Орчлон ертөнцийн үүсэл, түүний өнгөрсөн ба ирээдүйн тухай асуудал эрт дээр үеэс хүмүүсийн санааг зовоож ирсэн. Олон зууны турш онолууд гарч ирж, үгүйсгэж, мэдэгдэж буй өгөгдөл дээр үндэслэн дэлхийн дүр зургийг санал болгодог. Шинжлэх ухааны ертөнцийг цочирдуулсан гол зүйл бол Эйнштейний харьцангуйн онол байв. Тэрээр мөн орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг үйл явцыг ойлгоход асар их хувь нэмэр оруулсан. Гэсэн хэдий ч харьцангуйн онол нь ямар ч нэмэлт зүйл шаарддаггүй эцсийн үнэн гэж хэлж чадахгүй байв. Технологийн сайжруулалт нь одон орон судлаачдад онолын шинэ суурийг бий болгох эсвэл одоо байгаа заалтуудыг ихээхэн өргөжүүлэх шаардлагатай урьд өмнө төсөөлшгүй нээлтүүдийг хийх боломжийг олгосон. Ийм үзэгдлийн нэг бол харанхуй бодис юм. Гэхдээ хамгийн түрүүнд хийх зүйл.
Өнгөрсөн өдрүүдийн тохиолдлууд
“Харанхуй бодис” гэсэн нэр томъёог ойлгохын тулд өнгөрсөн зууны эхэн үе рүү буцъя. Тэр үед орчлон ертөнцийг хөдөлгөөнгүй бүтэц гэсэн санаа давамгайлж байв. Үүний зэрэгцээ харьцангуйн ерөнхий онол (GR) эрт орой хэзээ нэгэн цагт таталцлын хүч бүх сансрын биетүүдийг нэг бөмбөгөнд "наалдахад" хүргэнэ гэж таамаглаж байсан.гравитацийн нуралт гэж нэрлэдэг. Сансрын биетүүдийн хооронд түлхэх хүч байхгүй. Харилцан таталцлыг одод, гаригууд болон бусад биетүүдийн байнгын хөдөлгөөнийг бий болгодог төвөөс зугтах хүчээр нөхдөг. Ингэснээр системийн тэнцвэрт байдал хадгалагдана.
Орчлон ертөнцийн онолын сүйрлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд Эйнштейн сансар судлалын тогтмолыг нэвтрүүлсэн - энэ нь системийг шаардлагатай хөдөлгөөнгүй байдалд хүргэдэг, гэхдээ яг тэр үед ямар ч тодорхой үндэслэлгүйгээр зохион бүтээгддэг.
Орчлонг тэлэх
Фридман, Хаббл хоёрын хийсэн тооцоолол, нээлт нь харьцангуйн ерөнхий онолын эв нэгдэлтэй тэгшитгэлийг шинэ тогтмолын тусламжтайгаар зөрчих шаардлагагүй гэдгийг харуулсан. Энэ нь батлагдсан бөгөөд өнөөдөр энэ баримт нь огт эргэлзэх зүйлгүй бөгөөд Орчлон ертөнц тэлж байна, тэр нэгэн цагт эхлэлтэй байсан бөгөөд хөдөлгөөнгүй байдлын тухай ярих боломжгүй юм. Сансар судлалын цаашдын хөгжил нь их тэсрэлтийн онол үүсэхэд хүргэсэн. Шинэ таамаглалын гол баталгаа нь цаг хугацааны явцад галактикуудын хоорондын зай нэмэгдэж байгаа явдал юм. Энэ нь хөрш зэргэлдээ сансрын системүүдийн бие биенээсээ салах хурдыг хэмжсэн нь хар матер, харанхуй энерги байдаг гэсэн таамаглалыг бий болгоход хүргэсэн.
Өгөгдөл онолтой нийцэхгүй байна
1931 онд
Фриц Цвики, дараа нь 1932, 1960-аад онд Ян Оорт нар алс холын бөөгнөрөл дэх галактикийн бодисын масс, тэдгээрийн бие биенээсээ салах хурдтай харьцааг тоолж байжээ. Эрдэмтэд үе үе ижил дүгнэлтэд хүрсэн: энэ хэмжээний бодис нь түүний үүсгэсэн таталцлыг барихад хангалтгүй юм.галактикууд хамтдаа ийм өндөр хурдтай хөдөлдөг. Звики, Оорт нар сансрын биетүүдийг өөр өөр чиглэлд тараахыг зөвшөөрдөггүй орчлон ертөнцийн харанхуй матери хэмээх далд масс байдаг гэж үзсэн.
Гэхдээ энэ таамаглалыг Вера Рубины ажлын үр дүнг зарласны дараа л далаад онд шинжлэх ухааны ертөнц хүлээн зөвшөөрсөн.
Тэр галактикийн материйн хөдөлгөөний хурд нь түүнийг системийн төвөөс тусгаарлах зайнаас хамааралтай болохыг тодорхой харуулсан эргэлтийн муруйг бүтээжээ. Онолын таамаглалаас ялгаатай нь оддын хурд галактикийн төвөөс холдох тусам буурдаггүй, харин нэмэгддэг нь тогтоогджээ. Гэрэлтэгчдийн ийм зан авирыг зөвхөн галактикт харанхуй матераар дүүрсэн гало байгаагаар тайлбарлаж болно. Ийнхүү одон орон ертөнцийн огт судлагдаагүй хэсэгтэй тулгарлаа.
Үйлчилгээ ба найрлага
Одоо байгаа ямар ч хэрэгслээр харагдахгүй тул ийм төрлийн бодисыг харанхуй гэж нэрлэдэг. Түүний оршихуйг шууд бус тэмдгээр хүлээн зөвшөөрдөг: харанхуй матер нь таталцлын талбарыг үүсгэдэг, гэхдээ бүрэн цахилгаан соронзон долгион үүсгэдэггүй.
Эрдэмтдийн өмнө гарч ирсэн хамгийн чухал ажил бол энэ зүйл юунаас бүрддэг вэ гэсэн асуултад хариулт авах явдал байв. Астрофизикчид үүнийг ердийн барион материалаар (барионы бодис нь их бага судлагдсан протон, нейтрон, электронуудаас бүрддэг) "дүүрэх" гэж оролдсон. Галактикуудын харанхуй гэрэлт цагираг нь авсаархан, сул цацрагтай оддыг багтаасан байдагбор одой болон массаараа Бархасбадьтай ойрхон асар том гаригууд. Гэсэн хэдий ч эдгээр таамаглал нь шалгалтын явцад батлагдаагүй байна. Барион матери нь танил бөгөөд мэдэгдэж байгаа тул галактикуудын далд массад чухал үүрэг гүйцэтгэж чадахгүй.
Өнөөдөр физик нь үл мэдэгдэх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хайж байна. Эрдэмтдийн практик судалгаа нь бичил ертөнцийн хэт тэгш хэмийн онол дээр суурилдаг бөгөөд үүний дагуу мэдэгдэж буй бөөмс бүрийн хувьд хэт тэгш хэмтэй хос байдаг. Эдгээр нь харанхуй бодисыг бүрдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч ийм тоосонцор байгааг нотлох баримт хараахан гараагүй байгаа тул энэ нь ойрын ирээдүйн асуудал байж магадгүй юм.
Хар энерги
Шинэ төрлийн матери нээсэн нь Орчлон ертөнцийн эрдэмтдэд зориулан бэлдсэн гайхшралыг зогсоосонгүй. 1998 онд астрофизикчдэд онолын өгөгдлийг баримттай харьцуулах дахин нэг боломж олдсон. Энэ жил биднээс алслагдсан галактикт суперновагийн дэлбэрэлтээр тэмдэглэгдсэн.
Одон орон судлаачид түүнд хүрэх зайг хэмжиж, олж авсан мэдээлэлд маш их гайхсан: од одоо байгаа онолын дагуу байх ёстой байснаас хамаагүй илүү дүрэлзэв. Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд цаг хугацаа өнгөрөх тусам нэмэгддэг нь тогтоогдсон: одоо их тэсрэлт болж байсан 14 тэрбум жилийн өмнөхөөс хамаагүй өндөр байна.
Таны мэдэж байгаагаар биеийн хөдөлгөөнийг хурдасгахын тулд энерги шилжүүлэх шаардлагатай байдаг. Орчлон ертөнцийг илүү хурдан тэлэх хүчийг хар энерги гэж нэрлэх болсон. Энэ бол сансар огторгуйн харанхуй материас дутуугүй нууцлаг хэсэг юм. Энэ нь зөвхөн онцлог шинж чанартай гэдгийг мэддэгОрчлон ертөнц даяар жигд тархсан бөгөөд түүний нөлөөг зөвхөн сансар огторгуйн асар том зайд л бүртгэх боломжтой.
Бас дахин сансар судлалын тогтмол
Хар энерги нь их тэсрэлтийн онолыг сэгсэрлээ. Шинжлэх ухааны ертөнцийн нэг хэсэг нь ийм бодис бий болох эсэх, үүнээс үүдэн тэлэлтийг хурдасгахад эргэлзэж байна. Зарим астрофизикчид мартагдсан Эйнштейний сансар судлалын тогтмолыг сэргээхийг оролдож байгаа бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны том алдаа гэсэн ангиллаас эхлээд ажлын таамаглалуудын тоонд орж болно. Түүний тэгшитгэлд байгаа нь таталцлын эсрэг хүчийг бий болгож, тэлэлтийн хурдатгалд хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч сансар судлалын тогтмол байсны зарим үр дагавар нь ажиглалтын мэдээлэлтэй тохирохгүй байна.
Өнөөдөр орчлон ертөнцийн ихэнх бодисыг бүрдүүлдэг хар матери болон харанхуй энерги нь эрдэмтдийн хувьд нууцлаг зүйл болоод байна. Тэдний мөн чанарын талаархи асуултанд ганц хариулт байдаггүй. Түүнээс гадна энэ нь сансар огторгуйн биднээс нууцалж буй сүүлчийн нууц биш байж магадгүй юм. Хар матери болон энерги нь орчлон ертөнцийн бүтцийн талаарх бидний ойлголтыг өөрчлөх шинэ нээлтүүдийн босго болж магадгүй.
