumanliklar, asosan, vodoroddan iborat bo'lib, u yaqin atrofdagi yulduzlar ta'sirida qizil, biroz ko'k va binafsha rangda porlaydi - pushti rang hosil qiladi.
Shunday qilib, bo'sh joy rangli, biz bu ranglarni ko'rmayapmiz. Biz faqat eng yorqin yulduzlar va sayyoralarning ranglarini farqlay olamiz. Har bir inson, masalan, Mars yashil emas, balki to'q sariq, Yupiter sarg'ish va Venera oq ekanligini ko'radi. Fotosuratlarni qayta ishlashda ularni ushbu ranglarga moslashtirishga va ularni moslashtirishga harakat qilishadi. Garchi qat'iy qoidalar yo'q. Ko'pincha teleskoplar orqali yoki kosmik kema sayyora standart RGB-da emas, balki biroz boshqacha diapazonlarda suratga olingan. Shuning uchun fotosuratlardagi ranglar har doim ham tabiiy bo'lmasligi mumkin.
Hubble teleskopi
Hubble palitrasidagi rozet tumanligi
Umuman olganda, kosmik tasvirlar bilan ikkita variant mavjud. Birinchisiga ko'ra, ular ob'ektlarni iloji boricha real ko'rsatishga harakat qilishadi, ular RGB-da tortishadi, tumanliklar pushti rangga aylanadi, yulduzlar normal rangga ega. Ikkinchi misol sifatida biz "Hubble palitrasi" kabi texnikani keltirishimiz mumkin (ism ushbu teleskopdan olingan fotosuratlar birinchi marta shu tarzda ishlanganligi sababli paydo bo'lgan). Kislorod, vodorod, oltingugurt va boshqalar kabi elementlar faqat spektrning ma'lum diapazonlarida porlaydi. Masalan, faqat vodorod yoki faqat oltingugurtni ko'rsatishi mumkin bo'lgan maxsus filtrlar mavjud. Siz filtr qo'yasiz va faqat tumanlikdagi vodorodning tuzilishi qayd etiladi, siz boshqasini qo'yasiz va siz faqat kislorodni ko'rasiz. Bu astronom uchun juda muhim, chunki siz turli xillarning tarqalishini kuzatishingiz mumkin kimyoviy elementlar. Ammo bularning barchasini odamlarga qanday ko'rsatish kerak? Keyin, faqat o'zboshimchalik bilan, ular vodorod yashil, oltingugurt qizil va kislorod ko'k rang berishga qaror qilishadi. Natijada chiroyli va ayni paytda ma'lumot beruvchi rasm paydo bo'ldi, ammo bu asl nusxa bilan deyarli o'xshash emas.
Nima uchun katta asteroidlar juda kech kashf etilganmi? Axir, odamlar ko'pincha ular haqida faqat Yerga iloji boricha yaqinroq bo'lganda bilishadi.
Umuman olganda, asteroidlar qanday topilganligini aniqlaymiz. Yulduzli osmonning bir xil maydoni bir necha marta suratga olingan. Agar biron bir "yulduz" harakat qilsa, bu asteroid yoki shunga o'xshash narsani anglatadi. Keyinchalik siz ma'lumotlar bazalarini tekshirishingiz, orbitani hisoblashingiz va ob'ekt sayyora bilan to'qnashishini ko'rishingiz kerak.
Muammo shundaki, Yer uchun xavfli asteroid diametri bir necha o'n metrli toshdir. Kosmosda 20-30 metrli blokni ko'rish juda qiyin. Bundan tashqari, ular deyarli qora rangda.
Men aytmoqchimanki, aksincha, odamlar asteroidlarni erta aniqlashni o'rganganidan faxrlanishimiz kerak. Ilgari, hatto eng dahshatlisi ham ular uchib o'tgandan keyingina topilgan.
- Orbitada koinot qoldiqlari ko'pmi? U qanchalik xavfli?
Juda ko'p! Va eng katta muammo shundaki, biz u bilan hali hech narsa qila olmaymiz. Siz faqat kosmosga hech narsa tashlamaslikka yoki atmosferada yonib ketishi uchun uni tashlamaslikka harakat qilishingiz mumkin. Eng ko'p sun'iy yo'ldoshlar, shu jumladan singanlari bo'lgan past orbitalarda er atmosferasi biroz mavjud bo'lib, vayronalar harakatini asta-sekin sekinlashtiradi. Oxir-oqibat u Yerga tushadi va atmosferada yonib ketadi.
Ko'proq nima qilish kerak yuqori orbitalar? Agar vayronalar miqdori kritik qiymatga yetsa, ko'chkiga o'xshash vayronalarning shakllanishi boshlanadi. Tasavvur qiling-a, qandaydir zarracha sun'iy yo'ldosh bilan aql bovar qilmaydigan tezlikda to'qnashadi - u boshqa zarralar bilan to'qnashadigan yuzlab bo'laklarga tarqaladi va hokazo. Natijada, sayyora chiqindi pilla bilan o'ralgan bo'lib, kosmos yaroqsiz bo'lib qoladi. tadqiqot. Yaxshiyamki, biz hali ham bu muhim qiymatga erishishdan uzoqmiz.
