Yəqin kainatın sonsuz olduğunu düşünürsən? Belə ola bilər. Heç vaxt dəqiq bilməyəcəyimiz ehtimalı azdır. Bir baxışla bütün kainatımızı əhatə etmək mümkün deyil. Birincisi, bu fakt kainatın öz, belə demək mümkünsə, doğum günü olduğunu bildirən “böyük partlayış” konsepsiyasından, ikincisi, işığın sürətinin fundamental sabit olması postulatından irəli gəlir. Bu günə qədər yaşı 13,8 milyard il olan kainatın müşahidə edilə bilən hissəsi bütün istiqamətlərdə 46,1 milyard işıq ili məsafəsinə qədər genişlənib. Sual yaranır: o zaman, 13,8 milyard il əvvəl kainatın ölçüsü nə qədər idi? Bu sualı bizə biri Joe Mascarella verdi. O yazır:

“Kosmik inflyasiya dövrü başa çatdıqdan qısa müddət sonra kainatımızın ölçüsü nə idi sualına fərqli cavablar gördüm. Bir mənbədə deyilir - 0,77 santimetr, digərində - futbol topunun ölçüsü, üçüncüsü - müşahidə edilə bilən kainatın ölçüsündən daha çox. Bəs o hansıdır? Və ya bəlkə bir növ aralıq?

Kontekst

Böyük Partlayış və Qara Dəlik

Die Welt 27.02.2015

Kainat insanı necə yaratdı

Nautilus 27.01.2015 Yeri gəlmişkən, ötən il bizə Eynşteyn və məkan-zamanın mahiyyəti haqqında danışmağa əsas verir, çünki keçən il biz yüz illiyini qeyd etdik. ümumi nəzəriyyə nisbilik. Beləliklə, gəlin kainat haqqında danışaq.

Teleskop vasitəsilə uzaq qalaktikaları müşahidə etdikdə onların bəzi parametrlərini, məsələn, aşağıdakıları təyin edə bilərik:

- qırmızı yerdəyişmə (yəni, onların yaydıqları işığın nə qədər dəyişdiyi ətalət sistemi arayış);

— obyektin parlaqlığı (yəni, uzaq bir obyektin buraxdığı işığın miqdarını ölçün);

obyektin bucaq radiusudur.

Bu parametrlər çox vacibdir, çünki işığın sürəti (bizim bildiyimiz bir neçə parametrdən biri), eləcə də müşahidə olunan obyektin parlaqlığı və ölçüsü (bu parametrlər bizə də məlumdur) məlumdursa, onda biz müəyyən edə bilərik. obyektin özünə olan məsafə.

Əslində, obyektin parlaqlığının və ölçüsünün yalnız təxmini xüsusiyyətləri ilə kifayətlənmək lazımdır. Əgər astronom hansısa uzaq qalaktikada fövqəlnova partlayışını müşahidə edirsə, onun parlaqlığını ölçmək üçün qonşuluqda yerləşən digər fövqəlnovaların müvafiq parametrlərindən istifadə edilir; bu fövqəlnovaların püskürdüyü şəraitin oxşar olduğunu və müşahidəçi ilə kosmik obyekt arasında heç bir müdaxilənin olmadığını fərz edirik. Astronomlar ulduzun müşahidəsini təyin edən aşağıdakı üç amili ayırırlar: ulduzların təkamülü (yaşından və məsafəsindən asılı olaraq cisimlər arasındakı fərq), ekzogen amil (müşahidə olunan obyektlərin real koordinatları hipotetiklərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirsə) və müdaxilə faktoru (məsələn, toz kimi işıq müdaxiləsinin keçdiyi təqdirdə) - və bu, digər naməlum amillər arasındadır.

Müşahidə olunan obyektin parlaqlığını (və ya ölçüsünü) ölçməklə, "parlaqlıq / məsafə" nisbətindən istifadə edərək, obyektin müşahidəçidən məsafəsini müəyyən edə bilərsiniz. Üstəlik, cismin qırmızı yerdəyişməsinin xüsusiyyətlərinə görə, cisimdən gələn işığın Yerə çatdığı müddət ərzində kainatın genişlənmə dərəcəsini müəyyən etmək mümkündür. Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin bəhs etdiyi maddə-enerji və məkan-zaman arasındakı əlaqədən istifadə edərək, mövcud olan müxtəlif maddə və enerji formalarının bütün mümkün birləşmələrini nəzərdən keçirmək olar. Bu an Kainatda.

Ancaq bu hamısı deyil!

Əgər kainatın hansı hissələrdən ibarət olduğunu bilirsinizsə, ekstrapolyasiyadan istifadə edərək onun ölçüsünü müəyyən edə, həmçinin kainatın təkamülünün istənilən mərhələsində nələrin baş verdiyini və o zaman enerji sıxlığının nə qədər olduğunu öyrənə bilərsiniz. Bildiyiniz kimi, kainat aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir:

- 0,01% - radiasiya (fotonlar);

- 0,1% - neytrinolar (fotonlardan ağır, lakin elektronlardan milyon dəfə yüngül);

- 4,9% - adi maddə, o cümlədən planetlər, ulduzlar, qalaktikalar, qaz, toz, plazma və qara dəliklər;

- 27% - qaranlıq maddə, yəni. qravitasiya qarşılıqlı təsirində iştirak edən, lakin bütün hissəciklərdən fərqlənən növü standart model;

— 68% — qaranlıq enerji kainatın genişlənməsinə səbəb olur.

Gördüyünüz kimi, qaranlıq enerji vacib bir şeydir, bu yaxınlarda kəşf edilmişdir. Tarixinin ilk doqquz milyard ilində kainat əsasən materiyadan (adi maddə ilə qaranlıq maddənin birləşməsi şəklində) ibarət idi. Bununla belə, ilk bir neçə minillikdə radiasiya (fotonlar və neytrinolar şəklində) maddədən daha vacib bir tikinti materialı idi!

Qeyd edək ki, kainatın bu tərkib hissələrinin hər biri (yəni radiasiya, maddə və qaranlıq enerji) onun genişlənmə sürətinə fərqli təsir göstərir. Kainatın 46,1 milyard işıq ili genişliyində olduğunu bilsək belə, keçmişin istənilən nöqtəsində kainatın ölçüsünü hesablamaq üçün onun təkamülünün hər mərhələsində onun tərkib elementlərinin dəqiq birləşməsini bilməliyik.

- kainatın təxminən üç yaşı olanda Süd Yolunun diametri yüz min işıq ili idi;

- kainat bir yaşında olanda indikindən qat-qat isti və sıx idi; orta temperatur iki milyon dərəcə Kelvin keçdi;

- doğulduqdan bir saniyə sonra kainat çox isti idi ki, onda sabit nüvələr əmələ gələ bilməyəcək; o anda protonlar və neytronlar isti plazma dənizində üzürdülər. Bundan əlavə, o dövrdə kainatın radiusu (əgər biz Günəşi dairənin mərkəzi kimi qəbul etsək) elə idi ki, bizə ən yaxın mövcud olan bütün ulduz sistemlərindən yalnız yeddisi təsvir edilən dairəyə sığa bilər, onlardan ən uzaqı. Ross 154 olardı (Ross 154 - Oxatan bürcünün ulduzu, Günəşdən 9,69 işıq ili məsafəsi - təqribən. başına);

- kainatın yaşı saniyənin yalnız trilyonda biri olanda onun radiusu Yerdən Günəşə qədər olan məsafəni keçmirdi; o dövrdə kainatın genişlənmə sürəti indikindən 1029 dəfə çox idi.

İstəyirsinizsə, inflyasiyanın son mərhələsində nə baş verdiyini görə bilərsiniz, yəni. dərhal əvvəl böyük partlayış. Kainatın yaranmasının ən erkən mərhələsindəki vəziyyətini təsvir etmək üçün təklik hipotezindən istifadə etmək olar, lakin inflyasiya fərziyyəsi sayəsində təkliyə ehtiyac tamamilə aradan qaldırılır. Təklik əvəzinə, mövcud kainatı başlatan isti və sıx genişlənmə baş verməzdən əvvəl bir müddət ərzində baş verən kainatın çox sürətli genişlənməsindən (yəni inflyasiyadan) danışırıq. İndi keçək kainatın şişməsinin son mərhələsinə (mənfi 30-da 10 - mənfi 35 saniyədə 10 arasındakı zaman intervalı). Gəlin görək inflyasiyanın dayandığı və böyük partlayış baş verdiyi anda kainatın ölçüsü nə idi.

