Супер хүч. Байгалийн нэгдмэл онолыг эрэлхийлж байна. Орчлон ертөнцийн үүсэл ба хувьсал: Их тэсрэлтийн онол Их тэсрэлт болон анхны галактикууд үүссэн үе

Манай Галактик - Сүүн зам нь спираль хэлбэрийн галактик гэж нэрлэгддэг (S - Галактикууд) бөгөөд тэдгээр нь устөрөгчийн хий, тоос, тод спираль гартай оддын эргэдэг диск юм (Зураг 1.6). Энэ бол одон орны нарийн төвөгтэй объект бөгөөд гол хэсэг, төв хэсэгт зузаарсан - товойсон (Англи хэлний "buldge" гэсэн үгнээс), гало болон дискнээс бүрддэг (Зураг 1.7). Дискний төв хэсэгт байрлах өтгөн цөм нь ихэвчлэн хуучин оддыг агуулдаг бөгөөд хий, тоосгүй байдаг. Манай Галактикийн зүрхэнд оршдог хар нүх (Хар нүхнүүдийг А.М. Черепашчук "Хар нүх").
Саяхан тойрог замд байдаг Чандра рентген ажиглалтын газар Галактикийн төвд хүчтэй рентген туяаг бүртгэж авсан нь хар нүхний хэмжээг тодорхойлох боломжтой болсон - Дэлхийгээс Нар хүртэлх зайнаас хэтрэхгүй.
Галактикийн диск нь хий, тоос, гол төлөв залуу ододоор дүүрсэн байдаг. Дискний диаметр нь 30,000 парсек (Pc), товойсон хэмжээ нь 8,000 Pc юм. Бараг бүх одод, хий, тоосны ихэнх хэсэг нь дискний спираль гарт төвлөрдөг.
Диск нь бөмбөрцөг галогоор хүрээлэгдсэн байдаг. Түүний хэмжээ нь дискний хөндлөн хэмжээнээс их хэмжээний дараалал юм. Гало нь ховор од, оддын бөөгнөрлийг агуулдаг - олон зуун мянган оддын бөөгнөрөл. Үүнээс гадна Halo байна харанхуй бодис("хар бодис") нь таталцлын нөлөөгөөр тодорхойлогддог. Хар матери Галактикийн массыг дор хаяж хэд дахин нэмэгдүүлдэг.
Бидэнд хамгийн ойрхон од болох Нар нь манай галактикийн төвөөс ~25,000 PC-ийн зайд Орионы спиральд байрладаг. Нар бол харьцангуй залуу од бөгөөд 5 тэрбум жилийн настай. Сүүн зам нь нарнаас дор хаяж хоёр дахин настай: оддын бөөгнөрөл 10 тэрбум жилийн настай байж магадгүй юм.
Галакси диск дэх оддын нийт тоо 10 11 (нэг зуун тэрбум) юм. Галакси нь оддоос гадна од хоорондын орчинг агуулдаг. Од хоорондын орчны гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь гол төлөв устөрөгч (~90%) ба од хоорондын тоосноос (~1%) бүрддэг од хоорондын хий юм. Од хоорондын орчин нь соронзон орон ба цахилгаан соронзон цацрагийг агуулдаг. Галактик нь ялгаатай эргэлддэг: захын хэсэгт түүний эргэлтийн хурд нь төвийн бүс нутгуудаас бага байдаг. Манай Нарны аймгийн Галактикийн төвийг тойрон эргэх хугацаа нь ойролцоогоор 200 сая жил юм. Энэ тоог санацгаая. Бид дараа нь түүн рүү буцах болно.
Дискэн дэх од хоорондын бодисын дундаж нягтыг 10-24 г/см 3 (ойролцоогоор 1 см 3 устөрөгчийн атом) гэж тооцдог. Энэ утгаас их хэмжээний хазайлт байдаг: эдгээр нь хэдэн арван парсек хүртэл урттай, 100-1000 атом/см3 нягттай нягт үүл юм.
Галактикаас оддын хэт ягаан туяаны нөлөөн дор атомын төлөвт олдсон бодис ионжуулсан(төвийг сахисан атомууд электрон бүрхүүлээ "алддаг"). Жишээлбэл, устөрөгчийн 90 хүртэлх хувь нь үүнээс бүрддэг ионууд- протонууд.
Бүх орчлон ертөнцийн масс, эдгээр нь оптикийн хувьд тод одод, од хоорондын тоос ба хий, молекулын үүл, гаригууд нь протон ба нейтронуудад төвлөрдөг (85% нь протон, 15% нь нейтрон). Тогтворгүй бөөмс болох нейтрон нь зөвхөн цөм дотор байдаг. Энэ бүхэн нь барион гэж нэрлэгддэг бодисыг бүрдүүлдэг.

Одоо орчин үеийн орчлон ертөнц дэх материйн янз бүрийн хэлбэрүүдийн тоон харилцааны асуудалд хандъя. Зураг дээр. 1.8 энэ асуултад хариулна. Хариулт нь өнөөдрийн бидний мэдлэгийн төвшинд нийцэж байна. Зурагт үзүүлсэн диаграмаас. 1.8, Орчлон ертөнцийн хэдхэн хувь нь (ойролцоогоор 4%) нь бидний ертөнц үүссэн гэж үздэг зүйлд хамаарах нь тодорхой байна. Энэ бол барион бодис юм. Бусад бүх зүйл, бараг 96% нь харанхуй матери ба харанхуй энерги юм - Орчлон ертөнцийн материаллаг бодисууд бидний хувьд сайн ойлгогдоогүй хэвээр байна. Тэд гарцаагүй байдаг гэдгийг бид мэднэ. Гэхдээ энэ нь юу болохыг бид мэдэхгүй. Бид зөвхөн таамаглал дэвшүүлж, тэдгээрийн үнэн зөвийг нотлохын тулд туршилт хийхийг хичээдэг. Гэвч орчлон ертөнц дэх харанхуй матери ба харанхуй энергийн найрлагыг тайлбарлах таамаглалыг эцсийн сонголтоор батлах үндэслэл бидэнд хараахан гараагүй байгаа нь баримт хэвээр байна.
Орчин үеийн үзэл бодлын дагуу харанхуй энерги нь яг л Ертөнцийг тэлэх хүч юм. Хэрэв бидэнд танил болсон таталцал нь бие махбодийг бие биенээ татахад хүргэдэг бол харанхуй энерги нь таталцлын эсрэг байдаг бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцөд бие махбодийг тараахад хувь нэмэр оруулдаг. Их тэсрэлтийн дараахан орчлон ертөнцийн тэлэлт удааширсан бололтой, гэхдээ үүний дараа "хар энерги" таталцлыг даван туулж, хурдатгал дахин эхэлсэн - Орчлон ертөнцийн тэлэлт. Энэ бол таамаглал биш, харин цацраг туяанаас олж илрүүлсэн туршилтын баримт юм улаан шилжилт -алс холын суперновагийн гэрэлтэлтийн бууралт: Орчлон ертөнцийн тэлэлт удааширч байгаа зурагнаас харахад тэдгээр нь байх ёстойгоос илүү гэрэлтдэг. "Улаан шилжилт" эффект - ажиглагчийн тэмдэглэсэн ажиглалтын эх үүсвэрийн спектрийн долгионы уртыг нэмэгдүүлэх (тиймээс одод илүү тод харагддаг) нь одон орны туршилтын гайхалтай баримтуудын нэг юм. Ажиглагдсан галактикуудын сансар судлалын "улаан шилжилтийг" А.Эйнштейн урьдчилан таамаглаж байсан бөгөөд өнөөг хүртэл орчлон ертөнц тэлж байгаагийн баттай нотолгооны нэг юм.
Эрт сансар судлалын эрин үе рүү орохдоо агуу А.Эйнштейн орчлон ертөнцийн статик шинж чанарыг хадгалахыг хичээж, селестиел биетүүдийн таталцлын хүчийг тэнцвэржүүлж, түүхэн болсон сансар судлалын тогтмолыг нэвтрүүлсэн гэдгийг бид санаж байна. Гэвч "улаан шилжилт"-ийг олж мэдсэний дараа тэрээр тэгшитгэлээсээ тогтмолыг хассан. А.Эйнштейн үүнийг үгүйсгэсэн нь буруу байсан бололтой: Эцсийн эцэст энэ бол орчин үеийн астрофизикчдийн сонирхлыг татдаг хар энерги юм.
Хүн төрөлхтөн азтай эсвэл азгүй юу гэдэг нь тодорхойгүй ч ертөнцийн хөгжлийн явцад харанхуй энерги ноёрхож, тэлэхийг дэмжсэн үед амьдарч байна. Гэхдээ энэ үйл явц мөнхийн биш байж магадгүй бөгөөд Орчлон ертөнцийн эрин үетэй (10-20 тэрбум жил) харьцуулж болохуйц хугацааны дараа түүх ухарч магадгүй - манай дэлхий хумигдаж эхэлнэ. Их тэсрэлтийн өөр хувилбар болох Их сүйрэл болох уу, үгүй ​​юу гэдэг нь орчин үеийн сансар судлалд том асуулт болж байна.
Эрдэмтэд тэлж буй орчлон ертөнц оршин тогтнож байгааг нотолж чадсан - энэ бол Галактикийн оптик цацрагийн улаан шилжилт ба реликт цахилгаан соронзон цацраг - реликт фотонуудын талаар доор хэлэлцэх болно. Ирээдүйд эрдэмтэд орчлон ертөнцийг шахах гэж буй "зарлагч" байдгийг тогтоох боломжтой байх.
Өөр нэг туршилтын баримт - орчлон ертөнцийн таталцлын талбар дахь алс холын галактикуудаас гэрлийн хазайлтыг судлах нь астрофизикчдийг бидний ойролцоо хаа нэгтээ далд харанхуй материйн оршин тогтнох тухай дүгнэлтэд хүргэв. Энэ харанхуй матери нь гэрлийн цацрагийн замыг зөвхөн харагдахуйц ойр орчмын галактикуудын үед төсөөлж байснаас хамаагүй их хэмжээгээр өөрчилдөг. Эрдэмтэд харанхуй материйн бүтцийн орон зайн загварыг бүтээхийн тулд оддын тэнгэрт 50,000 гаруй галактикийн тархалтыг судалжээ. Хүлээн авсан бүх үр дүн нь түүний оршин тогтнохыг үгүйсгэхийн аргагүй гэрчлэх бөгөөд Ертөнц бол үндсэндээ харанхуй матер юм. Орчин үеийн тооцоогоор ойролцоогоор 80% -ийн утгыг харуулж байна. Энд бид дахин давтаж байна - энэ харанхуй матери ямар хэсгүүдээс бүрддэгийг бид мэдэхгүй. Эрдэмтэд үүнийг зөвхөн хоёр хэсгээс бүрддэг гэж таамаглаж байна: зарим үл мэдэгдэх чамин их хэмжээний бөөмс ба физик вакуум.
Бид дараа нь энэ асуудалд эргэн орох болно, гэхдээ одоогоор бид барион (протон ба нейтрон) ба электронуудаас бүрдэх "барионы бодис" -аас бүрдэх материйн хэлбэр рүү шилжих болно. Бид түүний талаар илүү ихийг мэддэг. Физикийн хөгжлийн түүхэн дэх зуу гаруй жилийн хугацаанд - элементийн бөөмс, атомын бүтцийг нээхээс эхлээд энэ чиглэлээр хийсэн судалгааны үр дүн, түүнчлэн астрофизикийн шинжлэх ухаан өөрийн мэдэлд байна. бидэнд танил болсон материйн бүтцийн талаар олон шинэ үр дүн гарсан.

ТОМ ТАСРАЛТ БАЙСАН УУ?

Бидний үед манай Орчлон ертөнцийн гарал үүслийн тухай хоёр үндсэн "шинжлэх ухааны" онол байдаг. Тогтвортой төлөвийн онолоор бол матери/энерги, орон зай, цаг хугацаа байсаар ирсэн. Гэхдээ тэр даруй логик асуулт гарч ирнэ: яагаад одоо хэн ч матери, энергийг бүтээж чадахгүй байна вэ? Үүнийг Термодинамикийн нэгдүгээр хуульд заасан бөгөөд үүнээс үл хамаарах зүйл олдоогүй байна. Эсрэгээрээ бүх зүйл ялзарч, сүйрэх хандлагатай байдаг, энерги дуусч, ажил хийх чадвар улам бүр багасдаг (үүнийг Термодинамикийн хоёрдугаар хууль гэж нэрлэдэг). Хязгааргүй хөгшин орчлон нь ашигтай энерги, аливаа өөрчлөлтөөс бүрэн ангид байх болно - дулааны үхэл гэж нэрлэгддэг төлөвт хүрнэ.

Ихэнх онолчдын дэмжсэн Орчлон ертөнцийн үүслийн тухай хамгийн алдартай онол бол Их тэсрэлтийн онол юм. Бүтээлийн тухай библийн түүхтэй адил энэ нь орчлон ертөнц гэнэт үүссэн боловч олон тэрбум жилийн өмнө тохиолдсон санамсаргүй үйл явдал байсан гэж үздэг. Орчлон ертөнцийн насны тооцоо сүүлийн үед 8-20 тэрбум жилийн хооронд хэлбэлзэж байна; Одоогоор бид 12 тэрбум жилийн тухай ярьж байна.

Их тэсрэлтийн онолыг манай зууны 20-иод онд эрдэмтэн Фридман, Лемайтр нар дэвшүүлж, дөчөөд онд Гамов нэмж, шинэчлэн найруулсан. Энэ онолоор бол манай орчлон ертөнц нэг удаа хязгааргүй жижиг бөөгнөрөл, хэт нягт, төсөөлшгүй температурт халдаг байжээ. Энэхүү тогтворгүй тогтоц гэнэт дэлбэрч, орон зай хурдацтай тэлж, нисч буй өндөр энергитэй хэсгүүдийн температур буурч эхлэв. Эхний сая жилийн дараа хамгийн хөнгөн хоёр элемент болох устөрөгч ба гелийн атомууд тогтвортой болсон. Таталцлын нөлөөгөөр материйн үүлнүүд төвлөрч эхлэв. Үүний үр дүнд галактик, одод болон бусад селестиел биетүүд үүссэн. Одууд хөгширч, хэт шинэ гаригууд дэлбэрч, дараа нь илүү хүнд элементүүд гарч ирэв. Тэд манай Нар шиг хожмын үеийн оддыг үүсгэсэн. Их тэсрэлт нэгэн цагт тохиолдсоныг нотлох баримт болгон тэд хол зайд байрладаг объектуудаас гэрлийн улаан шилжилт, богино долгионы арын цацрагийн тухай ярьдаг.

Улаан шилжилт

Биднээс маш хол зайд байрлах элементүүдийн ажиглагдсан спектр нь ерөнхийдөө дэлхий дээрхтэй ижил боловч спектрийн шугамууд нь бага давтамжийн бүс рүү - урт долгионы урт руу шилждэг. Энэ үзэгдлийг улаан шилжилт гэж нэрлэдэг. Дэлхий болон биет хоёр өөр өөр чиглэлд өндөр хурдтайгаар нисч байна гэж тайлбарлах гэж оролдож байна. Энэ онолын дагуу, хэрэв бид энэ үйл явцыг цаг хугацааны хувьд ухрааж үзвэл бүх зүйл нэг цэгээс буюу Их тэсрэлтээс эхэлсэн байх ёстой.

Алс холын галактикуудын спектрийн улаан шилжилт нь биднээс холдож байгаатай холбоотой байж магадгүй юм. Их Эзэн тэнгэрийг сунгасан гэж Библид бичсэн байдаг. Энэ хөдөлгөөний үйлдэл нь бүхэл системийг тогтворжуулдаг таталцлын хүчний үйл ажиллагааны эсрэг байдаг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв тэнгэр хэдхэн мянган жилийн өмнө энэхүү "барьсан" кинетик энергиэр бүтээгдсэн бол илүү эртний цаг үеийг судлах гэж оролдвол бид буруу дүгнэлтэд хүрч магадгүй юм. Бидний цаг үед ажиглагдахуйц Орчлон ертөнцөд бий болсон нөхцөл байдал нь өнгөрсөнд болсон явдлын талаар тодорхой ойлголт өгөх боломжтой боловч бид бүрэн итгэлтэйгээр юу ч хэлж чадахгүй.

Улаан шилжилтийн өөр нэг тайлбар бол галактик эсвэл одноос ирж буй гэрлийн таталцлын хүч юм. Энэ нөлөөллийн онцгой тохиолдол нь гэрэл нь таталцлын таталцлыг огт даван туулж чаддаггүй хар нүх байж болно (Онолоор бол хар нүхнүүд хуучин, ядарсан аварга оддын таталцлын эвхэгддэг (нурасны) үр дүнд үүссэн. Хар нүхний бүтэц, үйл ажиллагааны онцлог, тэдгээрийг илрүүлэхэд туйлын хэцүү байдаг.Тэдний ядаж нэгийг нь нээсэн эсэхийг бид өнөөдрийг хүртэл баттай хэлж чадахгүй байна).

Зөвлөлтийн эрдэмтэд цаг хугацааны явцад гэрлийн хурд багассантай холбоотойгоор улаан шилжилт үүсч магадгүй гэж үзсэн. ( Троицкий, Астрофизик ба сансар огторгуй Шинжлэх ухаан, 139, (1987) 389). Энэ нөлөө нь мөн дэвсгэр цацраг үүсгэж болно.

Суурь цацраг

Онолчид анхдагч Big Bang-ийн "цуурай" нь улаан шилжилтэнд орсон тул одоо спектрийн богино долгионы мужид хайх хэрэгтэй гэж үзэж байна. 1965 онд Пензиас, Вилсон нар ( Пензиас, Вилсон) үнэмлэхүй тэгээс ердөө 3°-аас дээш температуртай богино долгионы дэвсгэр цацрагийг илрүүлсэн. Энэ нь их тэсрэлтийн нотолгоо байж болох уу?

Ойролцоогоор 3 ° К-ийн дэвсгэр цацраг нь бүх чиглэлд яг ижил байна, өөрөөр хэлбэл. изотроп. Орчлон ертөнц нь асар том хоосон орон зай, галактикуудын аварга бөөгнөрөлүүдээс бүрддэг. Хэрэв цацраг нь орчлон ертөнцийн өнгөрсөн үеийг илтгэдэг бол энэ нь изотроп байх ёсгүй. Ийм зөрүүтэй байдлаас болж НАСА арын цацрагийг илүү нарийвчлалтай хэмжихийн тулд тусгай хиймэл дагуул (COBE) илгээсэн юм. Цацраг бүх чиглэлд яг адилхан байсан нь дахин тодорхой болов. Гэсэн хэдий ч одон орон судлаачид дохиог олон тооны компьютерийн өсгөлтийн тусламжтайгаар удаан хүлээсэн анизотропийг олж авав. Температурын зөрүү нь саяны нэг градус байв. 1992 оны тавдугаар сарын 1-нд сэтгүүлд Шинжлэх ухаанТемпературын зөрүү нь "хэмжих хэрэгслийн дуу чимээний түвшнээс хамаагүй доогуур байна" гэсэн нийтлэл хэвлэгдсэн.

