Տիեզերքը հարթ է, թե՞ կոր։
Մարդկային քաղաքակրթության սկզբից ի վեր մարդիկ հետաքրքրվել են տիեզերքով և դրա հիմնարար բնույթով։ Տիեզերագիտության հիմնարար հարցերից մեկն այն է, թե արդյոք տիեզերքը հարթ է, թե կոր։ Այս հարցը ոչ միայն փիլիսոփայական է, այլև պահանջում է ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի խորը ըմբռնում։
Տեսական նախապատմություն
Տիեզերքի ձևի մասին մեր պատկերացումները բխում են Ալբերտ Այնշտայնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունից, որը ներկայացվել է 1915 թվականին: Այս տեսությունը հեղափոխեց մեր մոտեցումը ձգողականությանը, ոչ թե որպես երկու զանգվածների միջև ձգողական ուժ, այլ որպես զանգվածի և էներգիայի կողմից առաջացած տարածության և ժամանակի կորություն: Այս համատեքստում տիեզերքը կարող է ունենալ բազմաթիվ տարբեր ձևեր կամ երկրաչափություններ:
Ժամանակակից տիեզերագիտության մեջ հայտնի տիեզերքի երկրաչափության երեք հիմնական հնարավորություններն են՝
1. Տիեզերք Հարթ (էվկլիդյան/բաց)
2. Դրական կոր տիեզերք (գնդաձև/փակ)
3. Բացասաբար կորացած (հիպերբոլիկ/բաց) տիեզերք
Հարթ տիեզերք
Եթե տիեզերքը հարթ է, ապա տարածության երկրաչափությունը էվկլիդեսյան է, ինչը նշանակում է, որ դպրոցում սովորեցվող դասական երկրաչափության կանոնները, ինչպիսիք են եռանկյան անկյունների գումարը 180 աստիճան, կիրառվում են տիեզերական մասշտաբով։ Այս մոդելում տիեզերքը կարող է շարունակել ընդարձակվել անվերջ, եթե նյութի և էներգիայի ընդհանուր խտությունը գտնվում է որոշակի կրիտիկական արժեքի վրա, որը հայտնի է որպես կրիտիկական խտություն։ Տիեզերագետները հաճախ դա արտահայտում են օմեգա (Ω) անունով հայտնի պարամետրով, որտեղ Ω = 1-ը ցույց է տալիս հարթ տիեզերք։
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) և Planck արբանյակների կողմից իրականացված դիտարկումները ցույց են տվել, որ Ω-ի արժեքը շատ մոտ է 1-ին, ինչը ենթադրում է, որ մեր տիեզերքը կարող է հարթ լինել։
Դրական կոր տիեզերքը
Դրական կորության տիեզերքում տարածությունը իրեն պահում է գնդի մակերևույթի պես։ Սա նշանակում է, որ սկզբում զուգահեռ գծերը կզուգամիտվեն որոշակի կետում, և մեկ ուղղությամբ երկար ճանապարհորդությունը, ի վերջո, կվերադարձնի մեկնարկային կետին։ Այս երկրաչափությունն ունի բազմաթիվ խորը հետևանքներ, այդ թվում՝ վերջավոր, բայց անվերջ տիեզերք և նյութի ու էներգիայի խտություններ, որոնք մեծ են կրիտիկական խտությունից Ω > 1։ Դիտարկումները ցույց են տալիս, որ չնայած կան դրական կորության տեղական շրջաններ, չկան ապացույցներ, որ տիեզերքն ամբողջությամբ փակ է, ինչպես ենթադրում է այս երկրաչափությունը։
Բացասաբար կորացած տիեզերքը
Եթե տիեզերքը բացասական կորություն ունենար, ապա տարածության երկրաչափությունը կլիներ թամբաձև։ Այս մոդելում սկզբնապես զուգահեռ գծերը կտարբերվեին կամ կհեռանային միմյանցից։ Սա բաց տիեզերք է, որը շարունակում է ընդարձակվել ընդմիշտ, բայց ժամանակի ընթացքում նվազող արագությամբ, եթե նյութի և էներգիայի խտությունը իջնի կրիտիկական խտությունից Ω < 1։ Տիեզերագետները բացասական կորություն ունեցող երկրաչափություն ունեցող տիեզերքը համարում են ավելի քիչ հավանական՝ հիմնվելով առկա դիտողական տվյալների վրա։
Դիտարկում և ապացույցներ
Տիեզերքը հարթ է, թե կոր, հարցին պատասխանելու համար գիտնականները հիմնվում են մի շարք աստղագիտական դիտարկումների վրա.
Տիեզերական միկրոալիքային ֆոն (ԿՄՖ)
Տիեզերական միկրոալիքային ֆոնը Մեծ պայթյունից մնացած ճառագայթումն է: Տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի դիտարկումները մեզ հնարավորություն են տալիս ստանալ տիեզերքի պատկերը, երբ այն մոտ 380.000 տարեկան էր: Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) և Planck արբանյակները բարձր ճշգրտությամբ քարտեզագրել են Տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի անհարթությունները: Այս չափումները ցույց են տալիս, որ տիեզերքը թվում է հարթ՝ մեկ տոկոսից էլ պակաս ճշգրտությամբ:
Ia տիպի գերնոր աստղ
Հեռավոր գալակտիկաներում Ia տիպի գերնոր աստղերի դիտարկումը տիեզերքի արագացող ընդարձակումը չափելու մեթոդներից մեկն է: Այս հետազոտությունը ենթադրում է, որ մութ նյութից և սովորական նյութից բացի, մեր տիեզերքում գերիշխում է մութ էներգիա կոչվող մի խորհրդավոր էներգիա, որը ազդում է դրա ընդարձակման վրա:
Գալակտիկայի հետազոտություն
Գալակտիկաների մեծ մասշտաբով բաշխման դիտարկումը կարող է նաև պատկերացում տալ տիեզերքի երկրաչափության մասին: Սլոանի թվային երկնքի հետազոտությունը (SDSS) նման հետազոտությունները քարտեզագրում են միլիոնավոր գալակտիկաների դիրքերը և լրացուցիչ ապացույցներ են տրամադրել, որոնք հաստատում են... տիեզերքի մոդել հարթ
Եզրակացություն
Հասանելի ապացույցների հիման վրա, տիեզերագետների մեծ մասը համաձայն է, որ մեր տիեզերքը գրեթե հարթ է։ Սրա հետևանքները խորն են, ներառյալ մեր տեսակետը տիեզերքի տարիքի և էվոլյուցիայի , ինչպես նաև դրա հիմքում ընկած էներգետիկ կազմի վերաբերյալ։
Այնուամենայնիվ, հարցը, թե արդյոք տիեզերքը իսկապես հարթ է, թե թեթևակի կոր, մնում է բաց։ Դիտարկողական տեխնոլոգիաները շարունակում են զարգանալ, և ապագայում ավելի ճշգրիտ դիտարկումները կարող են տալ վերջնական պատասխան։
Տիեզերքը հասկանալու ճանապարհորդության ընթացքում մշակվել են տարբեր տեսական և փորձարարական գործիքներ, որոնք ոչ միայն օգնում են մեզ պատասխանել այս հիմնարար հարցերին, այլև մեզ ավելի են մոտեցնում տիեզերքի ծագման, էվոլյուցիայի և վերջնական ճակատագրի ամբողջական ըմբռնմանը։
Հետևաբար, տիեզերքի հարթ, թե կոր հարցին պատասխանելու որոնումները մնում են մինչ օրս շարունակվող ամենահետաքրքիր և խորը գիտական արկածներից մեկը։