Burada söhbət kainatın müşahidə olunan hissəsindən gedir. Onun həqiqi ölçüsü əlbəttə ki, daha böyükdür, lakin nə qədər olduğunu bilmirik. Ən yaxşı təxmində (Sloan Rəqəmsal Səma Tədqiqatında (SDSS) olan məlumatlar və Plank Kosmik Rəsədxanasından alınan məlumat əsasında), əgər kainat əyri və çökürsə, onda onun müşahidə olunan hissəsi “qeyri-əyri”dən o qədər fərqlənə bilməz. ” onun bütün radiusu müşahidə edilən hissənin radiusundan ən azı 250 dəfə çox olmalıdır.

Həqiqətdə kainatın ölçüsü hətta sonsuz ola bilər, çünki onun inflyasiyanın ilkin mərhələlərində necə davranması saniyənin son hissələri istisna olmaqla, bizə məlum deyil. Ancaq Böyük Partlayışdan əvvəl ən son anda (mənfi 30-da 10-dan mənfi 35-də 10-a qədər) kainatın müşahidə edilə bilən hissəsində inflyasiya zamanı baş verənlərdən danışsaq, burada kainatın ölçüsünü bilirik: o 17 santimetr (mənfi 35 saniyədə 10 ilə) və 168 metr (mənfi 30 saniyədə 10) arasında dəyişir.

On yeddi santimetr nədir? Demək olar ki, futbol topunun diametrinə bərabərdir. Beləliklə, əgər kainatın verilmiş ölçülərindən hansının real olana daha yaxın olduğunu bilmək istəyirsinizsə, bu rəqəmə sadiq qalın. Və ölçüsünün bir santimetrdən az olduğunu düşünsəniz? Bu çox azdır; lakin kosmik mikrodalğalı şüalanmanın qoyduğu məhdudiyyətləri nəzərə alsaq, belə çıxır ki, kainatın genişlənməsi belə bir şeylə bitə bilməzdi. yüksək səviyyə enerjilər və buna görə də yuxarıda "Böyük Partlayış"ın ən başlanğıcında qeyd olunan kainatın ölçüsü (yəni bir santimetrdən çox olmayan ölçü) istisna edilir. Əgər kainatın ölçüsü indiki ölçüsünü keçibsə, onda bu halda onun müşahidə olunmayan hissəsinin varlığından danışmaq mənasızdır (bu, yəqin ki, düzgündür), lakin bu hissəni ölçmək üçün heç bir yolumuz yoxdur.

Beləliklə, kainatın yarandığı zaman ölçüləri nə idi? Ən səlahiyyətlilərə görə riyazi modellər inflyasiyanın mərhələsini təsvir edəndə məlum olur ki, kainatın yarandığı zaman ölçüsü insan başı ölçüsü ilə göydələnlərlə tikilmiş şəhər bloku arasında bir yerdə dəyişəcək. Və orada, görürsən, cəmi 13,8 milyard il keçəcək - və yaşadığımız kainat meydana çıxdı.

Müşahidə etdiyimiz kainatın olduqca müəyyən sərhədləri olduğunu bilirdinizmi? Biz Kainatı sonsuz və anlaşılmaz bir şeylə əlaqələndirməyə öyrəşmişik. Lakin müasir elm Kainatın “sonsuzluğu” sualına belə “açıq-aşkar” suala tamamilə fərqli cavab təklif edir.

görə müasir ideyalar, müşahidə edilə bilən kainatın ölçüsü təqribən 45,7 milyard işıq ili (və ya 14,6 gigaparsek) təşkil edir. Bəs bu rəqəmlər nə deməkdir?

Ağlına gələn ilk sual adi insan Necə ola bilər ki, kainat ümumiyyətlə sonsuz olmasın? Belə görünür ki, ətrafımızda mövcud olan hər şeyin anbarının sərhədləri olmamalıdır. Əgər bu sərhədlər mövcuddursa, onlar nəyi təmsil edir?

Tutaq ki, hansısa astronavt kainatın sərhədlərinə uçdu. Onun qarşısında nə görəcək? Bərk divar? Yanğın maneəsi? Və bunun arxasında nə dayanır - boşluq? Başqa bir kainat? Bəs boşluq və ya başqa bir Kainat bizim kainatın sərhəddində olduğumuz anlamına gələ bilərmi? Bu, "heç bir şey" olmadığı anlamına gəlmir. Boşluq və başqa bir Kainat da "bir şeydir". Ancaq Kainat tamamilə hər şeyi "bir şey" ehtiva edən bir şeydir.

Mütləq bir ziddiyyətə gəlirik. Belə çıxır ki, Kainatın sərhədi olmamalı olan bir şeyi bizdən gizlətməlidir. Yaxud Kainatın sərhədi “hər şeyi” “bir şey”dən kənara çəkməlidir, lakin bu “nəsə” də “hər şeyin” bir hissəsi olmalıdır. Ümumiyyətlə, tam absurddur. O zaman elm adamları kainatımızın son ölçüsünü, kütləsini və hətta yaşını necə iddia edə bilərlər? Bu dəyərlər ağlasığmaz dərəcədə böyük olsa da, hələ də məhduddur. Elm aşkar olanlarla mübahisə edirmi? Bununla məşğul olmaq üçün əvvəlcə insanların müasir kainat anlayışına necə gəldiklərinə baxaq.

Sərhədlərin genişləndirilməsi

Qədim zamanlardan insan ətraf aləmin necə olması ilə maraqlanıb. Üç balina və qədimlərin kainatı izah etmək üçün digər cəhdlərinə misal gətirə bilməzsiniz. Bir qayda olaraq, sonda hər şey ona gəldi ki, hər şeyin əsası yer üzündəki qübbədir. Hətta antik dövrlərdə və orta əsrlərdə, astronomların planetlərin "sabit" boyunca hərəkət qanunları haqqında geniş biliyə malik olduqları zaman. göy sferası Yer kainatın mərkəzi olaraq qaldı.

Təbii ki, hətta Qədim Yunanıstan yerin günəş ətrafında fırlandığına inananlar var idi. Çoxlu dünyalardan, kainatın sonsuzluğundan danışanlar var idi. Lakin bu nəzəriyyələr üçün konstruktiv əsaslandırmalar yalnız elmi inqilabın döngəsində yarandı.

16-cı əsrdə Polşa astronomu Nikolay Kopernik kainat haqqında bilikdə ilk böyük irəliləyişə nail oldu. O, qəti şəkildə sübut etdi ki, Yer Günəş ətrafında fırlanan planetlərdən yalnız biridir. Belə bir sistem səma sferasında planetlərin belə mürəkkəb və mürəkkəb hərəkətinin izahını xeyli sadələşdirdi. Sabit Yer vəziyyətində astronomlar planetlərin bu davranışını izah etmək üçün hər cür dahiyanə nəzəriyyələr irəli sürməli idilər. Digər tərəfdən, Yer kürəsinin hərəkətli olduğu güman edilirsə, o zaman belə mürəkkəb hərəkətlərin izahı təbii olaraq gəlir. Beləliklə, astronomiyada “heliosentrizm” adlı yeni paradiqma gücləndi.

Çoxlu Günəş

Lakin bundan sonra da astronomlar kainatı “sabit ulduzlar sferası” ilə məhdudlaşdırmağa davam etdilər. 19-cu əsrə qədər işıqforlara qədər olan məsafəni hesablaya bilmirdilər. Bir neçə əsrdir ki, astronomlar Yer kürəsinin orbitdəki hərəkətinə nisbətən ulduzların mövqeyində sapmaları aşkar etməyə uğursuz cəhd edirdilər ( illik paralakslar). O dövrün alətləri belə dəqiq ölçmə aparmağa imkan vermirdi.

