ທິດສະດີ Big Bang ແລະຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານ

ທິດສະດີບິກແບງ ແລະ ຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານ

ຄຳຖາມທີ່ວ່າຈັກກະວານມາຈາກໃສໄດ້ດຶງດູດມະນຸດມາເປັນເວລາຫຼາຍພັນປີ. ຕັ້ງແຕ່ນິທານບູຮານຈົນເຖິງການສຶກສາວິທະຍາສາດສະໄໝໃໝ່, ຄວາມຢາກຮູ້ຢາກເຫັນກ່ຽວກັບ "ການເລີ່ມຕົ້ນ" ບໍ່ເຄີຍຫຼຸດລົງ. ໃນຈັກກະວານວິທະຍາ, ຄຳອະທິບາຍທີ່ຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນປະຈຸບັນແມ່ນທິດສະດີບິກແບງ, ແນວຄວາມຄິດທີ່ວ່າຈັກກະວານເລີ່ມຕົ້ນໃນສະພາບທີ່ຮ້ອນແລະໜາແໜ້ນທີ່ສຸດ, ຈາກນັ້ນໄດ້ຂະຫຍາຍອອກໄປກາຍເປັນຈັກກະວານທີ່ພວກເຮົາສັງເກດເຫັນໃນປະຈຸບັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າຄຳວ່າ "ແບງ" ມັກຖືກໃຊ້ເລື້ອຍໆ, ແຕ່ບິກແບງບໍ່ແມ່ນການລະເບີດໃນພື້ນທີ່ຫວ່າງເປົ່າ, ແຕ່ແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງພື້ນທີ່ເອງ.

ທິດສະດີ Big Bang ແມ່ນຫຍັງ?

ທິດສະດີບິກແບງກ່າວວ່າຈັກກະວານຢູ່ໃນສະພາບທີ່ຮຸນແຮງ - ອຸນຫະພູມແລະຄວາມໜາແໜ້ນສູງຫຼາຍ - ປະມານ 13,8 ຕື້ປີກ່ອນ. ຈາກສະພາບເບື້ອງຕົ້ນເຫຼົ່ານີ້, ອະວະກາດເວລາໄດ້ຂະຫຍາຍຕົວ; ຫຼັງຈາກນັ້ນສານແລະພະລັງງານກໍ່ເຢັນລົງ, ປະກອບເປັນອະນຸພາກພື້ນຖານ, ອະຕອມ, ດວງດາວ, ກາລັກຊີ, ແລະແມ່ນແຕ່ໂຄງສ້າງອະວະກາດຍັກໃຫຍ່.

ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຕ້ອງເຂົ້າໃຈ: ບິກແບງບໍ່ໄດ້ຕອບຄຳຖາມທີ່ວ່າ "ມີຫຍັງເກີດຂຶ້ນກ່ອນ" ຫຼື "ເປັນຫຍັງຈຶ່ງມີບາງສິ່ງບາງຢ່າງຫຼາຍກວ່າບໍ່ມີຫຍັງເລີຍ." ມັນອະທິບາຍຕົ້ນຕໍວ່າຈັກກະວານວິວັດທະນາການມາຈາກໄລຍະຕົ້ນໆທີ່ຮ້ອນ ແລະ ໜາແໜ້ນຫຼາຍ, ໂດຍອີງໃສ່ຫຼັກຖານການສັງເກດການ.

ການເກີດຂອງແນວຄວາມຄິດຂອງ Big Bang: ຈາກທິດສະດີເຖິງຫຼັກຖານ

ປັດໄຈກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງ Big Bang ທີ່ທັນສະໄໝແມ່ນເຊື່ອມໂຍງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບທິດສະດີທົ່ວໄປກ່ຽວກັບສຳພັນພາບຂອງ Albert Einstein (1915), ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ມີຈັກກະວານທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ (ຂະຫຍາຍ ຫຼື ຫົດຕົວ). ໃນຊຸມປີ 1920, ນັກດາລາສາດ Edwin Hubble ໄດ້ຄົ້ນພົບວ່າກາລັກຊີທີ່ຢູ່ໄກໆເບິ່ງຄືວ່າຈະເຄື່ອນທີ່ໜີອອກຈາກພວກເຮົາ - ສະແດງໂດຍການປ່ຽນແປງສີແດງໃນສະເປກຕຣຳແສງ. ການຄົ້ນພົບນີ້ໄດ້ນຳໄປສູ່ບົດສະຫຼຸບພື້ນຖານ: ຈັກກະວານກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວ.