- Nima uchun odamlar Nibiru sayyorasi haqida isteriyaga duch kelishadi? Siz tajribali astronom sifatida buni ko'rganmisiz?
Odamlar fitna nazariyalariga ishonishni yaxshi ko'radilar. Bu bizning psixologiyamiz, biz haqiqiy bo'lmagan narsaga ishonishni xohlaymiz. Bu sayyorani hech kim ko'rmagan, astronomlar buni jiddiy qabul qilishmaydi.
- Nega ular sun'iy tortishish bilan kelishmadi? U barcha ilmiy-fantastik filmlarda!
Fizika hali kashf etilmagan! Nazariy jihatdan, albatta, fazoda ma’lum tezlikda aylanadigan ulkan halqa yasash mumkin. Keyin markazdan qochma kuch tufayli tortishish olish mumkin. Ammo bularning barchasi haqiqatdan ko'ra ko'proq fantaziyadir. Hozircha odamlarni nol tortishish sharoitida ishlashga o'rgatish osonroq.
Qadim zamonlarda inson hozirgi bilimga nisbatan juda oz narsani bilgan va inson yangi bilimga intilgan. Albatta, odamlar qaerda yashashlari va uylaridan tashqarida nima borligi bilan ham qiziqdilar. Biroz vaqt o'tgach, odamlar tungi osmonni kuzatish uchun asboblarga ega bo'la boshladilar. Shunda odam dunyo o'zi tasavvur qilganidan ancha katta ekanligini tushunadi va uni faqat sayyora miqyosigacha qisqartiradi. Kosmosni uzoq vaqt o'rganishdan so'ng, insonga yangi bilimlar ochiladi, bu esa noma'lum narsalarni yanada ko'proq o'rganishga olib keladi. Bir kishi savol beradi: “U yerdami? kosmosning oxiri? yoki fazo cheksizmi?”
Kosmosning oxiri. Nazariyalar
Cheksizlik haqidagi savol kosmik fazo, albatta, savol juda qiziq va nafaqat astronomlarni, balki barcha astronomlarni qiynamoqda. Ko'p yillar oldin, Olam jadal o'rganila boshlaganida, ko'plab faylasuflar o'zlariga va dunyoga makonning cheksizligi haqida javob berishga harakat qilishdi. Ammo keyin hammasi mantiqiy mulohazaga tushdi va kosmosning oxiri mavjudligini tasdiqlovchi yoki uni inkor etuvchi hech qanday dalil yo'q edi. Shuningdek, o'sha paytda odamlar Yer koinotning markazi ekanligiga, barcha kosmik yulduzlar va jismlar Yer atrofida aylanishiga ishonishgan va ishonishgan.
Endi olimlar ham bu savolga to'liq javob bera olmaydilar, chunki hamma narsa farazlarga borib taqaladi va kosmosning tugashi haqidagi u yoki bu fikrning ilmiy isboti yo'q. Hatto zamonaviy bilan ham ilmiy yutuqlar va texnologiya, inson bu savolga javob bera olmaydi. Bularning barchasi yorug'likning taniqli tezligi bilan bog'liq. Yorug'lik tezligi fazoni o'rganishda asosiy yordamchi bo'lib, uning yordamida odam osmonga qarashi va ma'lumot olishi mumkin. Yorug'lik tezligi - bu aniqlab bo'lmaydigan to'siq bo'lgan noyob miqdor. Kosmosdagi masofalar shunchalik ulkanki, ular odamning boshiga sig'maydi va yorug'lik bunday masofalarni engib o'tish uchun butun yillar, hatto millionlab yillar kerak bo'ladi. Shu sababli, inson kosmosga qanchalik uzoq qarasa, u o'tmishga shunchalik uzoqroq qaraydi, chunki u yerdan yorug'lik shunchalik uzoq davom etadiki, biz millionlab yillar oldin kosmik jism qanday bo'lganini ko'ramiz.
Kosmosning oxiri, ko'rinadigan chegaralar
Kosmosning oxiri, albatta, insonning ko'rinishida mavjud. Kosmosda shunday chegara borki, undan tashqarida biz hech narsani ko'ra olmaymiz, chunki o'sha juda uzoq joylardan yorug'lik hali sayyoramizga etib bormagan. Olimlar u erda hech narsani ko'rmaydilar va, ehtimol, bu yaqin orada o'zgarmaydi. Savol tug'iladi: "Bu chegara kosmosning oxirimi?" Bu savolga javob berish qiyin, chunki hech narsa ko'rinmaydi, lekin bu u erda hech narsa yo'q degani emas. Ehtimol, u erda parallel koinot boshlanadi yoki kosmosning davomi bo'lishi mumkin, biz uni hali ko'rmaymiz va kosmosning oxiri yo'q. Buning yana bir versiyasi bor
Biz kuzatayotgan koinotning aniq chegaralari borligini bilasizmi? Biz Olamni cheksiz va tushunarsiz narsa bilan bog'lashga odatlanganmiz. Biroq zamonaviy fan Koinotning "cheksizligi" haqidagi savolga bunday "aniq" savolga mutlaqo boshqacha javob beradi.
Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotning o'lchami taxminan 45,7 milliard yorug'lik yili (yoki 14,6 gigaparsek). Ammo bu raqamlar nimani anglatadi?
