तारों वाला आकाश लंबे समय तकमनुष्य के लिए अनंत काल का प्रतीक था। केवल नए युग में लोगों ने महसूस किया कि "निश्चित" सितारे वास्तव में चलते हैं, और साथ में बड़ी गति. बीसवीं शताब्दी में मानवता एक और भी अजनबी तथ्य की आदी हो गई है: स्टार सिस्टम - आकाशगंगाओं के बीच की दूरी नहीं है बंधा हुआ दोस्तएक दूसरे के साथ, गुरुत्वाकर्षण बल लगातार बढ़ रहे हैं।

और यहाँ बिंदु आकाशगंगाओं की प्रकृति में नहीं है: ब्रह्मांड ही विस्तार कर रहा है! प्राकृतिक विज्ञान को अपने मूलभूत सिद्धांतों में से एक के साथ भाग लेना पड़ा: इस दुनिया में सभी चीजें बदलती हैं, लेकिन पूरी दुनिया हमेशा एक समान होती है। इसे बीसवीं सदी की सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक घटना माना जा सकता है।

यह सब तब शुरू हुआ जब अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत बनाया। उसके पाठ वर्णन करते हैं मौलिक गुणपदार्थ, स्थान और समय। ("रिश्तेदार" लैटिन में रिलेटिवस की तरह लगता है, इसलिए आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत पर आधारित सिद्धांतों को सापेक्षतावादी कहा जाता है)।

ब्रह्मांड के लिए अपने सिद्धांत को लागू करना पूरी प्रणालीआइंस्टीन ने खोज की कि ऐसा समाधान, जो एक ब्रह्मांड के अनुरूप होगा जो समय के साथ नहीं बदलता है, काम नहीं करता है। इसने महान वैज्ञानिक को संतुष्ट नहीं किया।

अपने समीकरणों का एक स्थिर समाधान प्राप्त करने के लिए, आइंस्टीन ने उनमें एक अतिरिक्त शब्द पेश किया - तथाकथित लैम्ब्डा शब्द। हालाँकि, अभी तक कोई भी इस अतिरिक्त कार्यकाल के लिए कोई भौतिक औचित्य नहीं खोज पाया है।

प्रारंभिक 20s सोवियत गणितज्ञए. ए. फ्रिडमैन ने ब्रह्मांड के समीकरणों को हल किया सामान्य सिद्धांतस्थिरता शर्तों को लागू किए बिना सापेक्षता। उन्होंने साबित कर दिया कि ब्रह्मांड के लिए दो राज्य हो सकते हैं: एक विस्तारित दुनिया और एक अनुबंधित दुनिया। फ्रीडमैन द्वारा प्राप्त समीकरणों का उपयोग वर्तमान समय में ब्रह्मांड के विकास का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

ये सभी सैद्धांतिक विचार किसी भी तरह से वैज्ञानिकों से जुड़े नहीं थे वास्तविक दुनिया 1929 तक अमेरिकी खगोलशास्त्री एडविन हबल ने ब्रह्मांड के दृश्य भाग के विस्तार की पुष्टि की। इसके लिए उन्होंने डॉप्लर इफेक्ट का इस्तेमाल किया। एक गतिमान स्रोत के स्पेक्ट्रम में रेखाओं को उसके दृष्टिकोण या हटाने की गति के अनुपात में स्थानांतरित किया जाता है, इसलिए आकाशगंगा की गति की गणना हमेशा उसकी स्थिति में बदलाव से की जा सकती है। वर्णक्रमीय रेखाएं.

बीसवीं सदी के दूसरे दशक में भी। अमेरिकी खगोलशास्त्री वेस्टो स्लिफ़र ने कई आकाशगंगाओं के स्पेक्ट्रा का अध्ययन करने के बाद देखा कि उनमें से अधिकांश में वर्णक्रमीय रेखाएँ लाल रंग में स्थानांतरित हो गई हैं। इसका मतलब था कि वे सैकड़ों किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से हमारी गैलेक्सी से दूर जा रहे थे।

हबल ने आकाशगंगाओं की एक छोटी संख्या और उनकी गति की दूरी निर्धारित की। उनके अवलोकन से यह पता चला कि एक आकाशगंगा जितनी दूर होती है, उतनी ही तेजी से वह हमसे दूर जाती है। वह नियम जिसके अनुसार हटाने की गति दूरी के समानुपाती होती है, हबल का नियम कहलाता है।

क्या इसका मतलब यह है कि हमारी गैलेक्सी वह केंद्र है जहां से विस्तार आता है? खगोलविदों की दृष्टि से यह असंभव है। ब्रह्मांड में कहीं भी एक पर्यवेक्षक को एक ही तस्वीर देखनी चाहिए: सभी आकाशगंगाओं में उनकी दूरी के अनुपात में रेडशिफ्ट होगा। ऐसा लगता है कि अंतरिक्ष ही फुलाया गया है।

ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, लेकिन कोई विस्तार केंद्र नहीं है: कहीं से भी, विस्तार पैटर्न वही दिखाई देगा।

अगर पर गुब्बाराआकाशगंगाओं को आकर्षित करें और उन्हें फुलाएं, फिर उनके बीच की दूरियां बढ़ेंगी, और जितनी तेज़ी से वे एक-दूसरे से दूर होंगे, और केवल अंतर यह है कि खींची गई आकाशगंगाएँ स्वयं आकार में बढ़ जाती हैं, जबकि पूरे ब्रह्मांड में वास्तविक तारा प्रणालियाँ अपने को बनाए रखती हैं मात्रा। ऐसा इसलिए है क्योंकि जो तारे उन्हें बनाते हैं वे गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा एक साथ बंधे होते हैं।

ब्रह्मांड के निरंतर विस्तार का तथ्य दृढ़ता से स्थापित है। सबसे दूर ज्ञात आकाशगंगाएँऔर क्वासर में इतनी बड़ी रेडशिफ्ट होती है कि स्पेक्ट्रा में सभी लाइनों की तरंग दैर्ध्य आस-पास के स्रोतों की तुलना में 5-6 गुना अधिक लंबी हो जाती है!

लेकिन अगर ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, तो आज हम इसे पहले की तुलना में अलग तरह से देखते हैं। अरबों साल पहले, आकाशगंगाएँ महत्वपूर्ण रूप से स्थित थीं करीबी दोस्तदोस्त के लिए। पहले भी, अलग-अलग आकाशगंगाएँ मौजूद नहीं हो सकती थीं, और विस्तार की शुरुआत के करीब भी, तारे भी नहीं हो सकते थे। यह युग - ब्रह्मांड के विस्तार की शुरुआत - हमसे 12-15 अरब वर्ष दूर है।

इन आंकड़ों को परिष्कृत करने के लिए आकाशगंगाओं की आयु का अनुमान अभी भी बहुत अनुमानित है। लेकिन यह विश्वसनीय रूप से स्थापित है कि विभिन्न आकाशगंगाओं के सबसे पुराने सितारे लगभग एक ही उम्र के हैं। नतीजतन, अधिकांश तारकीय प्रणालियाँ उस अवधि के दौरान उत्पन्न हुईं जब ब्रह्मांड में पदार्थ का घनत्व आज की तुलना में बहुत अधिक था।

पर आरंभिक चरणब्रह्मांड के पूरे अस्तित्व में बहुत कुछ था उच्च घनत्वकि यह अकल्पनीय भी था। एक सुपरडेंस राज्य से ब्रह्मांड के विस्तार का विचार 1927 में बेल्जियम के खगोलशास्त्री जॉर्जेस लेमैत्रे द्वारा पेश किया गया था, और यह प्रस्ताव था कि मूल पदार्थबहुत गर्म था, पहली बार 1946 में जॉर्जी एंटोनोविच गामोव द्वारा व्यक्त किया गया था। इसके बाद, तथाकथित की खोज से इस परिकल्पना की पुष्टि की गई थी। अवशेष विकिरण. यह ब्रह्मांड के तेजी से जन्म की प्रतिध्वनि के रूप में बनी रही, जिसे अक्सर कहा जाता है महा विस्फोट. लेकिन कई सवाल बने हुए हैं। विस्फोट की शुरुआत के लिए वर्तमान में देखे गए ब्रह्मांड के गठन के कारण क्या हुआ? अंतरिक्ष के तीन आयाम और समय एक क्यों है? तेजी से फैलते ब्रह्मांड में स्थिर वस्तुएँ - तारे और आकाशगंगाएँ कैसे प्रकट हो सकती हैं? बिग बैंग के सामने क्या हुआ? आधुनिक खगोलविद और भौतिक विज्ञानी इन और अन्य सवालों के जवाब की तलाश में काम कर रहे हैं।

