Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi və Kainatın Mənşəyi
Kainatın haradan gəldiyi sualı min illərdir insanları valeh edir. Qədim miflərdən müasir elmi tədqiqatlara qədər "başlanğıc"a maraq heç vaxt azalmayıb. Kosmologiyada bu gün ən geniş qəbul edilən izahat, kainatın son dərəcə isti və sıx bir vəziyyətdə başladığı, daha sonra genişlənərək bu gün müşahidə etdiyimiz kosmosa çevrildiyi fikri olan Böyük Partlayış Nəzəriyyəsidir. "Partlayış" sözü tez-tez istifadə olunsa da, Böyük Partlayış boş məkanda baş verən partlayış deyil, əksinə kosmosun özünün genişlənməsi idi.
Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi nədir?
Böyük Partlayış nəzəriyyəsi kainatın təxminən 13,8 milyard il əvvəl ekstremal şəraitdə - çox yüksək temperatur və sıxlıqda - olduğunu iddia edir. Bu ilkin şərtlərdən fəza-zaman genişləndi; maddə və enerji daha sonra soyuyaraq elementar hissəciklər, atomlar, ulduzlar, qalaktikalar və hətta nəhəng kosmik strukturlar əmələ gətirdi.
Anlamaq vacibdir: Böyük Partlayış mütləq "əvvəl nə baş verib" və ya "niyə heç nə yox, nəsə var idi" suallarına cavab vermir. O, əsasən müşahidə dəlillərinə əsaslanaraq kainatın çox isti və sıx erkən mərhələsindən necə təkamül keçirdiyini izah edir.
Böyük Partlayış ideyasının yaranması: nəzəriyyədən dəlillərə
Müasir Böyük Partlayışın sələfi Albert Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi (1915) ilə sıx bağlıdır ki, bu da dinamik kainatın (genişlənən və ya daralan) mövcudluğuna imkan verir. 1920-ci illərdə astronom Edvin Habl uzaq qalaktikaların bizdən uzaqlaşdığını aşkar etdi ki, bu da işıq spektrində qırmızı yerdəyişmə ilə göstərilir. Bu kəşf fundamental bir nəticəyə gətirib çıxardı: kainat genişlənir.
Əgər kainat bu gün genişlənirsə, onda vaxtı "geriyə" çevirsəydik, kainat keçmişdə daha sıx və daha isti olardı. Böyük Partlayış çərçivəsi burada möhkəm dayaq qazanır.
Böyük Partlayışın üç əsas dəlili
Böyük Partlayış nəzəriyyəsi fəlsəfi cəhətdən cəlbedici olduğuna görə deyil, bəzi əsas müşahidə dəlilləri ilə dəstəkləndiyinə görə geniş şəkildə qəbul edilir.
1. Kainatın genişlənməsi (Hubble qanunu)
Habbl qalaktikanın məsafəsi ilə onun geriləmə sürəti arasında əlaqə kəşf etdi. Qalaktika nə qədər uzaqdadırsa, qırmızıya sürüşməsi də bir o qədər yüksəkdir. Bu fenomen ən sadə şəkildə kosmosun genişlənməsi ilə izah olunur. Ümumi bir bənzətmə şişirdilmiş şardakı nöqtələrlə bağlıdır: səthdə "hərəkət edən" nöqtələr əvəzinə, şarın səthi uzanır və bütün nöqtələrin bir-birindən uzaqlaşmasına səbəb olur.
2. Kosmik Mikrodalğalı Fon Radiasiyası (KMF)
1965-ci ildə Arno Penzias və Robert Vilson səmanın hər tərəfindən gələn mikrodalğaların "fit" səsini aşkar etdilər. Daha sonra bunun maddə və işığın ilk dəfə "ayrıldığı" gənc kainatın qaynar qalığı olan Kosmik Mikrodalğalı Fon (KMF) olduğu aydın oldu.