Aqlga keladigan birinchi savol oddiy odamga- Qanday qilib koinot cheksiz bo'lmasligi mumkin? Atrofimizda mavjud bo'lgan barcha narsalarning idishida chegara bo'lmasligi kerakligi shubhasiz ko'rinadi. Agar bu chegaralar mavjud bo'lsa, ular aniq nima?
Aytaylik, qandaydir astronavt koinot chegaralariga yetib keldi. Uning oldida nimani ko'radi? Qattiq devormi? Yong'in to'sig'i? Va buning orqasida nima bor - bo'shliq? Boshqa koinot? Ammo bo'shliq yoki boshqa olam bizning koinot chegarasida ekanligimizni anglatishi mumkinmi? Axir, bu u erda "hech narsa" yo'q degani emas. Bo'shliq va boshqa olam ham "bir narsa". Ammo Koinot - bu mutlaqo hamma narsani o'z ichiga olgan "bir narsa".
Biz mutlaqo ziddiyatga erishamiz. Ma'lum bo'lishicha, Olam chegarasi bizdan mavjud bo'lmasligi kerak bo'lgan narsani yashirishi kerak. Yoki koinotning chegarasi "hamma narsani" "bir narsa" dan to'sib qo'yishi kerak, ammo bu "narsa" ham "hamma narsa" ning bir qismi bo'lishi kerak. Umuman olganda, to'liq absurdlik. Xo'sh, qanday qilib olimlar bizning koinotimizning chegaralangan hajmini, massasini va hatto yoshini e'lon qilishlari mumkin? Bu qiymatlar, tasavvur qilib bo'lmaydigan darajada katta bo'lsa-da, hali ham cheklangan. Ilm aniq narsa bilan bahslashadimi? Buni tushunish uchun, keling, avvalo, odamlar bizning koinot haqidagi zamonaviy tushunchamizga qanday kelganini kuzatamiz.
Chegaralarni kengaytirish
Qadim zamonlardan beri odamlar atrofdagi dunyo qanday ekanligi bilan qiziqishgan. Qadimgilarning koinotni tushuntirishga qaratilgan uch ustuni va boshqa urinishlariga misol keltirishning hojati yo‘q. Qoida tariqasida, oxir-oqibat, hamma narsaning asosi er yuzasi ekanligiga keldi. Hatto antik davrlarda va o'rta asrlarda, astronomlar sayyoralarning "statsionar" bo'ylab harakatlanish qonunlari haqida keng bilimga ega bo'lishgan. samoviy sfera, Yer koinotning markazi bo'lib qoldi.
Tabiiyki, qaytib Qadimgi Gretsiya Yerning Quyosh atrofida aylanishiga ishonganlar bor edi. Koinotning ko'p olamlari va cheksizligi haqida gapirganlar bor edi. Ammo bu nazariyalar uchun konstruktiv asoslar faqat ilmiy inqilobning boshida paydo bo'ldi.
16-asrda polshalik astronom Nikolay Kopernik olamni bilishda birinchi yirik yutuqni amalga oshirdi. U Yer Quyosh atrofida aylanadigan sayyoralardan faqat biri ekanligini qat'iy isbotladi. Bunday tizim samoviy sferada sayyoralarning bunday murakkab va murakkab harakatini tushuntirishni ancha soddalashtirdi. Harakatsiz Yer holatida astronomlar sayyoralarning bunday xatti-harakatlarini tushuntirish uchun har xil aqlli nazariyalarni o'ylab topishlari kerak edi. Boshqa tomondan, agar Yer harakatlanayotgan deb qabul qilinsa, unda bunday murakkab harakatlar uchun tushuntirish tabiiy ravishda keladi. Shunday qilib, astronomiyada "geliosentrizm" deb nomlangan yangi paradigma paydo bo'ldi.
Ko'p quyosh
Biroq, bundan keyin ham astronomlar koinotni "sobit yulduzlar doirasi" bilan cheklashda davom etishdi. 19-asrgacha ular yulduzlargacha bo'lgan masofani hisoblay olmadilar. Bir necha asrlar davomida astronomlar Yerning orbital harakati (yillik paralakslar) ga nisbatan yulduzlar holatidagi og'ishlarni aniqlashga harakat qilishdi. O'sha davr asboblari bunday aniq o'lchovlarga ruxsat bermagan.
Nihoyat, 1837 yilda rus-german astronomi Vasiliy Struve parallaksni o'lchadi. Bu kosmos ko'lamini tushunishda yangi qadam bo'ldi. Endi olimlar yulduzlar Quyosh bilan uzoq o'xshashlik ekanligini ishonch bilan aytishlari mumkin edi. Va bizning yoritgichimiz endi hamma narsaning markazi emas, balki cheksiz yulduzlar to'plamining teng "rezidenti" dir.
Astronomlar koinot miqyosini tushunishga yanada yaqinlashdilar, chunki yulduzlargacha bo'lgan masofa haqiqatan ham dahshatli bo'lib chiqdi. Hatto sayyoralar orbitalarining kattaligi ham nisbatan ahamiyatsiz bo'lib tuyuldi. Keyinchalik yulduzlar qanday to'planganligini tushunish kerak edi.