जब हम दूर के ब्रह्मांड को देखते हैं, तो हम आकाशगंगाओं को हर जगह देखते हैं - सभी दिशाओं में, लाखों या अरबों प्रकाश वर्ष तक। चूँकि दो ट्रिलियन आकाशगंगाएँ हैं जिन्हें हम देख सकते हैं, उनसे परे हर चीज़ का योग हमारी सोची-समझी कल्पनाओं से बड़ा और ठंडा है। सबसे ज्यादा रोचक तथ्ययह है कि सभी आकाशगंगाएँ हमने कभी देखी हैं (औसतन) समान नियमों का पालन करती हैं: वे हमसे जितनी दूर होती हैं, उतनी ही तेज़ी से वे हमसे दूर जाती हैं। एडविन हबल और उनके सहयोगियों द्वारा 1920 के दशक में की गई इस खोज ने हमें एक विस्तृत ब्रह्मांड की तस्वीर तक पहुँचाया। लेकिन क्या होगा अगर यह फैलता है? विज्ञान जानता है, और अब आप भी करेंगे।

पहली नज़र में यह सवाल वाजिब लग सकता है। क्योंकि जो कुछ भी फैलता है वह आमतौर पर पदार्थ से बना होता है और ब्रह्मांड के स्थान और समय में मौजूद होता है। लेकिन ब्रह्मांड अपने आप में अंतरिक्ष और समय है जिसमें पदार्थ और ऊर्जा है। जब हम कहते हैं कि "ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है," तो हमारा मतलब स्वयं अंतरिक्ष के विस्तार से है, जिसके परिणामस्वरूप अलग-अलग आकाशगंगाएँ और आकाशगंगाओं के समूह एक-दूसरे से दूर हो जाते हैं। एथन सीगल कहते हैं, अंदर किशमिश के साथ आटा की एक गेंद की कल्पना करना सबसे आसान होगा, जिसे ओवन में पकाया जाता है।

ब्रह्मांड के एक विस्तारित "बन" का मॉडल, जिसमें अंतरिक्ष के विस्तार के रूप में सापेक्ष दूरी बढ़ जाती है

यह आटा अंतरिक्ष का कपड़ा है, और किशमिश हैं संबंधित संरचनाएं(आकाशगंगाओं या आकाशगंगाओं के समूह की तरह)। किसी भी किशमिश की दृष्टि से बाकी सभी किशमिश उससे दूर चली जाएंगी और जितनी आगे होंगी उतनी ही तेज। केवल ओवन के ब्रह्मांड के मामले में और आटे के बाहर की हवा मौजूद नहीं है, केवल आटा (स्थान) और किशमिश (पदार्थ) है।

रेडशिफ्ट न केवल घटती आकाशगंगाओं से, बल्कि हमारे बीच के स्थान से निर्मित होता है।

हमें कैसे पता चलेगा कि यह स्थान बढ़ रहा है और आकाशगंगाएँ घटती नहीं जा रही हैं?

यदि आप वस्तुओं को सभी दिशाओं में अपने से दूर जाते हुए देखते हैं, तो केवल एक ही कारण है जो इसे समझा सकता है: आपके और इन वस्तुओं के बीच की जगह का विस्तार हो रहा है। इसके अलावा, कोई यह मान लेगा कि आप विस्फोट के केंद्र के पास हैं, और कई वस्तुएं बस और दूर हैं और तेजी से हटाई जाती हैं, क्योंकि उन्हें मिल गया है ज्यादा उर्जाविस्फोट। अगर ऐसा होता, तो हम इसे दो तरह से साबित कर सकते थे:

• लंबी दूरी और उच्च गति पर, कम आकाशगंगा, क्योंकि समय के साथ वे अंतरिक्ष में बहुत फैल गए होंगे
• रेडशिफ्ट और दूरी का अनुपात बड़ी दूरी पर एक विशेष आकार लेगा, जो उस आकार से अलग होगा यदि अंतरिक्ष के कपड़े का विस्तार हो रहा था।

जब हम बड़ी दूरियों को देखते हैं, तो हम पाते हैं कि ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं का घनत्व हमारे करीब से कहीं अधिक है। यह उस तस्वीर के अनुरूप है जिसमें अंतरिक्ष का विस्तार हो रहा है, क्योंकि आगे देखना अतीत में देखने जैसा ही है, जहां कम विस्तार हुआ है। हम यह भी पाते हैं कि दूर की आकाशगंगाओं में अंतरिक्ष के विस्तार के अनुरूप एक रेडशिफ्ट-टू-डिस्टेंस अनुपात होता है, और बिल्कुल नहीं - अगर आकाशगंगाएं तेजी से हमसे दूर जा रही थीं। विज्ञान इस प्रश्न का उत्तर दो प्रकार से दे सकता है। विभिन्न तरीकेऔर दोनों उत्तर समर्थन करते हैं ब्रह्मांड का विस्तार.

क्या ब्रह्मांड का विस्तार हमेशा एक ही दर से हुआ है?

हम इसे हबल स्थिरांक कहते हैं, लेकिन यह केवल अंतरिक्ष में स्थिर है, समय नहीं। ब्रह्मांड में इस पलपहले की तुलना में अधिक धीरे-धीरे विस्तार हो रहा है। जब हम विस्तार दर के बारे में बात करते हैं, तो हम प्रति यूनिट दूरी की गति के बारे में बात कर रहे हैं: आज लगभग 70 किमी/एस/एमपीसी। (एमपीसी मेगापारसेक है, लगभग 3,260,000 प्रकाश वर्ष)। लेकिन विस्तार की दर पदार्थ और विकिरण सहित ब्रह्मांड में सभी विभिन्न चीजों के घनत्व पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार होता है, उसमें मौजूद पदार्थ और विकिरण कम घने होते जाते हैं, और जैसे-जैसे घनत्व कम होता जाता है, वैसे-वैसे विस्तार की दर भी बढ़ती जाती है। ब्रह्मांड अतीत में तेजी से विस्तारित हुआ है और बिग बैंग के बाद से धीमा हो रहा है। हबल स्थिरांक एक मिथ्या नाम है, इसे हबल पैरामीटर कहा जाना चाहिए।

ब्रह्मांड के दूर के भाग्य अलग-अलग संभावनाएं प्रदान करते हैं, लेकिन अगर काली ऊर्जावास्तव में स्थिर है जैसा कि डेटा दिखाता है, हम लाल वक्र का अनुसरण करेंगे

क्या ब्रह्मांड हमेशा के लिए फैल जाएगा या कभी रुक जाएगा?

खगोल भौतिकीविदों और ब्रह्मांड विज्ञानियों की कई पीढ़ियों ने इस प्रश्न पर विचार किया है, और इसका उत्तर केवल ब्रह्मांड के विस्तार की दर और उसमें मौजूद ऊर्जा के सभी प्रकारों (और मात्रा) को निर्धारित करके ही दिया जा सकता है। हम पहले ही सफलतापूर्वक माप चुके हैं कि सामान्य पदार्थ, विकिरण, न्यूट्रिनो, डार्क मैटर और डार्क एनर्जी, साथ ही ब्रह्मांड की विस्तार दर कितनी है। भौतिकी के नियमों और अतीत में जो हुआ उसके आधार पर ऐसा लगता है कि ब्रह्मांड हमेशा के लिए फैल जाएगा। हालांकि इसकी संभावना 100% नहीं है; अगर अतीत और वर्तमान की तुलना में डार्क एनर्जी जैसी कोई चीज भविष्य में अलग तरह से व्यवहार करती है, तो हमारे सभी निष्कर्षों पर पुनर्विचार करना होगा।

क्या आकाशगंगाएँ प्रकाश की गति से भी तेज चलती हैं? क्या यह वर्जित नहीं है?