Юу ч биш юм

Одон орон судлаач Дэвид Дарлинг ( Хонгор минь) дахь нийтлэлд Шинэ эрдэмтэн(1996 оны 9-р сарын 14, 49-р тал) сануулснаар: “Сансар судлалын тайлбарлагчид та нарыг бүү хуур. Тэд ч гэсэн асуултуудад хариултгүй байна - хэдийгээр тэд бүгдэд, тэр дундаа өөрсдөдөө бүх зүйл тэдэнд ойлгомжтой гэж итгүүлэхийн тулд шаргуу ажилласан ... Үнэндээ энэ бүхэн хэрхэн, хаанаас эхэлсэн тухай тайлбар одоо ч гэсэн ноцтой асуудал хэвээр байна. Квант механикт хандсан ч тус болохгүй. Эсвэл бүх зүйл эхлэх боломжтой юу ч байхгүй байсан - квант вакуум, геометрийн өмнөх тоос, ямар ч зүйл тохиолдож болох цаг хугацаа, ямар ч физик хууль, түүний дагуу юу ч болж хувирдаггүй. Эсвэл ямар нэг зүйл байсан, энэ тохиолдолд тайлбар шаарддаг."

Бидний аль хэдийн ярьсан Нэгдүгээр хуульд: Та оргүй зүйлээс ямар нэгэн зүйлийг олж авах боломжгүй.

Дэлбэрэлтээс захиалга авах уу? Термодинамикийн хоёрдугаар хуульд зааснаар манай нарны аймагт ажиглагдсан дараалал нь дэлбэрэлтийн үр дагавар байж болохгүй. Дэлбэрэлт нь дэг журамд хүргэдэггүй. Тодорхой захиалга авахын тулд зөвхөн эрчим хүч төдийгүй мэдээллийг нэвтрүүлэх шаардлагатай.

Далд хүйтэн харанхуй бодис

Big Bang-ийн онолын нэг том асуудал бол өөр өөр чиглэлд тархаж буй анхдагч өндөр энергитэй цацрагууд хэрхэн од, галактик, галактикийн бөөгнөрөл зэрэг бүтцэд нэгдэж болох явдал юм. Энэ онол нь татах хүчний харгалзах утгыг өгдөг массын нэмэлт эх үүсвэр байгаа гэж үздэг. Хэзээ ч нээгдээгүй энэ бодисыг Хүйтэн харанхуй бодис (CDM) гэж нэрлэжээ. Галактик үүсэхийн тулд ийм бодис нь орчлон ертөнцийн 95-99 хувийг бүрдүүлдэг байх шаардлагатай гэж тооцоолсон. Энэ материал нь Андерсений үлгэрийн хааны шинэ хувцастай төстэй - бүгд энэ тухай ярьдаг, гэхдээ хэн ч үүнийг хараагүй. Ямар ч CDM эх сурвалжийг зохион бүтээсэн! М.Хокинс ( Хокинс) номонд Орчлон ертөнцийг агнах(1997) Орчлон ертөнцийн нийт массын 99% нь хоёр ортой хэмжээтэй жижиг хар нүхнүүдээс бүрддэг гэж санал болгосон. Гэвч онолын дагуу эдгээр нууцлаг хар нүхнүүд оддын сүйрлийн улмаас үүссэн бол од үүсэх шалтгаан байх магадлал багатай - одод зөвхөн одноос үүсдэг. Алдагдсан таталцлын эх үүсвэрийн өөр нэг өрсөлдөгч нь "сансар огторгуйд хэдэн сая километрийн зайд сунаж тогтсон ширхэгт бодисын мушгирсан туузууд, түүнчлэн хэт хүнд ээдрээ хэлбэртэй энергийн бөөгнөрөл" ( Шинэ эрдэмтэн, 1997 оны 9-р сарын 27, х. гучин). Улаан одойнууд хүссэн таталцалтай холбоотой юу? Үгүй гэж сансар судлалын мэргэжилтнүүд хариулж байна, тэдний тоо хэтэрхий цөөхөн, нягтрал нь тийм ч өндөр биш юм. 1997 оны 8-р сар гэхэд ердөө зургаан бор одой бүртгэгдсэн, эс тэгвээс зургаа нь л баттай хэлж чадна. 1992 оны дөрөвдүгээр сарын 30-ны сэтгүүл Байгаль"Тэдний зохион бүтээсэн сансар судлалын салбараас гадна харанхуй матери болон орчлон ертөнцийн тэлэлт найдвартай дэмжлэг байхгүй" гэж бичжээ.

Алдагдсан эсрэг бодис

Хэрэв их тэсрэлтийн улмаас үүссэн өндөр энергийн цацрагаас бодис үүссэн бол ижил хэмжээний эсрэг бодис нэгэн зэрэг үүсэх ёстой. Гэвч энэ нь үүссэнгүй. Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол матери ба антиматер бие биенээ устгах болно.

Оддын төрөлт ба үхэл

Бүтээгч ажлаа зургаан өдрийн дотор дуусгасан гэж Библид бичсэн байдаг. Их тэсрэлтийн онолын дагуу одод ээлжлэн төрж, үхдэг. Тоосны үүл өтгөрөх үед од үүсдэг гэж үздэг. Энэ үйл явц хэдэн сая жил үргэлжилдэг гэж ярьдаг болохоор нэг ч од төрсөнийг хэн ч хараагүй. Одон орон судлаачид ямар ч мананцарыг зааж, түүнийг эх од гэж зарлаж болно. Гэхдээ тийм үү? Цаг хугацаа өнгөрөхөд од шатаж, өөрийн таталцлын нөлөөгөөр багасч эхэлдэг. Үр дүн нь суперновагийн дэлбэрэлт юм. Үүнтэй төстэй үзэгдлийг 1987 онд, хэдэн сарын турш ажиглаж болно. 1054 оны 7-р сарын 4-ний өдөр Хятадын он цагийн түүхэнд мөн адил үзэгдэл одоо Хавчны мананцар байрладаг тэнгэрийн хэсэгт ажиглагдсан. Термодинамикийн 2-р хуульд заасны дагуу үхэл ба сүйрэл нь оршин байгаа бүх зүйлд тохиолдох болно. Одуудыг үндсэн дараалал (манай нар шиг), улаан аварга, цагаан одой гэсэн гурван үндсэн ангилалд ангилдаг. Од хүн амьдралынхаа олон сая жилийн туршид эдгээр гурван үе шатыг давах ёстой гэж үздэг. Оддын тод байдлыг температураас нь хамааруулан харуулсан графикууд нь гурван төрлийн од байдгийг тодорхой харуулж байна.

Сириус од бол бидний харж чадах хамгийн тод од бөгөөд дэлхийд хамгийн ойр байгаа тав дахь од юм. Бүдэг цагаан одой од түүнийг тойрон эргэлддэг. Гэвч он цагийн түүхээс харахад ердөө нэг хагас мянган жилийн өмнө энэ хамтрагч од нь улаан аварга байсан юм. Оддын үхэл, мөхөл нь тийм ч удаан биш нь ойлгомжтой.

Орчлон ертөнцийн хэмжээ ба нас

Сансар дахь зайг Хаббл тогтмолыг ашиглан тооцдог бөгөөд энэ нь зайг ухрах хурдтай холбодог. Энэ нь зайг олохын тулд бид ижил зайг ашигладаг! Энэ тогтмолын үнэ цэнийн тодорхойгүй байдлын талаар сэтгүүлийн редактор ярьж байна Байгаль(1995 оны 7-р сарын 27, хуудас. 291) "Зөрчилтэй хэвээр байгаа цагт сансар судлаачид Их тэсрэлт үнэхээр болсон эсэх гэх мэт асуултад хэрхэн хандахаа мэдэхгүй байх нь харамсалтай" гэж тэмдэглэжээ.

Ганимед, Ангараг болон бусад гаригуудаас олдсон соронзон орон нь сая сая жилээр хэмжигдэхдээ тайлбарыг үгүйсгэдэг. Саран дээр тоос хуримтлагдах цаг хугацааны талаархи асуултыг үндсээр нь засч залруулсан хэдий ч асуудал шийдэгдээгүй байна - яагаад саран дээр тоос бага байдаг вэ? Санчир гаригийн цагирагуудын тогтворгүй байдлын асуудал ч шийдэгдээгүй байна.

Антропик зарчим

Аливаа химийн элементийн атомын цөм нь протон ба нейтроноос тогтдог. Протонууд нь нейтроноос арай том байдаг. Хэрэв протон 0.2%-иар илүү жинтэй бол тогтворгүй болж, нейтрон, позитрон, нейтрино болж задрах болно. Устөрөгчийн атомын цөмд нэг протон байдаг тул хэрэв протон тогтворгүй байсан бол одод ч, ус ч, органик молекул ч байхгүй байх байсан. Протоны тогтвортой байдал нь байгалийн шалгарлын асуудал биш бөгөөд энэ нь анхнаасаа ийм байсан гэсэн үг юм.

Таталцлын хүч нь массын хоорондох R зайны квадраттай урвуу хамааралтай, илүү нарийвчлалтай - R-2.00000. Хэрэв энэ харилцаа тийм ч нарийн биш байсан бол Орчлон ертөнц нэг бүтэн биш байх байсан.

Дэлхий нь нарнаас хол зайд оршдог бөгөөд энэ нь манай гариг ​​дээр амьдрал оршин тогтноход хамгийн тохиромжтой юм. Дэлхийн эргэлтийн хурд; түүний далай, агаар мандал; Сар; Бархасбадь гарагийг таталцлаар нь заналхийлж буй асар том сүүлт одууд (Шүүмэкер-Леви гэх мэт) - энэ бүхэн нь дэлхий дээрх амьдралыг дэмжихэд үйлчилдэг.

Орчлон ертөнц, нарны аймаг, дэлхий бүгд хүмүүст зориулагдсан юм шиг санагддаг. Шинжлэх ухаан энэ баримтыг хүлээн зөвшөөрч, антропик зарчим гэж нэрлэдэг.

Бүтээгчийг шинжлэх ухааны багаж хэрэгслээр илрүүлж, хэмжих боломжгүй гэдэг нь Тэр байхгүй гэсэн үг биш юм. Гэвч энэ нь эрдэмтдийг өөр тайлбар хайхад түлхэж байна. Нэгэн одон орон судлаач бидний орчлон ертөнцийг хаанаас ч ирсэн ухаант оршнолууд бүтээсэн гэж санал болгов! Нөгөө нэг нь манай орчлон ертөнцийг олон тэрбум орчлон ертөнцийн нэг, амьдрал оршин тогтнох бүх нөхцөлийг бүрдүүлсэн цорын ганц нь гэж үздэг ...

Ухаалаг орчлон

Сэр Фред Хойл ( Хойл), нэрт одон орон судлаач нэгэнтээ: “Орчлон ертөнцийн зураг, галактик, оддын үүсэл, ядаж одон орон судлалд харагддаг шиг, манан дунд харагдах ландшафт шиг гайхмаар бүдэг бадаг юм... Энэ нь илэрхий Сансар судлалын судалгаанд ухаалаг дизайныг агуулсан нэг бүрэлдэхүүн хэсэг дутагдаж байна."

Тэгэхээр том тэсрэлт болсон уу? Улаан шилжилт ба арын цацраг нь үүнийг баттай нотолгоо болгож чадахгүй. Гэсэн хэдий ч термодинамикийн хуулиуд, таталцал, мэдээллийн онол нь нэлээд тодорхой хариулт өгдөг. Ямар ч дэлбэрэлт болоогүй.

Доктор Дэвид Роузвер

Доктор Дэвид Роузвир. Big Bang байсан уу?

Бүтээлийн шинжлэх ухааны хөдөлгөөн (Их Британи), товхимол 317. Англи хэлнээс орчуулсан Елена Буклерская.

Их тэсрэлтийг олон баримт нотолж байна:

Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолоос үзэхэд орчлон ертөнц хөдөлгөөнгүй байж болохгүй; энэ нь өргөтгөх эсвэл хумих ёстой.

Галактик хэдий чинээ хол байх тусам биднээс хурдан холддог (Хабблын хууль). Энэ нь орчлон ертөнц тэлэхийг илтгэнэ. Орчлон ертөнц тэлэх гэдэг нь эрт дээр үед орчлон ертөнц жижиг, нягт байсан гэсэн үг юм.

Big Bang загвар нь сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацраг нь бүх чиглэлд хар биет спектртэй, ойролцоогоор 3 ° К температуртай байх ёстой гэж таамаглаж байна. Бид 2.73°К температуртай хар биетийн яг спектрийг ажиглаж байна.

CMB цацраг 0.00001 хүртэл жигд байна. Өнөө үед орчлон ертөнц дэх материйн жигд бус хуваарилалтыг тайлбарлахын тулд бага зэрэг тэгш бус байдал байх ёстой. Ийм тэгш бус байдал нь урьдчилан таамагласан хэмжээгээр ажиглагдаж байна.

Big Bang онол нь анхдагч устөрөгч, дейтерий, гели, литийн ажиглагдсан хэмжээг урьдчилан таамаглаж байна. Өөр ямар ч загвар үүнийг хийж чадахгүй.

Их тэсрэлтийн онол нь орчлон ертөнц цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг гэж таамаглаж байна. Гэрлийн хурд хязгаарлагдмал учраас хол зайд ажиглалт хийх нь өнгөрсөн үе рүү харах боломжийг олгодог. Бусад өөрчлөлтүүдийн дунд орчлон ертөнц залуу байх үед квазарууд илүү түгээмэл, одод илүү хөх өнгөтэй байсныг бид харж байна.

Орчлон ертөнцийн насыг тодорхойлох дор хаяж 3 арга байдаг.Би доор тайлбарлах болно.
*Химийн элементүүдийн нас.
*Хамгийн эртний бөмбөрцөг бөөгнөрөлүүдийн нас.
*Хамгийн эртний цагаан одой оддын нас.
*Орчлон ертөнцийн насыг Хаббл Тогтмолд суурилсан сансар судлалын загвараас гадна матери болон харанхуй энергийн нягтралаар тооцож болно.Энэ загварт суурилсан нас нь одоогоор 13.7±0.2 тэрбум жил байна.

Туршилтын хэмжилтүүд нь насанд суурилсан загвартай нийцэж байгаа нь бидний Big Bang загварт итгэх итгэлийг бэхжүүлдэг.

Өнөөдрийг хүртэл COBE хиймэл дагуул нь дэлхийгээс хэдэн тэрбум гэрлийн жилийн зайд орших долгионтой төстэй бүтэц, далайцын хэлбэлзэл бүхий арын цацрагийн зургийг гаргажээ. Эдгээр бүх долгионууд нь Их тэсрэлтийн эхлэлийг тавьсан тэдгээр жижиг байгууламжуудын маш томруулсан зургууд юм. Эдгээр бүтцийн хэмжээ нь атомын доорх хэсгүүдийн хэмжээнээс ч бага байв.
Өнгөрсөн жил сансарт илгээсэн шинэ MAP (Microwave Anisotropy Probe) хиймэл дагуул ч мөн адил асуудлуудыг шийдэж байна. Түүний зорилго нь Их тэсрэлтийн үед үлдсэн богино долгионы цацрагийн талаарх мэдээллийг цуглуулах явдал юм.

Алс холын одод болон галактикуудаас (Нарны аймагтай харьцуулахад байршлаас үл хамааран) дэлхийд ирж буй гэрэл нь улаан шилжилттэй байдаг (Барроу, 1994). Энэ шилжилт нь Доплер эффектээс үүдэлтэй - гэрлийн эх үүсвэр ажиглагчаас хурдан холдох тусам гэрлийн долгионы урт нэмэгддэг. Сонирхолтой нь энэ нөлөө бүх чиглэлд ажиглагдаж байгаа бөгөөд энэ нь алслагдсан бүх биет нарны аймгаас холдож байна гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч Дэлхий бол орчлон ертөнцийн төв учраас ийм зүйл болохгүй. Харин нөхцөл байдлыг полка цэгээр будсан бөмбөлөгтэй харьцуулах замаар дүрсэлж болно. Бөмбөлөг хөөрөх тусам вандуй хоорондын зай нэмэгддэг. Орчлон ертөнц тэлж, удаан хугацааны туршид тэлж байна. Сансар судлаачид орчлон ертөнц 10-20 тэрбум жилийн өмнө нэг минутын дотор үүссэн гэж үздэг. Бодис санаанд багтамгүй төвлөрч байсан нэг цэгээс "бүх чиглэлд ниссэн". Энэ үйл явдлыг Big Bang гэж нэрлэдэг.

Их тэсрэлтийн онолыг дэмжсэн шийдвэрлэх нотолгоо нь сансрын бичил долгионы арын цацраг гэж нэрлэгддэг сансрын арын цацраг байсан юм. Энэ цацраг нь дэлбэрэлтийн эхэн үед ялгарсан энергийн үлдэгдэл шинж тэмдэг юм. CMB-г 1948 онд урьдчилан таамаглаж, 1965 онд туршилтаар илрүүлсэн. Энэ нь сансар огторгуйн хаана ч илрэх боломжтой богино долгионы цацраг бөгөөд бусад бүх радио долгионы дэвсгэрийг бүрдүүлдэг. Цацраг нь 2.7 градус Кельвин температуртай (Taubes, 1997). Энэхүү үлдэгдэл энерги нь хаа сайгүй оршдог нь Орчлон ертөнцийн үүсэл (мөнхийн оршин тогтнох биш) баримтыг төдийгүй түүний төрөлт нь тэсрэлттэй байсныг баталж байна.

Хэрэв бид Big Bang 13,500 сая жилийн өмнө болсон гэж үзвэл (энэ нь хэд хэдэн баримтаар нотлогддог) анхны галактикууд 12,500 сая жилийн өмнө аварга хийн хуримтлалаас үүссэн (Калдер, 1983). Эдгээр галактикийн одод нь маш шахсан хийн микроскопийн хуримтлал байв. Тэдний цөм дэх хүчтэй таталцлын даралт нь термоядролын нэгдлийн урвалыг эхлүүлж, устөрөгчийг гелий болгон хувиргаж, дайвар бүтээгдэхүүний энерги ялгаруулдаг (Davies, 1994). Одууд хөгшрөх тусам тэдгээрийн доторх элементүүдийн атомын масс нэмэгдсэн. Үнэн хэрэгтээ устөрөгчөөс илүү хүнд бүх элементүүд нь оддын бүтээгдэхүүн юм. Оддын голын халуун зууханд илүү хүнд, хүнд элементүүд үүссэн. Ийм маягаар төмөр ба бага атомын масстай элементүүд гарч ирэв. Эртний одод түлшээ дуусгахад таталцлын хүчийг эсэргүүцэхээ больсон. Одууд нурж, дараа нь хэт шинэ од болон дэлбэрчээ. Суперновагийн дэлбэрэлтийн үеэр төмрийн массаас их атомын масстай элементүүд гарч ирэв. Эртний оддын үлдээсэн нэг төрлийн бус хий нь нарны шинэ системийг бий болгох барилгын материал болсон. Энэхүү хий, тоосны хуримтлал нь хэсгүүдийн харилцан таталцлын үр дүнд хэсэгчлэн үүссэн. Хэрэв хийн үүлний масс тодорхой эгзэгтэй хязгаарт хүрсэн бол таталцлын даралт нь цөмийн нэгдэх процессыг эхлүүлж, хуучин одны үлдэгдлээс шинэ үүл үүссэн.