Ko'p Somon yo'llari
Mashhur faylasuf Immanuil Kant 1755 yilda olamning keng ko'lamli tuzilishi haqidagi zamonaviy tushunchaning asoslarini kutgan. U Somon yo'lini aylanuvchi yulduzlar to'plami deb taxmin qildi. O'z navbatida, kuzatilgan tumanliklarning ko'pchiligi ham uzoqroq "sut yo'llari" - galaktikalardir. Shunga qaramay, 20-asrgacha astronomlar barcha tumanliklar yulduzlarning paydo bo'lish manbalari va Somon yo'lining bir qismi ekanligiga ishonishgan.
Vaziyat astronomlar yordamida galaktikalar orasidagi masofani o'lchashni o'rganganida o'zgardi. Ushbu turdagi yulduzlarning mutlaq yorqinligi ularning o'zgaruvchanlik davriga qat'iy bog'liq. Ularning mutlaq yorqinligini ko'rinadigan yorug'lik bilan taqqoslab, ulargacha bo'lgan masofani yuqori aniqlik bilan aniqlash mumkin. Bu usul 20-asr boshlarida Eynar Xertzshrung va Xarlou Skelpi tomonidan ishlab chiqilgan. Unga rahmat, sovet astronomi Ernst Epik 1922 yilda Andromedagacha bo'lgan masofani aniqladi, bu Somon yo'lining kattaligidan kattaroq tartib bo'lib chiqdi.
Edvin Xabb Epic tashabbusini davom ettirdi. Boshqa galaktikalardagi Tsefeidlarning yorqinligini o'lchab, ularning masofasini o'lchadi va uni spektrlaridagi qizil siljish bilan taqqosladi. Shunday qilib, 1929 yilda u o'zining mashhur qonunini ishlab chiqdi. Uning ishi Somon yo'li koinotning chekkasi ekanligi haqidagi o'rnatilgan fikrni qat'iyan rad etdi. Endi u bir paytlar uni ko'rib chiqqan ko'plab galaktikalardan biri edi ajralmas qismi. Kantning gipotezasi uning rivojlanishidan deyarli ikki asr o'tgach tasdiqlandi.
Keyinchalik, Xabbl tomonidan kashf etilgan galaktikaning kuzatuvchidan masofasi uni undan olib tashlash tezligiga nisbatan bog'liqlik koinotning keng ko'lamli tuzilishining to'liq rasmini chizishga imkon berdi. Ma'lum bo'lishicha, galaktikalar uning arzimas qismigina ekan. Ular klasterlarga, klasterlar superklasterlarga bog'langan. O'z navbatida, superklasterlar koinotdagi eng katta ma'lum tuzilmalarni - iplar va devorlarni hosil qiladi. Ulkan super bo'shliqlarga () qo'shni bo'lgan bu tuzilmalar hozirda ma'lum bo'lgan Olamning keng ko'lamli tuzilishini tashkil qiladi.
Ko'rinadigan cheksizlik
Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, bir necha asrlar ichida fan asta-sekin geosentrizmdan koinot haqidagi zamonaviy tushunchaga o'tdi. Biroq, bu bugungi kunda koinotni nima uchun cheklashimizga javob bermaydi. Axir, biz shu paytgacha uning tabiati haqida emas, balki faqat kosmos ko'lami haqida gapirgan edik.
Koinotning cheksizligini oqlashga qaror qilgan birinchi kishi Isaak Nyuton edi. Qonunni kashf qilish universal tortishish, u kosmos cheklangan bo'lsa, uning barcha tanalari ertami-kechmi bir butunga birlashishiga ishongan. Undan oldin, agar kimdir olamning cheksizligi haqidagi g'oyani ifodalagan bo'lsa, u faqat falsafiy yo'nalishda edi. Hech qanday sababsiz ilmiy asoslash. Bunga Giordano Bruno misol bo'la oladi. Darvoqe, u ham Kant kabi fandan ko‘p asrlar oldinda edi. U birinchi bo'lib yulduzlar uzoqdagi quyosh ekanligini va sayyoralar ham ular atrofida aylanishini e'lon qildi.
Aftidan, cheksizlik haqiqati juda asosli va ravshan, ammo 20-asr ilm-fanining burilish nuqtalari bu "haqiqatni" larzaga keltirdi.
Statsionar olam
Koinotning zamonaviy modelini yaratish yo'lidagi birinchi muhim qadamni Albert Eynshteyn qo'ydi. Mashhur fizik 1917 yilda o'zining statsionar olam modelini taqdim etdi. Bu model u bir yil avval ishlab chiqqan umumiy nisbiylik nazariyasiga asoslangan edi. Uning modeliga ko'ra, Olam vaqt bo'yicha cheksiz va makonda cheksizdir. Ammo, yuqorida aytib o'tilganidek, Nyutonning fikriga ko'ra, cheklangan o'lchamli koinot qulashi kerak. Buning uchun Eynshteyn uzoqdagi jismlarning tortishish kuchini qoplagan kosmologik konstantani kiritdi.