हमारे दृष्टिकोण से, हमारे और दूरस्थ बिंदु के बीच की जगह का विस्तार हो रहा है। यह हमसे जितना दूर है, उतनी ही तेजी से हमें लगता है कि यह दूर जा रहा है। भले ही विस्तार दर छोटी थी, एक दूर की वस्तु एक दिन किसी भी वेग सीमा की दहलीज को पार कर जाएगी, क्योंकि विस्तार दर (गति प्रति इकाई दूरी) को पर्याप्त दूरी के साथ कई गुना गुणा किया जाएगा। ओटीओ ऐसे परिदृश्य का पक्षधर है। कानून कि कुछ भी हिल नहीं सकता तेज गतिप्रकाश केवल अंतरिक्ष के माध्यम से किसी वस्तु की गति पर लागू होता है, न कि स्वयं अंतरिक्ष के विस्तार पर। वास्तव में, आकाशगंगाएँ स्वयं केवल कुछ हज़ार किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से चलती हैं, जो प्रकाश की गति द्वारा निर्धारित 300,000 किमी/सेकेंड की सीमा से काफी कम है। यह ब्रह्मांड का विस्तार है जो मंदी और रेडशिफ्ट का कारण बनता है, नहीं सच आंदोलनआकाशगंगाएँ

देखने योग्य ब्रह्मांड के भीतर ( पीला घेरा) में लगभग 2 ट्रिलियन आकाशगंगाएँ हैं। आकाशगंगाएँ जो इस सीमा के एक तिहाई रास्ते के करीब हैं, हम ब्रह्मांड के विस्तार के कारण कभी नहीं पकड़ पाएंगे। मानव बलों द्वारा विकास के लिए ब्रह्मांड की मात्रा का केवल 3% खुला है

ब्रह्मांड का विस्तार इस तथ्य का एक आवश्यक परिणाम है कि पदार्थ और ऊर्जा अंतरिक्ष-समय को भरते हैं, जो सामान्य सापेक्षता के नियमों के अधीन है। जब तक पदार्थ है, गुरुत्वाकर्षण आकर्षण है, इसलिए या तो गुरुत्वाकर्षण जीत जाता है और सब कुछ फिर से सिकुड़ जाता है, या गुरुत्वाकर्षण हार जाता है और विस्तार को जीत लेता है। विस्तार का कोई केंद्र नहीं है और अंतरिक्ष के बाहर कुछ भी नहीं है जो फैलता है; यह ब्रह्मांड का ताना-बाना है जो विस्तार कर रहा है। सबसे दिलचस्प बात यह है कि अगर हम आज भी प्रकाश की गति से पृथ्वी को छोड़ देते हैं, तो हम देखने योग्य ब्रह्मांड में केवल 3% आकाशगंगाओं का ही दौरा कर पाएंगे; उनमें से 97% पहले से ही हमारी पहुंच से बाहर हैं। ब्रह्मांड जटिल है।

ब्रह्मांड का विस्तार कैसे हो रहा है

यूरी एफ्रेमोव, भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर

रूसी वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि ब्रह्मांड का विस्तार भौतिक निर्वात द्वारा नियंत्रित होता है, जिसे 1998 में खगोलीय टिप्पणियों द्वारा खोजा गया था। ये है अप्रत्याशित खोजप्राकृतिक विज्ञान के विकास और हमारे आसपास की दुनिया के सबसे गहरे नियमों की समझ के लिए नए रास्ते खोलता है।

क्या यह तय करता है? मौलिक विज्ञानमानवता का सामना करने वाली समस्याएं, या क्या यह केवल नए खतरों की ओर ले जाती है? - इस सवाल का जवाब इस बात पर निर्भर करता है कि इंसान कितना आगे देखने में सक्षम है। हम सभ्यता के सभी लाभों को हल्के में लेते हैं, लेकिन वे सभी, चिकित्सा की सफलताओं की तरह, वैज्ञानिकों द्वारा कई दशकों और सदियों के काम का परिणाम थे, जो आम आदमी की राय में तुच्छ गतिविधियों में लगे हुए थे, जैसे कि अवलोकन करना सितारे या कुछ बकरियों का जीवन। वैज्ञानिकों द्वारा अनियंत्रित विज्ञान के परिणामों के अनुप्रयोग ने भी कई कठिन समस्याएं लाई हैं, लेकिन अब केवल आगामी विकाशविज्ञान हमें उनसे बचा सकता है, साथ ही ऊर्जा के नए स्रोत प्रदान कर सकता है और हमें भविष्य की चुनौतियों, जैसे कि नई महामारी या प्राकृतिक आपदाओं से बचा सकता है।

प्राकृतिक विज्ञान का विकास, जो देर-सबेर हमारी सभ्यता के आगे के अस्तित्व के लिए आवश्यक फल देता है, तभी संभव है जब उसकी सभी शाखाएँ समान रूप से विकसित हों, चाहे वे वर्तमान मानवीय आवश्यकताओं से कितनी भी दूर क्यों न हों। 1939 तक, परमाणुओं के नाभिक में अनुसंधान पैसे की बर्बादी की तरह लग रहा था; कुछ शोधकर्ताओं ने इस समस्या से केवल इसलिए निपटा क्योंकि वे जानना चाहते थे कि दुनिया कैसे काम करती है। यह जिज्ञासा बनी रहती है प्रेरक शक्तिविज्ञान; इसका सामना करने वाली समस्याएं इसके विकास के आंतरिक तर्क से निर्धारित होती हैं।

ऐसा प्रतीत होता है कि खगोल विज्ञान, जीवन से सबसे विचलित करने वाले व्यवसायों में से एक है, खासकर अब, जब न तो पायलटों और न ही नाविकों को इसकी सेवाओं की आवश्यकता होती है। हालाँकि, आइए आइंस्टीन के शब्दों को याद करें: "बौद्धिक उपकरण, जिनके बिना विकास असंभव होगा" आधुनिक तकनीक, मुख्य रूप से सितारों के अवलोकन से आया है। "हाल के वर्षों में, सैद्धांतिक भौतिकी का विकास (जिसने बीसवीं शताब्दी में हमें न केवल एक बम दिया, बल्कि लेजर और सभी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक्स ...) और भी अधिक निकटता से जुड़े हुए हैं। खगोल विज्ञान की सफलताओं के साथ। और इस विज्ञान में 20 वीं शताब्दी के अंत में, एक वास्तविक क्रांति शुरू हुई, जिसके बारे में आम जनता अभी भी बहुत कम जानती है (यह SAI MSU के कर्मचारियों द्वारा हाल ही में प्रकाशित दो पुस्तकों में वर्णित है: यू। एन. एफ़्रेमोव, "डीप इन द यूनिवर्स", एम., यूआरएसएस, 2003; ए.एम. चेरेपशचुक, ए.डी. चेर्निन, "द यूनिवर्स, लाइफ, ब्लैक होल्स", मॉस्को, वीक-द्वितीय, 2003)।

किसी दिन - शायद कुछ वर्षों में, या शायद केवल कई दशकों में - यह क्रांति मानव जाति के लिए फल लाएगी, जिसके मूल को उस समय तक भुला दिया जाएगा, जैसे कि हमारे वर्तमान शहरी आराम के मूल को लगभग हर कोई भूल जाता है। हालाँकि, एक व्यक्ति की आध्यात्मिक ज़रूरतें भी होती हैं। यह लंबे समय से कहा जाता है कि वह कुछ जानवरों से इस मायने में अलग है कि वह कभी-कभी अपना सिर आसमान तक उठा सकता है और सितारों को देख सकता है ...

इस लेख में, हम ब्रह्मांड विज्ञान के विकास में रूसी वैज्ञानिकों के योगदान के बारे में बात करेंगे हाल के वर्ष, जिससे ब्रह्मांड के बारे में हमारे विचारों में आमूल-चूल परिवर्तन हुआ। ब्रह्मांड विज्ञान, समग्र रूप से ब्रह्मांड का विज्ञान, भौतिकी के चौराहे पर खड़ा है

और खगोल विज्ञान, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के साथ-साथ पैदा हुए थे। 1916 में अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा लिखे गए उनके समीकरणों से, यह मूल रूप से अनुसरण करता है कि ब्रह्मांड स्थिर नहीं हो सकता है, इसका विस्तार या अनुबंध होना चाहिए।

हालांकि, अनादि काल से दार्शनिक यह सुनिश्चित करते रहे हैं कि ब्रह्मांड, समग्र रूप से ब्रह्मांड, शाश्वत और अपरिवर्तनीय है। 1916 में ब्रह्मांड के विस्तार के बारे में बात करने के लिए कोई अवलोकन संबंधी डेटा नहीं था - और वास्तव में, ब्रह्मांड की अभी तक खोज नहीं हुई थी। आइंस्टीन का मानना ​​​​था कि यह सितारों का निवास है, और आकाशगंगा की हमारी प्रणाली पूरे ब्रह्मांड को कवर करती है। तारों की गति का कोई बड़ा वेग नहीं देखा गया, और इसने उन्हें अपने समीकरणों में एक और शब्द जोड़ने के लिए अनुभवजन्य आधार दिया - ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक, जो ब्रह्मांड को स्थिर बनाना चाहिए।

हालाँकि, पहले से ही 1925 में यह पूरी तरह से स्पष्ट हो गया था कि हमारा तारा प्रणालीऐसी अनगिनत प्रणालियों में से एक है - बसने वाली आकाशगंगाएँ विशाल ब्रह्मांड(चित्र .1)। आकाशगंगाओं की दृष्टि रेखा के साथ गति की उच्च गति पहले से ही ज्ञात थी - दूर की आकाशगंगाओं के स्पेक्ट्रा में रेखाओं को हमेशा के लिए फिर से बदल दिया गया था। यह डॉपलर प्रभाव का एक परिणाम था, जिसके कारण वर्णक्रमीय रेखाएं दीर्घ-तरंग (लाल) पक्ष में स्थानांतरित हो जाती हैं, जब प्रेक्षित वस्तुएं हमसे दूर जाती हैं, और जब वे पास आती हैं तो नीली तरफ।

