Àwọn Ìlànà àti Àwòṣe Àgbáyé
Àgbáyé ni àròpọ̀ ààyè, àkókò, ohun èlò, àti agbára gẹ́gẹ́ bí a ṣe mọ̀ wọ́n. Láti ìgbà tí àwọn ènìyàn ti bẹ̀rẹ̀ sí í wo ojú ọ̀run ní alẹ́, àwọn ìbéèrè nípa ìpilẹ̀ṣẹ̀, ìrísí, àti àyànmọ́ àgbáyé ti mú kí ìfẹ́ ọkàn pọ̀ sí i. Nínú ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì òde òní, òye nípa àgbáyé ni a kọ́ nípasẹ̀ àwọn ìmọ̀ àti àpẹẹrẹ—àwọn èrò méjì tí ó jọra ṣùgbọ́n tí ó yàtọ̀ síra. Ìmọ̀ jẹ́ ìlànà àlàyé tí a fi ẹ̀rí ṣètìlẹ́yìn fún tí ó sì lè sọ àsọtẹ́lẹ̀ àwọn ìṣẹ̀lẹ̀, nígbà tí àwòṣe jẹ́ àfihàn tí a ṣètò (tí ó sábà máa ń jẹ́ ìṣirò) tí a lò láti ṣàpèjúwe apá kan pàtó ti àgbáyé tí ó dá lórí èrò yẹn. Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò díẹ̀ lára àwọn ìmọ̀ àti àpẹẹrẹ pàtàkì tí ó ṣe àgbékalẹ̀ àgbáyé òde òní.
1. Láti ìmọ̀ nípa ẹ̀dá àtijọ́ sí ìmọ̀ nípa ẹ̀dá òde òní
Ní ìgbà àtijọ́, ìmọ̀ ọgbọ́n orí àti àkíyèsí tó lágbára ló ní ipa lórí ojú ìwòye àgbáyé . Àpẹẹrẹ Ptolemy tó wà ní àárín gbùngbùn àgbáyé gbé ayé sí àárín gbùngbùn àgbáyé, nígbà tí àpẹẹrẹ Copernicus tó wà ní àárín gbùngbùn òfúrufú yí àárín gbùngbùn sí oòrùn. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ìyípadà wọ̀nyí dàbí ohun tó rọrùn, wọ́n fa ìyípadà ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì: a lè lóye àgbáyé nípasẹ̀ ìṣirò àti àkíyèsí oníṣètò.
Lẹ́yìn náà ni Newton ṣe àgbékalẹ̀ òòfà gbogbogbòò, ó ṣàlàyé ìṣípo àwọn pílánẹ́ẹ̀tì àti àwọn ohun tí ń jábọ́ pẹ̀lú àwọn òfin kan náà. Síbẹ̀síbẹ̀, ìmọ̀ nípa ayé àtijọ́ Newton dojúkọ ìṣòro kan nígbà tí a bá lò ó fún àwọn ìwọ̀n ńláńlá: tí àgbáyé bá jẹ́ aláìlópin àti pé ó jọra, fífà òòfà yẹ kí ó mú kí ó wó lulẹ̀. Ìṣòro yìí ṣí ọ̀nà sílẹ̀ fún ẹ̀kọ́ nípa ìbáramu.
2. Ìbáramu Gbogbogbò: Ìpìlẹ̀ Ìmọ̀ Ayé Òde Òní
Albert Einstein, pẹ̀lú Ìmọ̀-ẹ̀rọ Ìbáramu Gbogbogbo rẹ̀ (1915), yí ọ̀nà tí a gbà lóye agbára òòfà padà. Dípò agbára ìfàmọ́ra Newton, a wo agbára òòfà gẹ́gẹ́ bí ìyípo àkókò àyè-ààyè tí ìwọ̀n àti agbára fà. Ìlànà yìí ṣe pàtàkì nítorí pé a kò lè ṣàlàyé àgbáyé lórí ìpele àgbáyé dáadáa nípasẹ̀ àwọn onímọ̀-ẹ̀rọ ìgbàanì.