Big Bang загварын нотлох баримтууд нь Big Bang загвартай нийцсэн олон төрлийн ажиглалтын өгөгдөл юм. Их тэсрэлтийг нотлох эдгээр нотолгооны аль нь ч шинжлэх ухааны онолын хувьд баттай биш юм. Эдгээр баримтуудын ихэнх нь Их тэсрэлтийн болон бусад сансар судлалын загваруудын аль алинд нь нийцэж байгаа боловч эдгээр ажиглалтыг нэгтгэн үзвэл Big Bang загвар нь өнөөгийн ертөнцийн хамгийн шилдэг загвар болохыг харуулж байна. Эдгээр ажиглалтууд нь:

Шөнийн тэнгэрийн хар бараан - Олберын парадокс.
Хабблын хууль - Улаан шилжилтээс зайны шугаман хамаарлын хууль. Энэ өгөгдөл өнөөдөр маш үнэн зөв байна.
Нэг төрлийн байдал нь орчлон ертөнц дэх бидний байршил өвөрмөц биш гэдгийг харуулсан тодорхой тоо баримт юм.
Сансар огторгуйн изотропи гэдэг нь тэнгэр 100,000-д 1 хүртэл бүх чиглэлд ижил харагддагийг харуулсан маш тодорхой тоо баримт юм.
Суперновагийн гэрлийн муруйн цаг хугацааны тэлэлт.
Дээрх ажиглалтууд нь Big Bang ба Тогтвортой төлөвийн загвартай нийцэж байгаа боловч олон ажиглалтууд Big Bang-ийг Тогтвортой төлөвийн загвараас илүү дэмждэг.
Радио эх үүсвэр ба квазаруудын тоо тодоос хамаарах байдал. Энэ нь орчлон ертөнц хувьсан өөрчлөгдөж байгааг харуулж байна.
Хар биетийн сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацрагийн оршин тогтнол. Энэ нь орчлон ертөнц нягт, изотерм төлөв байдлаас үүссэнийг харуулж байна.
Trelikt-г өөрчлөх. улаан шилжилтийн утгын өөрчлөлттэй. Энэ бол орчлон ертөнцийн хувьслын шууд ажиглалт юм.
Deuterium, 3He, 4He, and 7Li-ийн агуулга. Эдгээр бүх гэрлийн изотопуудын элбэг дэлбэг байдал нь эхний гурван минутад тохиолддог урьдчилан таамагласан урвалуудтай тохирч байна.
Эцэст нь хэлэхэд, CMB-ийн нэг сая өнцгийн анизотропи нь инфляцийн үе шатыг туулсан харанхуй материйн давамгайлсан Big Bang загвартай нийцэж байна.

COBE хиймэл дагуулаар хийсэн нарийвчлалтай хэмжилтүүд нь сансрын богино долгионы дэвсгэр цацраг нь орчлон ертөнцийг дүүргэж, 2.7 градус Кельвины температуртай болохыг баталсан бөгөөд энэ цацраг нь бүх талаас бүртгэгдсэн бөгөөд нэлээд жигд байна. Онолын дагуу орчлон ертөнц тэлж байгаа тул урьд өмнө илүү нягт байх ёстой байсан. Тиймээс тэр үед цацрагийн температур илүү өндөр байх ёстой. Одоо энэ бол маргаангүй баримт юм.

Он цагийн хэлхээс:

* Планк хийх хугацаа: 10-43 секунд. Энэ цоорхойгоор дамжин цаг хугацааны хувьд таталцлыг квант механикийн хуулиудад захирагдаж бөөмс, талбар үүсэх сонгодог суурь гэж үзэж болно. 10-33 см орчим диаметртэй талбай нь нэгэн төрлийн, изотроп, Температур Т=1032К.
* Инфляци. Линдегийн эмх замбараагүй инфляцийн загварт инфляци нь Планкийн цагт эхэлдэг ч температур нь Гранд нэгдсэн онолын (GUT) тэгш хэм гэнэт тасрах хүртэл буурах үед эхэлж болно. Энэ нь Их тэсрэлтийн дараа 10-35 секундын дараа буюу 1027-1028К температурт тохиолддог.
* Инфляци дуусна. Инфляцийг хурдасгадаг вакуум энергийн нягт нь дулаан болж хувирдаг тул цаг нь 10-33 секунд, температур нь 1027 - 1028K хэвээр байна. Инфляцийн төгсгөлд тэлэлтийн хурд маш их байдаг тул Орчлон ертөнцийн харагдах нас ердөө 10-35 секунд байдаг. Инфляцийн улмаас Планкийн үеэс эхлэн нэгэн төрлийн бүс нь дор хаяж 100 см диаметртэй, өөрөөр хэлбэл. Планкийн үеэс хойш 1035 дахин нэмэгдсэн байна. Гэсэн хэдий ч инфляцийн үеийн квант хэлбэлзэл нь далайц багатай, санамсаргүй тархалттай, бүх мужид ижил энергитэй, нэг төрлийн бус бүс нутгийг бий болгодог.
* Бариогенез: Бодис ба антиматерийн урвалын хурдны бага зэрэг ялгаатай нь 100,000,000 антипротон (болон 100,000,000 фотон) тутамд ойролцоогоор 100,000,001 протон агуулсан холимог үүсгэдэг.
* Орчлон ертөнц том тэсрэлтээс хойш 0.0001 секунд ба T=1013 К орчим температур хүртэл томорч, хөрнө. Антипротонууд протонтой хамт устаж зөвхөн бодис үлддэг, гэхдээ амьд үлдсэн протон, нейтрон бүрт маш олон тооны фотон байдаг.
* Орчлон ертөнц том тэсрэлтээс хойш 1 секундын дараа өсөн нэмэгдэж, хөрнө, температур T = 1010 К. Протон/нейтроны харьцаа 6 орчим байх үед сул харилцан үйлчлэл нь хөлддөг. Энэ мөчид нэгэн төрлийн бүс 1019.5 см хэмжээтэй байна.
* Их тэсрэлтийн дараа 100 секундын дараа орчлон ертөнц томорч, хөрнө. Температур 1 тэрбум градус, 109 К. Электрон ба позитронууд устаж, бүр илүү их фотон үүсгэдэг бол протон, нейтронууд нийлж дейтерийн (хүнд устөрөгч) цөм үүсгэдэг. Дейтерийн цөмүүдийн ихэнх нь нэгдэж гелий цөм үүсгэдэг. Эцсийн эцэст масс нь ойролцоогоор 3/4 устөрөгч, 1/4 гелий; дейтерий/протоны харьцаа 30 ppm байна. Протон эсвэл нейтрон бүрт 2 тэрбум орчим фотон байдаг.
* BW-ээс хойш нэг сарын дараа цацрагийн талбарыг бүхэлд нь хар биетийн цацрагийн спектр болгон хувиргах үйл явц суларч, одоо тэд орчлон ертөнцийн тэлэлтээс хоцорч байгаа тул сансрын бичил долгионы фон цацрагийн спектр нь энэ цаг үеийн мэдээллийг хадгалдаг. .
*Дэлхийн дайнаас хойшхи 56000 жилийн цацрагийн нягттай харьцуулахад бодисын нягт. Температур 9000 К. Харанхуй бодисын нэгэн төрлийн бус байдал багасаж эхэлдэг.
* Протон ба электронууд нийлж төвийг сахисан устөрөгч үүсгэдэг. Орчлон ертөнц тунгалаг болно. Температур T=3000 К, Дэлхийн дайнаас хойш 380,000 жилийн хугацаа. Энгийн бодис одоо хар материйн үүлэн дээр унах боломжтой. НМХ нь энэ үеэс өнөөг хүртэл чөлөөтэй зорчиж байгаа тул НИТХ-ын анизотропи нь тухайн үеийн Орчлон ертөнцийн дүр төрхийг өгдөг.
* BV-ээс хойш 100-200 сая жилийн дараа анхны одод үүсч, цацраг туяагаараа орчлон ертөнцийг дахин ионжуулдаг.
* Анхны суперновагууд дэлбэрч, Дэлхийг нүүрстөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, цахиур, магни, төмөр гэх мэтээр дүүргэж, Тэнгэрийн ван гараг хүртэл.
* Харанхуй материйн үүлс, одод, хий нэг дор цугларах үед галактикууд үүсдэг.
* Галактикуудын бөөгнөрөл үүсдэг.
* Одоогоос 4.6 тэрбум жилийн өмнө Нар болон Нарны аймаг үүссэн.
* Өнөөдөр: Их тэсрэлтээс хойш 13.7 тэрбум жилийн дараа, температур T=2.725 K. Өнөөдрийн нэгэн төрлийн талбай нь хамгийн багадаа 1029 см хөндлөн буюу орчлон ертөнцийн ажиглагдаж болох хэсгээс том байна.

Big Bang байсан! Энэ тухай тухайлбал, академич Я.Б юу бичсэнийг энд дурдъя. Зельдович 1983 онд: "Одоогийн байдлаар Их тэсрэлтийн онолд мэдэгдэхүйц дутагдал байхгүй байна. Дэлхий нарыг тойрон эргэдэг гэдэг нь үнэнтэй адил баттай, үнэн гэж хэлж болно. Энэ хоёр онол нь тухайн үеийн орчлон ертөнцийн зураглалд гол байр суурийг эзэлдэг байсан бөгөөд хоёуланд нь агуулагдаж буй шинэ санаанууд нь утгагүй бөгөөд нийтлэг ойлголттой зөрчилддөг гэж олон эсэргүүцэгчидтэй байв. Гэхдээ ийм яриа нь шинэ онолын амжилтанд саад болж чадахгүй."

Радио одон орон судлалын тоо баримтаас үзэхэд өнгөрсөн хугацаанд алс холын гаднах радио эх үүсвэрүүд одоогийнхоос илүү их цацраг ялгаруулдаг байсан. Тиймээс эдгээр радио эх сурвалжууд хөгжиж байна. Бид одоо хүчирхэг радио эх үүсвэрийг ажиглахдаа түүний алс холын өнгөрсөн үеийг харж байгаагаа мартаж болохгүй (эцсийн эцэст өнөөдөр радио телескопууд хэдэн тэрбум жилийн өмнө цацагдсан долгионыг хүлээн авдаг). Радио галактикууд болон квазарууд хувьсан өөрчлөгдөж, тэдгээрийн хувьслын цаг нь Метагалактик оршин тогтнох цаг хугацаатай тохирч байгаа нь Их тэсрэлтийн онолыг ерөнхийд нь дэмжсэн гэж үздэг.

"Халуун орчлон ертөнц"-ийн чухал баталгаа нь анхдагч термоядролын нэгдлийн үед үүссэн гели ба устөрөгчийн хэмжээ (1/4 гелий ба 3/4 орчим устөрөгч) хоорондын харьцаатай химийн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдлыг харьцуулах явдал юм.

Хөнгөн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдал
Орчлон ертөнцийн эхэн үе маш халуун байсан. Мөргөлдөөний үед протон, нейтрон хоёр нийлж, илүү хүнд цөм үүсгэсэн ч тэдний амьдрах хугацаа маш бага байсан, учир нь дараагийн удаад тэд өөр хүнд бөгөөд хурдан бөөмстэй мөргөлдөхөд цөм дахин энгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задрав. Мөргөлдөөний энерги бага зэрэг зөөлрөхөд Орчлон ертөнц хангалттай хөргөж, энгийн бөөмсүүд тогтвортой цөм үүсгэж эхлэх хүртэл Их тэсрэлтийн мөчөөс хойш ойролцоогоор гурван минут өнгөрөх ёстой байв. Орчлон ертөнцийн эхэн үеийн түүхэнд энэ нь гэрлийн элементүүдийн цөм үүсэх боломжийг нээж өгсөн юм. Эхний гурван минутын дотор үүссэн бүх цөмүүд зайлшгүй задарсан; Дараа нь тогтвортой цөмүүд гарч ирэв.

Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнц тэлэлтийн эхний үе шатанд цөм (нуклеосинтез гэж нэрлэгддэг) анхны үүсэх нь тийм ч удаан үргэлжилсэнгүй. Эхний гурван минутын дараа удалгүй бөөмс бие биенээсээ маш хол нисч, тэдгээрийн хооронд мөргөлдөх нь маш ховор болсон бөгөөд энэ нь цөмийн хайлалтын цонх хаагдсаныг тэмдэглэв. Анхдагч нуклеосинтезийн энэ богино хугацаанд протон ба нейтронуудын мөргөлдөөний үр дүнд дейтерий (цөмд нэг протон, нэг нейтронтой устөрөгчийн хүнд изотоп), гелий-3 (хоёр протон ба нейтрон), гелий-4 (хоёр протон) үүссэн. ба хоёр нейтрон) ба бага хэмжээгээр лити-7 (гурван протон, дөрвөн нейтрон). Бүх хүнд элементүүд нь хожим нь - од үүсэх үед үүсдэг (Оддын хувьслыг үзнэ үү).

Их тэсрэлтийн онол нь орчлон ертөнцийн эхэн үеийн температур болон түүний доторх бөөмсийн мөргөлдөөний давтамжийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог. Үүний үр дүнд бид Орчлон ертөнцийн хөгжлийн анхдагч үе шатанд гэрлийн элементүүдийн янз бүрийн цөмийн тооны харьцааг тооцоолж болно. Эдгээр таамаглалыг гэрлийн элементүүдийн бодит ажиглагдсан харьцаатай (оддод үйлдвэрлэхэд тохируулсан) харьцуулж үзвэл онол ба ажиглалтын хооронд гайхалтай тохиролцоог олж авна. Миний бодлоор энэ бол Big Bang таамаглалын хамгийн сайн баталгаа юм.

Дээр дурдсан хоёр нотлох баримтаас гадна (бичил долгионы дэвсгэр ба гэрлийн элементүүдийн харьцаа) сүүлийн үеийн ажил (Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн инфляцийн үе шатыг үзнэ үү) Биг тэсрэлтийн сансар судлал болон энгийн бөөмсийн орчин үеийн онолын нэгдэл нь олон чухал асуултуудыг шийдэж байгааг харуулсан. Орчлон ертөнцийн бүтцийн тухай. Мэдээжийн хэрэг, асуудлууд байсаар байна: бид орчлон ертөнцийн үндсэн шалтгааныг тайлбарлаж чадахгүй; Одоогийн физикийн хуулиуд үүссэн үед хүчин төгөлдөр байсан эсэх нь бас бидэнд тодорхойгүй байна. Гэвч өнөөдөр Их тэсрэлтийн онолыг дэмжсэн үнэмшилтэй аргументууд хангалттай олон байна.

Цаг бол хамгийн нууцлаг зүйл гэж тэд хэлдэг. Хүн хэчнээн түүний хуулийг ойлгож, захирч сурахыг хичээсэн ч үргэлж асуудалд ордог. Агуу нууцыг тайлах сүүлчийн алхмыг хийж, энэ нь бидний халаасанд байгаа гэдгийг харгалзан үзэхэд энэ нь одоо ч гэсэн хэцүү хэвээр байгаа гэдэгт бид үргэлж итгэлтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч хүн бол сониуч амьтан бөгөөд олон хүний ​​​​мөнхийн асуултын хариултыг хайх нь амьдралын утга учир болдог.

Эдгээр нууцуудын нэг нь ертөнцийг бүтээх явдал байв. Дэлхий дээрх амьдрал үүссэнийг логикоор тайлбарладаг "Их тэсрэлтийн онол"-ын дагагчид Их тэсрэлтийн өмнө юу болсон, ямар нэгэн зүйл байсан эсэхийг гайхаж эхлэв. Судалгааны сэдэв нь үржил шимтэй бөгөөд үр дүн нь олон нийтэд сонирхолтой байж магадгүй юм.

Дэлхий дээрх бүх зүйл өнгөрсөн үетэй байдаг - Нар, Дэлхий, Орчлон ертөнц, гэхдээ энэ олон янз байдал хаанаас ирсэн бэ, түүнээс өмнө юу байсан бэ?

Тодорхой хариулт өгөх боломжгүй ч таамаг дэвшүүлж, нотлох баримт хайх бүрэн боломжтой. Үнэнийг эрэлхийлэхийн тулд судлаачид "Их тэсрэлтийн өмнө юу болсон бэ?" Гэсэн асуултад нэг биш, хэд хэдэн хариулт авсан. Тэдгээрийн хамгийн алдартай нь бага зэрэг урам хугарах бөгөөд нэлээд зоримог сонсогдож байна - Юу ч биш. Байгаа бүхэн оргүйгээс үүссэн байж болох уу? Юу ч байгаа бүхнийг төрүүлээгүй гэж үү?

Үнэн хэрэгтээ үүнийг туйлын хоосон чанар гэж нэрлэж болохгүй бөгөөд тэнд зарим үйл явц үргэлжилж байна уу? Бүх зүйл оргүйгээс үүссэн үү? Юу ч биш гэдэг нь зөвхөн бодис, молекул, атом төдийгүй цаг хугацаа, орон зайн бүрэн байхгүй байдал юм. Шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолчдын үйл ажиллагааны баялаг хөрс!

Их тэсрэлтийн өмнөх үеийн талаарх эрдэмтдийн санал бодол

Гэсэн хэдий ч, юу ч хөндөгдөхгүй, энгийн хууль тогтоомжууд үүнд хамаарахгүй бөгөөд энэ нь та таамаглаж, онолыг бий болгох, эсвэл Их тэсрэлтийн үр дүнд хүргэсэн нөхцөлтэй ойролцоо нөхцөлийг бий болгохыг хичээж, өөрийн таамаглал зөв эсэхийг шалгаарай гэсэн үг юм. Бодисын тоосонцорыг зайлуулсан тусгай тасалгаанд температурыг бууруулж, сансрын нөхцөлд ойртуулсан. Ажиглалтын үр дүн нь шинжлэх ухааны онолуудыг шууд бусаар баталгаажуулсан: эрдэмтэд Big Bang онолын хувьд үүсч болох орчныг судалсан боловч энэ орчныг "Юу ч биш" гэж нэрлэсэн нь огт зөв биш байв. Гэнэтийн жижиг дэлбэрэлтүүд нь орчлон ертөнцийг төрүүлсэн илүү том дэлбэрэлтэд хүргэж болзошгүй юм.

