Оё Коинот ҳамвор аст ё каҷ?
Аз оғози тамаддуни башарӣ, одамон дар бораи коинот ва табиати асосии он фикр мекарданд. Яке аз саволҳои асосӣ дар кайҳоншиносӣ ин аст, ки оё коинот ҳамвор аст ё каҷ. Ин савол на танҳо фалсафӣ аст, балки фаҳмиши амиқи физика ва математикаро низ талаб мекунад.
Заминаи назариявӣ
Фаҳмиши мо дар бораи шакли коинот аз назарияи умумии нисбии Алберт Эйнштейн, ки соли 1915 муаррифӣ шуда буд, бармеояд. Ин назария тарзи дидани ҷозибаро на ҳамчун қувваи ҷозиба байни ду масса, балки ҳамчун каҷравии фазо ва вақт, ки аз ҷониби масса ва энергия ба вуҷуд омадааст, инқилоб кард. Дар ин замина, коинот метавонад шаклҳо ё геометрияҳои гуногуни зиёде дошта бошад.
Се имконияти асосии геометрияи коинот, ки дар космологияи муосир маълуманд, инҳоянд:
1. Коиноти ҳамвор (Эвклид/Кушода)
2. Коиноти каҷшудаи мусбат (сферӣ/баста)
3. Коиноти каҷшудаи манфӣ (гиперболикӣ/кушода)
Коиноти ҳамвор
Агар коинот ҳамвор бошад, пас геометрияи фазо эвклидӣ аст, яъне қоидаҳои геометрияи классикӣ, ки дар мактаб таълим дода мешаванд, ба монанди ҷамъи кунҷҳои секунҷа 180 дараҷа, дар миқёси кайҳонӣ татбиқ мешаванд. Дар ин модел, коинот метавонад то абад васеъ шавад, агар зичии умумии модда ва энергия дар арзиши муайяни интиқодӣ, ки бо номи зичии интиқодӣ маълум аст, бошад. Космологҳо аксар вақт инро бо истифода аз параметре, ки бо номи омега (Ω) маълум аст, ифода мекунанд, ки Ω = 1 коиноти ҳамворро нишон медиҳад.
Мушоҳидаҳое, ки аз ҷониби моҳвораҳо ба монанди Вилкинсон Микроволновка Анизотропияи Зонд (WMAP) ва Планк дастгирӣ карда шуданд, нишон доданд, ки арзиши Ω ба 1 хеле наздик аст, ки маънои онро дорад, ки коиноти мо метавонад ҳамвор бошад.
Коиноти каҷшудаи мусбат
Дар коиноти каҷшудаи мусбат, фазо мисли сатҳи кура рафтор мекунад. Ин маънои онро дорад, ки хатҳое, ки дар аввал параллеланд, дар як нуқта ҷамъ мешаванд ва сафари тӯлонӣ дар як самт дар ниҳоят онро ба нуқтаи ибтидоӣ бармегардонад. Ин геометрия дорои бисёр оқибатҳои амиқ аст, аз ҷумла коиноти маҳдуд, вале беохир ва зичии материя ва энергия аз зичии интиқодии Ω > 1 зиёдтар аст. Мушоҳидаҳо нишон медиҳанд, ки гарчанде минтақаҳои маҳаллии каҷшавии мусбат мавҷуданд, ҳеҷ далеле вуҷуд надорад, ки коинот дар маҷмӯъ баста аст, чунон ки ин геометрия нишон медиҳад.
Коиноти каҷшудаи манфӣ
Агар коинот каҷравии манфӣ дошта бошад, пас геометрияи фазо шакли зинӣ хоҳад дошт. Дар ин модел, хатҳое, ки дар аввал параллелӣ ҳастанд, аз якдигар ҷудо мешаванд ё дур мешаванд. Ин коиноти кушода аст, ки ба таври доимӣ васеъ мешавад, аммо бо мурури замон бо суръати коҳиш меёбад, агар зичии модда ва энергия аз зичии интиқодии Ω < 1 камтар бошад. Космологҳо коинотеро, ки геометрияи каҷравии манфӣ дорад, дар асоси маълумоти мавҷудаи мушоҳидавӣ эҳтимолияти камтар доранд. Мушоҳидаҳо ва далелҳо Барои посух додан ба он, ки коинот ҳамвор ё каҷ аст, олимон ба як қатор мушоҳидаҳои астрономӣ такя мекунанд: Заминаи микроволновкаи кайҳонӣ (CMB) Заминаи микроволновкаи кайҳонӣ радиатсияест, ки аз таркиши бузург боқӣ мондааст. Мушоҳидаҳои CMB ба мо тасвири коинотро медиҳанд, вақте ки он тақрибан 380.000 сол дошт. Моҳвораҳо ба монанди зондҳои анизотропияи микроволновкаи Вилкинсон (WMAP) ва Планк нобаробариҳоро дар CMB бо дақиқии баланд харита кардаанд. Ин андозагириҳо нишон медиҳанд, ки коинот ба назар ҳамвор то камтар аз як фоиз дақиқ менамояд. Навъи Ia Супернова Мушоҳидаҳои навтарин ...
Тадқиқоти галактикаҳо Мушоҳидаи тақсимоти галактикаҳо дар миқёси калон инчунин метавонад дар бораи геометрияи коинот маълумот диҳад. Тадқиқотҳо ба монанди Тадқиқоти осмонии рақамии Слоан (SDSS) мавқеи миллионҳо галактикаҳоро харитабандӣ мекунанд ва далелҳои иловагиро барои дастгирии модели коиноти ҳамвор пешниҳод кардаанд. Хулоса Бар асоси далелҳои мавҷуда, аксари космологҳо розӣ ҳастанд, ки коиноти мо қариб ҳамвор аст. Оқибатҳои ин амиқанд, аз ҷумла назари мо дар бораи синну сол ва эволютсияи коинот, инчунин таркиби асосии энергияи он. Бо вуҷуди ин, саволи он, ки оё коинот воқеан ҳамвор аст ё каме каҷ аст, кушода боқӣ мемонад. Технологияи мушоҳидавӣ такмил меёбад ва мушоҳидаҳои дақиқтар дар оянда метавонанд ҷавоби қатъӣ диҳанд. Дар сафари дарки коинот, воситаҳои гуногуни назариявӣ ва таҷрибавӣ на танҳо барои кӯмак ба мо дар посух додан ба ин саволи асосӣ, балки барои наздиктар кардани мо ба фаҳмиши пурраи пайдоиш, эволютсия ва сарнавишти ниҳоии коинот таҳия шудаанд. Аз ин рӯ, ҷустуҷӯи посух додан ба он, ки оё коинот ҳамвор аст ё каҷ яке аз ҷолибтарин ва амиқтарин саёҳатҳои илмӣ, ки имрӯз идома дорад, боқӣ мемонад.