სამყარო არ არის სტატიკური. ეს დაადასტურა ასტრონომ ედვინ ჰაბლის კვლევებმა ჯერ კიდევ 1929 წელს, ანუ თითქმის 90 წლის წინ. ამ იდეამდე მას გალაქტიკების მოძრაობაზე დაკვირვებამ მიიყვანა. მეოცე საუკუნის ბოლოს ასტროფიზიკოსების კიდევ ერთი აღმოჩენა იყო სამყაროს გაფართოების გაანგარიშება აჩქარებით.
რა ჰქვია სამყაროს გაფართოებას
ზოგიერთს უკვირს იმის მოსმენა, რასაც მეცნიერები სამყაროს გაფართოებას უწოდებენ. ამ სახელის უმეტესობა ასოცირდება ეკონომიკასთან და უარყოფით მოლოდინებთან.
ინფლაცია არის სამყაროს გაფართოების პროცესი მისი გამოჩენისთანავე და მკვეთრი აჩქარებით. ინგლისურიდან თარგმნა "inflation" - "pump up", "inflate".
ახალ ეჭვებს ბნელი ენერგიის არსებობაზე, როგორც სამყაროს ინფლაციის თეორიის ფაქტორზე, იყენებენ გაფართოების თეორიის მოწინააღმდეგეებს.
შემდეგ მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს შავი ხვრელების რუკა. საწყისი მონაცემები განსხვავდება მოგვიანებით მიღებული მონაცემებისგან:
- სამოცი ათასი შავი ხვრელი ყველაზე მეტი მანძილითთერთმეტ მილიონ სინათლის წელზე მეტი მანძილზე - ოთხი წლის წინანდელი მონაცემები.
- ას ოთხმოცი ათასი შავი ხვრელის გალაქტიკა ცამეტი მილიონი სინათლის წლის მანძილზე. მეცნიერების, მათ შორის რუსი ბირთვული ფიზიკოსების მიერ მიღებული მონაცემები 2017 წლის დასაწყისში.
ეს ინფორმაცია, ასტროფიზიკოსების თქმით, არ ეწინააღმდეგება სამყაროს კლასიკურ მოდელს.
სამყაროს გაფართოების ტემპი გამოწვევაა კოსმოლოგებისთვის
გაფართოების ტემპი მართლაც გამოწვევაა კოსმოლოგებისა და ასტრონომებისთვის. მართალია, კოსმოლოგები აღარ ამტკიცებენ, რომ სამყაროს გაფართოების სიჩქარეს არ აქვს მუდმივი პარამეტრი, შეუსაბამობები გადავიდა სხვა სიბრტყეში - როდესაც გაფართოება დაიწყო აჩქარება. სპექტრის როუმინგული მონაცემები ძალიან შორეული ტიპის 1 სუპერნოვადან ადასტურებს, რომ გაფართოება არ არის უეცარი დაწყების პროცესი.
მეცნიერები თვლიან, რომ სამყარო შემცირდა პირველი ხუთი მილიარდი წლის განმავლობაში.
დიდი აფეთქების პირველმა შედეგებმა ჯერ ძლიერი გაფართოება გამოიწვია, შემდეგ კი შეკუმშვა დაიწყო. მაგრამ ბნელმა ენერგიამ მაინც მოახდინა გავლენა სამყაროს ზრდაზე. და აჩქარებით.
ამერიკელმა მეცნიერებმა დაიწყეს სამყაროს ზომის რუქის შექმნა სხვადასხვა ეპოქისთვის, რათა გაერკვია როდის დაიწყო აჩქარება. სუპერნოვას აფეთქებებზე დაკვირვებით, ისევე როგორც ძველ გალაქტიკებში ბნელი მატერიის კონცენტრაციის მიმართულებაზე, კოსმოლოგებმა შენიშნეს აჩქარების მახასიათებლები.