Nəhayət, 1837-ci ildə rus-alman astronomu Vasili Struve paralaksı ölçdü. Bu, kosmosun miqyasını anlamaqda yeni bir addım atdı. İndi alimlər əminliklə deyə bilərdilər ki, ulduzlar Günəşin uzaq oxşarlarıdır. Və işıqçımız artıq hər şeyin mərkəzi deyil, sonsuz ulduz çoxluğunun bərabər “rezidentidir”.

Astronomlar kainatın miqyasını anlamağa daha da yaxınlaşıblar, çünki ulduzlara olan məsafələr həqiqətən də dəhşətli olub. Hətta planetlərin orbitlərinin ölçüsü belə bir şeylə müqayisədə əhəmiyyətsiz görünürdü. Sonra ulduzların necə cəmləşdiyini başa düşmək lazım idi.

Bir çox Süd Yolları

Hələ 1755-ci ildə məşhur filosof İmmanuel Kant kainatın geniş miqyaslı quruluşunun müasir anlayışının əsaslarını əvvəlcədən təxmin edirdi. O, Süd Yolunun nəhəng fırlanan ulduz çoxluğu olduğunu fərz etdi. Öz növbəsində, bir çox müşahidə edilə bilən dumanlıqlar da daha uzaq "süd yolları" - qalaktikalardır. Buna baxmayaraq, 20-ci əsrə qədər astronomlar bütün dumanlıqların ulduz əmələgəlmə mənbələri olduğuna və Süd Yolunun bir hissəsi olduğuna inanırdılar.

Astronomlar qalaktikalar arasındakı məsafələri istifadə edərək ölçməyi öyrəndikdə vəziyyət dəyişdi. Bu tip ulduzların mütləq parlaqlığı onların dəyişkənlik müddətindən ciddi şəkildə asılıdır. Onların mütləq parlaqlığını görünən ilə müqayisə edərək, onlara olan məsafəni yüksək dəqiqliklə müəyyən etmək mümkündür. Bu üsul 20-ci əsrin əvvəllərində Einar Hertzschrung və Harlow Shelpie tərəfindən hazırlanmışdır. Onun sayəsində sovet astronomu Ernst Epik 1922-ci ildə Andromedaya qədər olan məsafəni təyin etdi və bu, Süd Yolunun ölçüsündən daha böyük bir miqyasda olduğu ortaya çıxdı.

Edwin Hubble Epicin öhdəliyini davam etdirdi. Digər qalaktikalardakı Sefeidlərin parlaqlığını ölçməklə, onların məsafəsini ölçdü və spektrlərindəki qırmızı sürüşmə ilə müqayisə etdi. Beləliklə, 1929-cu ildə o, məşhur qanununu hazırladı. Onun işi Süd Yolunun kainatın kənarı olduğuna dair köklü fikri qəti şəkildə təkzib etdi. İndi o, vaxtilə onu ayrılmaz bir hissəsi hesab edən çoxlu qalaktikalardan biri idi. Kantın fərziyyəsi onun inkişafından təxminən iki əsr sonra təsdiqləndi.

Sonradan, Hubble tərəfindən kəşf edilmiş qalaktikanın müşahidəçidən uzaqlığı ilə onun müşahidəçidən uzaqlaşma sürəti arasındakı əlaqə Kainatın irimiqyaslı quruluşunun tam mənzərəsini tərtib etməyə imkan verdi. Məlum oldu ki, qalaktikalar onun yalnız kiçik bir hissəsidir. Onlar çoxluqlara, çoxluqlar superklasterlərə bağlandı. Öz növbəsində, superklasterlər kainatın ən böyük məlum strukturlarına - filamentlərə və divarlara qatlanır. Nəhəng boşluqlara () bitişik olan bu strukturlar hazırda məlum olan kainatın geniş miqyaslı strukturunu təşkil edir.

Görünən sonsuzluq

Yuxarıda deyilənlərdən belə nəticə çıxır ki, cəmi bir neçə əsr ərzində elm tədricən geosentrizmdən kainatın müasir anlayışına doğru irəliləyib. Ancaq bu, bu gün kainatı niyə məhdudlaşdırdığımıza cavab vermir. Axı, indiyə qədər söhbət yalnız kosmosun miqyasından gedirdi, onun təbiətindən yox.

Kainatın sonsuzluğunu əsaslandırmaq qərarına gələn ilk şəxs İsaak Nyuton oldu. Ümumdünya cazibə qanununu kəşf edərək inanırdı ki, əgər kosmos sonlu olsaydı, onun bütün cisimləri gec-tez vahid bir bütövlükdə birləşəcək. Ondan əvvəl kimsə Kainatın sonsuzluğu fikrini ifadə etdisə, bu, yalnız fəlsəfi açarda idi. Heç bir elmi əsaslandırmadan. Buna misal olaraq Giordano Bruno-nu göstərmək olar. Yeri gəlmişkən, o da Kant kimi elmdən əsrlər boyu irəlidə idi. Ulduzların olduğunu ilk bildirən o oldu uzaq günəşlər və planetlər onların ətrafında fırlanır.

Görünür ki, sonsuzluq faktı olduqca ağlabatan və aşkardır, lakin 20-ci əsrin elmində dönüş nöqtələri bu “həqiqəti” sarsıtdı.

Stasionar Kainat

Kainatın müasir modelinin inkişafı istiqamətində ilk mühüm addım Albert Eynşteyn tərəfindən atıldı. sizin modeliniz stasionar kainat 1917-ci ildə təqdim edilən məşhur fizik. Bu model onun bir il əvvəl hazırladığı ümumi nisbilik nəzəriyyəsinə əsaslanırdı. Onun modelinə görə, kainat zaman baxımından sonsuz, məkanda isə sonludur. Ancaq əvvəllər qeyd edildiyi kimi, Nyutona görə, ölçüsü məhdud olan bir kainat çökməlidir. Bunun üçün Eynşteyn uzaq obyektlərin qravitasiya cazibəsini kompensasiya edən kosmoloji sabiti təqdim etdi.

Nə qədər paradoksal səslənsə də, Eynşteyn Kainatın sonluluğunu məhdudlaşdırmadı. Onun fikrincə, Kainat hipersferin qapalı qabığıdır. Bənzətmə adi bir şeyin səthidir üç ölçülü sfera, məsələn - dünya və ya Yer. Səyyah nə qədər Yer kürəsini gəzsə də, heç vaxt onun kənarına çata bilməz. Ancaq bu, Yerin sonsuz olması demək deyil. Səyyah sadəcə olaraq səyahətinə başladığı yerə qayıdacaq.

Hipersferin səthində

Eyni şəkildə, bir ulduz gəmisində Eynşteyn Kainatını aşan bir kosmos səyahətçisi yenidən Yerə qayıda bilər. Yalnız bu dəfə sərgərdan sferanın ikiölçülü səthində deyil, hipersferin üçölçülü səthində hərəkət edəcək. Bu o deməkdir ki, Kainatın sonlu həcmi, deməli, sonlu sayda ulduz və kütləsi var. Halbuki kainatın heç bir sərhədi və ya mərkəzi yoxdur.

Eynşteyn məşhur nəzəriyyəsində kosmos, zaman və cazibəni əlaqələndirərək belə nəticələrə gəlib. Ondan əvvəl bu anlayışlar ayrı hesab olunurdu, buna görə də Kainatın məkanı sırf Evklid idi. Eynşteyn sübut etdi ki, cazibə qüvvəsinin özü məkan-zamanın əyriliyidir. Bu, klassik Nyuton mexanikasına və Evklid həndəsəsinə əsaslanan kainatın təbiəti haqqında ilkin fikirləri kökündən dəyişdi.