Их тэсрэлтийн өмнөх орчлон ертөнцийн онолууд

Өөр онолыг баримтлагчид Их тэсрэлтээс өмнө өөр хоёр орчлон ертөнц өөрийн хуулийн дагуу хөгжиж байсан гэж маргадаг. Тэд яг юу байсан бэ гэдэгт хариулахад хэцүү ч гэсэн дэвшүүлсэн онолын дагуу Их тэсрэлт нь тэдний мөргөлдөөний үр дүнд үүссэн бөгөөд өмнөх орчлон ертөнцийг бүрэн сүйрүүлэхэд хүргэсэн бөгөөд үүний зэрэгцээ бидний төрөлт өнөөдөр байгаа.

"Шахалтын" онол нь орчлон ертөнц оршдог бөгөөд үргэлж оршсоор ирсэн; зөвхөн түүний хөгжлийн нөхцөл өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь нэг бүс нутагт амьдрал алга болж, нөгөө хэсэгт бий болоход хүргэдэг. Амьдрал "нуралтын" үр дүнд алга болж, дэлбэрэлтийн дараа гарч ирдэг. Хичнээн парадокс сонсогдож байсан ч хамаагүй. Энэхүү таамаглал нь олон тооны дэмжигчидтэй.

Өөр нэг таамаглал бий: Их тэсрэлтийн үр дүнд шинэ орчлон ертөнц оргүйгээс үүсч, савангийн хөөс шиг асар том хэмжээтэй болтлоо хөөрөв. Энэ үед түүнээс "бөмбөлөг" үүссэн бөгөөд энэ нь хожим бусад Галактикууд болон Орчлон ертөнцүүд болжээ.

"Байгалийн шалгарал"-ын онол нь бид Дарвины хэлсэн шиг "байгалийн сансар огторгуйн сонголт"-ын тухай зөвхөн илүү өргөн хүрээнд ярьж байгааг харуулж байна. Манай орчлон ертөнц өөрийн өвөг дээдэстэй байсан бөгөөд энэ нь эргээд өөрийн өвөг дээдэстэй байсан. Энэ онолын дагуу манай орчлон ертөнцийг хар нүхээр бүтээсэн. эрдэмтдийн сонирхлыг их татдаг. Энэхүү онолын дагуу шинэ ертөнц бий болохын тулд "нөхөн үржихүйн" механизм шаардлагатай. Хар нүх ийм механизм болж хувирдаг.

Эсвэл манай орчлон томорч, хөгжихийн хэрээр шинэ ертөнцийн эхлэл болох Их тэсрэлт рүү тэмүүлж байна гэж итгэдэг хүмүүсийн зөв байх. Энэ нь хэзээ нэгэн цагт үл мэдэгдэх, харамсалтай нь алга болсон орчлон ертөнц бидний шинэ ертөнцийн өвөг дээдэс болсон гэсэн үг юм. Энэ системийн мөчлөгийн шинж чанар нь логик харагдаж байгаа бөгөөд энэ онол нь олон баримтлагчтай байдаг.

Энэ эсвэл тэр таамаглалыг дагагчид үнэнд хэр ойртсоныг хэлэхэд бэрх. Хүн бүр оюун санаа, ойлголтын хувьд илүү ойр байгаа зүйлийг сонгодог. Шашны ертөнц нь бүх асуултанд өөрийн гэсэн хариултыг өгч, ертөнцийг бүтээх дүр зургийг бурханлиг хүрээнд оруулдаг. Атеистууд хариулт хайж, юмны ёроолд хүрч, энэ мөн чанарыг өөрсдийн гараар барихыг хичээдэг. Их тэсрэлтээс өмнө юу болсон бэ гэсэн асуултын хариултыг хайхад яагаад ийм тууштай байсан бол гэж гайхаж магадгүй, учир нь энэ мэдлэгээс практик ашиг тусыг хүртэх нь нэлээд бэрхшээлтэй байдаг: хүн орчлон ертөнцийн захирагч болохгүй гэж түүний хэлснээр. Үг, хүслээр шинэ одод асахгүй, одоо байгаа одууд унтрахгүй. Гэхдээ хамгийн сонирхолтой зүйл бол судлагдаагүй зүйл юм! Хүн төрөлхтөн нууцыг тайлах гэж тэмцэж байгаа бөгөөд магадгүй тэд эрт орой хэзээ нэгэн цагт хүний ​​гарт орохыг хэн мэдлээ. Гэхдээ тэр энэ нууц мэдлэгээ хэрхэн ашиглах вэ?

Зураг: KLAUS BACHMANN, GEO сэтгүүл

(25 санал, дундаж: 4,84 5-аас)

12. Их тэсрэлт юунаас болсон бэ?

Үүсэх парадокс

Миний уншиж байсан сансар судлалын лекцүүдийн нэг нь Их тэсрэлт юунаас үүдэлтэй вэ гэсэн асуултгүйгээр бүрэн дүүрэн байгаагүй гэж үү? Хэдэн жилийн өмнө би жинхэнэ хариултыг мэдэхгүй байсан; Өнөөдөр тэр алдартай гэдэгт би итгэдэг.

Үндсэндээ энэ асуулт нь далд хэлбэрээр хоёр асуултыг агуулдаг. Юуны өмнө бид Орчлон ертөнцийн хөгжил яагаад дэлбэрэлтээс эхэлсэн бэ, юуны түрүүнд энэ дэлбэрэлт юунаас үүдэлтэй болохыг мэдэхийг хүсч байна. Гэхдээ цэвэр физик асуудлын цаана гүн ухааны шинж чанартай өөр нэг гүн гүнзгий асуудал байдаг. Хэрэв Их тэсрэлт нь орчлон ертөнцийн бие махбодийн оршин тогтнох эхлэл, түүний дотор орон зай, цаг хугацаа үүссэн бол бид ямар утгаараа ярьж болох вэ? юунаас болсонэнэ дэлбэрэлт?

Физикийн үүднээс авч үзвэл асар том дэлбэрэлтийн үр дүнд Орчлон ертөнц гэнэт үүссэн нь зарим талаараа парадокс юм шиг санагддаг. Дэлхий ертөнцийг удирдаж буй дөрвөн харилцан үйлчлэлийн дотроос зөвхөн таталцал нь сансар огторгуйн хэмжээнд илэрдэг бөгөөд бидний туршлагаас харахад таталцал нь таталцлын шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч орчлон ертөнцийн мэндэлснийг тэмдэглэсэн дэлбэрэлт нь сансар огторгуйг буталж, тэлэхэд хүргэж болох гайхалтай хүчтэй зэвүүн хүчийг шаардаж байсан нь өнөөг хүртэл үргэлжилж байна.

Энэ нь хачирхалтай санагдаж байна, учир нь хэрэв таталцлын хүч Орчлон ертөнцөд давамгайлж байвал энэ нь тэлэх биш, харин агших ёстой. Үнэн хэрэгтээ таталцлын хүч нь биет биетүүдийг тэсрэхээс илүүтэйгээр агшаахад хүргэдэг. Жишээлбэл, маш нягт од нь өөрийн жинг эсэргүүцэх чадвараа алдаж, нурж, нейтрон од буюу хар нүх үүсгэдэг. Орчлон ертөнцийн хамгийн эхэн үеийн бодисын шахалтын зэрэг нь хамгийн нягт одныхоос хамаагүй өндөр байв; Иймээс анхдагч сансар огторгуй яагаад анхнаасаа хар нүх болон сүйрээгүй юм бэ гэсэн асуулт олонтаа урган гарч ирдэг.

Үүний ердийн хариулт бол анхдагч дэлбэрэлтийг зүгээр л анхны нөхцөл болгон авах ёстой. Энэ хариулт нь сэтгэл ханамжгүй байгаа нь тодорхой бөгөөд төөрөгдөл үүсгэдэг. Мэдээжийн хэрэг, таталцлын нөлөөгөөр сансрын тэлэлтийн хурд анхнаасаа тасралтгүй буурч байсан ч түүнийг төрөх мөчид Орчлон ертөнц хязгааргүй хурдан тэлж байв. Дэлбэрэлт нь ямар ч хүчнээс шалтгаалаагүй - орчлон ертөнцийн хөгжил ердөө л тэлэлтээс эхэлсэн. Хэрэв дэлбэрэлт бага хүчтэй байсан бол таталцал тун удахгүй бодис тархахаас урьдчилан сэргийлэх байсан. Үүний үр дүнд тэлэлт нь шахалтад орсноор гамшиг болж, орчлон ертөнцийг хар нүхтэй төстэй зүйл болгон хувиргах болно. Гэвч бодит байдал дээр энэ дэлбэрэлт нэлээд "том" болж хувирсан бөгөөд энэ нь өөрийн таталцлыг даван туулж, анхдагч дэлбэрэлтийн хүчээр үүрд тэлэх эсвэл ядаж удаан оршин тогтнох боломжийг олгосон юм. шахагдаж, мартагдахаас олон тэрбум жилийн өмнө.

Энэхүү уламжлалт зургийн асуудал бол Их тэсрэлтийг тайлбарлаагүй явдал юм. Орчлон ертөнцийн үндсэн шинж чанарыг хүлээн зөвшөөрсөн анхны нөхцөл гэж дахин энгийнээр тайлбарлав түр зуурын(энэ тохиолдолд); Үндсэндээ энэ нь зөвхөн Big Bang болсон гэж заасан. Дэлбэрэлтийн хүч яагаад өөр биш, яг ийм байсан нь тодорхойгүй хэвээр байна. Орчлон ертөнц одоо илүү хурдан тэлж байгаа тул дэлбэрэлт яагаад илүү хүчтэй болоогүй юм бэ? Орчлон ертөнц яагаад одоогоор илүү удаан тэлэхгүй эсвэл огт хумигдахгүй байгааг бас асууж болно. Мэдээжийн хэрэг, хэрэв дэлбэрэлт хангалттай хүчтэй биш байсан бол Орчлон ертөнц удахгүй сүйрч, ийм асуулт асуух хүн байхгүй болно. Гэсэн хэдий ч ийм үндэслэлийг тайлбар гэж үзэх нь юу л бол.

Нарийвчилсан дүн шинжилгээ хийхэд орчлон ертөнцийн гарал үүслийн парадокс нь дээр дурдсанаас ч илүү төвөгтэй болох нь харагдаж байна. Нарийвчлалтай хэмжилтүүд нь Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь Орчлон ертөнц өөрийн таталцлыг даван туулж, үүрд тэлэх чадвартай эгзэгтэй утгатай маш ойрхон байгааг харуулж байна. Хэрэв энэ хурд арай бага байсан бол Орчлон сүйрч, арай илүү байсан бол сансар огторгуйн матери аль эрт бүрэн сарних байсан. Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь боломжит хоёр гамшгийн хоорондох хүлээн зөвшөөрөгдөх энэ маш нарийн интервалд хэр үнэн зөв багтаж байгааг олж мэдэх нь сонирхолтой байх болно. Хэрэв тэлэлтийн загвар нь аль хэдийн тодорхой тодорхойлогдсон 1 секундэд тохирох агшинд тэлэлтийн хурд нь бодит үнэ цэнээсээ 10^-18-аас их зөрүүтэй байсан бол энэ нь нарийн тэнцвэрийг бүрэн тасалдуулахад хангалттай байх болно. Ийнхүү Орчлон ертөнцийн дэлбэрэлтийн хүч нь түүний таталцлын харилцан үйлчлэлтэй бараг гайхалтай нарийвчлалтай нийцдэг. Тиймээс Их тэсрэлт бол зүгээр нэг алс холын дэлбэрэлт биш бөгөөд энэ нь маш тодорхой хүчний дэлбэрэлт байсан юм. Big Bang-ийн онолын уламжлалт хувилбарт дэлбэрэлт болсон баримтыг төдийгүй тэсрэлт нь маш хачирхалтай байдлаар болсон гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх ёстой. Өөрөөр хэлбэл, эхний нөхцөл нь маш тодорхой болж хувирдаг.

Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь сансар огторгуйн хэд хэдэн тодорхой нууцуудын зөвхөн нэг нь юм. Нөгөө нь сансар огторгуйд орчлон ертөнц тэлэх зурагтай холбоотой. Орчин үеийн ажиглалтын дагуу. Том хэмжээний орчлон ертөнц нь матери, энергийн тархалтын хувьд туйлын нэгэн төрлийн юм. Дэлхийгээс болон алс холын галактикаас ажиглахад сансрын дэлхийн бүтэц бараг ижил байна. Галактикууд ижил дундаж нягттай орон зайд тархсан байдаг ба цэг бүрээс Орчлон ертөнц бүх чиглэлд адилхан харагддаг. Орчлон ертөнцийг дүүргэх анхдагч дулааны цацраг нь дэлхий дээр унадаг бөгөөд бүх чиглэлд ижил температуртай, 10-4-ээс багагүй нарийвчлалтай байдаг. Энэхүү цацраг нь бидэн рүү ирэх замдаа сансар огторгуйг хэдэн тэрбум гэрлийн жилийн турш туулж, нэгэн төрлийн байдлаас ямар ч хазайсан ул мөрийг үлдээдэг.

Орчлон ертөнц тэлэхийн хэрээр орчлон ертөнцийн том хэмжээний нэгэн төрлийн байдал хадгалагдана. Эндээс харахад тэлэлт нь жигд, изотроп байдлаар маш өндөр нарийвчлалтайгаар явагддаг. Энэ нь Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд бүх чиглэлд ижил төдийгүй өөр өөр бүс нутагт тогтмол байна гэсэн үг юм. Хэрэв орчлон ертөнц нэг чиглэлд бусдаасаа илүү хурдан тэлж байсан бол энэ нь тухайн чиглэлд арын дулааны цацрагийн температур буурч, дэлхийгээс харагдах галактикийн хөдөлгөөний хэв маягийг өөрчлөх болно. Ийнхүү Орчлон ертөнцийн хувьсал зөвхөн тодорхой хүчний тэсрэлтээр эхэлсэнгүй - дэлбэрэлт нь тодорхой "зохион байгуулалттай" байсан, өөрөөр хэлбэл. бүх цэг, бүх чиглэлд яг ижил хүчээр нэгэн зэрэг тохиолдсон.

Ийм нэгэн зэрэг, зохицсон дэлбэрэлт нь аяндаа тохиолдох магадлал тун бага бөгөөд анхдагч сансар огторгуйн янз бүрийн бүсүүд хоорондоо учир шалтгааны холбоогүй байдаг нь уламжлалт Big Bang онолын хүрээнд энэ эргэлзээг бэхжүүлдэг. Харьцангуйн онолын дагуу ямар ч физик нөлөө гэрлээс хурдан тархаж чадахгүй. Тиймээс тодорхой хугацаа өнгөрсний дараа л орон зайн янз бүрийн бүсүүд бие биетэйгээ учир шалтгааны холбоотой болж болно. Жишээлбэл, дэлбэрэлтээс хойш 1 секундын дараа гэрэл нэг гэрлийн секундээс илүүгүй зайг туулах чадвартай бөгөөд энэ нь 300 мянган км-тэй тэнцэнэ. Их зайгаар тусгаарлагдсан орчлон ертөнцийн бүсүүд 1 секундын дараа ч бие биедээ нөлөөлөхгүй. Гэвч энэ мөчид бидний ажигласан Ертөнцийн бүс нутаг аль хэдийн дор хаяж 10^14 км диаметртэй орон зайг эзэлжээ. Үүний үр дүнд Орчлон ертөнц нь бие биенээсээ хамааралгүй ойролцоогоор 10^27 бүс нутгаас бүрдэх бөгөөд тус бүр нь яг ижил хурдаар өргөжиж байв. Өнөөдөр ч гэсэн оддын тэнгэрийн эсрэг талаас ирж буй дулааны сансрын цацрагийг ажиглахдаа бид орчлон ертөнцийн асар их зайд тусгаарлагдсан бүс нутгуудын яг ижил "хурууны хээ" -ийг бүртгэж байна: эдгээр зай нь гэрлийн зайнаас 90 дахин их байна. дулааны цацраг ялгарах мөчөөс эхлэн хөдөлж болно.

Хэзээ ч бие биентэйгээ холбогдож байгаагүй сансар огторгуйн өөр өөр хэсгүүдийн гайхалтай уялдаа холбоог хэрхэн тайлбарлах вэ? Ийм үүнтэй төстэй зан байдал хэрхэн үүссэн бэ? Уламжлалт хариулт нь анхны тусгай нөхцөлийг дахин хэлнэ. Анхдагч дэлбэрэлтийн шинж чанаруудын онцгой нэгэн төрлийн байдлыг зүгээр л баримт гэж үздэг: Орчлон ертөнц ингэж үүссэн юм.

Орчлон ертөнцийн өргөн цар хүрээтэй нэгэн төрлийн байдал нь жижиг хэмжээний хувьд огтхон ч нэг төрлийн байдаггүй гэж үзвэл илүү нууцлаг харагдаж байна. Галактикууд болон галактикуудын бөөгнөрөл бүр байгаа нь хатуу нэгэн төрлийн байдлаас хазайж байгааг харуулж байгаа бөгөөд энэ хазайлт нь хаа сайгүй цар хүрээ, цар хүрээний хувьд ижил байдаг. Таталцал нь материйн анхны хуримтлалыг нэмэгдүүлэх хандлагатай байдаг тул галактик үүсгэхэд шаардагдах гетероген байдлын зэрэг нь Их тэсрэлтийн үед одоогийнхоос хамаагүй бага байсан. Гэсэн хэдий ч Их тэсрэлтийн эхний үе шатанд бага зэрэг жигд бус байдал байсаар байх ёстой, эс тэгвээс галактикууд хэзээ ч үүсэхгүй байх байсан. Хуучин Big Bang онолд эдгээр эрт тасалдлыг мөн "анхны нөхцөл"-тэй холбодог байсан. Тиймээс бид Орчлон ертөнцийн хөгжил бүрэн төгс төлөв байдлаас биш, харин туйлын ер бусын төлөв байдлаас эхэлсэн гэдэгт итгэх ёстой байв.

Дээр дурдсан бүх зүйлийг дараах байдлаар нэгтгэн дүгнэж болно: хэрэв орчлон ертөнц дэх цорын ганц хүч бол таталцлын хүч юм бол Их тэсрэлтийг "Бурханаас илгээсэн" гэж тайлбарлах хэрэгтэй. шалтгаангүйгээр, өгөгдсөн анхны нөхцөлтэй. Энэ нь бас гайхалтай тууштай байдлаар тодорхойлогддог; Өнөөгийн бүтцэд хүрэхийн тулд Орчлон ертөнц эхнээсээ зөв хувьссан байх ёстой. Энэ бол орчлон ертөнцийн үүслийн парадокс юм.