Ìbáramu gbogbogbo gba awọn onimọ-jinlẹ laaye lati kọ awoṣe iṣiro ti agbaye ti o lagbara: agbaye le faagun tabi dinku da lori akoonu agbara-ohun-ara rẹ. Einstein funrarẹ ni ero agbaye ti o duro ni akọkọ, nitorinaa o fi kun constant cosmological. Sibẹsibẹ, awọn akiyesi nigbamii fihan pe agbaye n gbooro si nitootọ, ti o jẹ ki awọn agbara imugboroosi jẹ apakan pataki ti ẹkọ agbaye.
3. Àpẹẹrẹ Ìbúgbàù Ńlá: Ìpilẹ̀ṣẹ̀ àti Ìdàgbàsókè Àgbáyé
Àwòrán Big Bang ni àlàyé tí gbogbo ènìyàn gbà jùlọ fún ìpilẹ̀ṣẹ̀ àgbáyé tí a ń rí. Èrò pàtàkì rẹ̀ ni pé àgbáyé bẹ̀rẹ̀ ní ipò gbígbóná àti ìwúwo, lẹ́yìn náà ó fẹ̀ sí i, ó sì tutù fún bílíọ̀nù ọdún. Big Bang kì í ṣe “búgbàù” ní ààyè òfo, ṣùgbọ́n ó jẹ́ ìfẹ̀ sí ààyè fúnrarẹ̀.
Àwọn ẹ̀rí pàtàkì mẹ́ta tó wà nínú àkíyèsí ló fi hàn pé àwòrán yìí ti fìdí múlẹ̀. Àkọ́kọ́, àwọn àkíyèsí Edwin Hubble fihàn pé àwọn ìràwọ̀ ń kúrò lọ́dọ̀ ara wọn; bí ìràwọ̀ kan bá ṣe jìnnà tó, bẹ́ẹ̀ náà ni ó ṣe máa ń yára lọ. Èkejì, àbájáde máìkrówéfù ayé (CMB), tí a ṣàwárí ní ọdún 1965, jẹ́ “ìmọ̀ ooru” ti àgbáyé ìṣáájú. Ẹ̀kẹta, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà ìmọ́lẹ̀ bíi hydrogen, helium, àti lithium bá àwọn àsọtẹ́lẹ̀ ìṣẹ̀dá Big Bang mu.
Ìbúgbàù Ńlá kò dáhùn gbogbo nǹkan, pàápàá jùlọ ìbéèrè "kí ló ṣẹlẹ̀ ní t=0" tàbí ohun tó fà á. Síbẹ̀síbẹ̀, gẹ́gẹ́ bí àpẹẹrẹ ìdàgbàsókè àgbáyé láti ìpele àkọ́kọ́ rẹ̀ títí di ìsinsìnyí, ó lágbára, ó sì ń ṣe àtúnṣe pẹ̀lú àwọn ìwádìí oníwòrán ìgbàlódé.
4. Àpẹẹrẹ Ìfàsẹ́yìn Àgbáyé: Ṣíṣàlàyé Ìrọ̀rùn Àgbáyé
A ṣe àgbékalẹ̀ àwòṣe ìfàsẹ́yìn àgbáyé láti yanjú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣòro nínú Big Bang boṣewa, bíi ìṣòro ìlà ojú ọ̀run (ìdí tí CMB fi fara hàn ní ìṣọ̀kan ní ojú ọ̀run, bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn agbègbè tó ga jùlọ kò yẹ kí wọ́n ní àkókò láti “bá ara wọn sọ̀rọ̀”) àti ìṣòro ìtẹ́jú (ìdí tí ìrísí àgbáyé fi hàn pé ó sún mọ́ ilẹ̀ tó tẹ́jú ).
Ìfọ́sípò ni a gbé kalẹ̀ pé ní ìdajì àkọ́kọ́ ìṣẹ́jú-àáyá kan lẹ́yìn Big Bang, àgbáyé ní ìfẹ̀sípò kíákíá, onípele-ìfẹ̀sí. Ìfẹ̀sípò yìí “mú kí àgbáyé dẹ̀”, ó sì sọ àwọn agbègbè tí wọ́n ti jìnnà sí ara wọn tẹ́lẹ̀ di ìgbà pípẹ́ tó láti dé ìṣọ̀kan. Ìfọ́sípò tún sọ àsọtẹ́lẹ̀ àwọn ìyípadà kékeré tí ó di ohun tí ó ṣáájú àwọn ètò ńlá bíi galaxy àti galaxy clusters—ohun kan tí ó bá àpẹẹrẹ anisotropy kékeré nínú CMB mu.
