Орчлон ертөнц хөдөлгөөнгүй биш. Үүнийг 1929 онд буюу бараг 90 жилийн өмнө одон орон судлаач Эдвин Хаббл хийсэн судалгаагаар баталжээ. Галактикуудын хөдөлгөөнийг ажигласнаар түүнийг ийм санаа төрүүлсэн. 20-р зууны сүүлчээр астрофизикчдийн хийсэн өөр нэг нээлт бол орчлон ертөнц хурдатгалтайгаар тэлэхийг тооцоолсон явдал юм.
Орчлон ертөнц тэлэхийг юу гэж нэрлэдэг вэ
Орчлон ертөнцийн тэлэлт гэж эрдэмтэд юу гэж хэлснийг сонсоод зарим хүмүүс гайхдаг. Энэ нэрний ихэнх нь эдийн засаг, сөрөг хүлээлттэй холбоотой.
Инфляци гэдэг нь орчлон ертөнц гарч ирснийхээ дараа шууд, огцом хурдацтайгаар тэлэх үйл явц юм. Англи хэлнээс орчуулсан "inflation" - "pump up", "inflate".
Орчлон ертөнцийн инфляцийн онолын хүчин зүйл болох хар энерги байгаа эсэх талаарх шинэ эргэлзээг тэлэлтийн онолыг эсэргүүцэгчид ашиглаж байна.
Дараа нь эрдэмтэд хар нүхний газрын зургийг санал болгов. Эхний өгөгдөл нь дараагийн шатанд олж авсан мэдээллээс ялгаатай:
- Хамгийн их зайтай жаран мянган хар нүхарван нэгэн сая гаруй гэрлийн жилийн зайтай - дөрвөн жилийн өмнөх өгөгдөл.
- Арван гурван сая гэрлийн жилийн зайд орших нэг зуун наян мянган хар нүхний галактикууд. Эрдэмтэд, тэр дундаа Оросын цөмийн физикчид 2017 оны эхээр олж авсан мэдээлэл.
Энэ мэдээлэл нь орчлон ертөнцийн сонгодог загвартай зөрчилдөхгүй гэж астрофизикчид үзэж байна.
Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь сансар судлаачдын хувьд сорилт болж байна
Тэлэлтийн хурд нь сансар судлаач, одон орон судлаачдын хувьд үнэхээр сорилт юм. Үнэн бол сансар огторгуйчид орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь тогтмол параметргүй, тэлэлт хурдасч эхлэх үед зөрүү нь өөр хавтгайд шилжсэн гэдэгтэй маргахаа больсон нь үнэн. Маш алслагдсан 1-р төрлийн суперновагийн спектрийн роуминг өгөгдөл нь тэлэлт нь гэнэтийн үйл явц биш гэдгийг баталж байна.
Эрдэмтэд орчлон ертөнц эхний таван тэрбум жил хумигдсан гэж үздэг.
Их тэсрэлтийн эхний үр дагавар нь эхлээд хүчтэй тэлэлтийг өдөөж, дараа нь агшилт эхэлсэн. Гэвч хар энерги нь орчлон ертөнцийн өсөлтөд нөлөөлсөн хэвээр байна. Мөн хурдатгалтай.
Америкийн эрдэмтэд хурдатгал хэзээ эхэлснийг мэдэхийн тулд өөр өөр цаг үеийн орчлон ертөнцийн хэмжээг харуулсан газрын зургийг бүтээж эхэлжээ. Хэт шинэ одны дэлбэрэлт, түүнчлэн эртний галактик дахь харанхуй материйн концентрацийн чиглэлийг ажигласнаар сансар судлаачид хурдатгалын шинж чанарыг анзаарсан.
Орчлон яагаад "хурдасгаж" байна вэ
Эхэндээ Орчлон ертөнцийн хэмжээсийн эмхэтгэсэн газрын зураг дээр хурдатгалын утгууд нь шугаман бус харин синусоид болж хувирсан гэж үздэг. Үүнийг "орчлон ертөнцийн давалгаа" гэж нэрлэдэг байсан.
Орчлон ертөнцийн долгион нь хурдатгал нь тогтмол хурдтай яваагүй гэж хэлдэг: удааширч, дараа нь хурдассан. Тэгээд хэд хэдэн удаа. Эрдэмтэд Их тэсрэлтийн дараа 13.81 тэрбум жилийн дотор ийм долоон үйл явц болсон гэж үздэг.
Гэсэн хэдий ч сансар судлаачид хурдатгал-сааталтыг юу тодорхойлдог вэ гэсэн асуултад хараахан хариулж чадахгүй байна. Харанхуй энерги үүссэн энергийн талбар нь Орчлон ертөнцийн долгионд захирагддаг гэсэн таамаглалд хүргэдэг. Мөн нэг байрлалаас нөгөөд шилжихэд орчлон ертөнц хурдатгалаа тэлэх эсвэл удаашруулдаг.