Genişlənən Kainat

Hətta “yeni kainatın” kəşfinin özü də aldanmalara yad deyildi. Eynşteyn kainatı kosmosda məhdudlaşdırsa da, onu statik hesab etməyə davam etdi. Onun modelinə görə, kainat əbədi idi və əbədi olaraq qalır və ölçüsü həmişə dəyişməz olaraq qalır. 1922-ci ildə sovet fiziki Alexander Fridman bu modeli əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirdi. Onun hesablamalarına görə, kainat heç də statik deyil. Zamanla genişlənə və ya daralda bilər. Fridmanın eyni nisbilik nəzəriyyəsinə əsaslanan belə bir modelə gəlməsi diqqət çəkir. O, kosmoloji sabitdən yan keçərək bu nəzəriyyəni daha düzgün tətbiq etməyi bacarıb.

Albert Eynşteyn belə bir "düzəliş"i dərhal qəbul etmədi. Bu yeni modelin köməyinə əvvəllər qeyd olunan Hubble kəşfi gəldi. Qalaktikaların tənəzzülü Kainatın genişlənməsi faktını danılmaz şəkildə sübut etdi. Beləliklə, Eynşteyn səhvini etiraf etməli oldu. İndi Kainatın müəyyən bir yaşı var idi, bu, genişlənmə sürətini xarakterizə edən Hubble sabitindən ciddi şəkildə asılıdır.

Kosmologiyanın gələcək inkişafı

Alimlər bu problemi həll etməyə çalışdıqca Kainatın bir çox digər mühüm komponentləri kəşf edildi və onun müxtəlif modelləri işlənib hazırlandı. Beləliklə, 1948-ci ildə Georgi Qamov sonradan böyük partlayış nəzəriyyəsinə çevriləcək “qaynar kainat” fərziyyəsini təqdim etdi. 1965-ci ildəki kəşf onun şübhələrini təsdiqlədi. İndi astronomlar kainatın şəffaflaşdığı andan gələn işığı müşahidə edə bildilər.

1932-ci ildə Fritz Zwicky tərəfindən proqnozlaşdırılan qaranlıq maddə 1975-ci ildə təsdiqləndi. Qaranlıq maddə əslində qalaktikaların, qalaktika qruplarının mövcudluğunu və bütövlükdə Kainatın quruluşunu izah edir. Beləliklə, elm adamları kainatın kütləsinin çox hissəsinin tamamilə görünməz olduğunu öyrəndilər.

Nəhayət, 1998-ci ildə məsafənin tədqiqi zamanı Kainatın sürətlənmə ilə genişləndiyi məlum oldu. Elmdə bu növbəti dönüş nöqtəsi kainatın təbiəti haqqında müasir anlayışa səbəb oldu. Eynşteyn tərəfindən təqdim edilən və Fridman tərəfindən təkzib edilən kosmoloji əmsal yenidən Kainat modelində öz yerini tapdı. Kosmoloji əmsalın (kosmoloji sabit) olması onun sürətlənmiş genişlənməsini izah edir. Kosmoloji sabitin mövcudluğunu izah etmək üçün konsepsiya təqdim edildi - Kainatın kütləsinin çox hissəsini ehtiva edən hipotetik sahə.

Müşahidə edilə bilən kainatın ölçüsü ilə bağlı mövcud fikir

Kainatın hazırkı modeli ΛCDM modeli də adlanır. “Λ” hərfi kainatın sürətlənmiş genişlənməsini izah edən kosmoloji sabitin mövcudluğunu bildirir. "CDM" kainatın soyuq qaranlıq maddə ilə dolu olması deməkdir. Son tədqiqatlar göstərir ki, Hubble sabiti təxminən 71 (km/s)/Mpc təşkil edir ki, bu da Kainatın 13,75 milyard il yaşına uyğundur. Kainatın yaşını bilməklə, onun müşahidə olunan bölgəsinin ölçüsünü təxmin edə bilərik.

Nisbilik nəzəriyyəsinə görə, hər hansı cisim haqqında məlumat müşahidəçiyə işıq sürətindən (299792458 m/s) yüksək sürətlə çata bilməz. Belə çıxır ki, müşahidəçi təkcə obyekti deyil, onun keçmişini də görür. Obyekt ondan nə qədər uzaq olarsa, keçmişə bir o qədər uzaq görünür. Məsələn, Aya baxdıqda onun bir saniyədən bir qədər çox əvvəl necə olduğunu görürük, Günəş - səkkiz dəqiqədən çox əvvəl, ən yaxın ulduzlar - illər, qalaktikalar - milyonlarla il əvvəl və s. AT stasionar model Eynşteynə görə, Kainatın yaş həddi yoxdur, yəni onun müşahidə olunan sahəsi də heç nə ilə məhdudlaşmır. Getdikcə daha təkmil astronomik alətlərlə silahlanmış müşahidəçi getdikcə daha çox uzaq və qədim obyektləri müşahidə edəcək.

Kainatın müasir modeli ilə fərqli mənzərəmiz var. Buna görə, Kainatın bir yaşı var və buna görə də müşahidənin həddi var. Yəni, Kainat yaranandan bəri heç bir fotonun 13,75 milyard işıq ilindən çox məsafə qət etməyə vaxtı olmayacaqdı. Belə çıxır ki, müşahidə edilə bilən Kainatın müşahidəçidən radiusu 13,75 milyard işıq ili olan sferik bölgə ilə məhdudlaşdığını deyə bilərik. Lakin bu, tamamilə doğru deyil. Kainatın məkanının genişlənməsini unutma. Foton müşahidəçiyə çatana qədər onu yayan obyekt artıq bizdən 45,7 milyard işıq ili uzaqda olacaq. illər. Bu ölçü hissəcik üfüqüdür və müşahidə olunan kainatın sərhədidir.

Üfüqdə

Beləliklə, müşahidə olunan kainatın ölçüsü iki növə bölünür. Görünən ölçüyə Hubble radiusu da deyilir (13,75 milyard işıq ili). Və hissəcik üfüqü (45,7 milyard işıq ili) adlanan həqiqi ölçü. Bu üfüqlərin hər ikisinin heç də Kainatın həqiqi ölçüsünü xarakterizə etməməsi vacibdir. Birincisi, onlar müşahidəçinin kosmosdakı mövqeyindən asılıdır. İkincisi, onlar zamanla dəyişirlər. ΛCDM modelində hissəciklər üfüqü Hubble üfüqündən daha böyük sürətlə genişlənir. Bu tendensiyanın gələcəkdə dəyişib-dəyişməyəcəyi sualına müasir elm cavab vermir. Amma fərz etsək ki, Kainat sürətlənmə ilə genişlənməyə davam edir, onda indi gördüyümüz bütün obyektlər gec-tez “görmə sahəsindən” yox olacaq.

İndiyə qədər astronomların müşahidə etdiyi ən uzaq işıq QMİ-dir. Buna nəzər saldıqda elm adamları Kainatı Böyük Partlayışdan 380.000 il sonra olduğu kimi görürlər. Həmin an Kainat o qədər soyudu ki, bu gün radioteleskopların köməyi ilə çəkilən sərbəst fotonları buraxa bildi. O dövrdə Kainatda ulduzlar və qalaktikalar yox idi, yalnız davamlı hidrogen, helium və cüzi miqdarda digər elementlər buludu var idi. Bu buludda müşahidə edilən qeyri-homogenliklərdən sonra qalaktik qruplar əmələ gələcək. Məlum olub ki, məhz kosmik mikrodalğalı fon radiasiyasının qeyri-bərabərliyindən əmələ gələcək cisimlər hissəcik üfüqünə ən yaxın yerdə yerləşir.

Həqiqi Sərhədlər

Kainatın həqiqi, müşahidə olunmayan sərhədlərinin olub-olmaması hələ də psevdo-elmi fərziyyələrin mövzusudur. Bu və ya digər şəkildə hamı Kainatın sonsuzluğuna yaxınlaşır, lakin onlar bu sonsuzluğu tamam başqa cür şərh edirlər. Bəziləri Kainatı çoxölçülü hesab edir, burada bizim "yerli" üçölçülü Kainat onun təbəqələrindən yalnız biridir. Digərləri deyirlər ki, kainat fraktaldır - bu o deməkdir ki, bizim yerli kainat başqa bir hissəcik ola bilər. Çoxlu evrenin müxtəlif modellərini qapalı, açıq, paralel kainatlar, qurd dəlikləri. Və sayı yalnız insan təxəyyülü ilə məhdudlaşan daha çox, daha çox müxtəlif versiyalar.