Bu qanchalik paradoksal tuyulmasin, Eynshteyn koinotning cheksizligini cheklamadi. Uning fikricha, Olam gipersferaning yopiq qobig'idir. Analogiya oddiy uch o'lchamli sharning yuzasi, masalan, globus yoki Yer. Sayohatchi Yer bo'ylab qancha sayohat qilmasin, u hech qachon uning chekkasiga etib bormaydi. Biroq, bu Yerning cheksiz ekanligini anglatmaydi. Sayohatchi faqat sayohatni boshlagan joyga qaytadi.
Gipersfera yuzasida
Xuddi shu tarzda, Eynshteyn olamini yulduz kemasida aylanib o'tayotgan kosmik sayohatchi Yerga qaytishi mumkin. Faqat bu safar sayohatchi sharning ikki o'lchovli yuzasi bo'ylab emas, balki gipersferaning uch o'lchovli yuzasi bo'ylab harakatlanadi. Bu shuni anglatadiki, Olam cheklangan hajmga ega va shuning uchun yakuniy raqam yulduzlar va massa. Biroq, koinotning chegaralari ham, markazi ham yo'q.
Eynshteyn o'zining mashhur nazariyasida fazo, vaqt va tortishish kuchlarini bog'lab shunday xulosaga keldi. Undan oldin bu tushunchalar alohida hisoblangan, shuning uchun koinot fazosi sof Evklid edi. Eynshteyn tortishishning o'zi fazo-vaqtning egri chizig'i ekanligini isbotladi. Bu klassik Nyuton mexanikasi va Evklid geometriyasiga asoslangan koinotning tabiati haqidagi dastlabki g'oyalarni tubdan o'zgartirdi.
Koinotning kengayishi
Hatto "yangi olam" ning kashfiyotchisining o'zi ham aldanishlarga begona emas edi. Eynshteyn koinotni koinotda cheklab qo'ygan bo'lsa-da, uni statik deb hisoblashda davom etdi. Uning modeliga ko'ra, Olam abadiy bo'lgan va bo'lib qoladi va uning hajmi doimo bir xil bo'lib qoladi. 1922 yilda Sovet fizigi Aleksandr Fridman ushbu modelni sezilarli darajada kengaytirdi. Uning hisob-kitoblariga ko'ra, Olam umuman statik emas. Vaqt o'tishi bilan u kengayishi yoki qisqarishi mumkin. Shunisi e'tiborga loyiqki, Fridman xuddi shu nisbiylik nazariyasiga asoslangan bunday modelga kelgan. U bu nazariyani kosmologik konstantani chetlab o‘tib, to‘g‘riroq qo‘llashga muvaffaq bo‘ldi.
Albert Eynshteyn bu "tuzatish" ni darhol qabul qilmadi. Ushbu yangi model avval aytib o'tilgan Hubble kashfiyotiga yordam berdi. Galaktikalarning retsessiyasi koinotning kengayishi haqiqatini shubhasiz isbotladi. Shunday qilib, Eynshteyn o'z xatosini tan olishga majbur bo'ldi. Endi koinotning ma'lum bir yoshi bor edi, bu uning kengayish tezligini tavsiflovchi Xabbl doimiysiga bog'liq.
Kosmologiyaning keyingi rivojlanishi
Olimlar bu savolni hal qilishga urinib ko'rganlarida, koinotning boshqa ko'plab muhim tarkibiy qismlari kashf qilindi va uning turli modellari ishlab chiqildi. Shunday qilib, 1948 yilda Jorj Gamov "issiq olam" gipotezasini taqdim etdi, keyinchalik u katta portlash nazariyasiga aylanadi. 1965 yildagi kashfiyot uning shubhalarini tasdiqladi. Endi astronomlar koinot shaffof bo'lgan paytdan boshlab paydo bo'lgan yorug'likni kuzatishlari mumkin edi.
1932 yilda Fritz Tsviki tomonidan bashorat qilingan qorong'u materiya 1975 yilda tasdiqlangan. Qorong'u materiya aslida galaktikalar, galaktikalar klasterlari va butun Umumjahon tuzilishining mavjudligini tushuntiradi. Shunday qilib, olimlar koinot massasining katta qismi butunlay ko'rinmas ekanligini bilib oldilar.
Nihoyat, 1998 yilda, masofani o'rganish paytida, koinot tezlashgan tezlikda kengayayotgani aniqlandi. Ilm-fandagi so'nggi burilish nuqtasi bizning koinotning tabiati haqidagi zamonaviy tushunchamizni tug'dirdi. Eynshteyn tomonidan kiritilgan va Fridman tomonidan rad etilgan kosmologik koeffitsient yana Olam modelida o'z o'rnini topdi. Kosmologik koeffitsient (kosmologik doimiy) mavjudligi uning tezlashtirilgan kengayishini tushuntiradi. Kosmologik konstanta mavjudligini tushuntirish uchun koinot massasining katta qismini o'z ichiga olgan faraziy maydon tushunchasi kiritildi.
Kuzatiladigan koinotning o'lchamini zamonaviy tushunish
Olamning zamonaviy modeli, shuningdek, CDM modeli deb ataladi. "L" harfi kosmologik konstanta mavjudligini bildiradi, bu koinotning tezlashtirilgan kengayishini tushuntiradi. "CDM" koinot sovuq qorong'u materiya bilan to'ldirilganligini anglatadi. Oxirgi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, Hubble doimiysi taxminan 71 (km/s)/Mpc ni tashkil qiladi, bu koinotning yoshi 13,75 milliard yilga to'g'ri keladi. Koinotning yoshini bilib, biz uning kuzatilishi mumkin bo'lgan hududining hajmini taxmin qilishimiz mumkin.