Эсрэг таталцлыг хайх

Орчлон ертөнцийн үүслийн парадокс сүүлийн жилүүдэд л шийдэгдсэн; Гэсэн хэдий ч уг шийдлийн үндсэн санааг алс холын түүх, орчлон ертөнц тэлэлтийн онол ч, Их тэсрэлтийн онол ч байгаагүй тэр үеэс улбаатай. Ньютон мөн орчлон ертөнцийн тогтвортой байдлын асуудал хичнээн хэцүү болохыг ойлгосон. Одууд ямар ч дэмжлэггүйгээр сансарт хэрхэн байр сууриа хадгалдаг вэ? Таталцлын бүх нийтийн шинж чанар нь оддыг бие биентэйгээ ойрхон бөөгнөрөлд оруулахад хүргэсэн байх ёстой.

Энэхүү утгагүй байдлаас зайлсхийхийн тулд Ньютон маш сонирхолтой үндэслэлийг ашигласан. Хэрэв орчлон ертөнц өөрийн таталцлын дор сүйрвэл од бүр оддын бөөгнөрөлийн төв рүү "унана". Гэхдээ орчлон ертөнц хязгааргүй бөгөөд одод хязгааргүй орон зайд дунджаар жигд тархсан гэж бодъё. Энэ тохиолдолд бүх одод унадаг нийтлэг төв байхгүй байх болно - эцэст нь хязгааргүй ертөнцөд бүх бүс нутаг ижил байдаг. Аливаа од хөршүүдийнхээ таталцлын нөлөөг мэдрэх боловч эдгээр нөлөөллийг янз бүрийн чиглэлд дунджаар тооцдог тул тухайн одыг бүхэл бүтэн одтой харьцуулахад тодорхой байрлалд шилжүүлэх ямар ч хүч байхгүй болно. .

Эйнштейн Ньютоноос 200 жилийн дараа таталцлын шинэ онолыг бий болгохдоо Орчлон ертөнц сүйрлээс хэрхэн зайлсхийдэг вэ гэсэн асуудалд бас эргэлзэж байв. Хаббл орчлон ертөнцийн тэлэлтийг нээхээс өмнө түүний сансар судлалын анхны бүтээл хэвлэгдсэн; тиймээс Эйнштейн Ньютонтой адил Орчлон ертөнцийг хөдөлгөөнгүй гэж үзсэн. Гэсэн хэдий ч Эйнштейн Орчлон ертөнцийн тогтвортой байдлын асуудлыг илүү шууд шийдвэрлэхийг оролдсон. Орчлон ертөнц өөрийн таталцлын нөлөөн дор сүйрэхгүй байхын тулд таталцлыг эсэргүүцэх өөр нэг сансрын хүч байх ёстой гэж тэрээр үзэж байв. Энэ хүч нь таталцлын хүчийг нөхөх сонирхол татахуйц биш харин түлхэх хүч байх ёстой. Энэ утгаараа ийм хүчийг "таталцлын эсрэг" гэж нэрлэж болох ч сансар огторгуйн түлхэлтийн хүчний талаар ярих нь илүү зөв байх болно. Эйнштейн энэ тохиолдолд зөвхөн дур зоргоороо энэ хүчийг зохион бүтээгээгүй. Тэрээр таталцлын талбайн тэгшитгэлдээ нэмэлт нэр томъёог оруулах боломжтойг харуулсан бөгөөд энэ нь хүссэн шинж чанартай хүч гарч ирэхэд хүргэдэг.

Хэдийгээр таталцлын хүчийг эсэргүүцэх зэвүүн хүчний тухай санаа нь өөрөө маш энгийн бөгөөд байгалийн зүйл боловч бодит байдал дээр ийм хүчний шинж чанар нь ер бусын болж хувирдаг. Мэдээжийн хэрэг, дэлхий дээр ийм хүч ажиглагдаагүй бөгөөд хэдэн зуун жилийн гаригийн одон орон судлалын явцад түүний ямар ч сэжүүр олдсонгүй. Мэдээжийн хэрэг, хэрэв сансрын түлхэлтийн хүч байгаа бол энэ нь бага зайд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэх ёсгүй, гэхдээ түүний хэмжээ нь одон орны хэмжээнд мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Энэ зан үйл нь хүчний мөн чанарыг судлах өмнөх бүх туршлагатай зөрчилдөж байна: тэдгээр нь ихэвчлэн богино зайд эрчимтэй байдаг бөгөөд зай нэмэгдэх тусам сулардаг. Тиймээс урвуу квадрат хуулийн дагуу цахилгаан соронзон ба таталцлын харилцан үйлчлэл тасралтгүй буурдаг. Гэсэн хэдий ч Эйнштейний онолд ийм ер бусын шинж чанартай хүч байгалиасаа гарч ирэв.

Эйнштейний оруулсан сансрын түлхэлтийн хүчийг байгаль дахь тав дахь харилцан үйлчлэл гэж бодож болохгүй. Энэ бол зүгээр л таталцлын өөрийнх нь хачирхалтай илрэл юм. Хэрэв таталцлын талбайн эх үүсвэрээр ер бусын шинж чанартай орчин сонговол сансрын түлхэлтийн нөлөөг ердийн таталцлын хүчинтэй холбож болохыг харуулахад хэцүү биш юм. Энгийн материаллаг орчин (жишээ нь, хий) дарамт шахалт үзүүлдэг бол энд авч үзсэн таамаглалын орчин нь сөрөгдаралт эсвэл хурцадмал байдал. Бидний юу ярьж байгааг илүү тодорхой төсөөлөхийн тулд бид ийм сансрын бодисоор савыг дүүргэж чадсан гэж төсөөлөөд үз дээ. Дараа нь ердийн хийнээс ялгаатай нь таамагласан орон зайн орчин нь хөлөг онгоцны хананд дарамт учруулахгүй, харин тэдгээрийг савны дотор татах хандлагатай болно.

Тиймээс бид сансар огторгуйн түлхэлтийг таталцлын нэг төрөл, эсвэл бүх орон зайг дүүргэж, сөрөг даралттай үл үзэгдэх хийн орчинд байдаг ердийн таталцлын улмаас үүссэн үзэгдэл гэж үзэж болно. Нэг талаас сөрөг даралт нь савны хананд шингэж байгаа мэт санагдах, нөгөө талаар энэ таамаг орчин нь галактикуудыг татах биш харин тэднийг түлхэж байдаг нь зөрчилдөөнгүй юм. Эцсийн эцэст, түлхэлт нь аливаа механик үйлдлээс бус хүрээлэн буй орчны таталцлаас үүдэлтэй байдаг. Ямар ч тохиолдолд механик хүч нь даралт өөрөө биш харин даралтын зөрүүгээр үүсдэг боловч таамаглалын орчин бүх орон зайг дүүргэдэг гэж үздэг. Энэ нь савны ханаар хязгаарлагдах боломжгүй бөгөөд энэ орчинд байгаа ажиглагч үүнийг биет бодис гэж огт хүлээн зөвшөөрөхгүй. Орон зай нь бүрэн хоосон мэт харагдах болно.

Таамаглалтай орчны ийм гайхалтай шинж чанаруудыг үл харгалзан Эйнштейн нэгэн цагт таталцлын таталцал болон түүний нээсэн сансар огторгуйн түлхэлтийн хоорондын тэнцвэрт байдлыг хадгалсан Орчлон ертөнцийн сэтгэл ханамжтай загварыг бүтээсэн гэж мэдэгджээ. Энгийн тооцоог ашиглан Эйнштейн орчлон ертөнц дэх таталцлыг тэнцвэржүүлэхэд шаардагдах сансрын түлхэлтийн хүчийг тооцоолсон. Тэр түлхэлт нь Нарны аймгийн дотор (тэр ч байтугай Галактикийн масштабаар ч) маш бага байх ёстойг туршилтаар илрүүлэх боломжгүй гэдгийг баталж чадсан. Хэсэг хугацаанд олон жилийн нууцыг гайхалтайгаар тайлсан юм шиг санагдав.

Гэсэн хэдий ч дараа нь байдал улам дордлоо. Юуны өмнө тэнцвэрийн тогтвортой байдлын асуудал гарч ирэв. Эйнштейний үндсэн санаа нь татах ба зэвүүн хүчний хатуу тэнцвэрт байдалд суурилж байв. Гэхдээ олон тооны хатуу тэнцвэртэй байдлын нэгэн адил нарийн ширийн зүйлс бас гарч ирэв. Жишээлбэл, Эйнштейний статик ертөнц бага зэрэг тэлэх юм бол таталцлын хүч (зайны дагуу сулрах) бага зэрэг буурч, харин сансрын түлхэлтийн хүч (зайны дагуу нэмэгдэх) бага зэрэг нэмэгдэх болно. Энэ нь түлхэлтийн хүчний тэнцвэргүй байдалд хүргэж, бүх зүйлийг байлдан дагуулах түлхэлтийн нөлөөн дор орчлон ертөнцийг цаашид хязгааргүй тэлэх болно. Хэрэв эсрэгээрээ Эйнштейний статик ертөнц бага зэрэг агшавал таталцлын хүч нэмэгдэж, сансрын түлхэлтийн хүч буурах бөгөөд энэ нь таталцлын хүчний тэнцвэргүй байдалд хүргэж, улмаар үргэлжилсээр байх болно. илүү хурдан шахаж, эцэст нь Эйнштейний зайлсхийсэн гэж бодсон нуралт хүртэл. Иймээс өчүүхэн төдий хазайлтад л хатуу тэнцвэр алдагдаж, сансар огторгуйн сүйрэл зайлшгүй гарах болно.

Хожим нь 1927 онд Хаббл галактикуудын уналтын үзэгдлийг (өөрөөр хэлбэл орчлон ертөнц тэлэх) нээсэн нь тэнцвэрийн асуудлыг утгагүй болгосон. Үүнээс хойш орчлон ертөнц шахагдаж, сүйрэх аюулд өртөөгүй нь тодорхой болов өргөжиж байна.Хэрэв Эйнштейн сансар огторгуйн түлхэлтийн хүчийг эрэлхийлээгүй байсан бол онолын хувьд ийм дүгнэлтэд хүрч, одон орон судлаачдын нээсэн хугацаанаас арван жилийн өмнө орчлон ертөнц тэлэхийг урьдчилан таамаглах байсан байх. Ийм таамаглал нь шинжлэх ухааны түүхэнд хамгийн гайхамшигтай (ийм таамаглалыг 1922-1923 онд Петроградын их сургуулийн профессор А.А. Фридман Эйнштейний тэгшитгэлд үндэслэн хийсэн) гэж нэрлэх нь дамжиггүй. Эцэст нь Эйнштейн сансар огторгуйн зэвүүцлээс ууртайгаар татгалзаж, үүнийгээ хожим нь "амьдралынхаа хамгийн том алдаа" гэж үзэв. Гэсэн хэдий ч энэ нь түүхийн төгсгөл биш юм.

Эйнштейн статик орчлон ертөнцийн оршин тогтнодоггүй асуудлыг шийдэхийн тулд сансрын түлхэлтийг зохион бүтээсэн. Гэхдээ урьдын адил нэгэнт гавь савнаас гарсан бол түүнийг буцааж тавих боломжгүй юм. Орчлон ертөнцийн динамик нь таталцлын болон түлхэлтийн хүчний сөргөлдөөнөөс үүдэлтэй байж магадгүй гэсэн санаа үргэлжилсээр байв. Хэдийгээр одон орны ажиглалтууд нь сансар огторгуйн түлхэлт байгааг нотлох ямар ч нотолгоо өгөөгүй ч түүний байхгүйг баталж чадаагүй - энэ нь өөрийгөө илэрхийлэхэд хэтэрхий сул байж магадгүй юм.

Эйнштейний таталцлын талбайн тэгшитгэлүүд нь түлхэх хүч байхыг зөвшөөрдөг ч түүний хэмжээнд хязгаарлалт тавьдаггүй. Гашуун туршлагаараа сургасан Эйнштейн энэ хүчний хэмжээ нь яг тэгтэй тэнцүү байна гэж таамаглах эрхтэй байсан бөгөөд ингэснээр түлхэлтийг бүрмөсөн арилгасан. Гэсэн хэдий ч энэ нь ямар ч шаардлагагүй байсан. Зарим эрдэмтэд тэгшитгэлд түлхэлтийг хадгалах шаардлагатай гэж үзсэн боловч анхны асуудлын үүднээс энэ нь шаардлагагүй болсон. Эдгээр эрдэмтэд зохих нотлох баримт байхгүй үед түлхэлтийн хүчийг тэг гэж үзэх үндэслэл байхгүй гэж үзсэн.

Өргөж буй орчлон ертөнцийн хувилбарт зэвүүн хүчийг хадгалахын үр дагаврыг олоход хэцүү байсангүй. Хөгжлийн эхний үе шатанд, Орчлон ертөнц шахсан байдалд байгаа үед түлхэлтийг үл тоомсорлож болно. Энэ үе шатанд таталцлын таталцал тэлэлтийн хурдыг удаашруулсан нь дэлхийн таталцлын хүч босоо тэнхлэгт дээш хөөрсөн пуужингийн хөдөлгөөнийг удаашруулдагтай бүрэн адил юм. Хэрэв бид орчлон ертөнцийн хувьсал хурдацтай тэлэлтээс эхэлсэн гэдгийг тайлбарлахгүйгээр хүлээн зөвшөөрвөл таталцлын хүч тэлэлтийн хурдыг одоогийн ажиглагдаж буй хэмжээнд хүртэл байнга бууруулж байх ёстой. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам матери сарних тусам таталцлын харилцан үйлчлэл сулардаг. Харин галактикууд бие биенээсээ холдсоор сансар огторгуйн түлхэлт нэмэгддэг. Эцсийн эцэст түлхэлт нь таталцлын таталцлыг даван туулж, Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд дахин нэмэгдэж эхэлнэ. Эндээс бид сансар огторгуйн түлхэлт давамгайлж, тэлэлт үүрд үргэлжлэх болно гэж дүгнэж болно.

Одон орон судлаачид орчлон ертөнцийн тэлэлт эхлээд удааширч, дараа нь дахин түргэсдэг энэ ер бусын зан үйл нь галактикуудын ажиглагдаж буй хөдөлгөөнд тусгагдах ёстойг харуулсан. Гэвч одон орон судлалын хамгийн нарийн ажиглалтууд нь ийм зан үйлийн талаархи итгэл үнэмшилтэй нотолгоог гаргаж чадаагүй ч үе үе эсрэг заалттай байдаг.

Хаббл энэ үзэгдлийг туршилтаар нээхээс олон жилийн өмнө буюу 1916 онд Нидерландын одон орон судлаач Вилем де Ситтер тэлж буй орчлон ертөнцийн санааг дэвшүүлсэн нь сонирхолтой юм. Де Ситтер орчлон ертөнцөөс ердийн бодисыг зайлуулбал таталцлын таталцал алга болж, түлхэлтийн хүч сансарт ноёрхох болно гэж үзжээ. Энэ нь орчлон ертөнцийг тэлэх болно - тэр үед энэ нь шинэлэг санаа байсан юм.

Ажиглагч сөрөг даралттай хачирхалтай үл үзэгдэх хийн орчинг мэдрэх чадваргүй тул түүнд хоосон орон зай тэлж байгаа мэт харагдах болно. Туршилтын биеийг өөр өөр газар өлгөж, бие биенээсээ хол зайд нь ажигласнаар тэлэлт илрүүлж болно. Хоосон орон зайг тэлэх санаа нь тухайн үед сониуч зан гэж тооцогддог байсан ч бидний харж байгаагаар энэ нь зөгнөлийн шинж чанартай болсон.

Тэгэхээр энэ түүхээс ямар дүгнэлт хийж болох вэ? Одон орон судлаачид сансар огторгуйн түлхэлтийг илрүүлээгүй байгаа нь байгальд байхгүй гэдгийг логик нотолгоо болж чадахгүй. Энэ нь орчин үеийн багаж хэрэгслээр илрүүлэхэд хэтэрхий сул байж магадгүй юм. Ажиглалтын нарийвчлал үргэлж хязгаарлагдмал байдаг тул зөвхөн энэ чадлын дээд хязгаарыг тооцоолох боломжтой. Гоо зүйн үүднээс авч үзвэл сансар огторгуйн зэвүүцэл байхгүй тохиолдолд байгалийн хуулиуд илүү энгийн харагдах болно гэж үүний эсрэг маргаж болно. Ийм хэлэлцүүлэг олон жил үргэлжилсээр ямар ч тодорхой үр дүнд хүрээгүй бөгөөд гэнэт асуудлыг цоо шинэ өнцгөөс харж, санаанд оромгүй ач холбогдолтой болсон.

Инфляци: Их тэсрэлтийг тайлбарлав

Өмнөх хэсгүүдэд бид сансар огторгуйн түлхэлтийн хүч байгаа бол энэ нь Их тэсрэлтэд ямар ч чухал нөлөө үзүүлэхгүй тул маш сул байх ёстой гэж хэлсэн. Гэсэн хэдий ч энэ дүгнэлт нь түлхэлтийн хэмжээ цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй гэсэн таамаглал дээр үндэслэсэн болно. Эйнштейний үед сансар огторгуйн түлхэлтийг "хүний ​​гараар бүтээсэн" онолд оруулснаас хойш бүх эрдэмтэд энэ үзэл бодлыг хуваалцдаг байв. Сансар огторгуйн түлхэлт болно гэж хэний ч санаанд орж байгаагүй дуудагдахОрчлон ертөнц тэлэх үед үүсдэг бусад физик процессууд. Хэрэв ийм боломж олгосон бол сансар судлал өөр болж болох байсан. Ялангуяа хувьслын эхэн үеийн эрс тэс нөхцөлд сансрын түлхэлт нь таталцлаас түр зуур давамгайлж, орчлон ертөнцийг дэлбэрэхэд хүргэсэн гэж үздэг бөгөөд үүний дараа түүний үүрэг бараг л өөрчлөгдсөн гэж үздэг. тэг хүртэл бууруулсан.

Энэхүү ерөнхий дүр зураг нь орчлон ертөнцийн хөгжлийн хамгийн эхний үе дэх матери ба хүчний зан төлөвийг судлах сүүлийн үеийн ажлын үр дүнд бий болсон. Сансар огторгуйн асар том түлхэлт нь Их гүрний үйл ажиллагааны зайлшгүй үр дүн байсан нь тодорхой болов. Тиймээс Эйнштейний хаалгаар илгээсэн "эсрэг таталцал" цонхоор буцаж ирэв!

Сансар огторгуйн түлхэлтийн шинэ нээлтийг ойлгох түлхүүр нь квант вакуумын мөн чанараас үүдэлтэй. Ер бусын үл үзэгдэх орчин, хоосон орон зайнаас ялгагдахгүй, гэхдээ сөрөг даралттай байдаг нь ийм түлхэлтийг хэрхэн үүсгэж болохыг бид харсан. Өнөөдөр физикчид квант вакуум яг ийм шинж чанартай гэж үздэг.

7-р бүлэгт вакуум нь виртуал бөөмсөөр дүүрэн, нарийн төвөгтэй харилцан үйлчлэлээр ханасан квант үйл ажиллагааны нэг төрлийн "фермент" гэж үзэх ёстой гэж тэмдэглэсэн. Квантын тодорхойлолтод вакуум шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг ойлгох нь маш чухал юм. Бидний тоосонцор гэж нэрлэдэг зүйл бол бүхэл бүтэн далай тэнгисийн гадаргуу дээрх "хөөс" гэх мэт ховор тохиолддог эмгэгүүд юм.

