Астрофизикийн физикийн товч тайлбар
Астрофизик бол оддоос галактик хүртэл, түүнээс цааш маш том сансрын үзэгдлүүд хүртэл орчлон ертөнцийг бүхэлд нь судалдаг физикийн салбар юм. Үндсэндээ астрофизик нь Дэлхийгээс гадна хэрэглэгдэх физикийн хуулиудыг ойлгохыг оролддог бөгөөд астрофизикийн объект, үзэгдлийг ойлгохын тулд физикийн сонгодог болон орчин үеийн хуулиудыг хэрэглэхийг хэлдэг. Энэ нийтлэлд бид астрофизикийн үндсэн ойлголтуудаас эхлээд илүү нарийн төвөгтэй үзэгдлүүд хүртэлх зарим гол ойлголтуудыг судлах болно.
1. Одууд ба тэдгээрийн хувьсал
Од бол орчлон ертөнцийн хамгийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм. Эдгээр нь цөмдөө цөмийн нэгдэлээр дамжин цацраг ялгаруулдаг халуун хийн бөмбөлөг юм. Одууд өөрсдийн таталцлын хүчээр нурдаг молекулын үүлнээс үүсдэг. Эдгээр үүл нурах үед тэд эргэлдэж, халж, эцэст нь прото од үүсгэдэг. Прото одны цөм дэх температур, даралт хангалттай өндөр болоход цөмийн нэгдэл эхэлж, одыг гэрэлтүүлдэг энергийг үүсгэдэг.
Одууд амьдралынхаа туршид анхны массаасаа ихээхэн хамаардаг янз бүрийн хувьслын үе шатуудыг туулдаг. Манай Нар шиг бага масстай одод амьдралынхаа ихэнх хугацааг одны цөм дэх устөрөгч нь гелий болж хувирдаг үндсэн дарааллын үе шатанд өнгөрөөдөг. Цөм дэх устөрөгч шавхагдсаны дараа од улаан аварга болж тэлж, эцэст нь гаднах давхаргаа хаяж, дараа нь цагаан одой од болж эцсийн үе шатаа туулдаг.
Нөгөөтэйгүүр, өндөр масстай одод илүү эрс хувьсалд ордог. Үндсэн дарааллын үе шатны дараа эдгээр одод хэд хэдэн илүү дэвшилтэт хайлалтын үе шатыг туулж, төмөр хүртэл хүнд элементүүдийг үүсгэдэг. Эцэст нь, өндөр масстай одод хэт шинэ од болж дэлбэрч, хэрэв масс нь хангалттай том бол нейтрон од эсвэл бүр хар нүх болж хувирах цөм үлдээж болно.
2. Хар нүх
Хар нүхнүүд нь астрофизикийн хамгийн нууцлаг бөгөөд сонирхолтой объектуудын нэг юм. Эдгээр нь хэт шинэ од дэлбэрсний дараа өөрийн таталцлын нөлөөгөөр нуран унах үед үүсдэг. Хар нүх нь маш хүчтэй таталцлын хүчтэй тул юу ч, тэр ч байтугай гэрэл ч зугтаж чадахгүй.
Хар нүх нь хоёр үндсэн хэсгээс бүрдэнэ: сингуляр цэг ба үйл явдлын хаяа. Сингуляр цэг гэдэг нь объектын масс төвлөрч, орон зай-цаг хугацаанд нэгддэг цэг юм. Үйл явдлын хаяа гэдэг нь сингуляр цэгийг тойрсон хил хязгаар бөгөөд үүнээс цааш гэрэл зэрэг ямар ч мэдээлэл гарч чадахгүй.
Хар нүхний судалгаанд Альберт Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол болон хүчтэй таталцлын орон зай, цаг хугацаанд үзүүлэх нөлөө багтдаг. Хар нүхний нэг сонирхолтой тал бол хар нүхнүүд нь атомын дэд хэсгүүдийн ялгаралтаар өөрсдийгөө ууршуулж чадна гэж таамагласан Хокингийн цацраг юм.
3. Галактикууд ба Орчлон ертөнцийн бүтэц
Галактикууд нь таталцлын хүчээр холбогдсон од, хий, тоос шороо, харанхуй бодисын томоохон цуглуулга юм. Орчлон ертөнц нь хэдэн их наяд галактикийг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийг спираль, эллипс, жигд бус галактик гэх мэт янз бүрийн төрөлд ангилж болно. Спираль галактикууд нь бидний Сүүн замтай адил төвөөсөө сунаж тогтсон спираль гартай байдаг бол эллипс галактикууд нь дугуй эсвэл зууван хэлбэртэй бөгөөд ихэвчлэн тодорхой бүтэцгүй байдаг.
Галактикууд нь хөдөлгөөнгүй биетүүд биш; тэд бие биетэйгээ харилцан үйлчилж, мөргөлдөж чаддаг бөгөөд үүний үр дүнд галактикуудын нэгдэл гэх мэт сонирхолтой үзэгдлүүд үүсдэг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн хэлбэр, хувьсалд нөлөөлж болно. Галактикийн бөөгнөрөл нь таталцлын хүчээр холбогдсон, илүү том супер бөөгнөрөл үүсгэдэг олон галактикийн цуглуулга юм.
4. Сансрын дэвсгэр цацраг
Сансрын дэвсгэр цацраг (СДЦЦ) нь орчин үеийн астрофизикийн хамгийн чухал нээлтүүдийн нэг юм. Энэ бол орчлон ертөнцийн эхлэл болох Их тэсрэлтийн дараа үлдсэн цацраг юм. СДЦЦ нь богино долгионы долгионы уртын хүрээнд давамгайлж, орчлон ертөнцийн эрт үеийн нөхцөл байдлын талаар чухал мэдээлэл өгдөг.
CMB-ийн нээлт, судалгаа нь Их тэсрэлтийн загварыг хүчтэй дэмжиж өгсөн. CMB-ийн жижиг хэлбэлзэл нь орчлон ертөнц дэх эртний бодисын тархалтыг харуулдаг бөгөөд дараа нь энэ нь өнөөдөр бидний харж буй бүтцийг бүрдүүлэхийн тулд таталцал үүсгэсэн бөгөөд үүнд галактикууд болон галактикийн бөөгнөрөл багтдаг.
5. Харанхуй энерги ба харанхуй матери
Орчлон ертөнцийн өөр хоёр чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бол харанхуй энерги ба харанхуй матери юм. Харанхуй энерги нь орчлон ертөнцийн тэлэлтийн экспоненциал хурдатгалын шалтгаан гэж үздэг. Хэдийгээр бид харанхуй энерги гэж юу болохыг бүрэн ойлгоогүй байгаа ч алслагдсан хэт шинэ оддын ажиглалт нь орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд удааширч биш, харин хурдасч байгааг харуулж байна.
Нөгөөтэйгүүр, харанхуй бодис нь гэрлийг ялгаруулдаггүй, шингээдэггүй, ойдоггүй бодис бөгөөд уламжлалт дурангаар илрүүлэхэд хэцүү болгодог. Гэсэн хэдий ч түүний оршихуйг галактик болон галактикийн бөөгнөрөл зэрэг харагдахуйц бодист үзүүлэх таталцлын нөлөөгөөр нь сэжиглэж байна. Жишээлбэл, галактикуудын эргэлт нь бидний шууд ажиглаж чадахаас илүү их масс байгааг харуулж байна. Харанхуй бодис нь орчлон ертөнцийн нийт бодис болон энергийн 27% орчим хувийг эзэлдэг гэж үздэг бол харанхуй энерги нь 68% орчим, ердийн бодис нь ердөө 5% орчим хувийг эзэлдэг.
Дүгнэлт
Астрофизик бол хамгийн жижиг, тухайлбал субатомын бөөмсөөс эхлээд орчлон ертөнцийн өөрийнх нь бүтцийн хамгийн том онолуудыг хамарсан өргөн уудам бөгөөд гүн гүнзгий салбар юм. Оддоос эхлээд хар нүх, сансрын цацраг, харанхуй энерги, харанхуй бодис хүртэл астрофизикийн физикийн хүрэхийг эрмэлздэг мэдлэгийн өргөн цар хүрээ, гүн нь гайхалтай юм.
Технологийн дэвшил, ажиглалт улам бүр боловсронгуй болж байгаатай холбогдуулан астрофизикийн физик үргэлжлүүлэн хөгжиж, биднийг орчлон ертөнцийн талаарх илүү гүнзгий ойлголтод ойртуулж, түүний үүсэл, хувь тавилангийн талаарх үндсэн асуултуудад хариулт өгч байна. Энэхүү судалгаагаар бид зөвхөн Дэлхийгээс гаднах объект, үзэгдлийн талаар суралцаад зогсохгүй, бүхэл бүтэн орчлон ертөнцийг захирдаг физикийн үндсэн хуулиудын талаар шинэ ойлголттой болдог.
Тулгарч буй нарийн төвөгтэй байдал, бэрхшээлүүдээс үл хамааран астрофизик нь шинжлэх ухааны хамгийн сонирхолтой салбаруудын нэг хэвээр байгаа бөгөөд гайхалтай нээлтүүдээр дүүрэн бөгөөд энэ нь эрдэмтдийн шинэ үеийнхний сонирхлыг татаж, орчлон ертөнцийн нууцыг илүү гүнзгий судлахад урам зориг өгсөөр байна.