Хэдийгээр аргументууд үнэмшилтэй байсан ч тэдгээр нь онол хэвээр байна. Астрофизикчид Планкийн тойрог замын дурангаас авсан мэдээлэл нь орчлон ертөнцөд долгион байдгийг батлах болно гэж найдаж байна.
Хар энерги илэрсэн үед
Ерээд оны үед суперновагийн дэлбэрэлтийн улмаас тэд анх удаагаа энэ тухай ярьж эхэлсэн. Хар энергийн мөн чанар тодорхойгүй байна. Хэдийгээр Альберт Эйнштейн харьцангуйн онолдоо сансрын тогтмолыг онцолсон байдаг.
1916 онд буюу зуун жилийн өмнө орчлон ертөнц өөрчлөгддөггүй хэвээр байсан. Гэвч таталцал хөндлөнгөөс оролцов: хэрэв орчлон ертөнц хөдөлгөөнгүй байсан бол сансар огторгуйн массууд бие биенээ байнга цохих болно. Эйнштейн сансрын түлхэлтийн хүчний улмаас таталцлыг тунхагласан.
Жорж Лемайтр үүнийг физикээр зөвтгөх болно. Вакуум нь энерги агуулдаг. Учир нь түүний эргэлзэх нь хүргэж байнабөөмсийн харагдах байдал болон тэдгээрийг цаашид устгах үед энерги нь түлхэх хүчийг олж авдаг.
Хаббл орчлон ертөнц тэлэхийг нотлохдоо Эйнштейн сансар судлалын тогтмолыг дэмий зүйл гэж нэрлэсэн.
Хар энергийн нөлөө
Орчлон ертөнц тогтмол хурдтайгаар хуваагдаж байна. 1998 онд 1-р төрлийн суперновагийн дэлбэрэлтүүдийн шинжилгээний дүнг дэлхий нийтэд танилцуулсан. Орчлон ертөнц илүү хурдацтай хөгжиж байгаа нь батлагдсан.
Энэ нь үл мэдэгдэх бодисоос болж тохиолддог бөгөөд үүнийг "хар энерги" гэж хочилдог байв. Энэ нь орчлон ертөнцийн бараг 70% -ийг эзэлдэг нь харагдаж байна. Хар энергийн мөн чанар, шинж чанар, мөн чанарыг судлаагүй ч эрдэмтэд бусад галактикт байсан эсэхийг тогтоохоор оролдож байна.
2016 онд тэд ойрын ирээдүйн тэлэлтийн хурдыг яг нарийн тооцоолсон боловч зөрүүтэй зүйл гарч ирэв: Орчлон ертөнц урьд өмнө нь астрофизикчдийн таамаглаж байснаас илүү хурдацтай тэлж байна. Эрдэмтдийн дунд хар энерги байгаа эсэх, түүний орчлон ертөнцийн хязгаарын тэлэлтийн хурдад үзүүлэх нөлөөллийн талаар маргаан гарчээ.
Орчлон ертөнцийн тэлэлт нь харанхуй энергигүйгээр явагддаг
Орчлон ертөнцийг харанхуй энергиэс тэлэх нь бие даасан байдлын тухай онолыг 2017 оны эхээр эрдэмтэд дэвшүүлсэн. Тэд тэлэлтийг Орчлон ертөнцийн бүтцэд гарсан өөрчлөлт гэж тайлбарладаг.
Будапешт, Хавайн их сургуулиудын эрдэмтэд тооцоолол болон бодит тэлэлтийн хурд хоорондын зөрүү нь сансар огторгуйн шинж чанарын өөрчлөлттэй холбоотой гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн байна. Өргөлтийн үед орчлон ертөнцийн загварт юу тохиолдохыг хэн ч тооцоогүй.
Хар энерги байдаг гэдэгт эргэлзэж эрдэмтэд тайлбарлахдаа: Хамгийн ихОрчлон ертөнцийн материйн их хэмжээний концентраци нь түүний тэлэлтэд нөлөөлдөг. Энэ тохиолдолд үлдсэн агуулга нь жигд тархсан байна. Гэсэн хэдий ч энэ баримт тодорхойгүй хэвээр байна.
Таамаглалынхаа үнэн зөвийг харуулахын тулд эрдэмтэд мини-орчлон ертөнцийн загварыг санал болгов. Тэд үүнийг бөмбөлгүүдийн багц хэлбэрээр танилцуулж, бөмбөлөг бүрийн өсөлтийн параметрийг массаас нь хамааран өөрийн хурдаар тооцоолж эхлэв.
Орчлон ертөнцийн энэхүү симуляци нь энергийг үл тоомсорлон өөрчлөгдөж болохыг эрдэмтэд харуулжээ. Хэрэв та харанхуй энергийг "хосвол" загвар өөрчлөгдөхгүй гэж эрдэмтэд хэлэв.
Ер нь бол мэтгэлцээн үргэлжилж байна. Хар энергийг дэмжигчид энэ нь орчлон ертөнцийн хил хязгаарын тэлэлтэд нөлөөлдөг гэж үздэг бол эсэргүүцэгчид нь материйн төвлөрөл чухал гэж маргаж байна.