70-аад оны төгсгөлд дөрвөн харилцан үйлчлэлийг нэгтгэх нь вакуумын физик шинж чанарын талаархи санаа бодлыг бүрэн хянах шаардлагатай болох нь тодорхой болсон. Онол нь вакуум энерги нь хоёрдмол утгагүй илэрхийлэгддэггүй гэж үздэг. Энгийнээр хэлбэл, вакуум нь өдөөгдөж, маш олон янзын энергитэй олон төлөвийн аль нэгэнд байж болно, яг л атом нь эрчим хүчний өндөр түвшинд шилжихэд догдолж байдаг шиг. Эдгээр вакуум хувийн төлөвүүд - хэрэв бид тэдгээрийг ажиглаж чадвал тэд огт өөр шинж чанартай ч яг адилхан харагдах болно.

Юуны өмнө вакуумд агуулагдах энерги нь нэг төлөвөөс нөгөө рүү асар их хэмжээгээр урсдаг. Жишээлбэл, Гранд нэгдсэн онолуудад вакуум дахь хамгийн бага ба хамгийн их энергийн ялгаа нь төсөөлшгүй их байдаг. Эдгээр хэмжигдэхүүний асар том хэмжээний талаар ойлголттой болохын тулд нарны оршин тогтнох бүх хугацаанд (5 тэрбум жил) ялгарах энергийг тооцоолъё. Нарнаас ялгарах энэ асар их энерги нь нарны аймгаас бага хэмжээтэй орон зайн бүсэд агуулагддаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ тохиолдолд олж авсан эрчим хүчний нягтрал нь ТВО дахь вакуум төлөвт тохирсон эрчим хүчний нягтралтай ойролцоо байна.

Эрчим хүчний асар их ялгааны зэрэгцээ янз бүрийн вакуум төлөвүүд нь даралтын асар том зөрүүтэй тохирч байна. Гэхдээ энд "заль мэх" оршдог: эдгээр бүх дарамтууд - сөрөг.Квантын вакуум нь сансар огторгуйн түлхэлтийг бий болгодог урьд дурдсан таамаглалын орчинтой яг адилхан ажилладаг бөгөөд зөвхөн энэ удаад тоон даралт маш их байгаа тул түлхэлт нь статик ертөнц дэх тэнцвэрийг хадгалахад Эйнштейний шаардлагатай хүчнээс 10^120 дахин их байна.

Их тэсрэлтийг тайлбарлах зам одоо нээлттэй байна. Орчлон ертөнц эхэн үед "худал" вакуум гэж нэрлэгддэг догдолсон вакуум төлөвт байсан гэж бодъё. Энэ төлөвт орчлон ертөнцийн хяналтгүй, хурдацтай тэлэлтийн шалтгаан болохуйц хэмжээний сансрын түлхэлт байсан. Үндсэндээ энэ үе шатанд Орчлон ертөнц өмнөх хэсэгт авч үзсэн де Ситтерийн загвартай тохирч байх болно. Гэсэн хэдий ч ялгаа нь де Ситтерийн хувьд орчлон ертөнц одон орны цаг хугацааны хэмжүүрээр чимээгүйхэн тэлж байгаа бол "худал" квант вакуумаас орчлон ертөнцийн хувьслын "де Ситтерийн үе шат" бодит байдал дээр тайван байхаас хол байна. Орчлон ертөнцийн эзэлдэг орон зайн хэмжээ энэ тохиолдолд 10^-34 секунд тутамд (эсвэл ижил дарааллын хугацааны интервал) хоёр дахин нэмэгдэх ёстой.

Орчлон ертөнцийн ийм супер тэлэлт нь хэд хэдэн онцлог шинж чанартай байдаг: бүх зай нь экспоненциал хуулийн дагуу нэмэгддэг (бид 4-р бүлэгт экспоненциал гэсэн ойлголттой аль хэдийн тулгарсан). Энэ нь 10^-34 секунд тутамд орчлон ертөнцийн бүх бүсүүд хэмжээсээ хоёр дахин нэмэгдүүлж, дараа нь энэ хоёр дахин нэмэгдэх үйл явц геометрийн прогрессоор үргэлжилдэг гэсэн үг юм. Энэ төрлийн өргөтгөлийг 1980 онд анх авч үзсэн. MIT-ийн (АНУ, Массачусетсийн Технологийн Институт) Алан Гутыг "инфляци" гэж нэрлэдэг байв. Асар хурдтай, тасралтгүй хурдацтай тэлэлтийн үр дүнд тун удахгүй орчлон ертөнцийн бүх хэсгүүд тэсрэлт болж буй мэт салж нисэх нь тодорхой болно. Мөн энэ бол Big Bang!

Гэсэн хэдий ч ямар нэг байдлаар инфляцийн үе шат дуусах ёстой. Бүх өдөөгдсөн квант системүүдийн нэгэн адил "хуурамч" вакуум нь тогтворгүй бөгөөд задрах хандлагатай байдаг. Ялзрал үүсэх үед түлхэлт арилдаг. Энэ нь эргээд инфляцийг зогсоож, Ертөнцийг ердийн таталцлын хүч рүү шилжүүлэхэд хүргэдэг. Мэдээжийн хэрэг, энэ тохиолдолд инфляцийн үед олж авсан анхны импульсийн ачаар орчлон ертөнц тэлэх болно, гэхдээ тэлэлтийн хурд тогтвортой буурах болно. Ийнхүү сансар огторгуйн түлхэлтээс өнөөг хүртэл үлдсэн цорын ганц ул мөр бол орчлон ертөнцийн тэлэлт аажмаар удааширч байгаа явдал юм.

"Инфляцийн хувилбар"-ын дагуу орчлон ертөнц нь бодис, цацраг туяагүй вакуум төлөв байдлаас оршин тогтнож эхэлсэн. Гэхдээ тэд анх байсан ч инфляцийн үе дэх асар их тэлэлтийн хурдаас болж тэдний ул мөр хурдан алга болно. Энэ үе шатанд тохирсон маш богино хугацаанд өнөөдөр ажиглагдаж болох бүх орчлон ертөнцийг эзэлдэг сансрын бүс нь протоны тэрбумын хэмжээнээс хэдэн см хүртэл томорчээ. Анх байсан аливаа бодисын нягт нь тэг болж хувирна.

Тиймээс инфляцийн үе дуусахад Орчлон хоосон, хүйтэн байв. Гэсэн хэдий ч инфляци хатах үед Орчлон ертөнц гэнэт "халуун" болсон. Сансар огторгуйг гэрэлтүүлсэн энэхүү дулааны тэсрэлт нь "хуурамч" вакуум дахь энергийн асар их нөөцтэй холбоотой юм. Вакуум төлөв задрахад түүний энерги нь цацраг хэлбэрээр ялгарсан бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийг нэн даруй ойролцоогоор 10^27 К хүртэл халаасан бөгөөд энэ нь Гэдэс дэх процессууд үүсэхэд хангалттай юм. Энэ мөчөөс эхлэн орчлон ертөнц "халуун" Big Bang-ийн стандарт онолын дагуу хөгжсөн. Дулааны энергийн ачаар матери ба эсрэг бодисууд үүсч, дараа нь Орчлон ертөнц хөрч, аажмаар түүний бүх элементүүд өнөөдөр ажиглагдаж эхлэв.

Тэгэхээр хамгийн хэцүү асуудал бол Их тэсрэлтийг юу үүсгэсэн бэ? - инфляцийн онолыг ашиглан шийдэж чадсан; хоосон орон зай квант вакуумд хамаарах түлхэлтийн нөлөөн дор аяндаа дэлбэрчээ. Гэсэн хэдий ч нууц хэвээр байна. Орчлон ертөнцөд орших бодис, цацраг үүсэхэд орсон анхдагч дэлбэрэлтийн асар их энерги нь хаа нэгтээгээс ирэх ёстой байв! Бид анхдагч энергийн эх үүсвэрийг олох хүртэл орчлон ертөнцийн оршин тогтнолыг тайлбарлаж чадахгүй.

Сансрын ачаалагч

Англи ачаалах оосоршууд утгаараа энэ нь "нэхсэн" гэсэн утгатай, дүрслэлийн утгаараа энэ нь бие даасан тууштай байдал, энгийн бөөмсийн системд шатлал байхгүй гэсэн үг юм.

Орчлон ертөнц асар их энерги ялгарах явцад үүссэн. Бид түүний ул мөрийг илрүүлсээр байгаа - энэ нь дулааны цацраг ба сансрын бодис (ялангуяа од, гаригийг бүрдүүлдэг атомууд) бөгөөд тодорхой энергийг "масс" хэлбэрээр хадгалдаг. Энэ энергийн ул мөр нь галактикуудын ухралт, одон орны объектуудын хүчирхийллийн үйл ажиллагаанд ч илэрдэг. Анхдагч энерги нь үүсэж буй орчлон ертөнцийн "хаварыг эхлүүлсэн" бөгөөд өнөөг хүртэл түүнийг эрчимжүүлсээр байна.

Бидний орчлон ертөнц рүү амьсгалсан энэ энерги хаанаас ирсэн бэ? Инфляцийн онолоор бол энэ нь хоосон орон зайн энерги бөгөөд өөрөөр хэлбэл квант вакуум гэж нэрлэгддэг. Гэсэн хэдий ч ийм хариулт биднийг бүрэн хангаж чадах уу? Вакуум хэрхэн эрчим хүч олж авсан бэ гэж асуух нь зүйн хэрэг.

Ерөнхийдөө бид энерги хаанаас ирдэг вэ гэсэн асуултыг асуухад бид үндсэндээ энэ энергийн мөн чанарын талаар чухал таамаглал дэвшүүлж байна. Физикийн үндсэн хуулиудын нэг нь эрчим хүч хэмнэлтийн хууль,Үүний дагуу энергийн янз бүрийн хэлбэрүүд өөрчлөгдөж, бие биедээ хувирч болох боловч нийт энергийн хэмжээ өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

Энэ хуулийн үр нөлөөг баталгаажуулах жишээг хэлэхэд хэцүү биш. Бид хөдөлгүүртэй, түлшний нөөцтэй, хөдөлгүүрийг цахилгаан үүсгүүрийн хөтөч болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь халаагуурыг цахилгаанаар хангадаг гэж бодъё. Түлш шатаах үед түүнд хуримтлагдсан химийн энерги нь механик энерги, дараа нь цахилгаан энерги, эцэст нь дулааны энерги болж хувирдаг. Эсвэл цамхагийн орой дээр ачаа өргөхөд мотор ашигладаг бөгөөд үүний дараа ачаалал чөлөөтэй унадаг гэж бодъё; Газарт цохилт өгөхөд халаагчтай жишээн дээрхтэй яг ижил хэмжээний дулааны энерги үүсдэг. Үнэн хэрэгтээ энерги хэрхэн дамждаг, хэлбэр нь хэрхэн өөрчлөгдсөн ч түүнийг бий болгож, устгах боломжгүй нь ойлгомжтой. Инженерүүд энэ хуулийг өдөр тутмын амьдралдаа ашигладаг.

Хэрэв энергийг үүсгэх эсвэл устгах боломжгүй бол анхдагч энерги яаж үүсдэг вэ? Энэ нь зүгээр л эхний мөчид тарьсан биш гэж үү (анхны шинэ нөхцөл байдал үүссэн түр зуурын)? Хэрэв тийм бол Орчлон яагаад өөр энерги биш харин үүнийг агуулдаг вэ? Ажиглах боломжтой орчлон ертөнцөд ойролцоогоор 10^68 Ж (жоуль) энерги байдаг - яагаад 10^99 эсвэл 10^10000 эсвэл өөр тоо байж болохгүй гэж?

Инфляцийн онол нь энэ нууцыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй тайлбарыг санал болгодог. Энэ онолын дагуу. Орчлон ертөнц эхэн үедээ бараг тэг энергитэй байсан бөгөөд эхний 10^32 секундэд асар их энергийг бүхэлд нь авчирч чадсан юм. Энэхүү гайхамшгийг ойлгох түлхүүр нь эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийг энгийн утгаараа гайхалтай баримтаас олох явдал юм. хамаарахгүйөргөжиж буй орчлон руу.

Үндсэндээ бид үүнтэй төстэй баримттай аль хэдийн тулгарсан. Сансар огторгуйн тэлэлт нь орчлон ертөнцийн температур буурахад хүргэдэг: үүний дагуу анхдагч үе шатанд маш их хэмжээний дулааны цацрагийн энерги шавхагдаж, температур үнэмлэхүй тэг хүртэл буурдаг. Энэ бүх дулааны энерги хаашаа явсан бэ? Нэг ёсондоо үүнийг орчлон ертөнц тэлэхийн тулд ашиглаж, Их тэсрэлтийн хүчийг нөхөх шахалт үзүүлсэн. Энгийн шингэн тэлэх үед түүний гаднах даралт нь шингэний энергийг ашиглан ажилладаг. Энгийн хий тэлэх үед түүний дотоод энерги нь ажил хийхэд зарцуулагддаг. Үүнээс бүрэн ялгаатай нь сансар огторгуйн түлхэлт нь орчин үеийнхтэй төстэй юм сөрөгдаралт. Ийм орчин тэлэх үед түүний энерги багасдаггүй, харин нэмэгддэг. Сансар огторгуйн түлхэлт нь орчлон ертөнцийг хурдацтай тэлэх үед инфляцийн үед яг ийм зүйл болсон юм. Энэ хугацаанд вакуумын нийт энерги инфляцийн үеийн төгсгөлд асар их утгад хүрэх хүртэл нэмэгдсээр байв. Инфляцийн үе дууссаны дараа бүх хуримтлагдсан энерги нь нэг аварга том тэсрэлтээр ялгарч, Их тэсрэлтийн бүрэн хэмжээний дулаан, бодисыг үүсгэсэн. Энэ мөчөөс эхлэн эерэг даралттай ердийн тэлэлт эхэлсэн бөгөөд ингэснээр энерги дахин буурч эхлэв.

Анхдагч энерги үүсэх нь ямар нэгэн ид шидээр тэмдэглэгдсэн байдаг. Нууцлаг сөрөг даралттай вакуум нь үнэхээр гайхалтай чадвартай байдаг. Нэг талаас, энэ нь асар их зэвүүн хүчийг бий болгож, түүний байнга хурдасч тэлэхийг баталгаажуулдаг, нөгөө талаас тэлэлт нь өөрөө вакуум энергийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Вакуум нь үндсэндээ асар их хэмжээний эрчим хүчээр өөрийгөө тэжээдэг. Энэ нь тасралтгүй тэлэлт, хязгааргүй эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг баталгаажуулдаг дотоод тогтворгүй байдлыг агуулдаг. Зөвхөн хуурамч вакуумын квант задрал нь энэхүү "сансар огторгуйн үрэлгэн байдалд" хязгаарлалт тавьдаг.

Вакуум нь байгальд ид шидийн, ёроолгүй эрчим хүчний савны үүрэг гүйцэтгэдэг. Зарчмын хувьд инфляцийн тэлэлтийн үед ялгарах эрчим хүчний хэмжээг хязгаарлахгүй. Энэхүү мэдэгдэл нь олон зуун жилийн түүхтэй уламжлалт сэтгэлгээний хувьсгалыг тэмдэглэж, "юунаас ч төрдөггүй" (энэ үг нь дор хаяж Парменидын эрин үеэс, өөрөөр хэлбэл МЭӨ 5-р зуунаас үүдэлтэй). Саяхныг хүртэл ороосноос "бүтээх" боломжийн тухай санаа нь бүхэлдээ шашны хүрээнд байсан. Ялангуяа, Христэд итгэгчид Бурхан ертөнцийг юунаас ч бий болгосон гэж эртнээс итгэдэг байсан ч цэвэр физик үйл явцын үр дүнд бүх бодис, энерги аяндаа үүсэх боломжтой гэсэн санааг арван жилийн өмнө эрдэмтэд огт хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй гэж үздэг байв.

"Юуг ч биш"-ээс "ямар нэгэн зүйл" бий болох тухай бүхэл бүтэн ойлголттой дотооддоо эвлэрч чадахгүй байгаа хүмүүст орчлон ертөнц тэлэх үед эрчим хүч үүсэхийг өөрөөр харах боломжтой. Ердийн таталцал нь сэтгэл татам байдаг тул материйн хэсгүүдийг бие биенээсээ холдуулахын тулд эдгээр хэсгүүдийн хооронд үйлчилж буй таталцлыг даван туулах ажлыг хийх ёстой. Энэ нь биеийн системийн таталцлын энерги сөрөг байна гэсэн үг юм; Системд шинэ биетүүд нэмэгдэхэд энерги ялгарч, үүний үр дүнд таталцлын энерги "бүр ч сөрөг" болдог. Хэрэв бид инфляцийн үе шатанд Орчлон ертөнцөд энэ үндэслэлийг хэрэглэвэл үүссэн массын сөрөг таталцлын энергийг "нөхөн нөхдөг" нь дулаан, материйн дүр төрх юм. Энэ тохиолдолд орчлон ертөнцийн нийт энерги тэг болж, шинэ энерги огт үүсэхгүй! "Ертөнцийг бүтээх" үйл явцын талаархи ийм үзэл бодол нь мэдээжийн хэрэг сонирхол татахуйц боловч таталцалтай холбоотой энергийн тухай ойлголтын байдал ерөнхийдөө эргэлзээтэй болж байгаа тул үүнийг нухацтай авч үзэх ёсгүй.

Вакуумын тухай энд өгүүлсэн бүхэн намагт унаж гутлынхаа үдээсээр өөрийгөө татаж гаргасан хүүгийн тухай физикчдийн дуртай түүхийг маш их санагдуулдаг. Өөрийгөө бүтээдэг орчлон ертөнц энэ хүүг санагдуулам - тэр мөн өөрийн "нэхсэн тор"-оор өөрийгөө татдаг (энэ үйл явцыг "ачаалах" гэж нэрлэдэг). Үнэн хэрэгтээ, Орчлон ертөнц өөрийн физик шинж чанараас шалтгаалан материйг "бүтээж", "сэргээхэд" шаардлагатай бүх энергийг өдөөж, түүнийг үүсгэдэг дэлбэрэлтийг эхлүүлдэг. Энэ бол сансрын ачаалах оосор юм; Бид түүний гайхалтай хүч чадалд оршин тогтнох өртэй.

Инфляцийн онолын дэвшил

Гут орчлон ертөнц маш хурдацтай тэлэлтийн үеийг туулсан гэсэн үндсэн санааг дэвшүүлсний дараа ийм хувилбар нь Big Bang-ийн сансар судлалын урьд өмнө нь энгийн гэж үздэг байсан олон шинж чанарыг сайхан тайлбарлаж чадах нь тодорхой болсон.