Ancaq soyuq realizmi işə salsaq və ya sadəcə olaraq bütün bu fərziyyələrdən uzaqlaşsaq, kainatımızın bütün ulduzların və qalaktikaların sonsuz bircinsli konteyneri olduğunu güman edə bilərik. Üstəlik, hər hansı bir çox uzaq nöqtədə, istər bizdən milyardlarla gigaparsekdə olsun, bütün şərtlər tam olaraq eyni olacaq. Bu nöqtədə hissəcik üfüqü və Hubble sferası onların kənarında eyni relikt şüalanma ilə tam olaraq eyni olacaq. Ətrafda eyni ulduzlar və qalaktikalar olacaq. Maraqlıdır ki, bu, kainatın genişlənməsinə zidd deyil. Axı genişlənən təkcə Kainat deyil, həm də onun məkanıdır. Böyük partlayış anında Kainatın bir nöqtədən yaranması faktı, o vaxtkı sonsuz kiçik (praktiki olaraq sıfır) ölçülərin indi ağlasığmaz dərəcədə böyük ölçülərə çevrildiyini göstərir. Gələcəkdə biz müşahidə olunan Kainatın miqyasını aydın başa düşmək üçün bu fərziyyədən istifadə edəcəyik.

Vizual təmsil

Müxtəlif mənbələr insanlara kainatın miqyasını dərk etməyə imkan verən hər cür vizual modelləri təqdim edir. Bununla belə, kosmosun nə qədər böyük olduğunu dərk etmək bizim üçün kifayət deyil. Hubble horizontu və hissəcik üfüqü kimi anlayışların əslində necə təzahür etdiyini başa düşmək vacibdir. Bunun üçün addım-addım modelimizi təsəvvür edək.

Unutmayaq ki, müasir elmin Kainatın "yad" bölgəsi haqqında məlumatı yoxdur. Çoxlu kainatlar, fraktal Kainat və onun digər "çeşidləri" ilə bağlı versiyaları rədd edərək, onun sadəcə sonsuz olduğunu təsəvvür edək. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, bu, onun məkanının genişlənməsinə zidd deyil. Təbii ki, onun Hubble sferasının və hissəciklər sferasının müvafiq olaraq 13,75 və 45,7 milyard işıq ili olduğunu nəzərə alırıq.

Kainatın miqyası

START düyməsini basın və yeni, naməlum dünya kəşf edin!
Başlamaq üçün gəlin Universal tərəzilərin nə qədər böyük olduğunu başa düşməyə çalışaq. Əgər siz planetimizin ətrafında səyahət etmisinizsə, Yerin bizim üçün nə qədər böyük olduğunu yaxşı təsəvvür edə bilərsiniz. İndi planetimizi yarım futbol meydançası boyda qarpız-Günəş ətrafında orbitdə hərəkət edən qarabaşaq dənəsi kimi təsəvvür edin. Bu halda, Neptunun orbiti kiçik bir şəhərin ölçüsünə, ərazisi Aya, Günəşin təsir sərhədi sahəsi Marsa uyğun olacaq. Belə çıxır ki, bizim günəş sistemimiz də elədir daha çox torpaq Mars daha nə qədər qarabaşaq yarmasıdır! Ancaq bu yalnız başlanğıcdır.

İndi təsəvvür edin ki, bu qarabaşaq yarması bizim sistemimiz olacaq, ölçüsü təxminən bir parsekə bərabərdir. O zaman Samanyolu iki futbol stadionu boyda olacaq. Lakin bu, bizim üçün kifayət etməyəcək. Süd yolunu bir santimetr ölçüsünə qədər azaltmalı olacağıq. O, bir növ qəhvə-qara interqalaktik məkanın ortasında burulğana bükülmüş qəhvə köpüyünə bənzəyəcək. Ondan iyirmi santimetr aralıda eyni spiral "körpə" var - Andromeda dumanlığı. Onların ətrafında Yerli Klasterimizdə kiçik qalaktikalar sürüsü olacaq. Kainatımızın görünən ölçüsü 9,2 kilometr olacaq. Biz universal ölçüləri dərk etmişik.

Universal qabarcığın içərisində

Bununla belə, miqyasın özünü dərk etmək bizim üçün kifayət deyil. Kainatı dinamikada dərk etmək vacibdir. Özümüzü nəhənglər kimi təsəvvür edin, onlar üçün Süd Yolunun diametri bir santimetrdir. İndi qeyd edildiyi kimi, biz özümüzü radiusu 4,57 və diametri 9,24 kilometr olan bir topun içində tapacağıq. Təsəvvür edin ki, biz bu topun içində uça bilirik, səyahət edirik, bütün meqaparsekləri bir saniyəyə qət edə bilirik. Kainatımız sonsuz olsa, nə görəcəyik?

Təbii ki, qarşımızda saysız-hesabsız hər cür qalaktika görünəcək. Elliptik, spiral, nizamsız. Bəzi ərazilər onlarla dolu olacaq, digərləri isə boş olacaq. Əsas xüsusiyyət odur ki, vizual olaraq onların hamısı hərəkətsiz olacaq, biz isə hərəkətsiz olacağıq. Amma biz bir addım atan kimi qalaktikalar özləri hərəkətə başlayacaqlar. Məsələn, əgər biz mikroskopik Günəş sistemini santimetrlik Süd yolu ilə görə bilsək, onun inkişafını müşahidə edə bilərik. Qalaktikamızdan 600 metr uzaqlaşaraq, yaranma zamanı proto-ulduz Günəşi və protoplanetar diski görəcəyik. Ona yaxınlaşaraq, Yerin necə göründüyünü, həyatın necə doğulduğunu və insanın necə göründüyünü görəcəyik. Eyni şəkildə qalaktikaların onlardan uzaqlaşdıqca və ya yaxınlaşdıqca necə dəyişdiyini və hərəkət etdiyini görəcəyik.

Buna görə də daha çox uzaq qalaktikalar baxacağıq, onlar bizim üçün bir o qədər qədim olacaqlar. Beləliklə, ən uzaq qalaktikalar bizdən 1300 metrdən daha uzaqda yerləşəcək və 1380 metrin döngəsində biz artıq relikt şüalanma görəcəyik. Düzdür, bu məsafə bizim üçün xəyali olacaq. Lakin QMİ-yə yaxınlaşdıqca maraqlı mənzərənin şahidi olacağıq. Təbii ki, ilkin hidrogen buludundan qalaktikaların necə əmələ gəlib inkişaf edəcəyini müşahidə edəcəyik. Bu əmələ gələn qalaktikalardan birinə çatanda başa düşəcəyik ki, biz ümumiyyətlə 1.375 kilometr deyil, 4.57 kilometrin hamısını qət etmişik.

Kiçilmə

Nəticədə ölçülərimizi daha da artıracağıq. İndi bütün boşluqları və divarları yumruğa yerləşdirə bilərik. Beləliklə, özümüzü oradan çıxmaq mümkün olmayan kiçik bir qabarcığın içində tapacağıq. Baloncuğun kənarındakı cisimlərə yaxınlaşdıqca onlara olan məsafə nəinki artacaq, həm də kənarın özü qeyri-müəyyən müddətə hərəkət edəcəkdir. Müşahidə edilə bilən kainatın ölçüsünün bütün məqamı budur.

Kainatın nə qədər böyük olmasından asılı olmayaraq, müşahidəçi üçün o, həmişə məhdud bir qabarcıq olaraq qalacaq. Müşahidəçi həmişə bu qabarcığın mərkəzində olacaq, əslində o, onun mərkəzidir. Baloncuğun kənarındakı hansısa obyektə çatmağa çalışan müşahidəçi onun mərkəzini dəyişəcək. Obyektə yaxınlaşdıqca bu obyekt qabarcığın kənarından getdikcə uzaqlaşacaq və eyni zamanda dəyişəcək. Məsələn, formasız bir hidrogen buludundan tam hüquqlu bir qalaktikaya və ya daha sonra qalaktik klasterə çevriləcəkdir. Bundan əlavə, bu obyektə gedən yol ona yaxınlaşdıqca artacaq, çünki ətraf məkanın özü dəyişəcək. Bu obyektə çatdıqda, biz onu yalnız qabarcığın kənarından mərkəzinə keçirəcəyik. Kainatın kənarında relikt radiasiya da titrəyəcək.

