Назарияи таркиши бузург ва пайдоиши коинот
Саволи пайдоиши коинот ҳазорҳо сол боз одамонро ба худ ҷалб мекунад. Аз афсонаҳои қадим то таҳқиқоти илмии муосир, кунҷковӣ дар бораи "оғоз" ҳеҷ гоҳ коҳиш наёфтааст. Дар кайҳоншиносӣ, шарҳи аз ҳама маъмултарин имрӯз Назарияи таркиши бузург аст, ки идеяест, ки коинот дар ҳолати хеле гарм ва зич оғоз ёфта, сипас васеъ шуда, ба коиноте табдил ёфтааст, ки мо имрӯз мушоҳида мекунем. Гарчанде ки калимаи "таркиш" аксар вақт истифода мешавад, таркиши бузург таркиш дар фазои холӣ набуд, балки васеъшавии худи кайҳон буд.
Назарияи таркиши бузург чист?
Назарияи "Бангиши Бузург" изҳор медорад, ки коинот тақрибан 13,8 миллиард сол пеш дар шароити фавқулодда - ҳарорат ва зичии хеле баланд - қарор дошт. Аз ин шароити ибтидоӣ, фазо-замонӣ васеъ шуд; сипас модда ва энергия хунук шуданд ва зарраҳои элементарӣ, атомҳо, ситораҳо, галактикаҳо ва ҳатто сохторҳои бузурги кайҳонӣ ба вуҷуд омаданд.
Фаҳмидани ин муҳим аст: Таркиши Бузург на ҳамеша ба саволҳои "чӣ пештар рӯй дода буд" ё "чаро чизе вуҷуд дошт, на ҳеҷ чиз." Он пеш аз ҳама шарҳ медиҳад, ки чӣ гуна коинот аз марҳилаи аввали хеле гарм ва зичи худ, бар асоси далелҳои мушоҳидавӣ, таҳаввул ёфтааст.
Таваллуди идеяи "Бангиши бузург": аз назария то далел
Пешгузаштаи таркиши бузурги муосир бо назарияи умумии нисбии Алберт Эйнштейн (1915), ки имкон медиҳад коиноти динамикӣ (васеъ ё кӯтоҳ) вуҷуд дошта бошад, зич алоқаманд аст. Дар солҳои 1920-ум, астроном Эдвин Хаббл кашф кард, ки галактикаҳои дур аз мо дур мешаванд - ки ин бо сурхшавии спектри рӯшноӣ нишон дода мешавад. Ин кашфиёт ба як хулосаи асосӣ оварда расонд: коинот васеъ мешавад.
Агар коинот имрӯз васеъ шуда бошад, пас агар мо вақтро "ба қафо" баргардонем, коинот дар гузашта зичтар ва гармтар мебуд. Ин ҷоест, ки чаҳорчӯбаи таркиши бузург мавқеи мустаҳкам пайдо мекунад.
Се рукни асосии далелҳо барои таркиши бузург
Назарияи "Бангиши Бузург" на аз он сабаб, ки аз ҷиҳати фалсафӣ ҷолиб аст, балки аз он сабаб, ки онро баъзе далелҳои калидии мушоҳидавӣ дастгирӣ мекунанд, ба таври васеъ пазируфта шудааст.
1. Васеъшавии коинот (Қонуни Ҳаббл)
Ҳаббл робитаи байни масофаи галактика ва суръати ақибнишинии онро кашф кард. Ҳар қадар галактика дуртар бошад, сурхшавии он ҳамон қадар баландтар аст. Ин падида бо васеъшавии фазо ба таври содда шарҳ дода мешавад. Як қиёси маъмулӣ ба нуқтаҳо дар пуфаки пуфаки пуршуда монанд аст: ба ҷои он ки нуқтаҳо дар сатҳ "ҳаракат кунанд", сатҳи пуфак дароз мешавад ва боиси дур шудани ҳамаи нуқтаҳо аз якдигар мегардад.
2. Радиатсияи заминавии микроволновкаи кайҳонӣ (CMB)
Дар соли 1965, Арно Пензиас ва Роберт Вилсон "садои" микроволновкаҳоеро, ки аз ҳама самтҳои осмон меоянд, мушоҳида карданд. Баъдтар ин ҳамчун Заминаи Кайҳонии Микроволновка (CMB) маълум шуд - боқимондаи гарми коиноти ҷавон, вақте ки материя ва рӯшноӣ бори аввал "ҷудо" мешуданд.