5. Ohun Dúdú: Àpẹẹrẹ Láti Ṣàlàyé Ìwúwo “Tí Ó Sọnù”
Nígbà tí àwọn onímọ̀ nípa ìràwọ̀ wọ́n iyàrá ìyípo àwọn ìràwọ̀, wọ́n rí àbájáde ìyanu kan: àwọn ìràwọ̀ ní etí àwọn ìràwọ̀ ń yára ju bí a ṣe rò lọ tí ohun tí a lè rí nìkan bá wà. Irú àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ kan náà máa ń wáyé nínú wíwo agbára òòfà àti ìṣiṣẹ́ àwọn ìṣùpọ̀ ìràwọ̀. Láti ṣàlàyé èyí, ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ ayé òde òní ṣe àfihàn apá kan ti "ohun dúdú," ohun kan tí kò tú ìmọ́lẹ̀ jáde ṣùgbọ́n tí ó ní agbára òòfà.
Àwọn àpẹẹrẹ ohun èlò dúdú ṣe pàtàkì fún ìṣẹ̀dá ìṣètò àgbáyé. Láìsí ohun èlò dúdú, ìṣẹ̀dá galaxy ìbá lọ́ra púpọ̀, èyí tí yóò mú kí ó ṣòro láti ṣàlàyé àwọn ìlànà ìṣètò tí a ń rí lónìí. Láìka ẹ̀rí tó lágbára sí fún agbára òòfà, a kò tí ì rí àwọn ohun èlò dúdú ní tààràtà. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìwádìí lábẹ́ ilẹ̀ àti àwọn àkíyèsí ìràwọ̀ ló ń lọ lọ́wọ́ láti dá àwọn tí ó ṣeé ṣe mọ̀.
6. Agbára Dúdú: Kí ló dé tí Àgbáyé fi ń fẹ̀ sí i kíákíá?
Ní ìparí àwọn ọdún 1990, àwọn àkíyèsí nípa ìṣàn omi Ia fihàn pé ìfẹ̀sí àgbáyé kò dínkù nítorí agbára òòfà, ṣùgbọ́n ó ń yára sí i. Láti ṣàlàyé ìfàsí ...
Ọ̀kan lára àwọn àpẹẹrẹ tó rọrùn jùlọ fún agbára òkùnkùn ni ìdúró ayé (Lambda, Λ), èyí tó ti gbádùn ìtúnpadà. Nínú ìlànà yìí, àpẹẹrẹ ayé tó wọ́pọ̀ jùlọ lónìí ni ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), èyí tó sọ pé agbára òkùnkùn ló para pọ̀ di àgbáyé (tó tó 68%), ohun tó dúdú tútù (tó tó 27%), àti ohun tó wọ́pọ̀ (tó tó 5%). Àpẹẹrẹ yìí ti ṣe àṣeyọrí gan-an ní ṣíṣàlàyé ìpìlẹ̀ máíkrówéfù ayé, ìṣètò ńlá, àti ìdàgbàsókè ayé, bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìwà agbára òkùnkùn ṣì jẹ́ ohun ìjìnlẹ̀.
7. Àpẹẹrẹ Onípele-ẹ̀rọ ti Àgbáyé: Pẹpẹ, Ṣíṣí, tàbí Tí a ti sé
Ìbáramu gbogbogbo gba àgbáyé láàyè láti ní onírúurú geometries ní ìbámu pẹ̀lú iye agbára-ohun-ìní rẹ̀. Ní ṣókí, àwọn ìṣeéṣe mẹ́ta ló wà: àgbáyé tí a ti pa (ìyípadà rere), àgbáyé tí ó tẹ́jú (ìyípadà òdo), tàbí àgbáyé tí ó ṣí sílẹ̀ (ìyípadà òdì). Dáta CMB, pàápàá jùlọ láti inú àwọn iṣẹ́ bíi WMAP àti Planck, fihàn pé àgbáyé súnmọ́ pẹrẹsẹ gan-an.
Ìrísí yìí ní í ṣe pẹ̀lú àyànmọ́ ìgbà pípẹ́ ti àgbáyé. Àgbáyé tí a ti papọ̀ lè parí sí "Big Crunch" (ìwólulẹ̀), nígbà tí àgbáyé tí ó ṣí sílẹ̀ tàbí títẹ́jú máa ń tẹ̀síwájú láti fẹ̀ sí i. Síbẹ̀síbẹ̀, pẹ̀lú wíwà agbára dúdú, àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ọjọ́ iwájú yóò di ohun tí ó díjú sí i, títí kan ìṣeéṣe "Big Freeze" (ìtutù tí ń bá a lọ) tàbí àní "Big Rip" tí ìfàsẹ́yìn náà bá yára sí i ní pàtàkì.
8. Ìmọ̀ nípa Kọ́ńtùùmù àti Ìwúwo: Nínú Wíwá Ìmọ̀ nípa Ohun Gbogbo
Ìbáramu gbogbogbo jẹ́ àṣeyọrí gidigidi ní àwọn ìwọ̀n ńlá, nígbàtí àwọn onímọ̀ nípa kuántọ́mù ń tayọ̀ ní àwọn ìwọ̀n kékeré. Ìpèníjà tó tóbi jùlọ nínú fisiksi òde òní ni síso àwọn méjèèjì pọ̀ nínú ìmọ̀ nípa agbára ìwalẹ̀ kuántọ́mù. Àwọn ọ̀nà tí a mọ̀ dáadáa ni ìmọ̀ string àti agbára ìwalẹ̀ kuántọ́mù. Ẹ̀kọ́ string sọ pé àwọn èròjà pàtàkì ń mì “àwọn okùn” oníwọ̀n kan, nígbàtí agbára ìwalẹ̀ kuántọ́mù ń gbìyànjú láti ṣe ìṣírò àkókò spacetime fúnrarẹ̀.
Nínú ìmọ̀ nípa àgbáyé, agbára ìwalẹ̀ kuatomu ṣe pàtàkì fún òye àwọn ipò ìṣáájú àgbáyé, bí àpẹẹrẹ kí ó tó di pé afẹ́fẹ́ wọlé tàbí kí ó tilẹ̀ jẹ́ ìtumọ̀ ara ti Big Bang singularity. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn àpẹẹrẹ mìíràn ti yọjú, bíi "bounce cosmology," èyí tí ó sọ pé àgbáyé ti ní àwọn ìyípo ìfẹ̀sí àti ìfàsẹ́yìn láìsí ohun kan tí ó jẹ́ ti àkọ́kọ́.
Ipari
Àwọn ẹ̀kọ́ àti àpẹẹrẹ nípa àgbáyé ń tẹ̀síwájú láti yípadà bí àwọn àkíyèsí àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ṣe ń tẹ̀síwájú. Ìbáramu gbogbogbo ni ìpìlẹ̀ ti àgbáyé òde òní, nígbà tí Big Bang àti àwọn àpẹẹrẹ inflation ṣàlàyé ìpilẹ̀ṣẹ̀ rẹ̀ àti ìdàgbàsókè ìbẹ̀rẹ̀ rẹ̀. Ohun òkùnkùn àti agbára dúdú pèsè ìlànà fún òye ìṣiṣẹ́ àwọn galaxy àti ìfẹ̀sí wọn tí ń yára kánkán, bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìwà wọn gan-an kò tíì ṣàlàyé. Ní àkókò kan náà, wíwá ẹ̀kọ́ nípa agbára ìwalẹ̀ kuantum jẹ́ ìgbésẹ̀ pàtàkì sí ìdáhùn sí àwọn ìbéèrè jíjinlẹ̀ nípa ìpilẹ̀ṣẹ̀ ààyè àti àkókò.
Ìmọ̀ nípa ẹ̀dá ayé fihàn pé òye àgbáyé kìí ṣe nípa wíwo àwọn ìràwọ̀ àti àwọn ìràwọ̀ lásán, ṣùgbọ́n nípa kíkọ́ àwọn àlàyé tó báramu, tí a lè dán wò, àti tí a ti ṣe àtúnṣe nígbà gbogbo. Bí a ṣe ń kọ́ nípa àgbáyé sí i, bẹ́ẹ̀ náà ni ìmọ̀ ènìyàn ṣe túbọ̀ ń yéni pé ìlànà ìlọsíwájú ni—láti àwọn àpẹẹrẹ tó rọrùn sí òye jíjinlẹ̀ nípa òtítọ́ fúnra rẹ̀.