Nisbiylik nazariyasiga ko'ra, har qanday ob'ekt haqidagi ma'lumot yorug'lik tezligidan (299 792 458 m/s) kattaroq tezlikda kuzatuvchiga etib bormaydi. Ma'lum bo'lishicha, kuzatuvchi nafaqat ob'ektni, balki uning o'tmishini ham ko'radi. Ob'ekt undan qanchalik uzoq bo'lsa, u o'tmishni shunchalik uzoqroq ko'radi. Masalan, Oyga qarab, biz bir soniya oldin qanday bo'lganini ko'ramiz, Quyosh - sakkiz daqiqadan ko'proq vaqt oldin, eng yaqin yulduzlar - yillar, galaktikalar - millionlab yillar oldin va hokazo. Eynshteynning statsionar modelida koinotning yosh chegarasi yo'q, ya'ni uning kuzatiladigan hududi ham hech narsa bilan cheklanmagan. Borgan sari murakkablashgan astronomik asboblar bilan qurollangan kuzatuvchi tobora uzoq va qadimiy ob'ektlarni kuzatadi.
Bizda boshqa rasm bor zamonaviy model Koinot. Unga ko'ra, koinotning yoshi va shuning uchun kuzatish chegarasi bor. Ya'ni, Olam paydo bo'lganidan beri hech qanday foton 13,75 milliard yorug'lik yilidan ortiq masofani bosib o'ta olmasdi. Ma'lum bo'lishicha, kuzatilishi mumkin bo'lgan olam kuzatuvchidan radiusi 13,75 milliard yorug'lik yili bo'lgan sferik mintaqagacha cheklangan deb aytishimiz mumkin. Biroq, bu mutlaqo to'g'ri emas. Koinot fazosining kengayishi haqida unutmasligimiz kerak. Foton kuzatuvchiga yetib borguncha, uni chiqaradigan ob'ekt bizdan allaqachon 45,7 milliard yorug'lik yili uzoqlikda bo'ladi. yillar. Bu o'lcham zarrachalar gorizonti, u kuzatilishi mumkin bo'lgan Olamning chegarasi.
Ufq ustida
Shunday qilib, kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotning kattaligi ikki turga bo'linadi. Ko'rinib turgan o'lcham, shuningdek, Hubble radiusi (13,75 milliard yorug'lik yili) deb ataladi. Va zarracha gorizonti (45,7 milliard yorug'lik yili) deb ataladigan haqiqiy o'lcham. Muhimi shundaki, bu ikkala ufq ham koinotning haqiqiy hajmini tavsiflamaydi. Birinchidan, ular kuzatuvchining kosmosdagi pozitsiyasiga bog'liq. Ikkinchidan, ular vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. ΛCDM modelida zarrachalar gorizonti Hubble gorizontidan kattaroq tezlikda kengayadi. Zamonaviy ilm-fan kelajakda bu tendentsiya o'zgaradimi degan savolga javob bermaydi. Ammo, agar biz koinot tezlashuv bilan kengayishda davom etmoqda deb hisoblasak, biz hozir ko'rayotgan barcha ob'ektlar ertami-kechmi bizning "ko'rish sohamiz" dan yo'qoladi.
Hozirgi vaqtda astronomlar tomonidan kuzatilgan eng uzoq yorug'lik - bu kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasi. Uni o'rganib chiqqach, olimlar koinotni Katta portlashdan 380 ming yil keyin bo'lgandek ko'rishadi. Ayni paytda koinot yetarli darajada sovib ketdiki, u bugungi kunda radioteleskoplar yordamida aniqlangan erkin fotonlarni chiqarishga muvaffaq bo'ldi. O'sha paytda koinotda yulduzlar yoki galaktikalar yo'q edi, faqat vodorod, geliy va arzimas miqdordagi boshqa elementlarning uzluksiz buluti edi. Bu bulutda kuzatilgan bir jinslilikdan keyin galaktika klasterlari hosil bo'ladi. Ma'lum bo'lishicha, kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishida bir hil bo'lmagan narsalardan hosil bo'ladigan ob'ektlar zarracha gorizontiga eng yaqin joylashgan.
Haqiqiy chegaralar
Koinotning haqiqiy, kuzatilmaydigan chegaralari bormi, bu hali ham soxta ilmiy taxminlar masalasidir. Qanday bo'lmasin, hamma koinotning cheksizligi to'g'risida rozi bo'ladi, lekin bu cheksizlikni butunlay boshqacha talqin qiladi. Ba'zilar koinotni ko'p o'lchovli deb hisoblashadi, bu erda bizning "mahalliy" uch o'lchovli olamimiz uning qatlamlaridan faqat bittasidir. Boshqalar aytadiki, Olam fraktaldir - bu bizning mahalliy olamimiz boshqasining zarrasi bo'lishi mumkinligini anglatadi. Biz yopiq, ochiq, parallel olamlar, qurt teshiklari. Va juda ko'p, juda ko'p turli xil versiyalar mavjud, ularning soni faqat inson tasavvurlari bilan cheklangan.