1929 तक, एडविन हबल और मिल्टन ह्यूमासन के काम के लिए धन्यवाद, जो कैलिफोर्निया के माउंट विल्सन में दुनिया के सबसे बड़े 2.5-मीटर टेलीस्कोप पर थे, यह पूरी तरह से स्पष्ट हो गया कि आकाशगंगाओं के घटने की गति और हमसे उनकी दूरियों के बीच एक आनुपातिकता है। (वास्तव में बढ़ रहा है, निश्चित रूप से, सभी आकाशगंगाओं के बीच सभी दूरियां) - ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है (चित्र 2)। ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक की आवश्यकता गायब होती दिख रही थी - ब्रह्मांड वास्तव में गैर-स्थैतिक निकला। आकाशगंगाओं R की दूरियों को सूत्र R = Ht द्वारा दर्शाया जाता है, जहाँ t समय है और H एक स्थिरांक है, जिसे बाद में हबल स्थिरांक कहा जाता है।

इस खोज के बाद आइंस्टीन ने ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक की शुरूआत को अपनी सबसे बड़ी गलती बताया। और बीसवीं शताब्दी के अंत तक, प्रमुख भौतिकविदों को विश्वास था कि इस स्थिरांक की कोई आवश्यकता नहीं थी - यह शून्य के बराबर था। केवल अब हम यह समझने लगे हैं कि आइंस्टीन की एकमात्र गलती ब्रह्माण्ड विज्ञान को विशेषता देना था नियत मानब्रह्मांड की स्थिर प्रकृति के लिए आवश्यक है। ब्रह्मांड की गतिशीलता को नियंत्रित करने वाले सामान्य गुरुत्वाकर्षण बल के साथ-साथ किसी प्रकार के बल का अस्तित्व हाल ही में सिद्ध हुआ है। ब्रह्मांड के विस्तार की खोज (1929 में) और ब्रह्मांड के विस्तार की पहली सहस्राब्दी (1965 में) से ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण की खोज के बाद, यह अवलोकन संबंधी खगोल विज्ञान और ब्रह्मांड विज्ञान में सबसे बड़ी उपलब्धि है। इसकी तुलना केवल आकाशगंगाओं के नाभिक में सुपरमैसिव ब्लैक होल की उपस्थिति के प्रमाण से की जा सकती है।

के बीच चुनाव ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडलपूरे ब्रह्मांड का वर्णन तब किया जा सकता है जब रेडशिफ्ट और ज्ञात चमक के साथ दूर की वस्तुओं की दूरी के बीच सैद्धांतिक निर्भरता के अवलोकन के साथ तुलना की जा सकती है: बड़े रेडशिफ्ट पर, ऐसी विशेषताएं दिखाई देनी चाहिए जो यह बताएं कि ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है, समान रूप से या धीमा करने वाला और यह, सिद्धांत रूप में, ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक का मान दे सकता है।

इस पद्धति को लागू करने में मुख्य कठिनाई एक ज्ञात चमक के साथ सबसे दूर की वस्तुओं पर विश्वसनीय डेटा की आवश्यकता से जुड़ी है - और इस चमक और इस प्रकार दूरियों को निर्धारित करने में। लंबे समय तक, इन आवश्यकताओं को पूरा करने वाली एकमात्र वस्तुएं समृद्ध समूहों में सबसे चमकदार आकाशगंगाएं थीं, जिनकी चमक लगभग समान मानी जा सकती है। हालाँकि, वहाँ थे गंभीर समस्याएंविशेष रूप से इस तथ्य से संबंधित है कि हम अपने पड़ोस में आकाशगंगाओं की तुलना में अरबों वर्ष सबसे दूर की आकाशगंगाओं को देखते हैं (चित्र 3)।

बेशक, विस्तार की शुरुआत की समस्या और भी गंभीर रही - इसका एक्सट्रपलेशन वापस इस निष्कर्ष की ओर ले जाता है कि अरबों साल पहले ब्रह्मांड का सारा मामला एक बिंदु मात्रा में केंद्रित था। हबल स्वयं अपनी खोज से इस अपरिवर्तनीय निष्कर्ष से भयभीत थे और उन्होंने फोटॉन की उम्र बढ़ने को संभव माना - उनकी ऊर्जा में कमी और (और इसलिए तरंग दैर्ध्य में वृद्धि) ब्रह्मांड की गहराई से उनके रास्ते पर। हालाँकि, इस धारणा के कई परिणाम हैं जो सिद्धांत या टिप्पणियों से सहमत नहीं हैं।

इस सुपर-समस्या की पृष्ठभूमि के खिलाफ, एक और लंबे समय तक किसी का ध्यान नहीं गया। मौजूदा सिद्धांत के अनुसार, एक सजातीय और आइसोट्रोपिक दुनिया में ब्रह्माण्ड संबंधी विस्तार एक रैखिक कानून के अनुसार होता है, यदि हम उन दूरी पर जाते हैं जहां अंतरिक्ष के इस विस्तार की गति आकाशगंगाओं की गति से अधिक होती है, तो उनकी गति के कारण गुरुत्वाकर्षण बातचीतपड़ोसी आकाशगंगाओं के साथ। हबल के पास लगभग 20 मेगापार्सेक (~ 60 हजार प्रकाश वर्ष) की दूरी (आधुनिक पैमाने में) तक का डेटा था, इसकी सबसे दूर की आकाशगंगाएँ नक्षत्र कन्या राशि में आकाशगंगाओं के समूह की सदस्य थीं। फिर भी, हबल ने पाया कि आकाशगंगाओं को हटाने की गति दूरी पर रैखिक रूप से निर्भर करती है, हालांकि अब हम जानते हैं कि अंतरिक्ष में आकाशगंगाओं के वितरण की एकरूपता और उनके वेग की आइसोट्रॉपी केवल 100 - 300 मेगापार्सेक के पैमाने पर होती है। और यह पता चला है कि इन दूरियों पर हबल स्थिरांक का मान 2 - 20 मेगापार्सेक की दूरी के समान होता है।

यह केवल 1972 में था कि इस परिस्थिति की विरोधाभासी प्रकृति को हबल के एक छात्र, महान अमेरिकी खगोलशास्त्री एलन सैंडेज ने नोट किया था। उन्होंने एक और विषमता की व्याख्या करने की आवश्यकता पर भी जोर दिया - आकाशगंगाओं के समूहों की उपस्थिति, जिसके अंदर वे तेजी से चलती हैं, चारों ओर आकाशगंगाओं की स्थिति में बड़े प्रसार का कारण नहीं बनती हैं। मध्य पंक्तिरेडशिफ्ट बनाम दूरी। 1999 में प्रकाशित एक पेपर में, सैंडेज ने पाया कि हबल स्थिरांक के स्थानीय और वैश्विक मूल्य कम से कम 10% की सटीकता के साथ मेल खाते हैं।

इससे भी अधिक सटीक डेटा का उपयोग करते हुए इसी तरह के परिणाम हाल ही में आई.डी. हबल (चित्र 4)। कराचेंत्सेव एट अल द्वारा मापा गया हबल स्थिरांक, 8 मेगापार्सेक तक की दूरी पर आकाशगंगाओं के डेटा के आधार पर, सबसे दूर की आकाशगंगाओं के डेटा के समान निकला। सैंडेज इस विरोधाभास की व्याख्या नहीं कर सके और निष्कर्ष निकाला कि "हम इस रहस्य से बचे हैं।" सच है, पहले से ही 1972 में उन्हें संदेह था कि सभी पैमानों पर ब्रह्मांड के विस्तार की निरंतरता गहरे ब्रह्मांड संबंधी कारणों से थी। और यह सही अनुमान था।

1990 के दशक में, यह स्पष्ट हो गया कि टाइप Ia सुपरनोवा क्लस्टर में सबसे चमकदार आकाशगंगाओं की तुलना में "मानक मोमबत्तियों" के रूप में काम कर सकता है। ये ऐसे तारे हैं जो कई दिनों या हफ्तों तक इतने चमकीले चमकते हैं कि वे पूरी आकाशगंगा की चमक में तुलनीय हो जाते हैं। तथ्य सुपरनोवा प्रकारमैं अंदर जा रहा हूँ तंग प्रणाली, दो घने सितारों से मिलकर - सिस्टम के घटकों के बीच पदार्थ के आदान-प्रदान के दौरान सफेद बौने (चित्र 5)।

ब्रह्मांड विज्ञान के प्रयोजनों के लिए इस प्रकार के सुपरनोवा का उपयोग करने का प्रयास काफी समय पहले शुरू हुआ था, लेकिन पर्याप्त अवलोकन संबंधी डेटा नहीं था। समस्या बड़ी दूरबीनों के साथ अवलोकन समय प्राप्त करने में कठिनाई थी। इन दूरबीनों के लिए समय आवंटित करने वाली समितियाँ खोज, ट्रैकिंग, सर्वेक्षण जैसे कार्यों के अनुरोधों का विरोध करती थीं; बड़ी दूरदर्शीक्योंकि वे अद्वितीय वस्तुओं का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं ...