CMB як навъ "тасвири хурдсол"-и коинот аст: радиатсияе, ки ҳоло хеле сард аст (тақрибан 2,7 Келвин), зеро коинот дар тӯли миллиардҳо сол васеъ ва хунук шудааст. Мавҷудияти CMB яке аз қавитарин далелҳоест, ки коинот замоне гарм ва зич буд.
3. Фаровонии унсурҳои рӯшноӣ
Назарияи "Бангиши Калон" пешгӯӣ мекунад, ки дар дақиқаҳои аввали пас аз оғоз раванди нуклеосинтез ба амал омада, унсурҳои сабук ба монанди гидроген, гелий ва миқдори ками литийро ба вуҷуд овардааст. Мушоҳидаҳои астрономӣ нишон медиҳанд, ки миқдори зиёди гелий ва дейтерий бо ин пешгӯӣ мувофиқ аст. Ин ақидаро тақвият медиҳад, ки коинот воқеан марҳилаи гармеро аз сар гузаронидааст, ки имкони реаксияҳои ҳастаии миқёси кайҳиро фароҳам меорад.
Ҷадвали кӯтоҳи таърихи коинот мувофиқи таркиши бузург
Барои фаҳмидани пайдоиши коинот, космологҳо ривоятеро дар асоси физикаи зарраҳо, назарияи нисбият ва маълумоти мушоҳидавӣ месозанд. Хулоса чунин аст:
1. Марҳилаи хеле аввал: Коинот дар ҳолати хеле баландэнергетикӣ қарор дошт. Физика дар ин миқёс душвор боқӣ мемонад, зеро он назарияи нопурраи "ҷозибаи квантӣ"-ро талаб мекунад.
2. Тақвияти кайҳонӣ (фарзия): Бисёре аз моделҳо нишон медиҳанд, ки коинот дар муддати хеле кӯтоҳ васеъшавии бениҳоят босуръатро аз сар гузаронидааст. Тақвият ба шарҳ додани он ки чаро коинот дар миқёси калон ин қадар якранг ба назар мерасад ва чаро геометрияи фазо қариб ҳамвор ба назар мерасад, кӯмак мекунад.
3. Ташаккули зарраҳои элементарӣ: Ҳангоми васеъ шудан, коинот чунон хунук шуд, ки энергия ба зарраҳо, аз ҷумла кваркҳо, электронҳо ва нейтриноҳо табдил ёфт.
4. Нуклеосинтези таркиши бузург (тақрибан дар дақиқаи аввал): Протонҳо ва нейтронҳо якҷоя шуда, ядроҳои сабукро ташкил медиҳанд.
5. Рекомбинатсия ва пайдоиши CMB (тақрибан 380.000 сол): Электронҳо бо ядроҳо якҷоя шуда, атомҳои бетарафро ташкил медиҳанд, ки ин коинотро барои рӯшноӣ шаффоф мегардонад; радиатсияе, ки дар он вақт хориҷ мешавад, он чизест, ки мо ҳоло ҳамчун CMB мебинем.
6. Асрҳои торикии кайҳонӣ: Пеш аз равшан шудани ситораҳои аввал, коинот дорои гази бетараф буд ва манбаъҳои равшани дурахшон вуҷуд надоштанд.
7. Аввалин ситораҳо ва галактикаҳо (садҳо миллион сол): Қувваи ҷозиба материяро ҷамъ мекунад ва боиси пайдоиши ситораҳо ва сипас галактикаҳо мегардад.
8. Таҳаввулоти сохторҳои кайҳонӣ: Галактикаҳо кластерҳо, риштаҳо ва деворҳои кайҳонӣ ташкил медиҳанд; ситорагон тавассути омезиш ва фавқулода унсурҳои вазнинро ба вуҷуд меоранд.
9. Ташаккули системаи офтобӣ (тақрибан 4,6 миллиард сол): Унсурҳои вазнини наслҳои қаблии ситорагон сайёраҳо, аз ҷумла Заминро ташкил доданд.