Ammo agar biz sovuq realizmga murojaat qilsak yoki bu farazlarning barchasidan orqaga chekinsak, bizning koinotimiz barcha yulduzlar va galaktikalarning cheksiz bir hil konteyneri deb taxmin qilishimiz mumkin. Bundan tashqari, har qanday juda uzoq nuqtada, xoh u bizdan milliardlab gigaparsek bo'lsin, barcha shartlar aynan bir xil bo'ladi. Bu vaqtda zarracha gorizonti va Xabbl sferasi aynan bir xil bo'ladi, ularning chekkasida bir xil relikt nurlanish mavjud. Atrofda bir xil yulduzlar va galaktikalar bo'ladi. Qizig'i shundaki, bu koinotning kengayishiga zid emas. Axir, kengayib borayotgan nafaqat Olam, balki uning makonining o'zi ham. Katta portlash paytida koinot bir nuqtadan paydo bo'lganligi, o'sha paytdagi cheksiz kichik (amalda nolga teng) o'lchovlar endi tasavvur qilib bo'lmaydigan darajada katta o'lchamlarga aylanganligini anglatadi. Kelajakda biz kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotning ko'lamini aniq tushunish uchun aynan shu gipotezadan foydalanamiz.
Vizual vakillik
Turli manbalar odamlarga koinot miqyosini tushunishga imkon beradigan barcha turdagi vizual modellarni taqdim etadi. Biroq, biz uchun koinot qanchalik katta ekanligini anglashning o'zi etarli emas. Hubble gorizonti va zarracha gorizonti kabi tushunchalar aslida qanday namoyon bo'lishini tasavvur qilish muhimdir. Buning uchun modelimizni bosqichma-bosqich tasavvur qilaylik.
Keling, zamonaviy fan koinotning "begona" mintaqasi haqida bilmasligini unutaylik. Ko'p o'lchovlar, fraktal koinot va uning boshqa "navlari" versiyalaridan voz kechib, uni cheksiz deb tasavvur qilaylik. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, bu uning makonini kengaytirishga zid emas. Albatta, biz uning Hubble sferasi va zarrachalar sferasi mos ravishda 13,75 va 45,7 milliard yorug'lik yili ekanligini hisobga olamiz.
Koinot miqyosi
START tugmasini bosing va yangi, noma'lum dunyoni kashf eting!
Birinchidan, keling, Universal miqyos qanchalik katta ekanligini tushunishga harakat qilaylik. Agar siz sayyoramiz bo'ylab sayohat qilgan bo'lsangiz, Yer biz uchun qanchalik katta ekanligini yaxshi tasavvur qilishingiz mumkin. Endi sayyoramizni yarim futbol maydoni kattaligidagi tarvuz-Quyosh atrofida orbitada harakatlanayotgan grechka donasidek tasavvur qiling. Bunday holda, Neptun orbitasi kichik shaharning o'lchamiga to'g'ri keladi, uning maydoni Oyga va Quyoshning ta'sir doirasi Marsga to'g'ri keladi. Ma'lum bo'lishicha, bizning Quyosh sistemamiz ham xuddi shunday Yerdan ko'proq Mars grechkadan qancha katta? Lekin bu faqat boshlanishi.
Endi tasavvur qilaylik, bu grechka bizning tizimimiz bo'ladi, uning hajmi taxminan bir parsekga teng. Shunda Somon yo'li ikkita futbol stadioni hajmida bo'ladi. Biroq, bu biz uchun etarli bo'lmaydi. Somon yo'lini ham santimetrga qisqartirish kerak bo'ladi. U kofe-qora galaktikalararo makonning o'rtasida joylashgan girdobga o'ralgan kofe ko'pikiga biroz o'xshaydi. Undan yigirma santimetr uzoqlikda xuddi o'sha spiral "bo'lak" - Andromeda tumanligi bor. Ularning atrofida bizning Mahalliy klasterimizdagi kichik galaktikalar to'dasi bo'ladi. Bizning koinotimizning ko'rinadigan o'lchami 9,2 kilometrni tashkil qiladi. Biz Universal o'lchovlar haqida tushunchaga keldik.
Umumjahon qabariq ichida
Biroq, o'lchovning o'zini tushunishimiz etarli emas. Koinotni dinamikada amalga oshirish muhimdir. Keling, o'zimizni gigantlar sifatida tasavvur qilaylik, ular uchun Somon yo'li santimetr diametrga ega. Aytganimizdek, biz o'zimizni radiusi 4,57 va diametri 9,24 kilometr bo'lgan to'p ichida topamiz. Tasavvur qilaylik, biz bir soniyada bu to'p ichida suzishimiz, sayohat qilishimiz va butun megaparseklarni qamrab olishimiz mumkin. Agar bizning koinotimiz cheksiz bo'lsa, biz nimani ko'ramiz?