1997 में एक ही समय में दो टीमों को सफलता मिली। उनमें से एक का गठन 1988 में राष्ट्रीय प्रयोगशाला में किया गया था। संयुक्त राज्य अमेरिका में लॉरेंस और मुख्य रूप से भौतिक विज्ञानी शामिल थे, इसका नेतृत्व एस। पर्लमटर ने किया था; खगोलविदों की एक अन्य टीम का नेतृत्व 1994 में बी. श्मिट ने किया था, जिन्होंने ऑस्ट्रेलिया में माउंट स्ट्रोमलो और साइडिंग स्प्रिंग वेधशालाओं में काम किया था। इन टीमों ने इस वेधशाला और सेरो टोलोलो और बाद में हबल में 4-मीटर दूरबीनों तक पहुंच प्राप्त की अंतरिक्ष दूरबीनऔर 10-मीटर केक टेलिस्कोप at हवाई द्वीप; उत्तरार्द्ध पर, वर्णक्रमीय डेटा प्राप्त किया गया था (जो, वैसे, दिखाता है कि समान वर्णक्रमीय परिवर्तन दूर के सुपरनोवा में अधिक धीरे-धीरे होते हैं - रेडशिफ्ट की डॉपलर प्रकृति का एक और प्रमाण)।

परिणाम लग रहे थे - और अभी भी कुछ को लग रहे हैं - अविश्वसनीय। दूर के सुपरनोवा हबल के आवश्यक रैखिक नियम की तुलना में व्यवस्थित रूप से कमजोर निकले, और इसका मतलब था कि ब्रह्मांड त्वरण के साथ विस्तार कर रहा है और ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक शून्य के बराबर नहीं है, लेकिन है सकारात्मक संकेत(चित्र 6)। एस. पर्लमटर का कहना है कि खोज के बारे में संदेश के साथ अपने पहले भाषणों में से एक के बाद, एक प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी- सिद्धांतकार ने नोट किया कि ये अवलोकन संबंधी परिणाम गलत होने चाहिए, क्योंकि ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक शून्य के बहुत करीब होना चाहिए।

हालांकि, परिणामों की विश्वसनीयता दो टीमों के स्वतंत्र निष्कर्षों की निकटता से इंगित की गई थी, जिन्होंने सावधानी से त्रुटि के सभी संभावित स्रोतों पर विचार किया था। सुपरनोवा की अधिकतम चमक में छोटे अंतर को ध्यान में रखना संभव था काम के आधार, 1970 के दशक में यू.पी. पस्कोवस्की (GAISH MGU) द्वारा वापस किया गया - ये अंतर तारे की चमक के गिरने की दर पर निर्भर करते हैं।

अक्टूबर 2003 में, खगोलविदों की एक बड़ी अंतरराष्ट्रीय टीम ने ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार की पुष्टि की। उन्होंने 23 सुपरनोवा पर डेटा प्राप्त किया, जिसमें 7 बहुत दूर वाले भी शामिल हैं, और यह हमें विश्वास के साथ यह कहने की अनुमति देता है कि ब्रह्मांड के विस्तार का त्वरण स्पष्ट नहीं है, और यह कि Ia सुपरनोवा की विशेषताएं उनकी दूरी और उम्र पर निर्भर नहीं करती हैं।

ब्रह्मांड का त्वरित विस्तार कुछ भौतिकविदों को परिचय देता है नई इकाई, "क्विंटेसेंस", एक नया भौतिक क्षेत्र जिसके लिए प्रभावी गुरुत्वाकर्षण घनत्व नकारात्मक है और इसलिए, एंटीग्रैविटी बनाने में सक्षम है, जिससे ब्रह्मांड के विस्तार में तेजी आती है। हालांकि, विज्ञान के क्लासिक्स हमें सिखाते हैं कि बिना नई संस्थाओं को पेश न करें आपातकालीन. अंतरिक्ष के निर्वात, जो हर जगह मौजूद है, में नकारात्मक दबाव का समान गुण है। वह भी दिखाई देता है सूक्ष्म जगत की भौतिकी, निम्नतम का प्रतिनिधित्व करता है ऊर्जा अवस्थाक्वांटम क्षेत्र। यह इसमें है कि प्राथमिक कणों की परस्पर क्रिया होती है; यथार्थ बात भौतिक निर्वातकई प्रयोगों में निर्विवाद रूप से स्थापित।

अब यह मानने का हर कारण है कि आइंस्टीन के समीकरणों में ब्रह्माण्ड संबंधी शब्द ऊर्जा और निर्वात के घनत्व का सटीक वर्णन करता है। यह घनत्व समय और स्थान में और संदर्भ के किसी भी फ्रेम में स्थिर है, और इसमें है सकारात्मक मूल्य.

निर्वात का दबाव प्रकाश की गति के वर्ग के माइनस घनत्व गुणा के बराबर होता है, और इसलिए ऋणात्मक होता है, जिसके कारण त्वरित विस्तारब्रह्मांड, अब दूर के सुपरनोवा के डेटा से खोजा गया है।

यह निर्वात के गुण हैं जो सैंडेज के विरोधाभास की व्याख्या करना संभव बनाते हैं। उन्होंने और उनके सह-लेखक (एस्ट्रोफिज़। जे।, वी। 590, पी। 256, 2003) ने ध्यान दिया कि रूसी और फिनिश खगोलविदों ने 2001 में ऐसा करने वाले पहले व्यक्ति थे। ए.डी. चेर्निन (GAISH MGU), P. Teerikorpi (Turku Observatory) और Yu.V. 1153, 2001) के अनुसार - सैंडेज और कराचेंत्सेव के विरोधाभासी परिणामों को इस तथ्य से समझाया गया है कि यह वैक्यूम है जो ब्रह्मांड की गतिशीलता को निर्धारित करता है। . आकाशगंगाओं के बड़े पैमाने पर कीनेमेटीक्स - ब्रह्मांड का विस्तार - सजातीय, नियमित है, हालांकि उनके स्थानिक वितरणएक ही मात्रा में बहुत अनियमित। इसका मतलब यह है कि आकाशगंगाओं के बड़े पैमाने पर गतिकी को निर्वात द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसका घनत्व हम से 1.5 - 2 kpc के क्रम की दूरी से पहले से ही पदार्थ के घनत्व से अधिक होने लगता है। इसका घनत्व हर जगह समान है और यह घनत्व ही विस्तार की दर निर्धारित करता है - हबल स्थिरांक। निर्वात का गतिशील प्रभाव न तो गति पर निर्भर करता है और न ही अंतरिक्ष में आकाशगंगाओं के वितरण पर। इस प्रकार, ब्रह्मांडीय निर्वात की उपस्थिति से ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार की व्याख्या के आधार पर, ए। चेर्निन और उनके सहयोगियों ने सैंडेज विरोधाभास के लिए एक प्राकृतिक स्पष्टीकरण पाया। सर्वोत्कृष्टता की अवधारणा तदर्थ आविष्कार के लिए बनी हुई है - यह केवल इसलिए प्रस्तावित है कि क्या दिया गया है खगोलीय अवलोकनऊर्जा घनत्व और निर्वात का मूल्य कई भौतिकविदों की मान्यताओं के साथ असंगत है।

तो, सब कुछ इस तथ्य में परिवर्तित हो जाता है कि खगोलविदों ने उस मूल्य को मापने में कामयाबी हासिल की है जो भौतिकविदों ने लंबे समय से जानने का सपना देखा है - ऊर्जा और निर्वात का घनत्व। परिणाम अप्रत्याशित था। यह उम्मीद की गई थी कि इस तरह की मौलिक मात्रा का कुछ विशिष्ट मूल्य होना चाहिए, या तो शून्य या प्लैंक घनत्व द्वारा निर्धारित - गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, प्रकाश की गति और प्लैंक स्थिरांक का संयोजन, जिसका घनत्व का आयाम है और 5 x 1093 है जी/सेमी3. हालांकि, खगोलविदों द्वारा देखा गया वैक्यूम घनत्व प्लैंक की तुलना में परिमाण के 122 आदेश कम है - और फिर भी यह शून्य नहीं है! ऊर्जा और निर्वात का घनत्व ब्रह्मांड के संपूर्ण पदार्थ के घनत्व का लगभग 70% है। यह परिणाम सीएमबी पृष्ठभूमि में उतार-चढ़ाव के उपग्रह मापन का भी अनुसरण करता है। इसका मतलब है कि ब्रह्मांड हमेशा के लिए फैल जाएगा ...