ຖ້າຈັກກະວານກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວໃນມື້ນີ້, ແລ້ວຖ້າພວກເຮົາ "ຍ້ອນເວລາກັບຄືນ", ຈັກກະວານຈະມີຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ຮ້ອນຂຶ້ນໃນອະດີດ. ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ຂອບການຂອງ Big Bang ໄດ້ຮັບຄວາມເຂັ້ມແຂງ.

ສາມເສົາຫຼັກຫຼັກຂອງຫຼັກຖານສຳລັບ Big Bang

ທິດສະດີບິກແບງໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງບໍ່ແມ່ນຍ້ອນວ່າມັນມີຄວາມດຶງດູດໃຈທາງດ້ານປັດຊະຍາ, ແຕ່ຍ້ອນວ່າມັນໄດ້ຮັບການສະໜັບສະໜູນຈາກຫຼັກຖານການສັງເກດການທີ່ສຳຄັນບາງຢ່າງ.

1. ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານ (ກົດເກນຂອງຮັບເບິລ)
ຮັບເບິລ ໄດ້ຄົ້ນພົບຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງໄລຍະຫ່າງຂອງກາລັກຊີ ແລະ ຄວາມໄວໃນການຖອຍຫຼັງຂອງມັນ. ກາລັກຊີຍິ່ງຢູ່ໄກເທົ່າໃດ, ການປ່ຽນສີແດງຂອງມັນກໍ່ຈະສູງຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ. ປະກົດການນີ້ໄດ້ຖືກອະທິບາຍງ່າຍໆໂດຍການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອະວະກາດ. ການປຽບທຽບທົ່ວໄປແມ່ນຈຸດຕ່າງໆເທິງບານລູນທີ່ເປົ່າລົມ: ແທນທີ່ຈະເປັນຈຸດທີ່ "ເດີນທາງ" ຂ້າມໜ້າດິນ, ໜ້າດິນຂອງບານລູນຈະຍືດອອກ, ເຮັດໃຫ້ຈຸດທັງໝົດເຄື່ອນທີ່ອອກຈາກກັນ.

2. ລັງສີໄມໂຄເວຟພື້ນຫຼັງຂອງຈັກກະວານ (CMB)
ໃນປີ 1965, Arno Penzias ແລະ Robert Wilson ໄດ້ກວດພົບສຽງ “ຟັດ” ຂອງຄື້ນໄມໂຄຣເວຟທີ່ມາຈາກທຸກທິດທາງທົ່ວທ້ອງຟ້າ. ຕໍ່ມາເຂົ້າໃຈວ່ານີ້ແມ່ນພື້ນຫຼັງຄື້ນໄມໂຄຣເວຟຂອງຈັກກະວານ (CMB) - ເຊິ່ງເປັນຊາກຫັກພັງທີ່ຮ້ອນແຮງຂອງຈັກກະວານທີ່ຍັງໜຸ່ມນ້ອຍ, ເມື່ອສານ ແລະ ແສງສະຫວ່າງ “ແຍກອອກຈາກກັນ” ເປັນຄັ້ງທຳອິດ.

CMB ແມ່ນ "ຮູບພາບເດັກນ້ອຍ" ຂອງຈັກກະວານ: ລັງສີທີ່ປະຈຸບັນເຢັນຫຼາຍ (ປະມານ 2,7 ເຄລວິນ) ເພາະວ່າຈັກກະວານໄດ້ຂະຫຍາຍ ແລະ ເຢັນລົງເປັນເວລາຫຼາຍພັນລ້ານປີ. ການມີຢູ່ຂອງ CMB ແມ່ນໜຶ່ງໃນຫຼັກຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດທີ່ວ່າຈັກກະວານເຄີຍຮ້ອນ ແລະ ໜາແໜ້ນ.

3. ຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງອົງປະກອບແສງສະຫວ່າງ
ທິດສະດີບິກແບງຄາດຄະເນວ່າໃນນາທີທຳອິດຫຼັງຈາກການເລີ່ມຕົ້ນ, ຂະບວນການສັງເຄາະນິວເຄລຍສໄດ້ເກີດຂຶ້ນ, ປະກອບເປັນອົງປະກອບເບົາເຊັ່ນ: ໄຮໂດຣເຈນ, ຮີລຽມ, ແລະ ລີທຽມໃນປະລິມານໜ້ອຍ. ການສັງເກດການທາງດາລາສາດສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງຮີລຽມ ແລະ ດີວເຕີລຽມທີ່ສອດຄ່ອງກັບການຄາດຄະເນນີ້. ສິ່ງນີ້ເສີມສ້າງແນວຄວາມຄິດທີ່ວ່າຈັກກະວານໄດ້ປະສົບກັບໄລຍະຮ້ອນທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ມີປະຕິກິລິຍານິວເຄຼຍຂະໜາດຈັກກະວານ.