Материяи торик ва энергияи торик: муаммоҳои бузурги космология
Гарчанде ки Таркиши Бузург бисёр чизҳоро шарҳ медиҳад, аммо коинот дар асл нисбат ба он чизе ки мо фикр мекардем, аҷиб аст. Мушоҳидаҳо нишон медиҳанд, ки материяи оддӣ (атомҳо) танҳо тақрибан 5% миқдори умумии энергияи коинотро ташкил медиҳанд. Боқимонда аз инҳо иборатанд:
– Материяи торик: Нур намебарорад, аммо таъсири ҷозибаи он дар гардиши галактикаҳо ва ташаккули сохторҳои кайҳонӣ намоён аст.
– Энергияи торик: Ҷузъи пурасроре, ки гӯё боиси суръатбахшии васеъшавии коинот мегардад.
Ин ду ҷузъ таркиши бузургро беэътибор намегардонанд; дар асл, онҳо қисми муҳими модели муосири космологӣ мебошанд (аксар вақт модели ΛCDM номида мешаванд). Бо вуҷуди ин, моҳияти воқеии онҳо яке аз саволҳои муҳимтарини физика боқӣ мемонад.
Оё таркиши бузург маънои "оғози мутлақ"-ро дорад?
Истилоҳи "пайдоиш" аксар вақт ҳамчун нуқтаи ибтидоии мутлақ фаҳмида мешавад. Аммо дар космология, саволи "чӣ пеш аз таркиши бузург рӯй дод" он қадар содда нест. Дар назарияи умумии нисбият, агар мо васеъшавиро дар замон пайгирӣ кунем, мо ба ҳолате наздик мешавем, ки онро "сингулярӣ" меноманд, ки дар он зичӣ ва каҷравии фазо-вақт беохир мешавад. Бисёре аз олимон сингулярҳоро нишонаи нопурра будани назарияи мо медонанд, на далели он, ки "оғоз" бояд нуқтаи номуайян бошад.
Якчанд ғояҳои алтернативӣ ё мукаммал таҳқиқ мешаванд, масалан:
– Коиноти даврӣ (пайваста васеъ ва кӯтоҳ мешавад),
– Ҷаҳиши калон (ҷаҳиш аз марҳилаи қаблии кашишхӯрӣ),
– Мултикаса (коиноти мо яке аз бисёр "ҳубобчаҳои" кайҳонӣ аст).
Аммо, қайд кардан муҳим аст: ин моделҳо то ҳол ба дастгирии далелҳои мушоҳидавӣ ба мисли сутунҳои Таркиши Бузург ниёз доранд.
Чаро назарияи таркиши бузург муҳим аст?
Назарияи таркиши бузург танҳо як достон дар бораи гузашта нест. Он барои фаҳмидан чаҳорчӯба фароҳам меорад:
- чаро галактикаҳо дур мешаванд,
- Унсурҳои кимиёвӣ аз куҷо пайдо мешаванд?
– чӣ гуна сохторҳои калон ташкил карда мешаванд,
- ва чӣ гуна қонунҳои физика дар миқёси калонтарин кор мекунанд.
Аз тарафи дигар, таркиши бузург инчунин маҳдудиятҳои дониши инсонро нишон дод: дар сонияҳои аввали он, мо бо физикаи шадид рӯбарӯ шудем, ки назарияҳои навро талаб мекард. Космологияи муосир макони вохӯрии астрономия, физикаи зарраҳо, математика ва фалсафаи илм аст.
Penutup
Назарияи "Бангиши Калон" (Big Bang) пурқувваттарин тавзеҳи илмӣ барои эволютсияи коинот аз марҳилаи аввали гарм ва зичи он аст. Далелҳо барои васеъшавии коинот, мавҷудияти заминаи микроволновкаи кайҳонӣ ва фаровонии унсурҳои рӯшноӣ пояи мустаҳкамеро ташкил медиҳанд, ки бо мушоҳидаҳои телескопҳои муосир тақвият меёбанд. Бо вуҷуди ин, бисёр асрорҳо боқӣ мемонанд - аз табиати материяи торик ва энергияи торик то саволҳо дар бораи шароити аввалини фазо-замонӣ.
Дар ниҳоят, омӯзиши пайдоиши коинот на танҳо дониши моро васеъ мекунад, балки тарзи дидани ҷойгоҳи инсониятро дар кайҳон низ тағйир медиҳад: ҳамчун як қисми хурди коиноти бузург, ки мо метавонем таърихи онро тавассути рӯшноӣ, маълумот ва қонунҳои физика пайгирӣ кунем.