Əgər kainatın sürətlə genişlənməyə davam edəcəyini fərz etsək, o zaman qabarcığın mərkəzində olmağımız və milyardlarla, trilyonlarla və daha da yüksək illər üçün fırlanma zamanını davam etdirəcəyik, daha da maraqlı mənzərənin şahidi olacağıq. Baloncuğumuz da ölçüdə artsa da, onun mutasiyaya uğrayan komponentləri bizdən daha sürətlə uzaqlaşaraq bu qabarcığın kənarını tərk edəcək, ta ki Kainatın hər bir zərrəciyi digər hissəciklərlə qarşılıqlı əlaqəyə girə bilmədən öz tənha qabarcığında bir-birindən ayrılacaq.

Deməli, müasir elm kainatın həqiqi ölçülərinin nədən ibarət olduğu və onun sərhədlərinin olub-olmaması barədə məlumatlara malik deyil. Amma biz dəqiq bilirik ki, müşahidə edilə bilən Kainatın müvafiq olaraq Hubble radiusu (13,75 milyard işıq ili) və hissəcik radiusu (45,7 milyard işıq ili) adlanan görünən və həqiqi sərhədi var. Bu sərhədlər müşahidəçinin kosmosdakı mövqeyindən tamamilə asılıdır və zamanla genişlənir. Əgər Hubble radiusu ciddi şəkildə işıq sürəti ilə genişlənirsə, onda hissəcik üfüqünün genişlənməsi sürətlənir. Onun hissəcik üfüqünün sürətlənməsinin daha da davam edib-etməyəcəyi və daralmaya keçib-keçməyəcəyi sualı açıq qalır.

Kainat dumanlıqlar, ulduz qrupları, ayrı-ayrı ulduzlar, onların peykləri olan planetlər, müxtəlif kometlər, asteroidlər və nəhayət, vakuumla, həmçinin qaranlıq maddə. O qədər böyükdür ki, onun nə qədər böyük olması sualının cavabının dolğunluğu, təəssüf ki, indiki texnoloji inkişaf səviyyəmizlə məhdudlaşır. Nə olursa olsun, kainatın ölçüsünü başa düşmək bir neçə əsas amili anlamaqdan ibarətdir. Bu amillərdən biri, məsələn, kosmosun necə davrandığını anlamaqla yanaşı, gördüyümüz şeyin sadəcə olaraq “müşahidə edilə bilən kainat” olduğunu başa düşməkdir. Biz Kainatın həqiqi ölçülərini tapa bilmirik, çünki imkanlarımız onun “kənarını” görməyə imkan vermir.

Görünən kainatın xaricində olan hər şey bizim üçün hələ də sirr olaraq qalır və bütün zolaqlardan olan astrofiziklər arasında sonsuz mübahisələrin və müzakirələrin mövzusudur. Bu gün cəhd edəcəyik sadə sözlərlə Kainatın ölçüsünü başa düşmək baxımından elmin indiyə qədər nələrə çatdığını izah etmək və onun təbiəti ilə bağlı ən yanan və çətin suallardan birinə cavab verməyə çalışacağıq. Ancaq əvvəlcə alimlərin kosmosda məsafəni necə təyin etməsinin əsas prinsiplərinə baxaq.

Kosmosda məsafəni təyin etməyin ən sadə üsulu işıqdan istifadə etməkdir. Ancaq işığın kosmosda necə hərəkət etdiyini nəzərə alsaq, Yerdən gördüyümüz cisimlərin kosmosda mütləq eyni görünməyəcəyini başa düşmək lazımdır. Həqiqətən də, uzaq obyektlərdən gələn işığın planetimizə çatması üçün onlarla, yüzlərlə, minlərlə, hətta on minlərlə il lazım ola bilər.

Bu, saniyədə 300.000 kilometrdir, lakin kosmos üçün belə nəhəng bir məkan üçün saniyə anlayışı ölçmə üçün ideal dəyər deyil. Astronomiyada məsafəni təyin etmək üçün işıq ili terminindən istifadə etmək adətdir. Bir işıq ili təqribən 9.460.730.472.580.800 metr məsafəyə bərabərdir və bizə nəinki məsafə haqqında fikir verir, həm də bir cismin işığının bizə nə qədər vaxt çatacağını söyləyə bilər.

Zaman və məsafə fərqinin ən sadə nümunəsi Günəşin işığıdır. Bizdən Günəşə olan orta məsafə təxminən 150.000.000 kilometrdir. Tutaq ki, Günəşi müşahidə etmək üçün uyğun bir teleskopunuz və göz qoruyucunuz var. Nəticə odur ki, teleskopla gördüyünüz hər şey əslində Günəşlə 8 dəqiqə əvvəl baş verib (işığın Yerə çatması üçün bu qədər vaxt lazımdır). Proksima Kentavrın işığı? Yalnız dörd ildən sonra bizə çatacaq. Və ya ən azı tezliklə fövqəlnova olmaq üzrə olan Betelgeuse kimi böyük bir ulduzu götürək. Bu hadisə indi baş versəydi, 27-ci əsrin ortalarına qədər bundan xəbərimiz olmayacaqdı!

İşıq və onun xassələri kainatın nə qədər böyük olduğunu anlamaqda əsas rol oynamışdır. Hazırda imkanlarımız müşahidə oluna bilən kainatın təqribən 46 milyard işıq ili məsafəsinə baxmağa imkan verir. Necə? Bütün bunlar astronomiyada fiziklərin və astronomların istifadə etdikləri məsafə miqyası sayəsində.

məsafə miqyası

Teleskoplar kosmik məsafələri ölçmək üçün alətlərdən sadəcə biridir və həmişə bu vəzifənin öhdəsindən gələ bilmirlər: məsafəsini ölçmək istədiyimiz obyekt nə qədər uzaqdırsa, bunu etmək bir o qədər çətindir. Radio teleskoplar yalnız günəş sistemimiz daxilində məsafələri ölçmək və müşahidələr aparmaq üçün əladır. Onlar həqiqətən də çox dəqiq məlumat təqdim etməyə qadirdirlər. Lakin onların effektivliyi kəskin şəkildə azaldığından, yalnız onların nəzərlərini günəş sistemindən kənara yönəltmək lazımdır. Bütün bu problemləri nəzərə alaraq astronomlar məsafənin ölçülməsi üçün başqa üsula - paralaksa müraciət etmək qərarına gəliblər.

Paralaks nədir? Üzərində izah edin sadə misal. Əvvəlcə bir gözü bağlayın və bir obyektə baxın, sonra digər gözü bağlayın və eyni obyektə yenidən baxın. Obyektin cüzi "mövqeyinin dəyişməsinə" diqqət yetirdinizmi? Bu "sürüşmə" paralaks adlanır, kosmosda məsafəni təyin etmək üçün istifadə edilən bir texnikadır. Metod bizə nisbətən yaxın olan ulduzlara gəldikdə əla işləyir - təxminən 100 işıq ili. Amma bu üsul səmərəsiz olanda alimlər başqalarına müraciət edirlər.

Məsafəni təyin etməyin növbəti üsulu "əsas ardıcıllıq üsulu" adlanır. Bu, müəyyən ölçülü ulduzların zamanla necə dəyişdiyinə dair biliklərimizə əsaslanır. Əvvəlcə elm adamları ulduzun parlaqlığını və rəngini müəyyən edir, sonra isə bu məlumatlar əsasında təxmini məsafəni çıxararaq göstəriciləri yaxınlıqdakı oxşar xüsusiyyətlərə malik ulduzlarla müqayisə edirlər. Yenə də bu üsul çox məhduddur və yalnız qalaktikamıza aid olan və ya 100.000 işıq ili radiusunda olan ulduzlar üçün işləyir.