Одоо ертөнцийн тэлэлтийн хурд
Эрдэмтэд Их тэсрэлтийн дараа орчлон ертөнц томорч эхэлсэн гэдэгт итгэлтэй байна. Дараа нь бараг арван дөрвөн тэрбум жилийн өмнө Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд гэрлийн хурдаас илүү байсан нь тогтоогджээ. Цаашид ч өссөөр байна.
Стивен Хокинг, Леонард Млодинов нарын хамгийн богино хугацааны түүхэнд орчлон ертөнцийн хил хязгаарын тэлэлтийн хурд тэрбум жилд 10%-иас хэтрэхгүй гэж тэмдэглэжээ.
Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурдыг тодорхойлохын тулд 2016 оны зун Нобелийн шагналт Адам Рисс бие биентэйгээ ойрхон галактикийн лугшилттай Цефеид хүртэлх зайг тооцоолжээ. Эдгээр өгөгдөл нь хурдыг тооцоолох боломжийг бидэнд олгосон. Хамгийн багадаа гурван сая гэрлийн жилийн зайд орших галактикууд бараг 73 км/с хурдтайгаар холдох боломжтой нь тогтоогдсон.
Үр дүн нь гайхалтай байсан: тойрог замын телескопууд, ижил Планк 69 км/с хурдтай байсан. Яагаад ийм ялгаа бүртгэгдсэн бэ гэдэгт эрдэмтэд хариулж чадахгүй байна: тэд орчлон ертөнц тэлэлтийн онол дээр үндэслэсэн харанхуй материйн гарал үүслийн талаар юу ч мэдэхгүй.
Харанхуй цацраг
Орчлон ертөнцийн "хурдатгал"-ын өөр нэг хүчин зүйлийг одон орон судлаачид Хабблын тусламжтайгаар нээсэн. Харанхуй цацраг нь орчлон ертөнц үүсэх хамгийн эхэн үед үүссэн гэж үздэг. Дараа нь түүнд хамаагүй илүү их энерги байсан.
Хар цацраг нь орчлон ертөнцийн хил хязгаарыг тэлэх хар энергид "тусалсан". Эрдэмтэд хурдатгалын хурдыг тодорхойлоход гарсан зөрүү нь энэхүү цацрагийн шинж чанар тодорхойгүй байсантай холбоотой гэж үзэж байна.
Хаббл-ын цаашдын ажил нь ажиглалтыг илүү нарийвчлалтай болгоно.
Нууцлаг энерги орчлонг сүйрүүлж чадна
Эрдэмтэд ийм хувилбарыг хэдэн арван жилийн турш бодож байгаа бөгөөд энэ нь зүгээр нэг таамаг төдий зүйл биш гэдгийг Планкийн сансрын ажиглалтын төвийн мэдээллээс харж болно. Тэдгээрийг 2013 онд нийтэлсэн.
"Планк" нь орчлон ертөнцийн 380 орчим мянган жилийн настай үед үүссэн Их тэсрэлтийн "цуурай"-ыг хэмжсэн бөгөөд температур нь 2700 градус байжээ. Мөн температур өөрчлөгдсөн. "Планк" мөн орчлон ертөнцийн "бүрэлдэхүүнийг" тодорхойлсон:
- бараг 5% - од, сансрын тоос, сансрын хий, галактик;
- бараг 27% нь харанхуй материйн масс;
- 70% орчим нь хар энерги юм.
Физикч Роберт Колдуэлл хар энерги нь өсөх чадвартай гэж зөвлөсөн. Мөн энэ энерги нь орон зай-цаг хугацааг салгах болно. Галактик ойрын хорин тавин тэрбум жилийн дотор холдоно гэж эрдэмтэн үзэж байна. Энэ үйл явц нь орчлон ертөнцийн хил хязгаарыг тэлэхийн хэрээр явагдах болно. Энэ нь Сүүн замыг одноос салгаж, мөн задрах болно.
Сансар ойролцоогоор жаран сая жилийг хэмжсэн. Нар бүдгэрч буй одой од болж, гаригууд түүнээс салах болно. Дараа нь дэлхий дэлбэрнэ. Дараагийн гучин минутын дотор орон зай атомуудыг задлах болно. Эцсийн зүйл бол орон зай-цаг хугацааны бүтцийг устгах болно.
Сүүн зам "нисдэг" газар
Иерусалемийн одон орон судлаачид Сүүн зам хамгийн дээд хурддаа хүрсэн нь Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурдаас ч өндөр байгаа гэдэгт итгэлтэй байна. Эрдэмтэд үүнийг галактикийн хамгийн том бөөгнөрөл гэгддэг Сүүн зам "Агуу Татагч"-ыг хүссэнээр тайлбарлаж байна. Тиймээс Сүүн зам сансрын цөлийг орхин одно.
Эрдэмтэд орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурдыг хэмжихийн тулд өөр өөр арга хэрэглэдэг тул энэ параметрийн хувьд ганц үр дүн байхгүй.