यह सब उनके लिए कठिन समस्याएँ उत्पन्न करता है मौलिक भौतिकी. यूएफएन में एक समीक्षा लेख में, ए.डी. चेर्निन इस धारणा के पक्ष में तर्क देते हैं कि वैक्यूम की प्रकृति किसी तरह इलेक्ट्रोवेक प्रक्रियाओं के भौतिकी से जुड़ी होनी चाहिए जब दुनिया की उम्र लगभग 10-12 सेकंड हो। एक युग में जब विस्तारित ब्रह्मांड का तापमान इन प्रक्रियाओं के अनुरूप एक मूल्य तक गिर गया, शायद प्राथमिक वैक्यूम की स्थिति में अंतिम छलांग (चरण संक्रमण) हुई, जिसके कारण समकालीन अर्थअंतरिक्ष भौतिक निर्वात का घनत्व।

प्राथमिक निर्वात समय और स्थान की अवधारणाओं के समान स्तर की मौलिकता की एक सैद्धांतिक अवधारणा है। यह माना जाता है कि इसका घनत्व प्लैंक घनत्व के करीब होना चाहिए। अभी तक इसके अस्तित्व की पुष्टि करने वाला कोई अवलोकन संबंधी डेटा नहीं है, लेकिन कई सिद्धांतकारों के अनुसार, प्राथमिक निर्वात के उतार-चढ़ाव ही ऐसे कई ब्रह्मांडों को जन्म देते हैं जिनमें सबसे अधिक विभिन्न मूल्य भौतिक स्थिरांकउनमे। इन ब्रह्मांडों में से, जिसके पैरामीटर (on .) वर्तमान चरण!) जीवन के अनुकूल हैं, क्या हमारा ब्रह्मांड...

तो, ब्रह्मांड में 70% निर्वात है, और केवल 4% बेरियन हैं, जो तारे और गैस बनाते हैं। यह भी हाल के वर्षों का परिणाम है। शेष 26% ऊर्जा घनत्व और ब्रह्मांड "ठंडा डार्क मैटर" देता है, केवल इसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा पता लगाने योग्य (अभी तक?) इस छिपे हुए द्रव्यमान के वाहक सबसे अधिक संभावना है कि भौतिकी के लिए अभी भी अज्ञात है जो कमजोर रूप से बातचीत कर रहा है प्राथमिक कण. गहरे भूमिगत स्थित उपकरणों के साथ उनकी गहन खोज की जाती है। लेकिन इस बारे में बात करने की कोई जगह नहीं है।

क्या वे कह सकते हैं कि 20वीं सदी के अंत में खगोलविदों के पास कुछ भी नहीं था? लेकिन नहीं, हम ज्ञान के अगले शिखर पर चढ़ गए - और उससे नई चोटियाँ देखीं। हम सितारों का अवलोकन करके ब्रह्मांड की संरचना का निर्धारण करने में सक्षम हैं, जिनका द्रव्यमान इसके कुल द्रव्यमान का लगभग 1% है (चित्र 7)। यह विज्ञान की एक और जीत है - और इस बात का सबूत है कि अगर मानवता इसका समर्थन करती है तो विज्ञान का कोई अंत नहीं होगा। और फिर हम भविष्य की किसी भी चुनौती से नहीं डरेंगे!

पृथ्वी से लगभग 740 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित एबेल85 आकाशगंगा समूह को चंद्रा एक्स-रे वेधशाला द्वारा पंजीकृत किया गया था। बैंगनी चमक कई मिलियन डिग्री तक गर्म होने वाली गैस है।

ब्रह्मांड की ब्रह्मांडीय संरचनाओं के विकास मॉडल के लिए चित्रण। ब्रह्मांड के तीन युगों को दर्शाया गया है: 0.9 बिलियन, 3.2 बिलियन और 13.7 बिलियन वर्ष (वर्तमान स्थिति)।

संस्थान से अलेक्सी विखलिनिन के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम अंतरिक्ष अनुसंधानआरएएस ने प्रयोगात्मक रूप से एक नए द्वारा ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार की पुष्टि की स्वतंत्र विधिऔर समय के साथ इसके विकास की तस्वीर को बहाल किया। अब आईकेआई आरएएस एक नई कक्षीय एक्स-रे वेधशाला के निर्माण पर काम कर रहा है, जिसमें से एक कार्य अभूतपूर्व सटीकता के साथ डार्क एनर्जी की स्थिति के समीकरण को निर्धारित करना होगा।

आईकेआई आरएएस में आयोजित "हाई एनर्जी एस्ट्रोफिजिक्स टुडे एंड टुमॉरो" सम्मेलन में बोलते हुए अलेक्सी विखलिनिन ने कहा कि पिछली शताब्दी में, दूर की टिप्पणियों के अनुसार सुपरनोवायह दिखाया गया है कि हमारे ब्रह्मांड का विस्तार तीव्र गति से हो रहा है। इस त्वरण को समझाने के लिए, "डार्क एनर्जी" ("अदृश्य ऊर्जा") की अवधारणा पेश की गई थी। इसके गुण बहुत ही असामान्य निकले - उदाहरण के लिए, ब्रह्मांड को "धक्का" देने के लिए डार्क एनर्जी पर नकारात्मक दबाव होना चाहिए। इस रहस्यमय डार्क एनर्जी की प्रकृति को स्थापित करना भौतिकी के मुख्य कार्यों में से एक है, क्योंकि, के अनुसार आधुनिक विचार, यह डार्क एनर्जी ही है जो हमारी दुनिया के विकास को निर्धारित करती है।

यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका के वैज्ञानिकों के एक अंतरराष्ट्रीय समूह का काम अंतरिक्ष में आकाशगंगाओं के विशाल समूहों के वितरण के अध्ययन पर आधारित था - ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना के मुख्य तत्व। (बड़े पैमाने की संरचना को फिलामेंट्स से जुड़ी आकाशगंगाओं के समूहों के रूप में दर्शाया जा सकता है

- गैसों का संचय, जिसके बीच रिक्तियां होती हैं।) डार्क एनर्जी होनी चाहिए महत्वपूर्ण प्रभावबड़े पैमाने पर संरचना के विकास पर, क्योंकि यह बल का प्रतिकार करता है गुरुत्वाकर्षण आकर्षणपदार्थ और बड़ी दूरी के पैमानों पर पदार्थ के गुच्छों को बनने से रोकता है। पर अधिकांशयह प्रभाव आकाशगंगाओं के विशाल समूहों के निर्माण की दर में परिलक्षित होता है। ऐसे समूहों में हमारी तरह हजारों आकाशगंगाएँ होती हैं और 10 14 सौर द्रव्यमान के क्रम में इनका द्रव्यमान हो सकता है।

ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के सबसे विशाल समूहों में से 86, आकाशगंगा से कई सौ मिलियन से कई अरब प्रकाश-वर्ष की दूरी पर स्थित, प्रयोगात्मक रूप से खोजे गए और विस्तार से अध्ययन किए गए हैं। ज्यादातर ROSAT एक्स-रे टेलीस्कोप (जर्मनी, नासा) के डेटा के आधार पर क्लस्टर की खोज की गई थी। एक दर्जन . का उपयोग करके दूरी मापन किया जाता है ऑप्टिकल टेलीस्कोपदुनिया भर में: केक, मैगलन, एनटीटी, आदि। एक बड़ी संख्या कीरूसी-तुर्की 1.5-मीटर RTT-150 टेलीस्कोप का उपयोग करके भी अवलोकन किए गए थे। काम की सफलता में मुख्य योगदान चंद्र कक्षीय एक्स-रे वेधशाला (यूएसए) द्वारा किया गया था - इसके आंकड़ों के अनुसार, समूहों के द्रव्यमान को सटीक रूप से मापा गया था।

प्राप्त परिणामों के आधार पर, खगोल भौतिकविदों ने ब्रह्मांड के विकास की तस्वीर को उसकी उम्र के लगभग 2/3 से लेकर वर्तमान तक, यानी पिछले 5.5 अरब वर्षों में (जो लगभग सूर्य की उम्र से मेल खाती है) का पुनर्निर्माण किया। इस अध्ययन के परिणामों से पता चला कि इस दौरान बड़े पैमाने की संरचना की वृद्धि काफी धीमी हो गई।