KMB kainatın bir növ "körpə təsviri"dir: kainat milyardlarla il ərzində genişlənib soyuduğu üçün hazırda çox sərin olan radiasiya (təxminən 2,7 Kelvin). KMB-nin mövcudluğu kainatın bir vaxtlar isti və sıx olduğunu göstərən ən güclü dəlillərdən biridir.
3. İşıq elementlərinin bolluğu
Böyük Partlayış nəzəriyyəsi, başlanğıcdan sonrakı ilk dəqiqələrdə nukleosintez prosesinin baş verdiyini və hidrogen, helium və az miqdarda litium kimi yüngül elementlərin əmələ gəldiyini proqnozlaşdırır. Astronomik müşahidələr bu proqnozla uyğun olaraq bol miqdarda helium və deuterium olduğunu göstərir. Bu, kainatın həqiqətən də kosmik miqyaslı nüvə reaksiyalarına imkan verən isti bir faza yaşadığı fikrini gücləndirir.
Böyük Partlayışa görə kainatın qısa bir zaman xətti
Kainatın mənşəyini anlamaq üçün kosmoloqlar hissəciklər fizikası, nisbilik nəzəriyyəsi və müşahidə məlumatlarına əsaslanan bir hekayə qururlar. Xülasə belədir:
1. Çox erkən mərhələ: Kainat çox yüksək enerjili vəziyyətdə idi. Bu miqyasda fizika çətin olaraq qalır, çünki "kvant cazibə qüvvəsi"nin natamam nəzəriyyəsini tələb edir.
2. Kosmik inflyasiya (hipotez): Bir çox model kainatın çox qısa müddətdə inanılmaz dərəcədə sürətli genişlənməyə məruz qaldığını göstərir. İnflyasiya kainatın böyük miqyaslarda niyə bu qədər vahid göründüyünü və kosmosun həndəsəsinin niyə demək olar ki, düz göründüyünü izah etməyə kömək edir.
3. Elementar hissəciklərin əmələ gəlməsi: Kainat genişləndikcə soyudu və enerji kvarklar, elektronlar və neytrinlər də daxil olmaqla hissəciklərə çevrildi.
4. Böyük Partlayış nukleosintezi (təxminən ilk dəqiqə): Protonlar və neytronlar birləşərək yüngül nüvələr əmələ gətirir.
5. Rekombinasiya və CMB-nin yaranması (təxminən 380.000 il): Elektronlar nüvələrlə birləşərək neytral atomlar əmələ gətirir və bu da kainatı işığa şəffaf edir; o dövrdə yayılan şüalanmanı indi CMB olaraq gördüyümüz şeydir.
6. Kosmik qaranlıq dövrlər: İlk ulduzlar işıqlanmazdan əvvəl kainatda neytral qaz var idi və parlaq işıq mənbələri yox idi.
7. İlk ulduzlar və qalaktikalar (yüz milyonlarla il): Cazibə qüvvəsi maddəni toplayır, sonra ulduzların, daha sonra isə qalaktikaların yaranmasına səbəb olur.
8. Kosmik strukturların təkamülü: Qalaktikalar klasterlər, filamentlər və kosmik divarlar əmələ gətirir; ulduzlar birləşmə və supernova partlayışları vasitəsilə ağır elementlər yaradır.
9. Günəş sisteminin əmələ gəlməsi (təxminən 4,6 milyard il): Əvvəlki nəsil ulduzlardan qalan ağır elementlər Yer də daxil olmaqla planetləri əmələ gətirmişdir.
Qaranlıq maddə və qaranlıq enerji: kosmologiyanın böyük tapmacaları
Böyük Partlayış çox şeyi izah etsə də, kainat əslində düşündüyümüzdən daha qəribədir. Müşahidələr göstərir ki, adi maddə (atomlar) kainatın ümumi enerji tərkibinin yalnız 5%-ni təşkil edir. Qalan hissəsi aşağıdakılardan ibarətdir:
– Qaranlıq maddə: İşıq yaymır, lakin onun cazibə qüvvəsi qalaktikaların fırlanmasında və kosmik strukturların əmələ gəlməsində görünür.
– Qaranlıq enerji: Kainatın genişlənməsini sürətləndirən kimi görünən sirli bir komponent.
Bu iki komponent Böyük Partlayışı etibarsız etmir; əslində, onlar müasir kosmoloji modelin (çox vaxt ΛCDM modeli adlanır) vacib bir hissəsidir. Lakin, onların əsl mahiyyəti fizikanın ən böyük suallarından biri olaraq qalır.
Böyük Partlayış "mütləq başlanğıc" deməkdirmi?
"Mənşə" termini çox vaxt mütləq başlanğıc nöqtəsi kimi başa düşülür. Lakin kosmologiyada "Böyük Partlayışdan əvvəl nə baş verdi" sualı o qədər də sadə deyil. Ümumi nisbilik nəzəriyyəsində, genişlənməni zamanla geriyə doğru izləsək, məkan-zaman sıxlığının və əyriliyinin sonsuz olduğu "təklik" adlanan bir vəziyyətə yaxınlaşırıq. Bir çox alim sinqulyarlıqları nəzəriyyəmizin natamam olduğunun əlaməti hesab edir, "başlanğıc"ın qeyri-müəyyən bir nöqtə olması lazım olduğunun sübutu deyil.
Bir neçə alternativ və ya tamamlayıcı ideya araşdırılmağa davam edir, məsələn:
– Dövri kainat (dəfələrlə genişlənir və kiçilir),
– Böyük Sıçrayış (əvvəlki daralma mərhələsindən sıçrayış),
– Çoxkainatlı (kainatımız çoxsaylı kosmik “qabarcıqlardan” biridir).
Lakin qeyd etmək vacibdir: bu modellər hələ də Böyük Partlayışın sütunları qədər güclü müşahidə dəlillərinin dəstəyinə ehtiyac duyur.
Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi niyə vacibdir?
Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi sadəcə keçmiş haqqında bir hekayə deyil. O, aşağıdakıları anlamaq üçün bir çərçivə təqdim edir:
– qalaktikalar niyə uzaqlaşır,
- kimyəvi elementlər haradan gəlir,
– böyük strukturların necə əmələ gəldiyi,
– və fizika qanunlarının ən böyük miqyaslarda necə işləməsi.
Digər tərəfdən, Böyük Partlayış insan biliyinin hüdudlarını da nümayiş etdirdi: ilk saniyələrdə yeni nəzəriyyələr tələb edən ifrat fizika ilə qarşılaşdıq. Müasir kosmologiya astronomiya, hissəciklər fizikası, riyaziyyat və elm fəlsəfəsinin görüş yeridir.
Bağlanır
Böyük Partlayış nəzəriyyəsi kainatın isti və sıx erkən mərhələsindən təkamülünün ən etibarlı elmi izahıdır. Kainatın genişlənməsinə, kosmik mikrodalğalı fonun mövcudluğuna və işıq elementlərinin bolluğuna dair dəlillər müasir teleskopların müşahidələri ilə gücləndirilməyə davam edən möhkəm bir təməl təşkil edir. Bununla belə, qaranlıq maddənin və qaranlıq enerjinin təbiətindən tutmuş məkan-zamanın ən erkən şərtləri ilə bağlı suallara qədər bir çox sirr hələ də qalır.
Nəticə etibarilə, kainatın mənşəyinin öyrənilməsi təkcə biliklərimizi genişləndirmir, həm də bəşəriyyətin kosmosdakı yerinə baxışımızı dəyişdirir: tarixini işıq, məlumatlar və fizika qanunları vasitəsilə izləyə biləcəyimiz geniş bir kainatın kiçik bir hissəsi kimi.