ເສັ້ນເວລາສັ້ນໆຂອງຈັກກະວານຕາມ Big Bang

ເພື່ອເຂົ້າໃຈຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານ, ນັກວິທະຍາສາດດ້ານຈັກກະວານໄດ້ສ້າງເລື່ອງລາວໂດຍອີງໃສ່ຟີຊິກຂອງອະນຸພາກ, ທິດສະດີສຳພັນພາບ, ແລະຂໍ້ມູນການສັງເກດການ. ນີ້ແມ່ນບົດສະຫຼຸບ:

1. ໄລຍະຕົ້ນໆ: ຈັກກະວານຢູ່ໃນສະພາບພະລັງງານສູງຫຼາຍ. ຟີຊິກໃນລະດັບນີ້ຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍເພາະມັນຕ້ອງການທິດສະດີທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນກ່ຽວກັບ "ແຮງໂນ້ມຖ່ວງຄວອນຕຳ".
2. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຈັກກະວານ (ສົມມຸດຕິຖານ): ຫຼາຍຮູບແບບຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຈັກກະວານໄດ້ຜ່ານການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາຢ່າງບໍ່ໜ້າເຊື່ອໃນເວລາສັ້ນໆ. ການເພີ່ມຂຶ້ນຊ່ວຍອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງຈັກກະວານຈຶ່ງປະກົດຂຶ້ນເປັນເອກະພາບໃນຂອບເຂດຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ເປັນຫຍັງຮູບຮ່າງຂອງອະວະກາດຈຶ່ງປະກົດຂຶ້ນເກືອບຮາບພຽງ.
3. ການສ້າງອະນຸພາກພື້ນຖານ: ໃນຂະນະທີ່ມັນຂະຫຍາຍຕົວ, ຈັກກະວານກໍ່ເຢັນລົງຈົນພະລັງງານກາຍເປັນອະນຸພາກ, ລວມທັງຄວາກ, ເອເລັກຕຣອນ ແລະ ນິວຕຣິໂນ.
4. ການສັງເຄາະນິວເຄຼຍສ໌ຂອງບິກແບງ (ປະມານນາທີທຳອິດ): ໂປຣຕອນ ແລະ ນິວຕຣອນລວມຕົວກັນເພື່ອປະກອບເປັນນິວເຄຼຍສ໌ເບົາ.
5. ການລວມຕົວກັນຄືນໃໝ່ ແລະ ການເກີດຂອງ CMB (ປະມານ 380.000 ປີ): ເອເລັກຕຣອນລວມຕົວກັບນິວເຄຼຍສ໌ ເພື່ອສ້າງອະຕອມທີ່ເປັນກາງ, ເຮັດໃຫ້ຈັກກະວານໂປ່ງໃສຕໍ່ແສງສະຫວ່າງ; ລັງສີທີ່ປ່ອຍອອກມາໃນເວລານັ້ນ ແມ່ນສິ່ງທີ່ພວກເຮົາເຫັນໃນປັດຈຸບັນວ່າເປັນ CMB.
6. ຍຸກມືດຂອງຈັກກະວານ: ກ່ອນທີ່ດວງດາວດວງທຳອິດຈະສະຫວ່າງຂຶ້ນ, ຈັກກະວານມີອາຍແກັສທີ່ເປັນກາງ ແລະ ບໍ່ມີແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ສະຫວ່າງສະໄຫວ.
7. ດວງດາວ ແລະ ກາລັກຊີທຳອິດ (ຫຼາຍຮ້ອຍລ້ານປີ): ແຮງໂນ້ມຖ່ວງໄດ້ລວບລວມສານ, ກະຕຸ້ນການເກີດຂອງດວງດາວ, ແລະ ຈາກນັ້ນກາລັກຊີ.
8. ວິວັດທະນາການຂອງໂຄງສ້າງຂອງຈັກກະວານ: ກາແລັກຊີປະກອບເປັນກຸ່ມ, ເສັ້ນໃຍ ແລະ ກຳແພງຈັກກະວານ; ດວງດາວສ້າງທາດໜັກຜ່ານການລວມຕົວ ແລະ ຊຸບເປີໂນວາ.
9. ການກໍ່ຕົວຂອງລະບົບສຸລິຍະ (ປະມານ 4,6 ຕື້ປີ): ທາດໜັກຈາກດາວລຸ້ນກ່ອນໜ້ານີ້ໄດ້ກໍ່ຕົວດາວເຄາະຕ່າງໆ, ລວມທັງໂລກ.

ສານມືດ ແລະ ພະລັງງານມືດ: ປິດສະໜາທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ຂອງຈັກກະວານວິທະຍາ

ໃນຂະນະທີ່ Big Bang ອະທິບາຍໄດ້ຫຼາຍຢ່າງ, ແຕ່ຈັກກະວານຕົວຈິງແລ້ວແປກກວ່າທີ່ພວກເຮົາຄິດ. ການສັງເກດການສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສານທຳມະດາ (ອະຕອມ) ປະກອບເປັນພຽງແຕ່ປະມານ 5% ຂອງປະລິມານພະລັງງານທັງໝົດຂອງຈັກກະວານ. ສ່ວນທີ່ເຫຼືອປະກອບດ້ວຍ:

- ສານມືດ: ບໍ່ປ່ອຍແສງ, ແຕ່ຜົນກະທົບຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງມັນສາມາດເຫັນໄດ້ໃນການໝູນວຽນຂອງກາລັກຊີ ແລະ ການສ້າງໂຄງສ້າງຂອງຈັກກະວານ.
- ພະລັງງານມືດ: ອົງປະກອບລຶກລັບທີ່ເບິ່ງຄືວ່າເປັນສາເຫດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານເລັ່ງຂຶ້ນ.

ສອງອົງປະກອບນີ້ບໍ່ໄດ້ເຮັດໃຫ້ Big Bang ບໍ່ຖືກຕ້ອງ; ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ພວກມັນເປັນສ່ວນສຳຄັນຂອງຮູບແບບຈັກກະວານທີ່ທັນສະໄໝ (ມັກເອີ້ນວ່າຮູບແບບ ΛCDM). ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລັກສະນະທີ່ແທ້ຈິງຂອງພວກມັນຍັງຄົງເປັນໜຶ່ງໃນຄຳຖາມທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນຟີຊິກ.

ບິກແບງໝາຍເຖິງ "ການເລີ່ມຕົ້ນຢ່າງແທ້ຈິງ" ບໍ?

ຄຳວ່າ "ຕົ້ນກຳເນີດ" ມັກຖືກເຂົ້າໃຈວ່າເປັນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຢ່າງແທ້ຈິງ. ແຕ່ໃນຈັກກະວານວິທະຍາ, ຄຳຖາມທີ່ວ່າ "ສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນກ່ອນ Big Bang" ບໍ່ແມ່ນເລື່ອງງ່າຍດາຍ. ໃນທິດສະດີສຳພັນພາບໂດຍທົ່ວໄປ, ຖ້າພວກເຮົາຕິດຕາມການຂະຫຍາຍຕົວຍ້ອນກັບໄປໃນເວລາ, ພວກເຮົາຈະເຂົ້າໃກ້ເງື່ອນໄຂທີ່ເອີ້ນວ່າ "singularity," ບ່ອນທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ຄວາມໂຄ້ງຂອງອະວະກາດ-ເວລາກາຍເປັນອະນັນ. ນັກວິທະຍາສາດຫຼາຍຄົນຖືວ່າ singularity ເປັນສັນຍານວ່າທິດສະດີຂອງພວກເຮົາບໍ່ຄົບຖ້ວນ, ບໍ່ແມ່ນຫຼັກຖານທີ່ວ່າ "ຈຸດເລີ່ມຕົ້ນ" ຕ້ອງເປັນຈຸດທີ່ບໍ່ໄດ້ກຳນົດໄວ້.

