Տիեզերքը անընդհատ ընդարձակվո՞ւմ է։
Հին ժամանակներից ի վեր մարդիկ հիացել են գիշերային երկնքի աստղերի փայլով և հետաքրքրվել տիեզերքի բնույթով։ Արդյո՞ք մեր տիեզերքը սահման ունի։ Որքա՞ն է դրա չափը։ Այն անշարժ է, թե՞ շարժվող։ Գիտության, մասնավորապես՝ աստղաֆիզիկայի, աստղագիտության և տիեզերագիտության առաջընթացի շնորհիվ մենք սկսում ենք պատասխաններ ստանալ այս հարցերին։ Ամենախորը հարցերից մեկն այն է, թե՞ տիեզերքը անընդհատ ընդարձակվում է, թե՞ ոչ։
Հիմնական հայտնագործություն. Տիեզերքի ընդարձակումը
20-րդ դարի սկզբին գիտնականների շրջանում գերիշխող համոզմունքն այն էր, որ տիեզերքը ստատիկ և հավերժական է: Սակայն սա փոխվեց Էդվին Հաբլի 1929 թվականի հայտնագործություններից հետո: Կալիֆոռնիայի Մաունթ Վիլսոնի աստղադիտակի միջոցով Հաբլը նկատեց, որ Ծիր Կաթինից այն կողմ գտնվող գալակտիկաները հեռանում են մեզանից, և որքան հեռու է գալակտիկան, այնքան արագ է այն շարժվում: Այս երևույթը հայտնի է որպես «Հաբլի օրենք», որը արտահայտվում է պարզ հավասարմամբ՝ \(v = H_0 \times d\): Որտեղ \(v\)-ն գալակտիկայի նահանջի արագությունն է, \(d\)-ն՝ գալակտիկայի հեռավորությունը, իսկ \(H_0\)-ն՝ «Հաբլի հաստատունը»:
Այս հայտնագործությունը հստակ ապացույց է այն բանի, որ տիեզերքը ստատիկ չէ, այլ ընդարձակվում է։ Եթե մենք ժամանակը հետ տանեինք, կտեսնեինք, որ տիեզերքի ողջ նյութը՝ յուրաքանչյուր աստղ, գալակտիկա և մոլորակ, մի ժամանակ կենտրոնացած էր մեկ, աներևակայելիորեն խիտ և տաք կետում, որը հայտնի է որպես «Մեծ պայթյուն»։
Զարգացման մեխանիզմ
Տիեզերքի ընդարձակումը պայմանավորված չէ մեկ կենտրոնից գալակտիկաների հեռանալով։ Ավելի շուտ, դա տիեզերքն է, որն իր հետ տանում է գալակտիկաներ։ Այս երևույթը կարելի է համեմատել չամիչի հետ, որը կա հացի խմորի մեջ. երբ խմորը բարձրանում է, բոլոր չամիչները հեռանում են միմյանցից։ Այսպիսով, ցանկացած գալակտիկայի ցանկացած դիտորդ կտեսնի մյուս գալակտիկաների հեռանալը, կարծես նրանք լինեին ընդարձակման կենտրոնում։
Զարգացման ապացույց
Հաբլի օրենքից բացի, կան բազմաթիվ այլ ապացույցներ, որոնք հաստատում են տիեզերքի ընդարձակման տեսությունը: Դրանցից մեկը տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթումն է (ՏՄՖ), որն առաջին անգամ հայտնաբերել են Արնո Պենզիասը և Ռոբերտ Ուիլսոնը 1965 թվականին: ՏՄՖ-ն Մեծ պայթյունից մնացած ճառագայթում է և հավասարաչափ բաշխված է ամբողջ տիեզերքում: Այս դիտարկումը հաստատում է այն տեսությունը, որ տիեզերքը սկզբում շատ տաք և խիտ էր, ապա ժամանակի ընթացքում ընդարձակվել և սառչել է:
Ընդլայնման տեսությունը հաստատող մեկ այլ դիտարկում տիեզերքի խոշոր կառուցվածքներն են՝ գալակտիկաների կույտերը և գերկույտերը: Ընդլայնման մոդելը կանխատեսում է այս կառուցվածքների ձևավորումը վաղ տիեզերքում նյութի խտության փոքր տատանումներից, և մինչ այժմ կատարված տիեզերաբանական դիտարկումները համապատասխանում են այս մոդելին:
Մութ էներգիա. զարգացման շարժիչ ուժ
Մեկ այլ հետաքրքիր հայտնագործություն այն է, որ տիեզերքի ընդարձակումը ոչ միայն տեղի է ունենում, այլև արագանում է: Սա առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1990-ականների վերջին՝ Ia տիպի գերնոր աստղերի՝ չափազանց պայծառ լուսարձակումներով պայթող աստղերի դիտարկումների միջոցով: Երկու անկախ թիմեր՝ Գերնոր աստղերի տիեզերագիտության նախագիծը և Բարձր-z գերնոր աստղերի որոնման թիմը, պարզել են, որ շատ հեռավոր գերնոր աստղերը ավելի թույլ էին, քան սպասվում էր, ինչը ցույց է տալիս, որ տիեզերքը արագացված ընդարձակման է ենթարկվում:
Այս արագացված ընդարձակման ամենատարածված բացատրությունը «մութ էներգիայի» գոյությունն է, որը էներգիայի մի ձև է, որը գերիշխում է տիեզերքի զանգվածային էներգիայի նկատմամբ և փոխազդում է գրավիտացիոն եղանակով։ Այնուամենայնիվ, այս մութ էներգիայի ճշգրիտ բնույթը մնում է ժամանակակից ֆիզիկայի ամենամեծ առեղծվածներից մեկը։
Ապագայի տիեզերքի մոդել
Հաշվի առնելով փաստերը, ի՞նչ կարող ենք կանխատեսել տիեզերքի ապագայի մասին։ Գիտնականները քննարկում են մի քանի հնարավոր սցենարներ.