Daha çox görmək üçün astronomlar Sefeid ölçmə metoduna etibar edirlər. Bu, parlaqlığın dəyişmə dövrü ilə ulduzun parlaqlığı arasında əlaqəni kəşf edən amerikalı astronom Henrietta Swan Leavitt-in kəşfinə əsaslanır. Bu üsul sayəsində bir çox astronom təkcə qalaktikamızın daxilində deyil, həm də onun xaricindəki ulduzlara olan məsafəni hesablaya bilib. Bəzi hallarda söhbət 10 milyon işıq ili məsafədən gedir.

Bununla belə, biz hələ Kainatın ölçüsü məsələsinə bir zərrə qədər yaxınlaşmamışıq. Buna görə də, biz qırmızı sürüşmə (və ya qırmızı sürüşmə) prinsipinə əsaslanan son ölçü alətinə müraciət edirik. Qırmızı yerdəyişmənin mahiyyəti Doppler effektinin prinsipinə bənzəyir. Dəmir yolu keçidini xatırlayın. Qatar siqnalının səsinin məsafə ilə necə dəyişdiyini, yaxınlaşdıqca ucalaşdığını və uzaqlaşdıqca daha sakitləşdiyini görmüsünüzmü?

İşıq eyni şəkildə işləyir. Yuxarıdakı spektroqrama baxın, qara xətlərə baxın? Onlar rəng udma sərhədlərini göstərir kimyəvi elementlər işıq mənbəyində və ətrafında yerləşir. Xətlər spektrin qırmızı hissəsinə nə qədər çox köçürülürsə, obyekt bizdən bir o qədər uzaqlaşır. Alimlər bu cür spektroqramlara əsaslanaraq cismin bizdən nə qədər sürətlə uzaqlaşdığını da müəyyən edirlər.

Beləliklə, biz rəvan və cavabımıza yaxınlaşdıq. Qırmızı yerdəyişən işığın çoxu təxminən 13,8 milyard il yaşı olan qalaktikalardan gəlir.

Yaş önəmli deyil

Əgər bunu oxuduqdan sonra müşahidə etdiyimiz Kainatın radiusunun cəmi 13,8 milyard işıq ili olduğu qənaətinə gəlmisinizsə, deməli, bir vacib detalı nəzərə almamısınız. Məsələ burasındadır ki, Böyük Partlayışdan sonrakı bu 13,8 milyard il ərzində Kainat genişlənməyə davam etdi. Başqa sözlə, bu o deməkdir ki, kainatımızın həqiqi ölçüsü göstərdiyimiz ilkin ölçülərdən çox böyükdür.

Buna görə də Kainatın həqiqi ölçüsünü öyrənmək üçün daha bir göstəricini, yəni Kainatın Böyük Partlayışdan sonra nə qədər sürətlə genişləndiyini nəzərə almaq lazımdır. Fiziklər nəhayət ehtiyac duyduqları rəqəmləri tapdıqlarını və görünən kainatın radiusunun hazırda təxminən 46,5 milyard işıq ili olduğuna əmin olduqlarını deyirlər.

Düzdür, onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu hesablamalar yalnız özümüzün görə bildiyimizə əsaslanır. Daha dəqiq desək, kosmosun dərinliklərində görmək mümkündür. Bu hesablamalar kainatın həqiqi ölçüsü ilə bağlı suala cavab vermir. Bundan əlavə, elm adamlarını kainatımızdakı daha uzaq qalaktikaların Böyük Partlayışdan dərhal sonra meydana çıxmış hesab edilə bilməyəcək qədər yaxşı formalaşdığı bir uyğunsuzluq çaşdırır. Bu inkişaf səviyyəsi daha uzun çəkdi.

Bəlkə biz hər şeyi görmürük?

Yuxarıda qeyd olunan izaholunmaz fakt bir sıra yeni problemlər açır. Bəzi elm adamları bu tam formalaşmış qalaktikaların inkişafının nə qədər vaxt alacağını hesablamağa çalışıblar. Məsələn, Oksford alimləri belə nəticəyə gəliblər ki, bütün kainatın ölçüsü müşahidə ediləndən 250 dəfə böyük ola bilər.

Müşahidə oluna bilən kainatdakı obyektlərə olan məsafələri həqiqətən ölçə bilirik, lakin bu xəttin kənarında nə olduğunu bilmirik. Əlbəttə, heç kim demir ki, elm adamları bunu öyrənməyə çalışmır, lakin yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi, bizim imkanlarımız texnoloji tərəqqi səviyyəmizlə məhdudlaşır. Bundan əlavə, bu məsələnin həllinə mane olan bütün faktorları nəzərə alaraq, elm adamlarının bütün kainatın əsl ölçüsünü heç vaxt bilməyəcəyi fərziyyəsini dərhal rədd etməməliyik.

Ayın diametri 3000 km, Yerin diametri 12800 km, Günəş 1,4 milyon km, Günəşdən Yerə olan məsafə isə 150 ​​milyon km-dir. Yupiterin diametri böyük planet bizim günəş sistemi- 150 min km. Təəccüblü deyil ki, onlar Yupiterin ulduz ola biləcəyini deyirlər, videoda Yupiterin yanındadır işləyir ulduz, ölçüsü () Yupiterdən də kiçikdir. Yeri gəlmişkən, Yupiterə toxunduğumuza görə eşitməmiş ola bilərsiniz, amma Yupiter Günəş ətrafında fırlanmır. Fakt budur ki, Yupiterin kütləsi o qədər böyükdür ki, Yupiter və Günəşin fırlanma mərkəzi Günəşdən kənardadır, beləliklə, həm Günəş, həm də Yupiter ümumi fırlanma mərkəzi ətrafında birlikdə fırlanır.

Bəzi hesablamalara görə, “Süd yolu” (Süd yolu) adlanan qalaktikamızda 400 milyard ulduz var. Bu, ən böyük qalaktikadan uzaqdır; qonşu Andromedada bir trilyondan çox ulduz var.

4:35-dəki videoda deyildiyi kimi, bir neçə milyard ildən sonra Süd Yolumuz Andromeda ilə toqquşacaq. Bəzi hesablamalara görə, bizə məlum olan, hətta gələcəkdə təkmilləşmiş istənilən texnologiyadan istifadə edərək, biz başqa qalaktikalara uça bilməyəcəyik, çünki onlar daim bizdən uzaqlaşırlar. Yalnız teleportasiya bizə kömək edə bilər. Bu pis xəbərdir.

Yaxşı xəbər budur ki, siz və mən elm adamlarının başqa qalaktikaları gördükləri və Böyük Partlayış və digər hadisələr haqqında nəzəriyyələr qura bildikləri vaxtda doğulmuşuq. Əgər biz çox gec, bütün qalaktikalar bir-birindən uzaqlara səpələndiyi zaman dünyaya gəlsəydik, o zaman çox güman ki, kainatın necə yarandığını, başqa qalaktikaların olub-olmadığını, Böyük Partlayışın olub olmadığını və s. öyrənə bilməyəcəkdik. . Hesab edərdik ki, bizim Süd Yolumuz (o vaxt Andromeda ilə birləşdi) bütün kosmosda yeganə və unikaldır. Ancaq şanslıyıq və bir şey bilirik. Yəqin ki.

Qayıdaq rəqəmlərə. Bizim kiçik Süd Yolumuzda 400 milyarda qədər ulduz var, qonşu Andromedada bir trilyondan çox, müşahidə olunan kainatda isə 100 milyarddan çox belə qalaktika var və onların bir çoxunda bir neçə trilyon ulduz var. Kosmosda çoxlu ulduzların olması inanılmaz görünə bilər, amma bir şəkildə amerikalılar öz qüdrətli ulduzlarını götürüb idarə etdilər. Hubble teleskopu səmamızda tamamilə boş bir yerə. Bir neçə gün onu müşahidə etdikdən sonra bu fotonu aldılar:

Səmamızın tamamilə boş yerində hər birində milyardlarla və trilyonlarla ulduz olan 10 min qalaktika (ulduz deyil) tapdılar. Budur, miqyas üçün səmamızda bu meydandır.