Albatta, oldimizda har xil turdagi son-sanoqsiz galaktikalar paydo bo'ladi. Elliptik, spiral, tartibsiz. Ba'zi hududlar ular bilan to'lib-toshgan bo'ladi, boshqalari bo'sh bo'ladi. asosiy xususiyat Vizual ravishda ularning barchasi harakatsiz bo'ladi, biz esa harakatsizmiz. Ammo biz qadam tashlashimiz bilanoq, galaktikalarning o'zlari harakatlana boshlaydi. Misol uchun, agar biz santimetrda ko'rish imkoniga ega bo'lsak Somon yo'li mikroskopik Quyosh sistemasi, keyin biz uning rivojlanishini kuzatishimiz mumkin. Galaktikamizdan 600 metr uzoqlikda harakatlanar ekanmiz, biz shakllanish vaqtida protoyulduz Quyosh va protoplanetar diskni ko'ramiz. Unga yaqinlashib, biz Yer qanday paydo bo'lishini, hayot paydo bo'lishini va inson paydo bo'lishini ko'ramiz. Xuddi shu tarzda, biz ulardan uzoqlashganimiz yoki yaqinlashganimizda galaktikalar qanday o'zgarishini va harakat qilishini ko'ramiz.
Shuning uchun, ko'proq uzoq galaktikalar Biz tengdosh bo'lamiz, ular biz uchun qanchalik qadimgi bo'ladi. Shunday qilib, eng uzoq galaktikalar bizdan 1300 metr uzoqroqda joylashgan bo'ladi va 1380 metr burilishda biz allaqachon relikt nurlanishni ko'ramiz. To'g'ri, bu masofa biz uchun xayoliy bo'ladi. Biroq, biz kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasiga yaqinlashganda, biz qiziqarli rasmni ko'ramiz. Tabiiyki, biz vodorodning dastlabki bulutidan galaktikalar qanday paydo bo'lishini va rivojlanishini kuzatamiz. Ushbu shakllangan galaktikalardan biriga etib kelganimizda, biz umuman 1,375 kilometr emas, balki 4,57 kilometrni bosib o'tganimizni tushunamiz.
Kichraytirish
Natijada biz hajmini yanada oshiramiz. Endi biz butun bo'shliqlar va devorlarni mushtga joylashtirishimiz mumkin. Shunday qilib, biz o'zimizni juda kichik pufakchada topamiz, undan chiqishning iloji yo'q. Pufakchaning chetidagi ob'ektlarga bo'lgan masofa ular yaqinlashganda nafaqat ortadi, balki chekkaning o'zi ham cheksiz ravishda siljiydi. Bu kuzatilishi mumkin bo'lgan koinot hajmining butun nuqtasidir.
Koinot qanchalik katta bo'lmasin, kuzatuvchi uchun u doimo cheklangan pufakcha bo'lib qoladi. Kuzatuvchi har doim bu pufakning markazida bo'ladi, aslida u uning markazidir. Pufakchaning chetidagi har qanday ob'ektga borishga harakat qilgan holda, kuzatuvchi uning markazini siljitadi. Ob'ektga yaqinlashganda, bu ob'ekt pufakchaning chetidan uzoqroq va uzoqroq harakatlanadi va bir vaqtning o'zida o'zgaradi. Masalan, shaklsiz vodorod bulutidan u to'liq galaktikaga yoki undan keyin galaktik klasterga aylanadi. Bunga qo'shimcha ravishda, ushbu ob'ektga boradigan yo'l siz yaqinlashganda ko'payadi, chunki atrofdagi makonning o'zi o'zgaradi. Ushbu ob'ektga etib borganimizdan so'ng, biz uni faqat pufakning chetidan uning markaziga o'tkazamiz. Koinotning chekkasida relikt nurlanish hali ham miltillaydi.
Agar biz koinot tezlashtirilgan tezlikda kengayishda davom etadi deb faraz qilsak, u holda pufakning markazida bo'lib, vaqtni milliardlab, trillionlab va undan ham ko'proq silkitadi. yuqori buyurtmalar yillar oldin biz yanada qiziqarli rasmni ko'ramiz. Koinotning har bir zarrasi boshqa zarralar bilan o'zaro ta'sir qilish imkoniyatisiz o'zining yolg'iz pufakchasida alohida aylanib chiqmaguncha, bizning qabariq hajmi ham kattalashishiga qaramay, uning o'zgaruvchan tarkibiy qismlari bizdan tezroq uzoqlashadi va bu pufakning chetini tark etadi.
Demak, zamonaviy fan koinotning haqiqiy hajmi va uning chegaralari bor-yo‘qligi haqida ma’lumotga ega emas. Ammo biz aniq bilamizki, kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotning ko'rinadigan va haqiqiy chegarasi bor, u mos ravishda Hubble radiusi (13,75 milliard yorug'lik yili) va zarracha radiusi (45,7 milliard yorug'lik yili) deb ataladi. Bu chegaralar butunlay kuzatuvchining kosmosdagi pozitsiyasiga bog'liq va vaqt o'tishi bilan kengayadi. Agar Hubble radiusi qat'iy ravishda yorug'lik tezligida kengaysa, u holda zarralar gorizontining kengayishi tezlashadi. Uning zarracha gorizontining tezlashishi bundan keyin ham davom etadimi va uning o'rnini siqish bilan almashtiradimi degan savol ochiqligicha qolmoqda.