जिस बल के साथ डार्क एनर्जी पदार्थ को "धक्का" देती है, उसका वर्णन राज्य के डार्क एनर्जी समीकरण के पैरामीटर द्वारा किया जाता है, जिसमें भौतिक अर्थवसंत की कठोरता के समान। शोधकर्ताओं ने इस पैरामीटर का अब तक का सबसे सटीक मापन किया है। प्राप्त परिणामों का अर्थ यह है कि सामान्य सापेक्षता के समीकरण (केवल ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के साथ) हमारे ग्रह में ग्रहों की कक्षाओं की त्रिज्या से सभी दूरियों पर अच्छी तरह से काम करते हैं। सौर प्रणालीब्रह्मांड के संपूर्ण अवलोकन योग्य भाग के आकार तक।

IKI RAS सोसायटी के संस्थानों के सहयोग से। मैक्स प्लैंक (जर्मनी) और अन्य वैज्ञानिक संगठनवर्तमान में स्पेक्ट्रम-एक्स-रे गामा (एसआरजी) कक्षीय एक्स-रे वेधशाला के निर्माण पर काम कर रहा है, जिसे 2012 में लॉन्च किया जाना है। वेधशाला के लिए अभिप्रेत है पूरी समीक्षाआकाश, जिसके दौरान, जैसा कि अपेक्षित था, आकाशगंगाओं के लगभग 100 हजार समूहों (अर्थात ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के सभी विशाल समूह), सक्रिय आकाशगंगाओं के लगभग 3 मिलियन नाभिक (सुपरमैसिव ब्लैक होल) और लगभग 2 मिलियन राज्याभिषेक सक्रिय सितारों की खोज की जाएगी। . आकाशगंगाओं के विशाल समूहों के अवलोकन के आधार पर, ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना की वृद्धि दर का अधिक सटीक अनुमान लगाया जाना चाहिए, जो बदले में, अभूतपूर्व सटीकता के साथ अंधेरे ऊर्जा की स्थिति के समीकरण को निर्धारित करना संभव बना देगा। .

खगोल भौतिकीविदों का मानना ​​है कि डार्क एनर्जी की प्रकृति का अध्ययन करने से वैक्यूम का एक नया सिद्धांत तैयार होगा, जिसे अन्य भौतिक घटनाओं तक बढ़ाया जा सकता है। यह संभव है कि भीतर नया सिद्धांतयह पता चला है कि हमारे अंतरिक्ष में चार नहीं, बल्कि पांच आयाम हैं।

ब्रह्मांड स्थिर नहीं है। इसकी पुष्टि खगोलशास्त्री एडविन हबल के 1929 में हुए अध्ययनों से हुई थी, यानी लगभग 90 साल पहले। आकाशगंगाओं की गति के अवलोकन के द्वारा उन्हें इस विचार के लिए प्रेरित किया गया था। बीसवीं शताब्दी के अंत में खगोल भौतिकीविदों की एक और खोज थी, त्वरण के साथ ब्रह्मांड के विस्तार की गणना।

ब्रह्मांड के विस्तार को क्या कहते हैं?

वैज्ञानिक ब्रह्मांड के विस्तार को क्या कहते हैं, यह सुनकर कुछ लोग हैरान हो जाते हैं। यह नाम अधिकांश अर्थव्यवस्था और नकारात्मक उम्मीदों के साथ जुड़ा हुआ है।

मुद्रास्फीति ब्रह्मांड के प्रकट होने के तुरंत बाद और तेज त्वरण के साथ विस्तार की प्रक्रिया है। अंग्रेजी से अनुवादित, "मुद्रास्फीति" - "पंप अप", "फुलाओ"।

ब्रह्मांड की मुद्रास्फीति के सिद्धांत में एक कारक के रूप में डार्क एनर्जी के अस्तित्व के बारे में नए संदेह का उपयोग विस्तार के सिद्धांत के विरोधियों द्वारा किया जाता है।

तब वैज्ञानिकों ने ब्लैक होल का नक्शा प्रस्तावित किया। प्रारंभिक डेटा बाद के चरण में प्राप्त आंकड़ों से भिन्न होता है:

1. सबसे दूर के बीच की दूरी के साथ साठ हजार ब्लैक होल ग्यारह मिलियन से अधिक प्रकाश-वर्ष - डेटा चार साल पहले।
2. एक लाख अस्सी हजार ब्लैक होल आकाशगंगाएं तेरह मिलियन प्रकाश वर्ष दूर हैं। रूसी सहित वैज्ञानिकों द्वारा प्राप्त डेटा परमाणु भौतिक विज्ञानी, 2017 की शुरुआत में।

यह जानकारी, खगोल भौतिकविदों का कहना है, विरोधाभास नहीं है शास्त्रीय मॉडलब्रह्मांड।

ब्रह्मांड की विस्तार दर ब्रह्मांड विज्ञानियों के लिए चुनौती है

ब्रह्मांड विज्ञानियों और खगोलविदों के लिए विस्तार की दर वास्तव में एक चुनौती है। सच है, ब्रह्मांड विज्ञानी अब यह तर्क नहीं देते हैं कि ब्रह्मांड के विस्तार की दर में एक स्थिर पैरामीटर नहीं है, विसंगतियां दूसरे विमान में चली गईं - जब विस्तार में तेजी आने लगी। पहले प्रकार के बहुत दूर के सुपरनोवा के स्पेक्ट्रम में भटकने पर डेटा साबित करता है कि विस्तार अचानक शुरू होने वाली प्रक्रिया नहीं है।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ब्रह्मांड पहले पांच अरब वर्षों तक सिकुड़ रहा था।

बिग बैंग के पहले परिणामों ने पहले एक शक्तिशाली विस्तार को उकसाया, और फिर संकुचन शुरू हुआ। लेकिन डार्क एनर्जी ने अभी भी ब्रह्मांड के विकास को प्रभावित किया है। और तेजी के साथ।

अमेरिकी वैज्ञानिकों ने ब्रह्मांड के आकार का नक्शा बनाना शुरू कर दिया है अलग युगयह पता लगाने के लिए कि त्वरण कब शुरू हुआ। सुपरनोवा विस्फोटों के साथ-साथ प्राचीन आकाशगंगाओं में एकाग्रता की दिशा देखकर, ब्रह्मांड विज्ञानियों ने त्वरण की विशेषताओं पर ध्यान दिया है।

ब्रह्मांड "तेज" क्यों है

प्रारंभ में, यह माना गया था कि संकलित मानचित्र में, त्वरण मान रैखिक नहीं थे, बल्कि एक साइनसॉइड में बदल गए थे। इसे "ब्रह्मांड की लहर" कहा जाता था।

ब्रह्मांड की लहर कहती है कि त्वरण साथ नहीं गया निरंतर गति: यह धीमा हो गया, फिर तेज हो गया। और कई बार। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि बिग बैंग के बाद 13.81 अरब वर्षों में ऐसी सात प्रक्रियाएं हुई थीं।

हालांकि, ब्रह्मांड विज्ञानी अभी तक इस सवाल का जवाब नहीं दे सकते हैं कि त्वरण-मंदी किस पर निर्भर करती है। धारणाएँ इस विचार को उबालती हैं कि जिस ऊर्जा क्षेत्र से डार्क एनर्जी निकलती है, वह ब्रह्मांड की लहर के अधीन है। और, एक स्थिति से दूसरी स्थिति में जाने पर, ब्रह्मांड या तो त्वरण का विस्तार करता है, या इसे धीमा कर देता है।

तर्कों के अनुनय-विनय के बावजूद, वे अब तक एक सिद्धांत बने हुए हैं। खगोल भौतिकीविदों को उम्मीद है कि प्लैंक ऑर्बिटिंग टेलीस्कोप से मिली जानकारी ब्रह्मांड में एक लहर के अस्तित्व की पुष्टि करेगी।

जब डार्क एनर्जी मिली थी

पहली बार उन्होंने नब्बे के दशक में सुपरनोवा विस्फोटों के कारण इसके बारे में बात करना शुरू किया। डार्क एनर्जी की प्रकृति अज्ञात है। हालांकि अल्बर्ट आइंस्टीन ने अपने सापेक्षता के सिद्धांत में ब्रह्मांडीय स्थिरांक को अलग किया।

1916 में, सौ साल पहले, ब्रह्मांड को अभी भी अपरिवर्तनीय माना जाता था। लेकिन गुरुत्वाकर्षण ने हस्तक्षेप किया: ब्रह्मांड स्थिर होने पर ब्रह्मांडीय द्रव्यमान एक दूसरे के खिलाफ पटकेंगे। आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण की घोषणा की अंतरिक्ष बलप्रतिकर्षण।

जार्ज लेमैत्रे भौतिकी के माध्यम से इसकी पुष्टि करेंगे। वैक्यूम में ऊर्जा होती है। इसके कंपनों के कारण, कणों की उपस्थिति और उनके आगे विनाश के कारण, ऊर्जा एक प्रतिकारक बल प्राप्त करती है।

जब हबल ने ब्रह्मांड के विस्तार को साबित किया, तो आइंस्टीन ने इसे बकवास कहा।

डार्क एनर्जी का प्रभाव

ब्रह्मांड निरंतर गति से अलग हो रहा है। 1998 में, दुनिया को टाइप 1 सुपरनोवा विस्फोटों के विश्लेषण से डेटा प्रस्तुत किया गया था। यह सिद्ध हो चुका है कि ब्रह्मांड तेजी से और तेजी से बढ़ रहा है।

यह एक अज्ञात पदार्थ के कारण होता है, इसे "डार्क एनर्जी" का उपनाम दिया गया था। यह पता चला है कि यह ब्रह्मांड के लगभग 70% स्थान पर कब्जा कर लेता है। डार्क एनर्जी के सार, गुण और प्रकृति का अध्ययन नहीं किया गया है, लेकिन इसके वैज्ञानिक यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि क्या यह अन्य आकाशगंगाओं में मौजूद है।

2016 में, उन्होंने निकट भविष्य के लिए सटीक विस्तार दर की गणना की, लेकिन एक विसंगति दिखाई दी: ब्रह्मांड का विस्तार खगोल भौतिकीविदों की तुलना में तेज गति से हो रहा है। वैज्ञानिकों के बीच, डार्क एनर्जी के अस्तित्व और ब्रह्मांड की सीमाओं के विस्तार की दर पर इसके प्रभाव को लेकर विवाद छिड़ गया।

ब्रह्मांड का विस्तार बिना डार्क एनर्जी के होता है

डार्क एनर्जी से ब्रह्मांड के विस्तार की स्वतंत्रता का सिद्धांत वैज्ञानिकों द्वारा 2017 की शुरुआत में सामने रखा गया था। वे ब्रह्मांड की संरचना में बदलाव के रूप में विस्तार की व्याख्या करते हैं।

बुडापेस्ट और हवाईयन विश्वविद्यालयों के वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि गणना और वास्तविक विस्तार दर के बीच विसंगति अंतरिक्ष के गुणों में बदलाव से जुड़ी है। विस्तार के दौरान ब्रह्मांड के मॉडल का क्या होता है, इस पर किसी ने ध्यान नहीं दिया।

डार्क एनर्जी के अस्तित्व पर संदेह करते हुए, वैज्ञानिक बताते हैं: ब्रह्मांड में पदार्थ का सबसे बड़ा सांद्रण इसके विस्तार को प्रभावित करता है। इस मामले में, शेष सामग्री समान रूप से वितरित की जाती है। हालांकि, तथ्य का पता नहीं चल पाता है।

अपनी मान्यताओं की वैधता को प्रदर्शित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक लघु-ब्रह्मांड का एक मॉडल प्रस्तावित किया। उन्होंने इसे बुलबुले के एक सेट के रूप में प्रस्तुत किया और प्रत्येक बुलबुले के विकास मापदंडों की गणना के साथ शुरू किया अपनी गतिइसके द्रव्यमान के आधार पर।

ब्रह्मांड के इस मॉडलिंग ने वैज्ञानिकों को दिखाया है कि यह ऊर्जा की परवाह किए बिना बदल सकता है। और अगर आप डार्क एनर्जी में "मिश्रण" करते हैं, तो मॉडल नहीं बदलेगा, वैज्ञानिकों का कहना है।

सामान्य तौर पर, विवाद अभी भी जारी है। डार्क एनर्जी के समर्थकों का कहना है कि यह ब्रह्मांड की सीमाओं के विस्तार को प्रभावित करता है, विरोधियों का तर्क है कि पदार्थ की एकाग्रता मायने रखती है।

अब ब्रह्मांड की विस्तार दर

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि बिग बैंग के बाद ब्रह्मांड का विकास शुरू हुआ। फिर, लगभग चौदह अरब साल पहले, यह पता चला कि ब्रह्मांड की विस्तार दर और अधिक गतिस्वेता। और वह बढ़ती रहती है।

स्टीफन हॉकिंग और लियोनार्ड म्लोडिनोव की किताब सबसे छोटा इतिहाससमय" यह ध्यान दिया जाता है कि ब्रह्मांड की सीमाओं के विस्तार की दर प्रति अरब वर्षों में 10% से अधिक नहीं हो सकती है।

यह निर्धारित करने के लिए कि 2016 की गर्मियों में ब्रह्मांड के विस्तार की दर क्या है, पुरस्कार विजेता नोबेल पुरुस्कारएडम रीस ने एक दूसरे के करीब आकाशगंगाओं में स्पंदित सेफिड्स की दूरी की गणना की। इन आंकड़ों ने हमें गति की गणना करने की अनुमति दी। यह पता चला कि कम से कम तीन मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर आकाशगंगाएँ लगभग 73 किमी / सेकंड की गति से दूर जा सकती हैं।

परिणाम आश्चर्यजनक था: कक्षीय दूरबीन, वही प्लैंक, उन्होंने 69 किमी/सेकेंड के बारे में बात की। ऐसा अंतर क्यों दर्ज किया गया, वैज्ञानिक जवाब नहीं दे पा रहे हैं: वे डार्क मैटर की उत्पत्ति के बारे में कुछ भी नहीं जानते हैं, जिस पर ब्रह्मांड के विस्तार का सिद्धांत आधारित है।

डार्क रेडिएशन

ब्रह्मांड के "त्वरण" में एक अन्य कारक हबल का उपयोग करके खगोलविदों द्वारा खोजा गया था। माना जाता है कि ब्रह्मांड के निर्माण की शुरुआत में ही डार्क रेडिएशन दिखाई दिया था। तब उसमें और ऊर्जा थी, कोई बात नहीं।

डार्क रेडिएशन ने ब्रह्मांड की सीमाओं का विस्तार करने के लिए डार्क एनर्जी की "मदद" की। वैज्ञानिकों का कहना है कि इस विकिरण की अज्ञात प्रकृति के कारण त्वरण की गति निर्धारित करने में अंतर था।

हबल के आगे के कार्य से प्रेक्षणों को अधिक सटीक बनाना चाहिए।

ब्रह्मांड को नष्ट कर सकती है रहस्यमयी ऊर्जा

वैज्ञानिक कई दशकों से ऐसे परिदृश्य पर विचार कर रहे हैं, डेटा अंतरिक्ष वेधशालाप्लैंक का कहना है कि यह केवल अटकलों से दूर है। वे 2013 में प्रकाशित हुए थे।

"प्लैंक" ने "गूंज" को मापा महा विस्फोट, जो लगभग 380 हजार वर्ष ब्रह्मांड की आयु में दिखाई दिया, तापमान 2,700 डिग्री था। और तापमान बदल गया। "प्लैंक" ने ब्रह्मांड की "रचना" को भी निर्धारित किया:

• लगभग 5% तारे हैं, अंतरिक्ष धूल, अंतरिक्ष गैस, आकाशगंगाएँ;
• लगभग 27% डार्क मैटर का द्रव्यमान है;
• लगभग 70% डार्क एनर्जी है।

भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट कैल्डवेल ने सुझाव दिया कि डार्क एनर्जी में एक शक्ति होती है जो विकसित हो सकती है। और यह ऊर्जा स्पेस-टाइम को अलग कर देगी। अगले बीस से पचास अरब वर्षों में आकाशगंगा दूर हो जाएगी, वैज्ञानिक का मानना ​​​​है। यह प्रक्रिया ब्रह्मांड की सीमाओं के बढ़ते विस्तार के साथ घटित होगी। यह फाड़ देगा आकाशगंगाएक तारे से, और वह भी टूट जाएगा।

ब्रह्मांड को लगभग साठ मिलियन वर्ष पुराना माना गया है। सूर्य एक बौना लुप्त होता तारा बन जाएगा, और ग्रह उससे अलग हो जाएंगे। तब धरती फट जाएगी। अगले तीस मिनट में अंतरिक्ष परमाणुओं को अलग कर देगा। अंतिम अंतरिक्ष-समय की संरचना का विनाश होगा।

आकाशगंगा कहाँ जाती है?

जेरूसलम के खगोलविद आश्वस्त हैं कि आकाशगंगा ने प्राप्त किया है उच्चतम गति, जो ब्रह्मांड की विस्तार दर से अधिक है। वैज्ञानिक इसे आकाशगंगा की इच्छा से "ग्रेट अट्रैक्टर" को समझाते हैं, जिसे सबसे बड़ा माना जाता है। इसलिए मिल्की वे ब्रह्मांडीय रेगिस्तान को छोड़ देता है।

वैज्ञानिक उपयोग करते हैं विभिन्न तकनीकब्रह्मांड की विस्तार दर का मापन, इसलिए नहीं एकल परिणामयह सेटिंग।