რატომ "აჩქარებს სამყარო"
თავდაპირველად ითვლებოდა, რომ სამყაროს ზომის შედგენილ რუკაში აჩქარების მნიშვნელობები არ იყო წრფივი, მაგრამ გადაიქცა სინუსოიდად. მას ეწოდა "სამყაროს ტალღა".
სამყაროს ტალღა ამბობს, რომ აჩქარება არ მიდიოდა მუდმივი სიჩქარით: ის შენელდა, შემდეგ აჩქარდა. და რამდენჯერმე. მეცნიერები თვლიან, რომ დიდი აფეთქების შემდეგ 13,81 მილიარდი წლის განმავლობაში შვიდი ასეთი პროცესი იყო.
თუმცა, კოსმოლოგები ჯერ ვერ პასუხობენ კითხვას, თუ რა განსაზღვრავს აჩქარება-შენელებას. ვარაუდები ემყარება იმ აზრს, რომ ენერგეტიკული ველი, საიდანაც ბნელი ენერგია იწყება, სამყაროს ტალღას ექვემდებარება. და ერთი პოზიციიდან მეორეზე გადასვლისას სამყარო ან აფართოებს აჩქარებას ან ანელებს მას.
მიუხედავად არგუმენტების დამაჯერებლობისა, ისინი მაინც თეორიად რჩება. ასტროფიზიკოსები იმედოვნებენ, რომ პლანკის ორბიტალური ტელესკოპის ინფორმაცია სამყაროში ტალღის არსებობას დაადასტურებს.
როდესაც ბნელი ენერგია იპოვეს
პირველად მათ ამაზე საუბარი ოთხმოცდაათიან წლებში დაიწყეს სუპერნოვას აფეთქებების გამო. ბნელი ენერგიის ბუნება უცნობია. მიუხედავად იმისა, რომ ალბერტ აინშტაინმა თავის ფარდობითობის თეორიაში გამოყო კოსმოსური მუდმივი.
1916 წელს, ასი წლის წინ, სამყარო ჯერ კიდევ უცვლელად ითვლებოდა. მაგრამ გრავიტაცია ჩაერია: კოსმოსური მასები უცვლელად შეეჯახებოდნენ ერთმანეთს, თუ სამყარო სტაციონარული იქნებოდა. აინშტაინი აცხადებს გრავიტაციას კოსმოსური ამაღელვებელი ძალის გამო.
ჟორჟ ლემერი ამას გაამართლებს ფიზიკის საშუალებით. ვაკუუმი შეიცავს ენერგიას. იმის გამო, რომ მისი ყოყმანი იწვევსნაწილაკების გამოჩენა და მათი შემდგომი განადგურება, ენერგია იძენს ამაღელვებელ ძალას.
როდესაც ჰაბლმა დაამტკიცა სამყაროს გაფართოება, აინშტაინმა უწოდა კოსმოლოგიური მუდმივი სისულელე.
ბნელი ენერგიის გავლენა
სამყარო შორდება მუდმივი სიჩქარით. 1998 წელს მსოფლიოს წარუდგინეს მონაცემები 1 ტიპის სუპერნოვას აფეთქებების ანალიზიდან. დადასტურდა, რომ სამყარო უფრო სწრაფად იზრდება.
ეს ხდება უცნობი ნივთიერების გამო, მას მეტსახელად "ბნელი ენერგია" შეარქვეს. გამოდის, რომ ის სამყაროს სივრცის თითქმის 70%-ს იკავებს. ბნელი ენერგიის არსი, თვისებები და ბუნება შესწავლილი არ არის, მაგრამ მისი მეცნიერები ცდილობენ გაარკვიონ, არსებობდა თუ არა ის სხვა გალაქტიკებში.
2016 წელს მათ გამოთვალეს გაფართოების ზუსტი სიჩქარე უახლოეს მომავალში, მაგრამ გამოჩნდა შეუსაბამობა: სამყარო ფართოვდება უფრო სწრაფი ტემპით, ვიდრე ასტროფიზიკოსები ადრე ვარაუდობდნენ. მეცნიერებს შორის კამათი გაჩნდა ბნელი ენერგიის არსებობასა და სამყაროს საზღვრების გაფართოების სიჩქარეზე მის გავლენის შესახებ.