Müşahidə olunan kainatın xaricində nə baş verir, biz bilmirik. Gördüyümüz kainatın ölçüsü təxminən 91,5 milyard işıq ilidir. Sonrası bilinmir. Bəlkə də bütün kainatımız çoxlu kainatların qaynayan okeanında sadəcə bir qabarcıqdır. Hansı başqa fizikanın qanunları belə tətbiq oluna bilər, məsələn, Arximed qanunu işləmir və bucaqların cəmi 360 qr-a bərabər deyil.

Zövq alın. Videoda kainatın ölçüləri:

Hər birimiz ən azı bir dəfə necə böyük bir dünyada yaşadığımızı düşünmüşük. Planetimiz çoxlu şəhərlər, kəndlər, yollar, meşələr, çaylardır. İnsanların çoxu ömrü boyu bunun yarısını heç vaxt görmür. Planetin nəhəng miqyasını təsəvvür etmək çətindir, lakin daha çətin bir iş var. Kainatın ölçüsü bəlkə də ən inkişaf etmiş ağılın belə təsəvvür edə bilməyəcəyi bir şeydir. Müasir elmin bu barədə nə düşündüyünü anlamağa çalışaq.

Əsas anlayış

Kainat bizi əhatə edən, haqqında bildiyimiz və təxmin etdiyimiz hər şeydir. Əgər romantizmin intensivliyini azaldsaq, onda bu anlayış elmdə fiziki mövcud olan hər şeyi zaman aspektini və bütün elementlərin fəaliyyətini, qarşılıqlı əlaqəsini və s.

Təbii ki, Kainatın həqiqi ölçülərini təsəvvür etmək olduqca çətindir. Elmdə bu məsələ geniş şəkildə müzakirə olunur və hələlik konsensus yoxdur. Astronomlar öz fərziyyələrində bizim bildiyimiz kimi dünyanın formalaşması ilə bağlı mövcud nəzəriyyələrə, eləcə də müşahidələr nəticəsində əldə edilmiş məlumatlara əsaslanırlar.

Metaqalaktika

Müxtəlif fərziyyələr kainatı çoxu haqqında çox az şey bildiyimiz ölçüləri olmayan və ya danışa bilməyəcək qədər böyük bir məkan olaraq təyin edir. Tədqiqat üçün mövcud olan sahəni aydınlaşdırmaq və müzakirə etmək imkanını gətirmək üçün Metaqalaktika konsepsiyası təqdim edildi. Bu termin kainatın astronomik üsullarla müşahidə oluna bilən hissəsinə aiddir. Texnologiyanın və biliyin təkmilləşməsi sayəsində daim artır. Metaqalaktika müşahidə edilə bilən Kainatın bir hissəsidir - mövcud olduğu müddət ərzində maddənin çata bildiyi məkan mövcud vəziyyət. Kainatın ölçüsünün nə olduğunu başa düşməyə gəldikdə, əksər hallarda onlar Metaqalaktikadan danışırlar. Texnoloji inkişafın hazırkı səviyyəsi Yerdən 15 milyard işıq ilinə qədər məsafədə yerləşən obyektləri müşahidə etməyə imkan verir. Bu parametrin müəyyən edilməsində zaman, görünür, məkandan az rol oynamır.

Yaş və ölçü

Kainatın bəzi modellərinə görə, o, heç vaxt meydana çıxmayıb, əbədi olaraq mövcuddur. Bununla belə, bu gün hakim olan Böyük Partlayış nəzəriyyəsi dünyamızı “başlanğıc nöqtəsi” ilə təmin edir. Astronomların hesablamalarına görə, kainatın yaşı təxminən 13,7 milyard ildir. Əgər zamanda geriyə hərəkət etsəniz, Böyük Partlayışa qayıda bilərsiniz. Kainatın ölçüsünün sonsuz olub-olmamasından asılı olmayaraq, onun müşahidə olunan hissəsinin sərhədləri var, çünki işığın sürəti sonludur. Buraya Böyük Partlayışdan bəri yer üzündəki müşahidəçiyə təsir edə biləcək bütün yerlər daxildir. Müşahidə edilə bilən kainatın ölçüləri onun daimi genişlənməsi səbəbindən artır. Son hesablamalara görə, o, 93 milyard işıq ili sahəsi tutur.

Bir dəstə

Kainatın nə olduğunu görək. Kosmosun quru rəqəmlərlə ifadə olunan ölçüləri, əlbəttə ki, təəccüblüdür, lakin başa düşmək çətindir. Çoxları üçün Günəş kimi neçə sistemin ona uyğun olduğunu bilsələr, ətrafdakı dünyanın miqyasını dərk etmək daha asan olacaq.

Ulduzumuz və onun ətrafındakı planetlər Süd Yolunun yalnız kiçik bir hissəsidir. Astronomların fikrincə, Qalaktikada təxminən 100 milyard ulduz var. Onlardan bəziləri artıq ekzoplanetləri kəşf ediblər. Diqqət çəkən təkcə Kainatın ölçüsü deyil - artıq onun əhəmiyyətsiz hissəsi olan Süd Yolunun tutduğu məkan hörməti ilhamlandırır. İşığın qalaktikamızdan keçməsi yüz min il çəkir!

yerli qrup

Edvin Hablın kəşflərindən sonra inkişaf etməyə başlayan ekstraqalaktik astronomiya Samanyoluna bənzər bir çox quruluşu təsvir edir. Onun ən yaxın qonşuları Andromeda dumanlığı və Böyük və Kiçik Magellan Buludlarıdır. Bir neçə digər "peyk" ilə birlikdə onlar yerli qalaktikalar qrupunu təşkil edirlər. Qonşu oxşar formasiyadan təxminən 3 milyon işıq ili ilə ayrılır. Müasir bir təyyarənin belə bir məsafəni qət etməsi üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu təsəvvür etmək belə qorxuncdur!

Müşahidə olunub

Bütün yerli qruplar geniş bir məkanla ayrılır. Metaqalaktika Samanyoluna bənzər bir neçə milyard strukturu ehtiva edir. Kainatın ölçüsü həqiqətən heyrətamizdir. Bir işıq şüasının Süd yolundan Andromeda dumanlığına keçməsi 2 milyon il çəkir.

Bir kosmos parçası bizdən nə qədər uzaq olsa, onun hazırkı vəziyyəti haqqında bir o qədər az şey bilirik. İşıq sürətinin sonluluğuna görə alimlər yalnız belə obyektlərin keçmişi haqqında məlumat ala bilirlər. Eyni səbəblərə görə, artıq qeyd edildiyi kimi, astronomik tədqiqatlar üçün kainatın sahəsi məhduddur.

Başqa dünyalar

Ancaq kainatı xarakterizə edən heyrətamiz məlumatların hamısı bu deyil. Kosmosun ölçüləri, görünür, Metaqalaktikadan və müşahidə olunan hissədən xeyli artıqdır. İnflyasiya nəzəriyyəsi Multiverse kimi bir konsepsiya təqdim edir. O, çox güman ki, eyni anda formalaşan, bir-biri ilə kəsişməyən və müstəqil inkişaf edən çoxlu dünyalardan ibarətdir. Texnologiyanın hazırkı inkişaf səviyyəsi oxşar qonşu Kainatların biliyinə ümid vermir. Səbəblərdən biri də işıq sürətinin eyni sonluluğudur.

Kosmos elminin sürətli inkişafı kainatın nə qədər böyük olduğuna dair anlayışımızı dəyişir. Hazırki vəziyyət astronomiya, onun nəzəriyyələri və elm adamlarının hesablamalarını bilməyənlər üçün başa düşmək çətindir. Bununla belə, məsələnin səthi tədqiqi belə, bizim bir parçası olduğumuz dünyanın nə qədər geniş olduğunu və bu barədə hələ də nə qədər az məlumatlı olduğumuzu göstərir.