ແນວຄວາມຄິດທາງເລືອກ ຫຼື ແນວຄວາມຄິດເສີມຫຼາຍຢ່າງຍັງສືບຕໍ່ຖືກຄົ້ນຄວ້າຢູ່, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ:
- ຈັກກະວານວົງຈອນ (ຂະຫຍາຍ ແລະ ຫົດຕົວຊ້ຳໆ),
- ການເຕັ້ນຂອງກ້າມຊີ້ນໃຫຍ່ (ການເຕັ້ນຂອງກ້າມຊີ້ນຈາກໄລຍະການຫົດຕົວກ່ອນໜ້ານີ້),
- Multiverse (ຈັກກະວານຂອງພວກເຮົາແມ່ນໜຶ່ງໃນຫຼາຍໆ "ຟອງ" ຂອງຈັກກະວານ).

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຄວນສັງເກດ: ຮູບແບບເຫຼົ່ານີ້ຍັງຕ້ອງການການສະໜັບສະໜູນຈາກຫຼັກຖານການສັງເກດການທີ່ເຂັ້ມແຂງຄືກັບເສົາຄໍ້າຂອງ Big Bang.

ເປັນຫຍັງທິດສະດີ Big Bang ຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນ?

ທິດສະດີບິກແບງບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນເລື່ອງລາວກ່ຽວກັບອະດີດເທົ່ານັ້ນ. ມັນໃຫ້ຂອບການເຮັດວຽກສຳລັບຄວາມເຂົ້າໃຈ:
- ເປັນຫຍັງກາລັກຊີຈຶ່ງເຄື່ອນທີ່ອອກໄປ,
- ທາດເຄມີມາຈາກໃສ
- ໂຄງສ້າງຂະໜາດໃຫຍ່ຖືກສ້າງຂຶ້ນແນວໃດ,
- ແລະວິທີການທີ່ກົດໝາຍຂອງຟີຊິກເຮັດວຽກໃນລະດັບໃຫຍ່ທີ່ສຸດ.

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ບິກແບງຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຂໍ້ຈຳກັດຂອງຄວາມຮູ້ຂອງມະນຸດ: ໃນວິນາທີທຳອິດຂອງມັນ, ພວກເຮົາໄດ້ປະເຊີນກັບຟີຊິກທີ່ຮຸນແຮງທີ່ຕ້ອງການທິດສະດີໃໝ່. ຈັກກະວານວິທະຍາທີ່ທັນສະໄໝແມ່ນສະຖານທີ່ພົບປະສຳລັບດາລາສາດ, ຟີຊິກອະນຸພາກ, ຄະນິດສາດ, ແລະປັດຊະຍາວິທະຍາສາດ.

Penutup

ທິດສະດີບິກແບງ (Big Bang) ເປັນຄຳອະທິບາຍທາງວິທະຍາສາດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດສຳລັບວິວັດທະນາການຂອງຈັກກະວານຕັ້ງແຕ່ໄລຍະຕົ້ນໆທີ່ຮ້ອນ ແລະ ໜາແໜ້ນ. ຫຼັກຖານສຳລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານ, ການມີຢູ່ຂອງພື້ນຫຼັງໄມໂຄຣເວຟຂອງຈັກກະວານ, ແລະ ຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງອົງປະກອບແສງສະຫວ່າງປະກອບເປັນພື້ນຖານທີ່ແຂງແກ່ນທີ່ສືບຕໍ່ໄດ້ຮັບການເສີມສ້າງໂດຍການສັງເກດການຈາກກ້ອງສ່ອງທາງໄກທີ່ທັນສະໄໝ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມລຶກລັບຫຼາຍຢ່າງຍັງຄົງຢູ່ - ຕັ້ງແຕ່ລັກສະນະຂອງສານມືດ ແລະ ພະລັງງານມືດ ຈົນເຖິງຄຳຖາມກ່ຽວກັບເງື່ອນໄຂໃນຕອນຕົ້ນຂອງອະວະກາດ-ເວລາ.

ໃນທີ່ສຸດ, ການສຶກສາກ່ຽວກັບຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານບໍ່ພຽງແຕ່ຂະຫຍາຍຄວາມຮູ້ຂອງພວກເຮົາເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງປ່ຽນແປງວິທີທີ່ພວກເຮົາເບິ່ງສະຖານທີ່ຂອງມະນຸດໃນຈັກກະວານ: ເປັນສ່ວນນ້ອຍໆຂອງຈັກກະວານອັນກວ້າງໃຫຍ່ໄພສານ, ເຊິ່ງປະຫວັດສາດຂອງມັນສາມາດຕິດຕາມໄດ້ຜ່ານແສງສະຫວ່າງ, ຂໍ້ມູນ, ແລະກົດເກນຂອງຟີຊິກ.