სამყაროს გაფართოება ხდება ბნელი ენერგიის გარეშე
სამყაროს ბნელი ენერგიისგან გაფართოების დამოუკიდებლობის თეორია მეცნიერებმა წამოაყენეს 2017 წლის დასაწყისში. ისინი ხსნიან გაფართოებას, როგორც სამყაროს სტრუქტურის ცვლილებას.
ბუდაპეშტისა და ჰავაის უნივერსიტეტების მეცნიერები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ გამოთვლებსა და რეალურ გაფართოების სიჩქარეს შორის შეუსაბამობა დაკავშირებულია სივრცის თვისებების ცვლილებასთან. არავინ გაითვალისწინა რა ემართება სამყაროს მოდელს გაფართოების დროს.
ბნელი ენერგიის არსებობაში ეჭვები, მეცნიერები განმარტავენ: ყველაზე მეტადსამყაროს მატერიის დიდი კონცენტრაცია გავლენას ახდენს მის გაფართოებაზე. ამ შემთხვევაში, დანარჩენი შინაარსი თანაბრად ნაწილდება. თუმცა ფაქტი გაუგებარი რჩება.
მათი ვარაუდების მართებულობის საჩვენებლად, მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს მინი სამყაროს მოდელი. მათ წარმოადგინეს ის ბუშტების ნაკრების სახით და დაიწყეს თითოეული ბუშტის ზრდის პარამეტრების გამოთვლა მისი მასის მიხედვით.
სამყაროს ამ სიმულაციამ აჩვენა მეცნიერებს, რომ მას შეუძლია შეიცვალოს ენერგიის გათვალისწინების გარეშე. და თუ თქვენ "აურიეთ" ბნელი ენერგია, მაშინ მოდელი არ შეიცვლება, ამბობენ მეცნიერები.
ზოგადად, დებატები ჯერ კიდევ გრძელდება. ბნელი ენერგიის მომხრეები ამბობენ, რომ ის გავლენას ახდენს სამყაროს საზღვრების გაფართოებაზე, ოპონენტები მტკიცედ დგანან და ამტკიცებენ, რომ მატერიის კონცენტრაციას აქვს მნიშვნელობა.
სამყაროს გაფართოების ტემპი ახლა
მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ სამყარომ დაიწყო ზრდა დიდი აფეთქების შემდეგ. შემდეგ, თითქმის თოთხმეტი მილიარდი წლის წინ, აღმოჩნდა, რომ სამყაროს გაფართოების სიჩქარე სინათლის სიჩქარეზე მეტი იყო. და ის აგრძელებს ზრდას.
სტივენ ჰოკინგის და ლეონარდ მლოდინოვის დროის უმოკლესი ისტორია აღნიშნავს, რომ სამყაროს საზღვრების გაფართოების სიჩქარე არ შეიძლება აღემატებოდეს 10%-ს მილიარდ წელიწადში.
სამყაროს გაფართოების სიჩქარის დასადგენად, 2016 წლის ზაფხულში, ნობელის პრემიის ლაურეატმა ადამ რაისმა გამოთვალა მანძილი პულსირებულ ცეფეიდებამდე ერთმანეთთან ახლოს გალაქტიკებში. ამ მონაცემებმა სიჩქარის გამოთვლა მოგვცა. აღმოჩნდა, რომ გალაქტიკებს მინიმუმ სამი მილიონი სინათლის წლის მანძილზე შეუძლიათ დაშორება თითქმის 73 კმ/წმ სიჩქარით.
შედეგი გასაოცარი იყო: ორბიტაზე მოძრავი ტელესკოპები, იგივე პლანკი, საუბრობდნენ 69 კმ/წმ-ზე. რატომ დაფიქსირდა ასეთი განსხვავება, მეცნიერები ვერ პასუხობენ: მათ არაფერი იციან ბნელი მატერიის წარმოშობის შესახებ, რაზეც სამყაროს გაფართოების თეორია ეფუძნება.
მუქი გამოსხივება
სამყაროს "აჩქარების" კიდევ ერთი ფაქტორი აღმოაჩინეს ასტრონომებმა ჰაბლის დახმარებით. ითვლება, რომ ბნელი გამოსხივება სამყაროს ჩამოყალიბების დასაწყისშივე გაჩნდა. მაშინ მასში მეტი ენერგია იყო და არა მატერია.
ბნელი გამოსხივება "დაეხმარა" ბნელ ენერგიას სამყაროს საზღვრების გაფართოებაში. მეცნიერების თქმით, აჩქარების სიჩქარის განსაზღვრაში შეუსაბამობა გამოწვეული იყო ამ გამოსხივების უცნობი ბუნებით.
ჰაბლის შემდგომმა მუშაობამ დაკვირვებები უფრო ზუსტი უნდა გახადოს.
იდუმალ ენერგიას შეუძლია გაანადგუროს სამყარო
მეცნიერები რამდენიმე ათეული წლის განმავლობაში განიხილავდნენ ასეთ სცენარს, პლანკის კოსმოსური ობსერვატორიის მონაცემები ამბობს, რომ ეს შორს არის მხოლოდ ვარაუდისგან. ისინი გამოიცა 2013 წელს.
"პლანკმა" გაზომა დიდი აფეთქების "ექო", რომელიც გაჩნდა სამყაროს ასაკში დაახლოებით 380 ათასი წლის განმავლობაში, ტემპერატურა იყო 2700 გრადუსი. და ტემპერატურა შეიცვალა. "პლანკმა" ასევე განსაზღვრა სამყაროს "კომპოზიცია":
- თითქმის 5% - ვარსკვლავები, კოსმოსური მტვერი, კოსმოსური გაზი, გალაქტიკები;
- თითქმის 27% არის ბნელი მატერიის მასა;
- დაახლოებით 70% არის ბნელი ენერგია.
ფიზიკოსმა რობერტ კალდველმა თქვა, რომ ბნელ ენერგიას აქვს ძალა, რომელიც შეიძლება გაიზარდოს. და ეს ენერგია გამოყოფს სივრცე-დროს.მეცნიერი თვლის, რომ გალაქტიკა დაშორდება მომდევნო ოციდან ორმოცდაათ მილიარდ წელიწადში. ეს პროცესი სამყაროს საზღვრების მზარდი გაფართოებით მოხდება. ეს დააშორებს ირმის ნახტომს ვარსკვლავს და ის ასევე დაიშლება.
კოსმოსი გაზომილია დაახლოებით სამოცი მილიონი წლის განმავლობაში. მზე გახდება ჯუჯა ჩამქრალი ვარსკვლავი და პლანეტები გამოეყოფა მისგან. მაშინ დედამიწა აფეთქდება. მომდევნო ოცდაათი წუთში სივრცე ატომებს გაანადგურებს. ფინალი იქნება სივრცე-დროის სტრუქტურის განადგურება.
სადაც ირმის ნახტომი "ფრინავს"
იერუსალიმის ასტრონომები დარწმუნებულნი არიან, რომ ირმის ნახტომმა მიაღწია მაქსიმალურ სიჩქარეს, რაც უფრო მაღალია ვიდრე სამყაროს გაფართოების სიჩქარე. მეცნიერები ამას ირმის ნახტომის სურვილით ხსნიან „დიდი მიმზიდველის“ადმი, რომელიც გალაქტიკათა უდიდეს გროვად ითვლება. ასე რომ, ირმის ნახტომი ტოვებს კოსმოსურ უდაბნოს.
მეცნიერები იყენებენ სხვადასხვა მეთოდებს სამყაროს გაფართოების სიჩქარის გასაზომად, ამიტომ ამ პარამეტრისთვის ერთი შედეგი არ არსებობს.