Өмнөх хэсгүүдийн нэгэнд бид анхдагч дэлбэрэлтийн маш өндөр түвшний зохион байгуулалт, тууштай байдлын парадоксуудтай тулгарсан. Үүний гайхалтай жишээнүүдийн нэг бол дэлбэрэлтийн хүч бөгөөд энэ нь сансрын таталцлын хэмжээнд яг таарч тохирч, үүний үр дүнд бидний цаг үеийн орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь маш ойрхон байна. шахалт (нуралт) ба хурдацтай тэлэлтийг тусгаарлах хилийн утга. Инфляцийн хувилбарын шийдвэрлэх шалгуур бол ийм нарийн тодорхойлсон том тэсрэлттэй холбоотой эсэх юм. Инфляцийн үе дэх экспоненциал тэлэлтийн улмаас (энэ нь түүний хамгийн онцлог шинж чанар) дэлбэрэлтийн хүч нь Орчлон ертөнц өөрийн таталцлыг даван туулах чадварыг автоматаар баталгаажуулдаг. Инфляци яг үнэндээ ажиглагдаж байгаа тэлэлтийн хурдыг хүргэж чадна.

Өөр нэг "агуу нууц" нь орчлон ертөнцийн өргөн цар хүрээтэй нэгэн төрлийн байдалтай холбоотой юм. Мөн инфляцийн онол дээр үндэслэн шууд шийддэг. Орчлон ертөнцийн бүтэц дэх анхны нэгэн жигд бус байдлыг үлээлгэсэн бөмбөлөг дээрх үрчлээсийг хөөргөхөд гөлгөр болгодог шиг түүний хэмжээг асар их хэмжээгээр нэмэгдүүлэх замаар бүрэн арилгах ёстой. Мөн орон зайн бүс нутгийн хэмжээ ойролцоогоор 10^50 дахин нэмэгдсэний үр дүнд аливаа анхны эвдрэл нь ач холбогдолгүй болдог.

Гэсэн хэдий ч энэ талаар ярих нь буруу байх болно дүүрэннэгэн төрлийн байдал. Орчин үеийн галактикууд болон галактикийн бөөгнөрөлүүдийг бий болгохын тулд орчлон ертөнцийн эхэн үеийн бүтцэд зарим нэг "бөөгнөрсөн" байсан байх ёстой. Анх одон орон судлаачид галактикийн оршин тогтнохыг Их тэсрэлтийн дараа таталцлын нөлөөгөөр материйн хуримтлагдсанаар тайлбарлаж болно гэж найдаж байсан. Хийн үүл нь өөрийн таталцлын нөлөөн дор шахагдаж, дараа нь жижиг хэсгүүдэд хуваагдаж, тэдгээр нь эргээд бүр жижиг хэсгүүдэд хуваагдах ёстой. Магадгүй Big Bang-ийн үр дүнд үүссэн хийн тархалт бүрэн жигд байсан ч цэвэр санамсаргүй үйл явцын улмаас конденсац, ховор үзэгдэл энд тэнд үүссэн. Таталцлын хүч нь эдгээр хэлбэлзлийг улам эрчимжүүлж, конденсацын талбайн өсөлт, нэмэлт бодисыг шингээхэд хүргэсэн. Дараа нь эдгээр мужууд шахагдаж, дараалан задарч, хамгийн жижиг конденсацууд нь од болж хувирав. Эцэст нь бүтцийн шатлал үүссэн: одод бүлгүүд, тэдгээр нь галактикууд, дараа нь галактикуудын бөөгнөрөл болж нэгдсэн.

Харамсалтай нь хэрэв анхнаасаа хийд нэг төрлийн бус зүйл байгаагүй бол галактик үүсэх ийм механизм нь орчлон ертөнцийн наснаас хамаагүй давсан үед ажиллах байсан. Баримт нь конденсаци, хуваагдлын үйл явц нь хийн тархалт дагалдаж байсан орчлон ертөнцийн тэлэлттэй өрсөлдөж байсан явдал юм. Их тэсрэлтийн онолын анхны хувилбарт галактикийн "үр" нь орчлон ертөнцийн бүтцэд анх үүссэн үед оршин байсан гэж үздэг. Түүгээр ч барахгүй эдгээр анхны нэгэн төрлийн бус байдал нь маш тодорхой хэмжээтэй байх ёстой: хэтэрхий жижиг биш, эс тэгвээс тэдгээр нь хэзээ ч үүсэхгүй, гэхдээ хэтэрхий том биш, эс тэгвээс өндөр нягтралтай хэсгүүд зүгээр л нурж, асар том хар нүх болж хувирах болно. Үүний зэрэгцээ галактикууд яагаад яг ийм хэмжээтэй байдаг, яагаад яг ийм тооны галактикууд бөөгнөрөлд орсон нь бүрэн тодорхойгүй байна.

Инфляцийн хувилбар нь галактикийн бүтцийн талаар илүү тогтвортой тайлбарыг өгдөг. Үндсэн санаа нь маш энгийн. Орчлон ертөнцийн квант төлөв нь хуурамч вакуумын тогтворгүй төлөв байдгаас инфляци үүсдэг. Эцэст нь энэ вакуум төлөв задарч, илүүдэл энерги нь дулаан, бодис болж хувирдаг. Энэ мөчид сансар огторгуйн түлхэлт алга болж, инфляци зогсдог. Гэсэн хэдий ч хуурамч вакуум задрах нь бүх орон зайд нэгэн зэрэг тохиолддоггүй. Аливаа квант процессын нэгэн адил хуурамч вакуум задрах хурд нь хэлбэлздэг. Орчлон ертөнцийн зарим хэсэгт ялзрал бусадтай харьцуулахад арай хурдан явагддаг. Эдгээр бүс нутагт инфляци эрт дуусна. Үүний үр дүнд нэгэн төрлийн бус байдал эцсийн төлөвт хадгалагдана. Эдгээр нэгэн төрлийн бус байдал нь таталцлын шахалтын "үр" (төв) болж, эцэст нь галактикууд болон тэдгээрийн бөөгнөрөлүүдийг бий болгоход хүргэсэн байж магадгүй юм. Хэлбэлзлийн механизмын математик загварчлал хийгдсэн боловч маш хязгаарлагдмал амжилтанд хүрсэн. Дүрмээр бол үр нөлөө нь хэтэрхий том болж, тооцоолсон нэг төрлийн бус байдал нь хэт их ач холбогдолтой юм. Үнэн, ашигласан загварууд нь хэтэрхий бүдүүлэг байсан бөгөөд магадгүй илүү нарийн арга барил нь илүү амжилттай байх байсан. Хэдийгээр онол нь бүрэн гүйцэд биш ч, наад зах нь анхны онцгой нөхцөл шаардлагагүйгээр галактик үүсэхэд хүргэж болох механизмын мөн чанарыг тодорхойлсон.

Инфляцийн хувилбарын Гутын хувилбарт хуурамч вакуум нь эхлээд "жинхэнэ" вакуум буюу бидний хоосон орон зай гэж тодорхойлсон хамгийн бага энергийн вакуум төлөв болж хувирдаг. Энэ өөрчлөлтийн шинж чанар нь фазын шилжилттэй (жишээлбэл, хийнээс шингэн рүү) нэлээд төстэй юм. Энэ тохиолдолд хуурамч вакуумд жинхэнэ вакуум бөмбөлгүүд санамсаргүй үүсэх бөгөөд энэ нь гэрлийн хурдаар өргөжиж, орон зайн улам бүр том талбайг эзэлнэ. Инфляци "гайхамшигтай" ажлаа хийхэд хангалттай урт хугацаанд хуурамч вакуум оршин тогтнохын тулд эдгээр хоёр төлөвийг энергийн хаалтаар тусгаарлах ёстой бөгөөд энэ нь электронуудад тохиолддогтой адил системийн "квант туннел" хийгдэх ёстой (харна уу). бүлэг). Гэсэн хэдий ч энэ загвар нь нэг ноцтой сул талтай: хуурамч вакуумаас ялгарах бүх энерги нь бөмбөлгийн хананд төвлөрч, бөмбөлөг даяар дахин хуваарилах механизм байдаггүй. Бөмбөлөгүүд мөргөлдөж, нэгдэх үед энерги нь эцэстээ санамсаргүй холилдсон давхаргад хуримтлагдах болно. Үүний үр дүнд Орчлон ертөнц маш хүчтэй нэг төрлийн бус байдлыг агуулж, том хэмжээний нэгэн төрлийн байдлыг бий болгох инфляцийн бүх ажил бүтэлгүйтэх болно.

Цаашид инфляцийн хувилбарыг сайжруулснаар эдгээр хүндрэлийг даван туулсан. Шинэ онолд хоёр вакуум төлөвийн хооронд хонгил байхгүй; оронд нь хуурамч вакуум задрах нь маш удаан явагдахын тулд параметрүүдийг сонгосон бөгөөд ингэснээр орчлон ертөнцөд хөөрөх хангалттай хугацаа өгдөг. Эвдрэл дуусахад хуурамч вакуум энерги нь "бөмбөлөг"-ийн бүх эзэлхүүнд ялгардаг бөгөөд энэ нь 10^27 К хүртэл хурдан халдаг. Нэг ийм бөмбөлөгт ажиглагдаж болох бүх ертөнц агуулагддаг гэж үздэг. Тиймээс, хэт том масштабаар Орчлон ертөнц туйлын жигд бус байж болох ч бидний ажиглахад хүртээмжтэй бүс (мөн орчлон ертөнцийн илүү том хэсгүүд) бүрэн нэгэн төрлийн бүсэд оршдог.

Гут анхнаасаа огт өөр сансар огторгуйн асуудлыг шийдэхийн тулд инфляцийн онолыг боловсруулсан нь сонирхолтой юм - байгальд соронзон монополь байхгүй. 9-р бүлэгт үзүүлсэнчлэн, Big Bang-ийн стандарт онол нь орчлон ертөнцийн хувьслын анхдагч үе шатанд монополууд элбэг дэлбэг байх ёстой гэж таамаглаж байна. Тэдгээрийг нэг ба хоёр хэмжээст биетүүд - "мөр" ба "хуудас" тэмдэгттэй хачирхалтай объектууд дагалдаж магадгүй юм. Асуудал нь Орчлон ертөнцийг эдгээр "хүсээгүй" объектуудаас ангижруулах явдал байв. Инфляци нь монополь болон бусад ижил төстэй асуудлуудыг автоматаар шийддэг, учир нь орон зайн асар том тэлэлт нь нягтралыг тэг болгон бууруулж өгдөг.

Хэдийгээр инфляцийн хувилбар нь зөвхөн хэсэгчлэн боловсруулагдсан бөгөөд зөвхөн үнэмшилтэй боловч өөр юу ч биш, энэ нь сансар судлалын нүүр царайг эргэлт буцалтгүй өөрчлөх амлалт өгөх хэд хэдэн санааг боловсруулах боломжийг бидэнд олгосон юм. Одоо бид Их тэсрэлтийн шалтгааныг тайлбарлаад зогсохгүй яагаад ийм "том" байсныг, яагаад ийм шинж чанартай болсныг ойлгож эхэлж байна. Одоо бид орчлон ертөнцийн том хэмжээний нэгэн төрлийн байдал хэрхэн үүссэн, түүнтэй хамт жижиг хэмжээний нэгэн төрлийн бус байдал (жишээлбэл, галактикууд) хэрхэн үүссэн тухай асуудлыг шийдэж эхэлж болно. Орчлон ертөнц гэж нэрлэгддэг анхны дэлбэрэлт нь одоог хүртэл физикийн шинжлэх ухааны хил хязгаараас давсан нууцлаг байхаа больсон.

Өөрийгөө бүтээдэг орчлон ертөнц

Гэсэн хэдий ч инфляцийн онол Орчлон ертөнцийн гарал үүслийг тайлбарлахад асар их амжилтанд хүрсэн ч нууц хэвээр байна. Орчлон ертөнц анх яаж хуурамч вакуум байдалд орсон бэ? Инфляци үүсэхээс өмнө юу болсон бэ?

Орчлон ертөнцийн гарал үүслийн талаархи тууштай, бүрэн сэтгэл ханамжтай шинжлэх ухааны тайлбар нь орон зай өөрөө (илүү нарийвчлалтай, орон зай-цаг хугацаа) хэрхэн үүсч, улмаар инфляцид өртсөнийг тайлбарлах ёстой. Зарим эрдэмтэд орон зай үргэлж оршдог гэдгийг хүлээн зөвшөөрөхөд бэлэн байдаг бол зарим нь энэ асуудал ерөнхийдөө шинжлэх ухааны хандлагын хүрээнээс давсан гэж үздэг. Цөөхөн хэд нь илүү ихийг баталж байгаа бөгөөд зарчмын хувьд бие махбодийн үйл явцын үр дүнд орон зай (ялангуяа хуурамч вакуум) хэрхэн шууд утгаараа "юунаас ч" үүсч болох вэ гэсэн асуултыг тавих нь зүй ёсны хэрэг гэдэгт итгэлтэй байна. судалж болно.

Өмнө дурьдсанчлан, бид "ямар ч юм байхгүйгээс үүсдэггүй" гэсэн тууштай итгэл үнэмшлийг саяхан л эсэргүүцсэн. Сансрын ачааны оосор нь ертөнцийг оргүйгээс бий болгох теологийн үзэл баримтлалд ойрхон байдаг (ex nihilo).Бидний эргэн тойрон дахь ертөнцөд зарим объектын оршин тогтнох нь ихэвчлэн бусад объектууд байгаатай холбоотой байдаг нь эргэлзээгүй. Ийнхүү Дэлхий анх нарны мананцараас үүссэн бөгөөд энэ нь эргээд галактикийн хий гэх мэтээс үүссэн. Хэрэв бид санамсаргүй байдлаар ямар нэгэн зүйл "ор ч үгүй" гарч ирэхийг харсан бол бид үүнийг гайхамшиг гэж үзэх байсан байх; Жишээлбэл, цоожтой, хоосон сейфэнд гэнэт зоос, хутга эсвэл чихэр олдвол бид гайхах болно. Өдөр тутмын амьдралдаа бид бүх зүйл хаа нэгтээгээс эсвэл ямар нэг зүйлээс үүсдэг гэдгийг хүлээн зөвшөөрч дассан.

Гэсэн хэдий ч тодорхой бус зүйлсийн хувьд бүх зүйл тийм ч тодорхой биш юм. Жишээлбэл, уран зураг юунаас гардаг вэ? Мэдээжийн хэрэг, үүнд сойз, будаг, зотон хэрэгтэй, гэхдээ эдгээр нь зүгээр л хэрэгсэл юм. Зургийг будах арга - хэлбэр, өнгө, бүтэц, найрлагыг сонгох нь бийр, будгаар төрдөггүй. Энэ бол зураачийн уран сэтгэмжийн үр дүн юм.

Бодол санаа, санаа хаанаас гардаг вэ? Бодол санаа үнэхээр оршин байдаг нь эргэлзээгүй бөгөөд тархины оролцоог үргэлж шаарддаг бололтой. Гэхдээ тархи нь зөвхөн бодлын хэрэгжилтийг хангадаг бөгөөд тэдний шалтгаан биш юм. Тархи өөрөө бодлыг бий болгодог, жишээлбэл, компьютер тооцоо хийдэг. Бодол санаа нь өөр бодлоос үүдэлтэй байж болох ч энэ нь тухайн бодлын мөн чанарыг илчлэхгүй. Зарим бодол нь мэдрэмжээр төрж болно; Ой тогтоолт нь бас бодлыг төрүүлдэг. Гэхдээ ихэнх уран бүтээлчид бүтээлээ үр дүн гэж үздэг гэнэтийнурам зориг. Хэрэв үнэхээр тийм юм бол уран зураг бүтээх буюу ядаж л түүний санаа төрсөн нь оргүйгээс ямар нэгэн зүйл төрсний яг жишээ юм.

Гэсэн хэдий ч бид биет биетүүд, тэр ч байтугай орчлон ертөнц бүхэлдээ оргүй хоосон зүйлээс үүсдэг гэж үзэж болох уу? Энэхүү зоримог таамаглалыг жишээлбэл, АНУ-ын зүүн эрэг дэх шинжлэх ухааны байгууллагуудад нэлээд нухацтай хэлэлцэж байгаа бөгөөд энд онолын физикч, сансар судлалын хэд хэдэн мэргэжилтнүүд ямар нэгэн зүйл төрөх боломжийг тодруулахад туслах математикийн аппаратыг боловсруулж байна. юу ч биш. Энэхүү сонгогдсон тойрогт MIT-ийн Алан Гут, Харвардын Их Сургуулийн Сидней Колеман, Тафтсын Их Сургуулийн Алекс Виленкин, Нью-Йоркийн Эд Тайон, Хайнц Пегелс нар багтдаг. Тэд бүгдээрээ нэг утгаараа "тогтворгүй зүйл байдаггүй" бөгөөд физикийн ертөнц аяндаа "ороосноос цэцэглэдэг" бөгөөд зөвхөн физикийн хуулиудад захирагддаг гэж үздэг. "Ийм санаанууд нь зөвхөн таамаглал юм" гэж Гут хүлээн зөвшөөрөв, "гэхдээ зарим түвшинд тэдгээр нь зөв байж магадгүй ... Заримдаа тэд үнэгүй өдрийн хоол байдаггүй гэж хэлдэг, гэхдээ Орчлон ертөнц яг ийм "үнэгүй үдийн хоол" юм.

Эдгээр бүх таамаглалд квант зан үйл гол үүрэг гүйцэтгэдэг. 2-р бүлэгт бидний ярилцсанчлан квант зан үйлийн гол шинж чанар нь хатуу шалтгаан-үр дагаврын холбоо алдагдах явдал юм. Сонгодог физикийн хувьд механикийн танилцуулга нь учир шалтгааны холбоог чанд баримталдаг байв. Бөөм бүрийн хөдөлгөөний бүх нарийн ширийн зүйлийг хөдөлгөөний хуулиудаар нарийн тодорхойлсон байдаг. Хөдөлгөөн нь тасралтгүй бөгөөд үйл ажиллагааны хүчээр тодорхойлогддог гэж үздэг байв. Хөдөлгөөний хуулиуд нь шалтгаан ба үр дагаврын хоорондын хамаарлыг шууд утгаар нь тусгасан байдаг. Орчлон ертөнцийг асар том цагийн механизм гэж үздэг байсан бөгөөд түүний зан байдал нь яг одоо болж буй үйл явдлаар хатуу зохицуулагддаг. Чухамхүү ийм өргөн хүрээтэй бөгөөд туйлын хатуу учир шалтгааны итгэл үнэмшил нь Пьер Лапласыг хэт хүчирхэг тооцоолуур нь механикийн хуулиудад үндэслэн ертөнцийн түүх, хувь заяаг урьдчилан таамаглах боломжтой гэж маргахад хүргэсэн юм. Энэ үзлийн дагуу орчлон ертөнц өөрийн тогтоосон замаар үүрд мөнхөд явах ёстой.