1. Մեծ պատռվածք. Եթե մութ էներգիան շարունակի արագացնել տիեզերքի ընդարձակումը, ոչ միայն գալակտիկաները, այլև ատոմներն ու ենթաատոմային մասնիկները կբաժանվեն իրարից, ինչը հայտնի է որպես «Մեծ պատռվածք»։
2. Մեծ Սառեցում. Մեկ այլ այլընտրանք է «հավերժական ընդարձակումը», որի դեպքում տիեզերքը շարունակում է ընդարձակվել և սառչել, մինչև աստղերը մարեն, և ամեն ինչ հայտնվի սառը, մութ վիճակում, որը հայտնի է որպես «Մեծ Սառեցում» կամ «ջերմային մահ»։
3. Մեծ սեղմում. Կա նաև մի սցենար, որտեղ ընդարձակումը կարող է հակադարձվել կծկման, ինչը կհանգեցնի «Մեծ սեղմման»՝ տիեզերքի կրկին սեղմման՝ մեկ կետի մեջ։
4. Տատանվող տիեզերք. Այս սցենարում տիեզերքը կարող է ունենալ ընդարձակման և կծկման կրկնվող ցիկլեր։
Այնուամենայնիվ, ներկայիս դիտարկումները ցույց են տալիս, որ մութ էներգիան, հավանաբար, կշարունակի գերիշխել, ինչը ցույց է տալիս, որ «Մեծ սառեցումը» ամենահավանական սցենարն է։
Անպատասխան հարցեր
Չնայած ընդարձակվող տիեզերքի մեր ըմբռնման մեջ մեծ առաջընթաց է գրանցվել, շատ հարցեր մնում են անպատասխան։ Մութ էներգիայի բնույթը, թե ինչպես է տիեզերքը սկսվել Մեծ պայթյունից, և արդյոք գոյություն ունի բազմատիեզերք, սրանք ակտիվ հետազոտությունների մի քանի ոլորտներ են միայն։
Եզրակացություն
Տիեզերքի ընդարձակման հայեցակարգը հեղափոխություն է մտցրել տիեզերագիտության և փիլիսոփայության մեջ: Էդվին Հաբլի դիտարկումներից մինչև տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթման հայտնաբերումը և մութ էներգիայի ուսումնասիրությունը, բոլոր ապացույցները վկայում են, որ մեր տիեզերքը անընդհատ ընդարձակվում է: Մինչդեռ շատ առեղծվածներ դեռ լուծված չեն, մեր ըմբռնման յուրաքանչյուր քայլ նոր պատուհան է բացում դեպի ավելի լայն և ավելի խորը տիեզերական իրականություն:
Այս գիտելիքը ոչ միայն բավարարում է գիտական հետաքրքրասիրությունը, այլև շոշափում է տիեզերքի ծագման և ճակատագրի վերաբերյալ խորը թեմաներ: Որոշ իմաստով, տիեզերքի ուսումնասիրությունը մարդկային ճանապարհորդություն է՝ հասկանալու մեր տեղը անծայրածիր և բարդ տիեզերքում, որոնում, որը, հավանաբար, կշարունակվի այնքան ժամանակ, քանի դեռ կան աստղեր, որոնք լուսավորում են մեր գիշերային երկինքը:
