Turli xil

Haqiqatan ham koinot to'g'risida nimalarni bilamiz?

Haqiqatan ham koinot to'g'risida nimalarni bilamiz?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Taxminan har qanday nuqtai nazardan, mavjudlik juda kulgili va g'alati. Ammo barchasining asosiy fizikasiga murojaat qilganingizda, u yanada g'alati bo'ladi! Ko'p odamlar ilm sohasida hamma narsa aniq va tartibli deb o'ylashlari mumkin. Ammo narsalar haqiqatan ham shunday ishlaydi?

Ming yillar davomida olimlar va faylasuflar hayot va kosmos tartibli yoki tartibsizmi deb cheksiz bahslashib kelishgan. Ilm-fanlar ushbu bahs-munozaralardan chetda qolmagan va ko'plab muhim kashfiyotlar bir yoki boshqa maktab tomonidan qabul qilingan.

Sayyoralar harakatlari, tortishish kuchi, atom nazariyasi, nisbiylik, kvant mexanikasi va koinotning keng ko'lamli tuzilishi haqida o'rganish ba'zan tartib va ​​tartibsizlik g'oyalariga og'irlik qo'shish uchun ishlatilgan.

Ayni paytda, bu savolga kelganda juda ko'p noaniqliklar mavjud va kelajakdagi kashfiyotlar uni hal qilishga yordam beradi. Ammo bu orada biz o'rgangan narsalar va u biz bilgan hayot haqida bizga nimani aytib berishi mumkinligi haqida xulosa qilish yaxshi.

Koinot nima?

"Koinot" so'zi Rim mualliflari tomonidan o'zlari bilgan kosmosga murojaat qilish uchun ishlatilgan lotincha "Universum" dan kelib chiqqan. Bu Yer va butun hayotdan, shuningdek Oy, Quyoshdan, ular bilgan sayyoralardan (Merkuriy, Venera, Mars, Yupiter, Saturn) va yulduzlardan iborat edi.

Boshqa tomondan, "kosmos" atamasi yunoncha so'zdan olingan kosmos, bu "tartib" yoki "dunyo" degan ma'noni anglatadi. Hamma ma'lum bo'lgan mavjudotni aniqlash uchun odatda ishlatiladigan boshqa so'zlarga "Tabiat" (nemischa so'zdan olingan) kiradi tabiat) va inglizcha "hamma narsa" so'zi (o'z-o'zidan tushunarli).

Bugungi kunda olam so'zi olimlar tomonidan mavjud bo'lgan barcha materiya va kosmosga ishora qilish uchun ishlatilgan. Bunga Quyosh tizimi, Somon yo'li, barcha ma'lum bo'lgan galaktikalar va ustqurilmalar kiradi. Zamonaviy ilm-fan va astrofizika nuqtai nazaridan unga barcha vaqt, makon, materiya, energiya va ularni bog'laydigan asosiy kuchlar kiradi.

Boshqa tomondan, kosmologiya Olamni (yoki kosmosni) va uni bog'laydigan kuchlarni o'rganishda tavsiflanadi. Ming yillik stipendiyalar tufayli jismoniy koinot haqida biz bilgan narsalar pog'onalar bilan o'sib bordi. Va shunga qaramay, biz hali tushunmaydigan narsalar juda ko'p.

Bugun qayerda ekanligimizni anglash uchun avval orqaga nazar tashlashimiz kerak ...

Kosmologiya tarixi

Odamlar tik yurish va gapirish qobiliyatiga ega bo'lganidan beri mavjudot mohiyatini deyarli o'rganmoqdalar. Biroq, kosmosni o'rganish to'g'risida biz bilgan narsalarning aksariyati faqat yozma yozuvlar mavjudligigacha orqaga qaytadi.

Yaxshiyamki, ushbu yozuvlarning aksariyati yozuvdan avvalgi og'zaki an'analardan kelib chiqqan, shuning uchun ota-bobolarimiz ishongan narsalar haqida umumiy fikr mavjud. Biz bilgan narsalar koinotni yaratilishining dastlabki hisobotlari tabiatan ramziy va metaforik ma'noga ega bo'lganligini ko'rsatadi.

Aytishimiz mumkinki, mavjud bo'lgan har bir madaniyat yaratilish hikoyasining o'z versiyasiga ega bo'lgan. Ko'pchilikda, vaqt va butun hayot bitta voqeadan boshlandi, bu erda Xudo yoki xudolar dunyoni, osmonlarni va ular orasidagi hamma narsani yaratishga mas'ul edi. Yaratilish haqidagi aksariyat hikoyalar insoniyat tug'ilishi bilan yakunlangan yoki yakunlangan.

Arxeologik dalillar shuni ko'rsatadiki, miloddan avvalgi 8000 yilda odamlar taqvim yaratish uchun osmon hodisalarini, masalan, Oyning harakatini kuzatib borishgan. Miloddan avvalgi 2-ming yillikka kelib, astronomiya o'rganish sohasi sifatida shakllana boshladi.

Osmonlarning dastlabki qayd qilingan ba'zi kuzatuvlari qadimgi Bobilliklarga tegishli. Ular yaqin ming yillar davomida Yaqin Sharq va O'rta er dengizi madaniyatlarining kosmologik va astrolojik an'analarini xabardor qilishda davom etishadi.

Cheklangan vaqt tushunchasi ba'zan bu davrda va ehtimol Zorastriya dinida uchraydi. Buning asosida Olam yaratildi, ilohiy rejaning ochilishini anglatadi va oxiri bor, degan ishonch yotadi.

Keyinchalik ta'limotlar vaqt yaratilishdan yoki o'z-o'zini yaratishdan boshlanib, tartibsizlik ustidan g'alaba qozonish bilan tugashini va butun ijod Yaratgan bilan birlashadigan Qiyomat kunining versiyasini qo'llab-quvvatladilar. Ehtimol, bu tushunchalar miloddan avvalgi VI asrda Bobilni Forslar tomonidan bosib olinishi bilan yahudiylik diniga o'tgan bo'lishi mumkin.

Vaqtning chiziqli progress sifatida g'oyasi ming yillar davomida g'arbiy kosmologiyani xabardor qilishda davom etmoqda va bugungi kunda ham mavjud (masalan, "Katta portlash" va "Vaqt o'qi" nazariyalari bilan).

Miloddan avvalgi 8-asr va milodning 6-asrlari orasida (bu davr ko'pincha "Klassik antik davr" deb yuritilgan) Olamni boshqaradigan jismoniy qonunlar tushunchasi kuchliroq bo'la boshladi. Ayni paytda Hindistonda ham, Gretsiyada ham olimlar tabiat hodisalari uchun sabab va natijani ta'kidlaydigan tushuntirishlar berishni boshladilar.

Atomning tug'ilishi

Miloddan avvalgi V asrga kelib, yunon faylasufi Empedokl Olam erning to'rt elementi, havo, suv va olovdan iborat degan nazariyani ilgari surdi. Xuddi shu davrda Xitoyda er, suv, olov, yog'och va metallning beshta elementidan tashkil topgan shunga o'xshash tizim paydo bo'ldi.

Ushbu g'oya ta'sirchan bo'lib qoladi, ammo tez orada olam "atomos" (yunoncha "kesilmas" deb nomlanuvchi) bo'linmaydigan zarralardan iborat degan g'oyani nazariylashtirgan yunon faylasufi Leykipp tomonidan qarshi turiladi.

Ushbu tushunchani uning shogirdi Demokrit (miloddan avvalgi 460 - 370 yillar) ommalashtirgan bo'lar edi, u atomlarning yo'q qilinmaydigan, abadiy ekanligini va barcha moddalarning xususiyatlarini belgilaganini ta'kidlagan edi.

Yunon faylasufi Epikur (miloddan avvalgi 341–270) bu fikrni takomillashtirib, batafsil bayon qilgan bo'lar edi. Shu sababli, u ilhomlantirgan falsafa maktabi bilan bog'liq bo'lishi mumkin edi (epikurizm).

Miloddan avvalgi VI-II asrlarda yashagan deb ishonilgan hind faylasufi Kanadada ham xuddi shunday g'oya taklif qilingan. Uning falsafasida barcha materiya "paramanu" - bo'linmas va buzilmaydigan zarralardan iborat edi. Shuningdek, u yorug'lik va issiqlik bir xil moddani boshqa shaklda bo'lishini taklif qildi.

Hind mantiqiy maktabining buddaviy asoschilaridan biri bo'lgan hind faylasufi Dignana (milodning 480 - 540 yillari) barcha materiya energiyadan iborat degan taklif bilan yanada uzoqlashdi.

Ushbu nazariyalar asosan g'arbda unutilgan, ammo arab va boshqa tillarga tarjima qilgan islom va osiyolik olimlar orasida mashhur bo'lib qolaveradi. Taxminan 14-asrga kelib klassik asarlarning lotin tiliga tarjimasi tufayli g'arbda "atomizm" ga bo'lgan qiziqish qayta tiklandi.

Erning Quyosh tizimidagi o'rni

Miloddan avvalgi 2-ming yillikda va milodiy 2-asrda astronomiya va astrologiya rivojlanib, rivojlanib bordi. Bu davrda astronomlar sayyoralarning to'g'ri harakatlarini va Zodiak orqali burjlar harakatini kuzatib borishdi.

Aynan shu davrda yunon astronomlari Quyosh, sayyoralar va yulduzlar Yer atrofida aylanadigan Olamning geosentrik modelini aniqlab berishdi.

Ushbu an'analar milodning II asrida umumlashtirilib, matematik va astronomik traktatAlmagestYunoniston-Misr astronomi Klavdiy Ptolemey (aka. Ptolemey) tomonidan yozilgan.

Ushbu traktat va uning tarkibidagi kosmologik model ko'plab o'rta asrlik Evropa va islomshunos olimlar tomonidan kanon sifatida ko'rib chiqilgan va ming yildan ziyod vaqt mobaynida astronomiya bo'yicha nufuzli manba bo'lib qolavergan.

O'rta asrlarda (taxminan milodning V - XV asrlari) hind, fors va arab olimlari mumtoz astronomik an'analarni saqlab qolishdi va kengaytirdilar. Shu bilan birga, ular Yerning aylanishi kabi ba'zi inqilobiy g'oyalarni taklif qilish orqali ularga qo'shilishdi.

Ba'zi olimlar yanada olg'a yurishdi va koinotning geliosentrik modellarini taklif qilishdi - masalan, hind astronomi Aryabhata (mil. 476-550), fors astronomlari Albomasar (787 - 886 milodiy) va Al-Sijzi (945 - 1020 milodiy).

Ehtimol, ularning asarlari Aristarx Samos (miloddan avvalgi 310 -230), Salavkiy Selevk (miloddan avvalgi 190 - miloddan avvalgi 150) va miloddan avvalgi IV va V asrlarda ma'lum Pifagor faylasuflarining asarlaridan ilhomlangan bo'lishi mumkin.

XVI asrga kelib, Nikolay Kopernik geliyotsentrik Olamning to'liq modelini nashr etdi. Dastlab u ushbu modelni 40 betlik qo'lyozmada taklif qildi Izohlar 1514 yilda chiqarilgan ("Kichik izoh").

Uning nazariyasi oldingi geliosentrik modellarni qiynagan va ettita umumiy printsipga asoslangan uzoq muddatli muammolarni hal qildi. Ular quyidagilarni ta'kidladilar:

  1. Osmon sharlari yoki sharlarining yagona markazi yo'q.
  2. Erning markazi - koinotning emas, balki faqat tortishish kuchi va Oy sharining markazi.
  3. Barcha sharlar Quyoshni o'rab oladi, xuddi ularning o'rtalarida bo'lgani kabi, koinotning markazi Quyosh yaqinida.
  4. Yerning Quyoshdan qavatning balandligiga nisbati Yer radiusining uning Quyoshdan uzoqligiga nisbatlaridan shunchalik kichikki, Yer va Quyosh orasidagi masofa balandligi bilan taqqoslaganda sezilmaydi. firmament.
  5. Fikrda qanday harakat paydo bo'lmasin, unga emas, balki Yerga bog'liqdir. Shunga ko'ra, Yer atrofdagi elementlar bilan birgalikda har kuni harakatlanib, o'zining qattiq qutblarida to'liq aylanishni amalga oshiradi, osmon va osmon esa o'zgarmaydi.
  6. Bizga Quyoshning harakatlari kabi ko'rinadigan narsa, uning harakati bilan emas, balki biz Quyosh atrofida boshqa sayyoralar singari aylanib yuradigan Yer va bizning sferamizning harakatiga bog'liqdir. Demak, Yerda bir nechta harakatlar mavjud.
  7. Planetalarda retrograd va to'g'ridan-to'g'ri harakatlanish [almashinuvi] sifatida paydo bo'ladigan narsa ularning harakatiga emas, balki Yerga bog'liq. Shu sababli, faqatgina Yerning harakatlanishi juda ko'p aniqlangan qonunbuzarliklarga [tushuntirishga] kifoya qiladi osmon.

Kopernik o'zining magnum opusida ushbu g'oyalarni kengaytiradi - De Revolutionibus orbium coelestium(Samoviy sohalarning inqiloblari to'g'risida) - 1532 yilda tugatgan. Ammo ta'qiblardan qo'rqib, Kopernik o'limidan oldin (1534 yilda) nashr etilishiga yo'l qo'ymaydi.

Ushbu asarda Kopernik o'zining etti asosiy dalillarini takrorlab, ularni zaxiralash uchun batafsil hisob-kitoblarni taqdim etadi. Uning g'oyalari italiyalik astronom, matematik va ixtirochi Galiley Galileyni (1564 - 1642) ilhomlantirish uchun davom etadi.

Galiley Kopernikning kuzatuvlari va hisob-kitoblarini takomillashtirish uchun o'zining yaratgan teleskopidan, fizika va matematikadan tushunchalaridan va ilmiy uslubning qat'iy qo'llanilishidan foydalanar edi.

Galileyning Oy, Quyosh va Yupiter haqidagi kuzatuvlari juda ta'sirli bo'lib, geosentrik modeldagi kamchiliklarni ochib berishga yordam beradi. Masalan, uning Oyni kuzatishlari natijasida choklangan va kraterlangan sirt aniqlangan, Quyoshdagi kuzatuvlarda esa quyosh dog'lari aniqlangan.

Shuningdek, u Yupiterning eng katta sayyoralari - Io, Evropa, Ganmed va Kallistoning topilishi uchun mas'ul bo'lgan, keyinchalik uning sharafiga "Galiley oylari" deb nomlanishi mumkin edi.

Ushbu kashfiyotlar osmonlarning mukammal sharlar ekanligi (xristian ilohiyotiga mos keladigan) va Erdan boshqa sayyoralarda sun'iy yo'ldosh yo'qligi haqidagi azaliy tushunchalarga zid edi.

Uning sayyoralarni kuzatishi shuni ko'rsatdiki, ularning tashqi ko'rinishi va osmondagi mavqei ularning Quyosh atrofida aylanishi haqidagi nazariyaga mos keladi.

U bu kabi muolajalarni risolalarda aytib berdi Sidereus Nuncius (Yulduzli xabarchi) va Quyoshda kuzatilgan dog'larda,ikkalasi ham 1610 yilda nashr etilgan.

Ammo bu uning 1632 yilgi risolasi edi, Dialogo sopra i due massimi tizimi del mondo (Ikki asosiy dunyo tizimlariga oid dialog), bu erda u koinotning geliosentrik modelini himoya qildi.

Yoxannes Kepler (1571-1630) o'zining sayyora harakatining qonunlari bilan modelni yanada takomillashtirdi, bu sayyoralar orbitalari mukammal doiralar emas, balki elliptik shaklda ekanligini ko'rsatdi (Galiley va oldingi astronomlar ta'kidlaganidek).

Bu Quyosh tizimining tabiati to'g'risida "Buyuk munozarani" samarali hal qildi va geliosentrizmni 17-asr oxiridan boshlab ilmiy konsensusga aylantirdi.

Quyosh tizimidan Somon yo'liga

17-18 asrlarda paydo bo'lgan yana bir inqilobiy kashfiyot bizning Quyosh tizimimizning noyob emasligini anglash edi. Teleskop ixtirosi tufayli Somon yo'li haqidagi tushunchamiz tubdan o'zgardi.

Astronomlar tasma shaklidagi ulkan bulut bo'lishdan ko'ra (ilgari o'ylangandek) ming yillar davomida tungi osmonda kuzatgan tumanlik tuzilishi aslida milliardlab uzoq yulduzlar ekanligini anglay boshladilar.

To'g'ri, bu g'oya mutlaqo yangi emas edi. XIII asrda fors astronomi va polimati Nosiriddin din Tusiy (1201 - 1274) o'z kitobida ushbu imkoniyatni taklif qildi, Tadxira:

«Somon yo'li, ya'ni Galaktika juda ko'p sonli, zich to'plangan yulduzlardan iborat bo'lib, ular konsentratsiyasi va kichikligi sababli bulutli yamoqlarga o'xshaydi. Shu sababli uni rangdagi sutga o'xshatdilar ».

Biroq, ilmiy inqilobga qadar (taxminan 16 - 18-asrlar) astronomlar buni bevosita kuzata olishdi. Yilda Yulduzli xabarchi, Galiley Almagestning yulduzlar katalogiga kiritilgan "tumanli yulduzlar" haqida kuzatuvini tasvirlab berdi.

Ushbu kuzatishlar uni Somon Yo'lining guruhining "tumanli" bo'limlari aslida "klasterlarga birlashtirilgan son-sanoqsiz yulduzlarning konjirlari" degan xulosaga keldi. Ushbu kashfiyot geliosentrizmni yanada kuchaytirdi, chunki bu koinot ilgari o'ylanganidan ancha kattaroq ekanligini ko'rsatdi.

1755 yilda nemis faylasufi Immanuil Kant Somon yo'li - bu o'zaro tortishish kuchi bilan ushlab turilgan ulkan yulduzlar to'plami degan nazariyani ilgari surdi. U bundan tashqari, bu yulduzlar (Quyosh tizimi bilan birgalikda) Quyosh atrofidagi sayyoralar singari umumiy markaz atrofida aylanadigan tekislangan diskning bir qismi ekanligini taxmin qildi.

1785 yilda astronom Uilyam Xerschel Somon Yo'lining birinchi xaritasini yaratishga urindi. Uning kattaligi va shakli haqidagi taxminlarini bizning galaktikamizning katta qismi chang va gaz bilan yashiringanligi sababli tashlab yuborilgan, ammo uning bu urinishi erishilayotgan yutuqlardan dalolat edi.

19-asrga kelib takomillashtirilgan optika va teleskoplar astronomlarga tungi osmonning ko'proq qismini xaritada aks ettirishga imkon berdi, natijada ko'pchilik bizning Quyosh tizimimiz Somon Yo'lidagi milliardlardan biri deb xulosa qilishdi.

20-asrga kelib, ular Somon Yo'lining koinotdagi milliardlardan biri ekanligini ko'rishgan. Ammo bir vaqtning o'zida bitta narsa ...

Nyuton va Eynshteyn hamma narsani inqilob qiladi

Insoniyatning koinot haqidagi tushunchasi 17-asr oxirida ingliz polimati Sir Isaak Nyuton (1642/43 - 1727) asari bilan yana inqilob bo'ladi. Keplerning harakatlanish nazariyasidan foydalanib, u tortishish nazariyasini ishlab chiqdi (aka. Umumjahon tortishish).

Bu uning asosiy asarida qisqacha bayon qilingan, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("Tabiiy falsafaning matematik asoslari"), 1687 yilda nashr etilgan va Nyutonning uchta harakat qonunini o'z ichiga olgan. Ushbu qonunlarda:

  1. Inertial mos yozuvlar ramkasida ko'rib chiqilganda, ob'ekt yoki tinch holatda qoladi yoki tashqi kuch ta'sir qilmasa, doimiy tezlikda harakat qilishni davom ettiradi.
  2. Ob'ektga tashqi kuchlarning (F) vektor yig'indisi, ob'ektning tezlashuv vektori (a) bilan ko'paytirilganda, ushbu ob'ektning massasiga (m) tengdir. Matematik shaklda bu quyidagicha ifodalanadi, F = ma
  3. Biror bir tanani ikkinchi jismga ta'sir qilsa, ikkinchi tanani bir vaqtning o'zida birinchi tanaga kattaligi teng va yo'nalishi qarama-qarshi bo'lgan kuch ta'sir qiladi.

Ushbu qonunlar ob'ektlarning bir-biriga qanday kuch sarflashi va natijada harakat qanday sodir bo'lishini tasvirlab berdi. Nyuton o'z ishidan sayyoralarning massasini hisoblab chiqa oldi, Yer mukammal shar emasligini va Yerning Quyosh va Oy bilan o'zaro ta'siri okean oqimiga qanday ta'sir qilganligini aniqladi.

Ushbu va boshqa batafsil hisob-kitoblar fanlarga katta ta'sir ko'rsatishi va keyingi 200 yil davomida qabul qilingan kanon bo'lib qoladigan Klassik fizikaning (aka. Nyuton fizikasi) asosini yaratishi mumkin edi.

Bu 20-asrning boshlarida, Albert Eynshteyn ismli yosh nazariy fizik o'zining maxsus va umumiy nisbiylik nazariyalarini muhokama qilgan bir qator maqolalarni nashr etishni boshlaganida o'zgaradi.

Ushbu nazariyalar qisman Nyuton fizikasi va yaqinda kashf etilgan elektromagnetizm qonunlari o'rtasidagi ziddiyatlarni hal qilishga urinish natijasi edi - bu Maksvell tenglamalari va Lorents kuch qonuni tomonidan eng yaxshi xulosaga keltirilgan).

Eynshteyn 1905 yilda Shveytsariyaning Bern shahridagi patent idorasida ishlayotganda yozgan qog'ozlaridan birida bunga mos kelmaydi. Bu sarlovhasi “Harakatlanuvchi jismlarning elektrodinamikasi to'g'risida", ushbu maqola Maxsus Nisbiylikning (SR) asosiga aylandi.

Eynshteyn nazariyasi muhit orqali harakatlanadigan yorug'lik shu muhit bilan tortib olinishi to'g'risida ilgari tuzilgan ishchi kelishuvga qarshi chiqdi. Bu shuni anglatadiki, yorug'lik tezligi (allaqachon aniqlangan) uning tezligining yig'indisi edi orqali vosita ortiqcha tezlik ning bu vosita.

Bu har qanday nazariy asoratlarni keltirib chiqardi va ularning barchasini hal qilishga urinayotgan tajribalar nol natijalarga erishdi. Buning o'rniga, Eynshteyn yorug'lik tezligi barcha inersial mos yozuvlar tizimlarida bir xil, ya'ni bu vositalar yoki begona tushuntirishlarga bo'lgan ehtiyojni bekor qilgan nazariya.

Nazariya sifatida SR nafaqat matematik hisob-kitoblarni soddalashtirdi va elektromagnetizm va fizika o'rtasidagi muammolarni hal qildi, balki yorug'lik tezligi bilan chambarchas kelishib, tajribalarda paydo bo'lgan aberatsiyalarni tushuntirdi.

1907-1911 yillarda Eynshteyn o'zining SR nazariyasini gravitatsion maydonlarga tatbiq etishni boshladi, bu Nyuton fizikasi qiyin bo'lgan boshqa sohadir. 1911 yilga kelib, ushbu harakatlar "Gravitatsiyaning yorug'lik tarqalishiga ta'siri to'g'risida“.

Ushbu hujjat umumiy nisbiylik (GR) uchun asos yaratdi. Unda Eynshteyn vaqt kuzatuvchiga nisbatan va ularning tortishish kuchi doirasidagi pozitsiyasiga bog'liqligini va tortishish massasi inersial massaga o'xshashligini bashorat qilgan (aka. Ekvivalentlik printsipi).

Eynshteynning ushbu maqolasida yana bir narsa gravitatsion massadan har xil masofada joylashgan ikkita kuzatuvchi vaqt oqimini turlicha idrok etishi (ya'ni. Tortishish vaqtining kengayishi) degan fikr edi. Ushbu nazariyalar zamonaviy fizikaning belgilangan qismi bo'lib qolmoqda.

Koinot qorong'i

Eynshteynning keng miqyosda qabul qilingan nazariyalari fanlar uchun juda ko'p oqibatlarga olib keldi. Xususan, uning Nisbiylik bo'yicha maydon tenglamalari, shuningdek doimiy ravishda kengayish yoki qisqarish holatida bo'lgan Qora teshiklar va Olamning mavjudligini bashorat qilgan.

1915 yilda, GR keng ommalashganidan bir necha oy o'tgach, nemis fizigi va astronomi Karl Shvartsshild Eynshteynning maydon tenglamalariga echim topdi, bu kuzatilishidan o'n yillar oldin qora tuynuklar nazariyasini yaratdi.

Shvartsild radiusi deb ham ataladigan ushbu yechim sharning massasi shunchalik siqilib ketishi mumkinki, sirtdan chiqish tezligi yorug'lik tezligi bilan bir xil bo'ladi. "Radius" bu holda tananing zarralari orasidagi tortishish kuchi uning qaytarilmas tortishish qulashiga olib kelishi kerak bo'lgan hajmga ishora qiladi.

1931 yilda hindu amerikalik astrofizik Subrahmanyan Chandrasekxar SR yordamida tanani o'zi qulab tushguncha qanchalik katta bo'lishini hisoblash uchun - keyinchalik Chandrasekxar chegarasi deb atalgan.

1939 yilga kelib, neytron yulduzlarining kashf etilishi Chandrasekxarning nazariyalarini qo'llab-quvvatladi, massasi ushbu chegaradan past bo'lgan oq mitti aslida qulab tushishini ko'rsatdi. Olingan ob'ekt (neytron yulduzi) natijada o'ta zich va nihoyatda kuchli magnit maydonga ega.

Bundan Robert Oppengeymer kabi fiziklar etarli massaga ega oq mitti qulab tushishda va qora tuynuk paydo bo'lishida davom etishini ta'kidladilar. Bu yana bir massa chegarasi (Tolman-Oppengeymer-Volkoff chegarasi deb nomlangan) bo'lsa-da, Chandrasekxar nazariyasiga mos keladi.

1960-70-yillarga kelib astrofiziklar qora tuynuklar va yirik masshtabli inshootlar (masalan, galaktikalar va galaktika klasterlari) yordamida GRning ko'plab sinovlarini o'tkazdilar. Bu "Umumiy nisbiylikning oltin davri" (1960 - 1975) deb nomlanadi, chunki bu Eynshteyn nazariyasini ilgarigidek sinovdan o'tkazishga imkon berdi.

Biroq, astrofiziklar ushbu sinovlarda ham ayniqsa sovuqroq narsani payqashdi. Koinotdagi galaktikalar va moddalarning kattaroq kontsentratsiyasini ko'rib chiqayotganda, ushbu ob'ektlarning kuzatilgan tortishish ta'siri ularning ko'rinadigan massasiga mos kelmasligini aniqladilar.

Bu ilmiy jamoatchilikni galaktikalar ichida ular ko'rmaydigan juda ko'p massa bor degan xulosaga keldi. Bu elektromagnit kuch orqali "normal materiya" (aka. Ko'rinadigan yoki barionik materiya) bilan ta'sir o'tkazmaydigan sirli massa bo'lgan Dark Matteriya nazariyasini keltirib chiqardi.

Bu shuni anglatadiki, u nurni yutmaydi, aks ettirmaydi yoki chiqarmaydi va uni aniqlash juda qiyin. U faqat tortishish kuchi orqali materiya bilan o'zaro ta'sir qiladi. Qorong'u materiya koinotning oltidan bittagacha og'irligi bilan koinotning taxminan 27 foizini tashkil qiladi. Shuningdek, uning evolyutsiyasiga katta ta'sir ko'rsatgan deb o'ylashadi.

Koinot kengaymoqda

GRning yana bir natijasi Olam doimiy kengayish yoki qisqarish holatida bo'lishini bashorat qilish edi. 1927 - 1929 yillarga kelib belgiyalik fizik (va Rim-katolik ruhoniysi) Jorj Lemaytre va amerikalik astronom Edvin Xabbl avvalgi ekanligini tasdiqladilar.

O'sha paytda Eynshteyn hali ham statik Koinot g'oyasini ratsionalizatsiya qilish yo'lini izlamoqda. Shu maqsadda u "Kosmologik doimiy" ni taklif qildi, u hali aniqlanmagan kuch bo'lib, kosmosdagi materiyaning tarqalishini vaqt o'tishi bilan bir xil bo'lishini ta'minlash uchun "tortishish kuchini ushlab turdi".

Boshqa galaktikalarning qizil siljish o'lchovlari yordamida Xabbl Eynshteynning noto'g'ri ekanligini isbotladi. Ushbu o'lchovlar shuni ko'rsatdiki, bu galaktikalardan keladigan yorug'lik to'lqin uzunliklarini qisqartirgan, ya'ni spektrning qizil uchiga o'tkazilgan - bu oraliq makon kengayib borayotganligini ko'rsatdi.

Xabblning kuzatuvlari shuni ham ko'rsatdiki, biznikidan uzoqroq bo'lgan galaktikalar tezroq orqaga chekinmoqda. Ushbu hodisa Xabbl qonuni deb tanilgan va bu sodir bo'layotgan tezlik Xabbl Konstantasi sifatida tanilgan bo'lar edi.

1931 yilda Jorj Lemaitr birgalikda kashf etgan hodisalardan Olamning boshlanishi borligi haqidagi g'oyani bayon qilish uchun foydalanar edi. Koinot kengayib borayotganligini mustaqil ravishda tasdiqlagan holda, u avvalgi ko'rinishga qarab tobora kichrayib borishini taklif qildi.

O'tmishdagi biron bir vaqtda, u fikricha, koinotning butun massasi bitta nuqtada to'plangan bo'lar edi. Ushbu kashfiyotlar fiziklar o'rtasida munozarani keltirib chiqardi, ular ikkita fikr maktabiga bo'lingan.

Ko'pchilik hali ham koinot barqaror holatda (ya'ni barqaror davlat nazariyasi), bu erda koinot kengayib borishi bilan materiya doimiy ravishda yaratilib, vaqt o'tishi bilan bir xillikni ta'minlaydilar.

Boshqa tomondan, Koinot asta-sekin kengayib boradi va natijada materiyaning zichligi asta-sekin kamayib boradi, deb ishonadiganlar bor edi. Ushbu g'oya "Katta portlash nazariyasi" nomi bilan tanilgan bo'lib, uni barqaror davlat nazariyasi tarafdorlari samimiy ravishda tayinlagan moniker.

Bir necha o'n yillar o'tgach, Katta portlash talqinini ma'qullaydigan bir nechta dalillar paydo bo'ldi. Bunga 1965 yilda Katta portlash nazariyasi tomonidan bashorat qilingan Kosmik Mikroto'lqinli Fonni (CMB) kashf etish va tasdiqlash kiradi.

CMB asosan portlashdan qolgan "reliktli nurlanish" dir va shu vaqtdan beri yorug'lik tezligida kengayib bormoqda. Barcha yo'nalishlarda taxminan 13,8 milliard yilni tashkil etadigan CMB masofasini o'lchab, olimlar Olamning yoshiga cheklovlar qo'yishga muvaffaq bo'lishdi.

1990 yillarga kelib yer usti teleskoplarining yaxshilanishi va kosmik teleskoplarning joriy etilishi yangi va hayratlanarli kashfiyotlarga olib keldi. Olimlar tortishish oxir-oqibat koinotning kengayishini sekinlashishiga olib keladi deb ishonishgan. Biroq, endi astronomlar so'nggi to'rt milliard yil davomida kosmik kengayish haqiqatan ham tezlashayotganini kuzatishdi.

Bu qorong'u energiya nazariyasini keltirib chiqardi, bu qandaydir tarzda tortishish kuchiga qarshi ishlaydigan va kosmosni uzoqlashtiradigan sirli kuch. Nazariychilar Dark Matter uchun turli xil tushuntirishlarni taklif qilishdi. Ba'zilar Eynshteynning "kosmologik konstantasi" hammasi to'g'ri bo'lgan deb taxmin qilishdi. Boshqalar Eynshteynning tortishish nazariyasi noto'g'ri va yangi kosmik tezlanishni yaratadigan maydonni o'z ichiga olgan yangi nazariya kerak deb taxmin qilishdi.

Bugungi kunda etakchi kosmologik nazariyani Lambda sovuq qorong'u materiyasi (DCDM) tasvirlab beradi. Hozirda bu Koinotning kuzatilgan xususiyatlarining aksariyatini hisobga olgan eng oddiy model. Unda koinotning katta qismi qorong'u energiya, qorong'u materiya va oddiy moddalardan iborat ekanligi va shuningdek, Katta portlash kosmologiyasining standart modeli deb nomlanishi aytilgan. Umumiy nisbiylik kosmologik tarozida to'g'ri tortishish nazariyasi va kosmosning ko'plab xususiyatlarini, shu jumladan kosmik mikroto'lqinli fon va koinot kengayishining tezlashishini hisobga oladi.

Xo'sh, biz nimani bilmaymiz?

Degan savolga javob juda ko'p! Bunga samarali javob berish uchun, biz olimlarning Olamni yuqoridan pastgacha qanday o'rganishlarini ko'rib chiqishimiz va bo'shliqlar qaerda yotganiga e'tibor berishimiz kerak.

Yangi boshlanuvchilar uchun olimlar materiya, vaqt va makon eng katta tarozida qanday harakat qilishini tushunadilar. Bu eng yaxshi GR tomonidan umumlashtirilib, massa va tortishish kuchi qanday bog'liqligini va kosmik vaqtga ta'sir qilishini aniq tavsiflaydi.

Biroq, 1960-yillardan boshlab astrofiziklar u erda ular ko'rmaydigan juda ko'p massa borligini qabul qilishdi. Bu nazariy jihatdan mantiqiy bo'lsa-da, hozirgacha Dark Matterni topishga urinishlar hech qanday aniq natijani bermadi.

Shunday qilib, siz materiyaning qanchalik ko'pligini bilamiz deb ayta olsangiz ham, biz ularning ko'pchiligini aniq hisoblab chiqa olmaymiz. Xuddi shunday, biz Olam 1920-yillarning oxiridan boshlab kengayish holatida ekanligini bilganmiz. Biroq, nima uchun aniqligini bilmaymiz.

Koinotning kengayish sur'atini qorong'u energiya mavjudligi bilan izohlash mumkin. Ammo xuddi Dark Matter singari, tekshiruvlar bu aslida nima ekanligini aniqlay olmadi.

Va koinotning o'zi bor. CMB kashf etilishi bilan astronomlar va kosmologlar kosmosning evolyutsiyasini kuzatishga muvaffaq bo'lishdi va uning necha yoshga to'lganligi to'g'risida yaqin taxminlarni amalga oshirishga muvaffaq bo'lishdi. Hozirgi taxminlarga ko'ra, kosmos 13,799 ± 0,021 milliard yoshda.

Ammo bu qanchalik katta ekanligiga kelsak? Bu sir bo'lib qolmoqda. Kosmik kengayish tezligiga asoslanib, astrofiziklar "kuzatiladigan" Olam taxminan 93 milliard yorug'lik yili bo'ylab o'lchaydigan sfera deb hisoblashadi. Biroq, bundan tashqari, koinot ancha uzoqqa cho'zilgan va hatto cheksiz bo'lishi mumkin.

Boshqa bir narsada, olimlar olamdagi barcha materiya va energiya ta'sirini boshqaradigan to'rtta asosiy kuch (aka. Fundamental o'zaro ta'sirlar) mavjudligini aniqladilar.

Ushbu kuchlar tortishish kuchidan (bu bo'shliqning egriligiga taalluqli va GR tomonidan tavsiflangan) va kvant mexanikasining uchta diskret maydonidan iborat - bu umumiy kvant maydon nazariyasi (QFT) deb nomlanadi.

Ushbu sohalarga zarralar fizikasining standart modeli tomonidan tasvirlangan subatomik zarralar va ularning o'zaro ta'siri bilan bog'liq zaif yadro kuchi, kuchli yadro kuchi va elektromagnetizm kiradi.

Bunga qarashning yana bir usuli - bu o'zaro ta'sirlarni uch toifali tizimga birlashtirish: tortishish, elektr zaif kuchlari va kuchli kuchlar. Ushbu so'nggi ikki toifaga kuchsiz yadro va elektromagnit kuchlar, asosiy va qoldiq yadro kuchlari bo'linadi.

Gravitatsiya sayyoralar, yulduzlar, galaktikalar va galaktika klasterlarini bir-biriga bog'lab tursa (ya'ni makrodaraja), elektro zaif kuchlar atomlar va molekulalarni, kuchli kuchlar esa adronlar va atom yadrolarini bog'laydi.

Muammo shu erda. Olimlar tortishish kuchi eng katta tarozida qanday ishlashini tushunishadi, lekin eng kichigi emas. Bu uni olamdagi tegishli subatomik molekulaga ega bo'lgan barcha ma'lum kuchlardan ajratib turadi.

Elektr va magnetizm uchun elektronlar va fotonlar mavjud. Zaif va kuchli yadro kuchlari uchun bozonlar, glyonlar va mezonlar mavjud. Ammo hozirgi paytda "graviton" degan narsa yo'q, hech bo'lmaganda farazdan tashqarida emas.

Va hozirga qadar kvant tortishish kuchining aniq nazariyasini topishga bo'lgan barcha urinishlar - aka. Hamma narsa nazariyasi (ToE) - muvaffaqiyatsiz tugadi. Buni hal qilish uchun bir nechta nazariyalar taklif qilingan - eng yaxshi da'vogarlar String nazariyasi va Loop Quantum Gravity - ammo hech biri haligacha isbotlanmagan.

Hammasi qanday tugaydi?

Yaxshi, mana bu narsa ... biz buni ham bilmaymiz. To'g'ri, koinotning boshlanishi degan tushunchalar, tabiiyki, uning mumkin bo'lgan oxiri bor degan fikrni keltirib chiqaradi. Agar koinot kosmik vaqt ichida to'satdan kengayishni boshlagan kichik bir nuqta sifatida boshlangan bo'lsa, demak u abadiy kengayishda davom etadimi?

Yoki, nazariy jihatdan aytilganidek, u kengayishni to'xtatadimi va qisqarishni boshlaydimi va oxir-oqibat yana kichkina, sharsimon massaga aylanadimi? Bu savol koinotshunoslar Olam qanday boshlangani - Katta portlashmi yoki barqaror davlatmi?

Koinotning tezlashgan sur'atlarda qanday kengayib borishini ko'rsatadigan kuzatuvlardan oldin, ko'pgina kosmologlar bu borada ikki xil fikrda edilar. Ular "Katta Crunch" va "Big Freeze" stsenariylari sifatida tanilgan edi.

Birinchisida Koinot kuchi tugamaguncha kengayadi va keyin o'z-o'zidan qulay boshlaydi. Koinot massa zichligi uning tanqidiy zichligidan kattaroq darajaga etadi deb faraz qilsak, olam qisqarishni boshlaydi.

Shu bilan bir qatorda, agar koinotning zichligi kritik zichlikka teng yoki undan past bo'lsa, koinot yulduz shakllanishi to'xtaguncha kengayib boradi. Oxir-oqibat, barcha yulduzlar umrining oxiriga kelib, o'lik qobiq yoki qora tuynukka aylanadi.

Oxir oqibat, qora tuynuklar to'qnashib, kattaroq va kattaroq qora tuynuklarni hosil qiladi. Bu oxir-oqibat olamda "issiqlik o'limiga" olib keladi, bu erda oxirgi elektromagnit nurlanish sarflanadi. Qora tuynuklar o'zlarining so'nggi Hoking radiatsiyasini to'kib tashlaganlaridan keyin oxir-oqibat yo'q bo'lib ketishadi.

1990-yillardan boshlab, quyuq energiya nazariyasini keltirib chiqargan kuzatishlar koinot taqdiri bo'yicha yangi munozaralarni rag'batlantirdi. Hozir kosmik kengayishda tobora ko'proq kuzatiladigan Koinot CMB chegarasidan o'tib, kuzatuvchilar uchun ko'rinmas holga keladi degan nazariya mavjud.

Ayni paytda, CMB faqat radio to'lqin uzunligida ko'rinadigan bo'lgunga qadar qizil siljishni davom ettiradi. Eventually, it will disappear entirely and astronomers will see nothing but blackness beyond the edge of what's visible.

Another possibility is the "Big Rip" scenario, where continued expansion will eventually lead all galaxies, stars, planets, and even atoms themselves to be torn apart, leading to the death of all matter.

Big Crunch, Big Freeze, or Big Rip? At this juncture, we just don't know. The same is true when it comes to theories of how the Universe began - was it a Big Bang or more of a Big Bounce?

This is also the case when it comes to our attempts to unify gravity with the other fundamental forces. Right now, the best we have are theories that have a certain logical consistency but remain unproven.

As Socrates famously said: "One thing only I know, and that is that I know nothing." This knowledge, it is said, is what made Socrates the wisest man in all the land. In the same respect, humanity's grasp of the Universe is strangely paradoxical.

We know it's expanding, we're just not sure how. We know how much mass is out there, we just can't see most of it. We know how gravity works, just not how it fits with the other forces. We don't know how it began or will end, but we have some theories that fit with the observable evidence.

So while there is much that we don't know about the Universe, we at least have a pretty good idea of what we don't know. This puts us at an advantage over previous generations of humanity who were not only ignorant of the Universe at large but ignorant or their ignorance.

We are also at a point in our technological evolution where we can see more of the Universe than ever before, whether that's on the largest or smallest of scales. Between next-generation instruments, supercomputers, and particle accelerators, scientists are pushing the boundaries of what we can see.

The only way to overcome ignorance is to know where our ignorance lies and then address it. In that respect, humanity is poised to learn a great deal in the near future!

  • NASA- The Big Bang
  • CERN - The Standard Model
  • Wikipedia - Theory of Everything
  • Hyperphysics - General Relativity
  • Space - Einstein's Theory of Relativity
  • University of Cambridge - David Tong: Special Relativity
  • Stanford Encyclopedia of Philosophy - Quantum Field Theory
  • Marxist.org - Albert Einstein Reference Archive: The Special and General Theory


Videoni tomosha qiling: Астронавтлар Коинотда СИРЛИ Нарсага Гувох Булишди (May 2022).