Квантын физик нь арга зүйн боловч ариутгасан Лапласын схемийг устгасан. Физикчид атомын түвшинд бодис, түүний хөдөлгөөн тодорхойгүй, урьдчилан таамаглах аргагүй байдаг гэдэгт итгэлтэй болсон. Бөөмс нь хатуу заасан хөдөлгөөнийг эсэргүүцэж, хамгийн гэнэтийн газарт ямар ч шалтгаангүйгээр гэнэт гарч ирэх, заримдаа "анхааралгүйгээр" гарч ирэх, алга болох мэт "хачирхалтай" аашилж чаддаг.

Квантын ертөнц нь учир шалтгааны холбооноос бүрэн ангид биш боловч нэлээд эргэлзээтэй, хоёрдмол байдлаар илэрдэг. Жишээлбэл, хэрэв нэг атом өөр атомтай мөргөлдсөний үр дүнд өдөөгдсөн төлөвт орсон бол энэ нь ихэвчлэн фотон ялгаруулж, хамгийн бага энергийн төлөвтөө хурдан буцаж ирдэг. Фотон үүсэх нь мэдээжийн хэрэг атом урьд өмнө нь өдөөгдсөн төлөвт шилжсэний үр дагавар юм. Энэ нь фотоныг бий болгоход хүргэсэн өдөөлт байсан гэж бид итгэлтэйгээр хэлж чадна, энэ утгаараа шалтгаан ба үр дагаврын холбоо хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч фотон гарч ирэх бодит мөчийг урьдчилан таамаглах аргагүй юм: атом ямар ч үед үүнийг ялгаруулж чадна. Физикчид фотон үүсэх магадлал буюу дундаж хугацааг тооцоолж чаддаг боловч тодорхой тохиолдол бүрт энэ үйл явдал болох мөчийг урьдчилан таамаглах боломжгүй байдаг. Ийм нөхцөл байдлыг тодорхойлохын тулд атомын өдөөлт нь фотон үүсэхэд тийм ч их хүргэдэггүй, харин үүнийг "түлхдэг" гэж хэлэх нь зүйтэй болов уу.

Тиймээс квантын бичил ертөнц нь учир шалтгааны хамаарлын нягт сүлжээнд орооцолдохгүй, олон тооны үл анзаарагдам тушаал, зөвлөмжийг "сонсосоор" байна. Хуучин Ньютоны схемд хүч нь "Хөдөлгөөн" гэсэн ямар ч маргаангүй тушаалаар объект руу хандсан мэт санагдаж байв. Квантын физикт хүч ба объектын харилцаа нь тушаал гэхээсээ илүү урилга юм.

Бид яагаад "ямар ч зүйлээс" объект гэнэт төрөх санааг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй гэж үздэг вэ? Гайхамшиг, ер бусын үзэгдлүүдийн талаар юу бодоход хүргэдэг вэ? Магадгүй бүх зүйл ийм үйл явдлын ер бусын байдалд л оршдог: өдөр тутмын амьдралд бид ямар ч шалтгаангүйгээр объектын дүр төрхтэй тулгардаггүй. Жишээлбэл, илбэчин туулайг малгайнаас гаргаж ирэхэд бид хууртагдаж байгаагаа мэддэг.

Бид үнэхээр ямар ч шалтгаангүйгээр, огт тааварлашгүй байдлаар объектууд үе үе гарч ирдэг ертөнцөд амьдарч байна гэж бодъё. Ийм үзэгдэлд дассан болохоор бид тэднийг гайхшруулахаа болино. Аяндаа төрөх нь байгалийн өвөрмөц байдлын нэг гэж ойлгогдоно. Магадгүй ийм ертөнцөд бид бүхэл бүтэн биет орчлон ертөнц юу ч бишээс гэнэт гарч ирэхийг төсөөлөхийн тулд итгэл үнэмшилээ тайлах шаардлагагүй болсон байх.

Энэхүү төсөөллийн ертөнц нь үндсэндээ бодит ертөнцөөс тийм ч их ялгаатай биш юм. Хэрэв бид атомын зан үйлийг мэдрэхүйн тусламжтайгаар (тусгай багажийн тусламжтайгаар биш) шууд мэдэрч чаддаг байсан бол тодорхой тодорхой шалтгаангүйгээр объектууд гарч ирэх, алга болж байгааг ажиглах хэрэгтэй болно.

"Ороосноос төрөх"-тэй хамгийн ойр байдаг үзэгдэл нь хангалттай хүчтэй цахилгаан талбайд тохиолддог. Талбайн хүч чадлын эгзэгтэй утгын үед электронууд болон позитронууд санамсаргүй байдлаар "ор ч үгүй" гарч эхэлдэг. Тооцооллоос харахад ураны цөмийн гадаргуугийн ойролцоо цахилгаан талбайн хүч нь энэ нөлөөлөл үүсэх хязгаарт нэлээд ойрхон байгааг харуулж байна. Хэрэв 200 протон агуулсан атомын цөм (ураны цөмд 92 байдаг) байсан бол аяндаа электрон ба позитрон үүсэх болно. Харамсалтай нь маш олон протонтой цөм нь маш тогтворгүй болж байгаа мэт боловч энэ нь бүрэн тодорхой биш юм.

Хүчтэй цахилгаан талбарт электрон ба позитронууд аяндаа үүсэх нь хоосон орон зай, вакуумд задрал үүсэх үед цацраг идэвхт байдлын тусгай төрөл гэж үзэж болно. Ялзралын үр дүнд нэг вакуум төлөв нөгөөд шилжих талаар бид аль хэдийн ярьсан. Энэ тохиолдолд вакуум нь бөөмс байх төлөвт задардаг.

Хэдийгээр цахилгаан орон зайн задралыг ойлгоход хэцүү ч таталцлын нөлөөн дор үүнтэй төстэй үйл явц байгальд тохиолдож болно. Хар нүхний гадаргуугийн ойролцоо таталцлын хүч маш хүчтэй тул вакуум нь байнга үүсдэг бөөмсөөр дүүрдэг. Энэ бол Стивен Хокингийн нээсэн хар нүхний алдартай цацраг юм. Эцсийн эцэст, энэ цацрагийг бий болгоход таталцал нөлөөлдөг боловч энэ нь "хуучин Ньютоны утгаар" тохиолддог гэж хэлж болохгүй: ямар нэгэн тодорхой бөөмс тодорхой газар тодорхой цагт гарч ирэх ёстой гэж хэлж болохгүй. таталцлын хүчний үйл ажиллагааны үр дүнд . Ямар ч тохиолдолд таталцал нь зөвхөн орон зай-цаг хугацааны муруйлт учраас бид орон зай-цаг матери үүсэх шалтгаан болдог гэж хэлж болно.

Хоосон орон зайгаас материйн аяндаа гарч ирэхийг ихэвчлэн "ороосноос" төрөлт гэж ярьдаг бөгөөд энэ нь төрөлттэй төстэй сүнс юм. ex nihiloХристийн шашны сургаалд. Гэсэн хэдий ч физикчдийн хувьд хоосон орон зай нь "юу ч биш" боловч физик ертөнцийн маш чухал хэсэг юм. Хэрэв бид Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн бэ гэсэн асуултад хариулахыг хүсч байгаа бол хоосон орон зай анхнаасаа оршин байсан гэж үзэх нь хангалтгүй юм. Энэ орон зай хаанаас ирснийг тайлбарлах хэрэгтэй. Төрөх тухай бодол орон зай өөрөөЭнэ нь хачирхалтай мэт санагдаж болох ч энэ нь бидний эргэн тойронд үргэлж тохиолддог. Орчлон ертөнцийн тэлэлт нь сансар огторгуйн тасралтгүй "хавдар"-аас өөр зүйл биш юм. Өдөр бүр манай телескопуудын хүртээмжтэй орчлон ертөнцийн талбай 10^18 шоо гэрлийн жилээр нэмэгддэг. Энэ орон зай хаанаас ирсэн бэ? Энд резинэн аналоги нь ашигтай байдаг. Хэрэв уян резинийг сугалж авбал "том болно". Сансар огторгуй нь хэт уян харимхайтай төстэй бөгөөд бидний мэдэж байгаагаар энэ нь тасрахгүйгээр хязгааргүй сунадаг.

Орон зайн суналт, муруйлт нь уян хатан биеийн хэв гажилттай төстэй бөгөөд механикийн хуулийн дагуу орон зайн "хөдөлгөөн" нь ердийн бодисын хөдөлгөөнтэй яг адилхан явагддаг. Энэ тохиолдолд эдгээр нь таталцлын хуулиуд юм. Квантын онол нь матери, орон зай, цаг хугацаа зэрэгт адилхан хамааралтай. Өмнөх бүлгүүдэд бид квант таталцлыг супер гүрнийг хайхад зайлшгүй шаардлагатай алхам гэж үзсэн гэж хэлсэн. Энэ нь сонирхолтой боломжийг бий болгодог; Хэрэв квант онолын дагуу материйн бөөмсүүд "ороосноос" үүсч болох юм бол таталцлын хүчний хувьд энэ нь сансар огторгуйгаас "ороосноос" үүссэнийг тайлбарлахгүй гэж үү? Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол 18 тэрбум жилийн өмнө Орчлон ертөнц үүссэн нь яг ийм үйл явцын жишээ биш гэж үү?

Үнэгүй өдрийн хоол?

Квантын сансар судлалын гол санаа бол квант онолыг орчлон ертөнцөд бүхэлд нь ашиглах явдал юм: орон зай-цаг хугацаа ба матери; Онолчид энэ санааг ялангуяа нухацтай авч үздэг. Эхлээд харахад энд нэг зөрчил байна: квант физик нь хамгийн жижиг системүүдийг авч үздэг бол сансар судлал нь хамгийн том системийг авч үздэг. Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнц маш жижиг хэмжээсээр хязгаарлагдаж байсан тул квант нөлөөлөл нь тухайн үед маш чухал байсан. Тооцооллын үр дүнгээс үзэхэд квант хуулиудыг GUT эрин үед (10^-32 сек), Планкийн эрин үед (10^-43 сек) харгалзан үзэх нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэх ёстой гэдгийг харуулж байна. Зарим онолчдын үзэж байгаагаар (жишээлбэл, Виленкин) энэ хоёр эриний хооронд орчлон ертөнц үүссэн цаг мөч байсан. Сидней Колеманы хэлснээр бид "Нэг ч цаг"-аас квантын үсрэлт хийсэн. Орон зай-цаг хугацаа бол энэ үеийн үлдэгдэл юм. Колеманы ярьдаг квант үсрэлтийг нэг төрлийн "хонгилын үйл явц" гэж үзэж болно. Инфляцийн онолын анхны хувилбарт хуурамч вакуум төлөв нь энергийн саадыг дамжин жинхэнэ вакуум төлөвт шилжих ёстой гэж бид тэмдэглэсэн. Гэсэн хэдий ч, квант орчлон ертөнц "ороосноос" аяндаа үүссэн тохиолдолд бидний зөн совин түүний чадварын хязгаарт хүрдэг. Хонгилын нэг үзүүр нь орон зай, цаг хугацааны физик ертөнцийг төлөөлдөг бөгөөд энэ нь "ор ч үгүй" квант туннелийн тусламжтайгаар тэнд хүрдэг. Тиймээс хонгилын нөгөө үзүүр нь юу ч биш юм! Хонгил нь зөвхөн нэг төгсгөлтэй, нөгөө нь зүгээр л "байхгүй" гэж хэлэх нь дээр байх.

Орчлон ертөнцийн гарал үүслийг тайлбарлах эдгээр оролдлогуудын гол бэрхшээл нь түүний хуурамч вакуум төлөв байдлаас үүсэх үйл явцыг дүрслэх явдал юм. Хэрэв шинээр бий болсон орон зай-цаг жинхэнэ вакуум байдалд байсан бол хэзээ ч инфляци үүсч чадахгүй. Их тэсрэлт нь сул цацралт болж багасч, орон зай цаг хугацааны дараа дахин оршин тогтнохоо болино - энэ нь анх үүссэн квант процессоор устах болно. Хэрэв орчлон ертөнц хуурамч вакуум байдалд ороогүй бол сансар огторгуйн ачааны оосорт хэзээ ч оролцохгүй байсан бөгөөд хуурмаг оршихуйгаа бодитоор хэрэгжүүлэхгүй байх байсан. Магадгүй онцгой нөхцөл байдлаас шалтгаалан хуурамч вакуум төлөвийг илүүд үздэг. Жишээлбэл, хэрэв Орчлон ертөнц хангалттай өндөр температурт үүсч, дараа нь хөргөсөн бол тэр хуурамч вакуумд "хөөрөх" боломжтой боловч өнөөг хүртэл энэ төрлийн техникийн олон асуулт шийдэгдээгүй хэвээр байна.

Гэвч эдгээр үндсэн асуудлуудын бодит байдал ямар ч байсан, орчлон ертөнц ямар нэг байдлаар бий болох ёстой бөгөөд квант физик бол тодорхой шалтгаангүйгээр болж буй үйл явдлын тухай ярих нь утга учиртай шинжлэх ухааны цорын ганц салбар юм. Хэрэв бид орон зай-цаг хугацааны тухай ярьж байгаа бол ямар ч тохиолдолд ердийн утгаараа учир шалтгааны талаар ярих нь утгагүй болно. Ихэвчлэн учир шалтгааны тухай ойлголт нь цаг хугацааны тухай ойлголттой нягт холбоотой байдаг тул цаг хугацааны үүсэх үйл явц эсвэл түүний "оршихгүйгээс үүсэх" үйл явцын талаархи аливаа бодол нь учир шалтгааны талаархи өргөн ойлголт дээр үндэслэсэн байх ёстой.

Хэрэв орон зай үнэхээр арван хэмжээст юм бол онол нь эхний үе шатанд бүх арван хэмжээсийг нэлээд тэнцүү гэж үздэг. Инфляцийн үзэгдлийг арван хэмжээсийн долоо нь аяндаа нягтрах (нугалах)-тай холбож өгөх нь сонирхол татахуйц. Энэ хувилбарын дагуу инфляцийн "хөдөлгөөнт хүч" нь орон зайн нэмэлт хэмжээсээр илэрдэг харилцан үйлчлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн юм. Цаашилбал, арван хэмжээст орон зай нь байгалийн жамаар хөгжихийн тулд инфляцийн үед орон зайн гурван хэмжээс нь бусад долоон хэмжээсийг дааж, харин эсрэгээрээ агшиж, үл үзэгдэх болж хувирдаг уу? Ийнхүү арван хэмжээст орон зайн квантын бичил хөөс шахагдаж, гурван хэмжээс нь хөөрч, орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг: үлдсэн долоон хэмжээсүүд нь бичил ертөнцөд баригдаж, зөвхөн шууд бус байдлаар - харилцан үйлчлэлийн хэлбэрээр илэрдэг. Энэ онол нь маш сонирхолтой юм шиг санагддаг.

Хэдийгээр онолчдод маш эрт Орчлон ертөнцийн мөн чанарыг судлахын тулд хийх ажил их байгаа ч Орчлон ертөнц бидний өнөөгийн дүр төрхийг олж авахад хүргэсэн үйл явдлуудын ерөнхий тоймыг аль хэдийн өгөх боломжтой болсон. Орчлон ертөнц хамгийн эхэнд аяндаа “ор ч үгүйгээс” үүссэн. Квантын энерги нь нэг төрлийн ферментийн үүрэг гүйцэтгэх чадварын ачаар хоосон орон зайн бөмбөлгүүд байнга өсөж, ачаалах оосрын ачаар эрчим хүчний асар их нөөцийг бий болгодог. Өөрөө бий болсон энергиэр дүүрсэн энэхүү хуурамч вакуум нь тогтворгүй болж задарч, дулаан хэлбэрээр энерги ялгаруулж эхэлснээр бөмбөлөг бүр галаар амьсгалах бодисоор (галт бөмбөлөг) дүүрсэн байв. Бөмбөлөгүүдийн инфляци зогссон ч Big Bang эхэлсэн. Орчлон ертөнцийн "цаг" дээр тэр үед 10^-32 секунд байв.

Ийм галт бөмбөлөгөөс бүх бодис, бүх биет зүйл үүссэн. Сансрын материал хөргөхөд дараалсан фазын шилжилтийг мэдэрсэн. Шилжилт бүрээр үндсэн хэлбэргүй материалаас илүү олон янзын бүтэц "хөлдөж" байв. Нэг нэгээр нь харилцан үйлчлэл нь бие биенээсээ салж байв. Бидний одоо субатомын тоосонцор гэж нэрлээд байгаа биетүүд алхам алхмаар тэдгээрт байгаа шинж чанаруудыг олж авсан. "Сансар огторгуйн шөл"-ийн найрлага улам бүр нарийн төвөгтэй болохын хэрээр инфляцийн үеэс үлдсэн том хэмжээний жигд бус байдал нь галактик болж хувирав. Цаашид бүтэц бий болж, янз бүрийн төрлийн бодисыг салгах явцад орчлон ертөнц улам бүр танил хэлбэрийг олж авав; халуун плазм нь атом болон хувирч од, гариг, эцэст нь амьдралыг бий болгосон. Орчлон ертөнц ингэж л өөрийгөө “ухамсарласан” юм.

Матери, энерги, орон зай, цаг хугацаа, харилцан үйлчлэл, талбар, дэг журам, бүтэц - Бүгд"Бүтээгчийн үнийн жагсаалт"-аас авсан эдгээр ойлголтууд нь Орчлон ертөнцийн салшгүй шинж чанар болдог. Шинэ физик нь эдгээр бүх зүйлийн гарал үүслийг шинжлэх ухааны үүднээс тайлбарлах гайхалтай боломжийг нээж өгдөг. Бид тэднийг анхнаасаа "гараар" тусгайлан оруулах шаардлагагүй болсон. Физик ертөнцийн бүх үндсэн шинж чанарууд хэрхэн үүсч болохыг бид харж болно автоматаарфизикийн хуулиудын үр дагавар болж, маш тодорхой анхны нөхцөлүүд байгаа гэж таамаглах шаардлагагүй. Шинэ сансар судлал нь сансар огторгуйн анхны төлөв нь ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй, учир нь түүний талаарх бүх мэдээллийг инфляцийн үед устгасан гэж мэдэгджээ. Бидний ажиглаж буй орчлон ертөнц инфляцийн эхэн үеэс хойш үүссэн физик үйл явцын ул мөрийг л агуулдаг.

Мянга мянган жилийн турш хүн төрөлхтөн "юунаас ч бий болно" гэж итгэсээр ирсэн. Өнөөдөр бид бүх зүйл оргүйгээс үүссэн гэж хэлж болно. Орчлон ертөнцөд "төлбөр төлөх" шаардлагагүй - энэ бол үнэхээр "үнэгүй өдрийн хоол" юм.

Өмнөх нийтлэл: Хамгийн сайн ном: ямар ном унших вэ Дараагийн нийтлэл: Байгалийн нэгдмэл онолыг эрэлхийлэх