მთვარის დიამეტრი 3000 კმ, დედამიწის დიამეტრი 12800 კმ, მზე 1,4 მილიონი კმ, ხოლო მანძილი მზიდან დედამიწამდე 150 მილიონი კმ. ჩვენი მზის სისტემის უდიდესი პლანეტის, იუპიტერის დიამეტრი 150 000 კმ-ია. გასაკვირი არ არის, რომ ისინი ამბობენ, რომ იუპიტერი შეიძლება იყოს ვარსკვლავი, იუპიტერის გვერდით ვიდეოში არის სამუშაოვარსკვლავი, მისი ზომა () უფრო მცირეა ვიდრე იუპიტერი. სხვათა შორის, მას შემდეგ რაც იუპიტერს შევეხეთ, შეიძლება არ გსმენიათ, მაგრამ იუპიტერი მზის გარშემო არ ბრუნავს. ფაქტია, რომ იუპიტერის მასა იმდენად დიდია, რომ იუპიტერისა და მზის ბრუნვის ცენტრი მზის გარეთაა, ამიტომ მზეც და იუპიტერიც ერთად ბრუნავენ ბრუნვის საერთო ცენტრის გარშემო.

ზოგიერთი გამოთვლებით, ჩვენს გალაქტიკაში, რომელსაც „ირმის ნახტომი“ (ირმის ნახტომი) ჰქვია, 400 მილიარდი ვარსკვლავია. ეს შორს არის უდიდესი გალაქტიკისგან; მეზობელ ანდრომედაში ტრილიონზე მეტი ვარსკვლავია.

როგორც ვიდეოში 4:35 საათზეა ნათქვამი, რამდენიმე მილიარდ წელიწადში ჩვენი ირმის ნახტომი ანდრომედას შეეჯახება. ზოგიერთი გათვლებით, ჩვენთვის ცნობილი ნებისმიერი ტექნოლოგიის გამოყენებით, თუნდაც მომავალში გაუმჯობესებული, ჩვენ ვერ შევძლებთ სხვა გალაქტიკებში ფრენას, რადგან ისინი მუდმივად შორდებიან ჩვენგან. მხოლოდ ტელეპორტაცია დაგვეხმარება.ეს ცუდი ამბავია.

კარგი ამბავი ის არის, რომ მე და შენ დავიბადეთ კარგ დროს, როდესაც მეცნიერები ხედავენ სხვა გალაქტიკებს და შეუძლიათ თეორიების გამოთქმა დიდი აფეთქებისა და სხვა ფენომენების შესახებ. ჩვენ რომ გაცილებით გვიან დავიბადებოდით, როცა ყველა გალაქტიკა ერთმანეთისგან შორს იქნებოდა მიმოფანტული, მაშინ დიდი ალბათობით ვერ გავიგებდით როგორ წარმოიშვა სამყარო, იყო თუ არა სხვა გალაქტიკები, იყო თუ არა დიდი აფეთქება და ა.შ. . ჩვენ მიგვაჩნია, რომ ჩვენი ირმის ნახტომი (იმ დროისთვის გაერთიანებული ანდრომედასთან) ერთადერთი და უნიკალურია მთელ კოსმოსში. მაგრამ ჩვენ გაგვიმართლა და რაღაც ვიცით. ალბათ.

დავუბრუნდეთ ციფრებს. ჩვენი პატარა ირმის ნახტომი შეიცავს 400 მილიარდამდე ვარსკვლავს, მეზობელი ანდრომედა ტრილიონზე მეტია და 100 მილიარდზე მეტი ასეთი გალაქტიკაა დაკვირვებად სამყაროში. ბევრი მათგანი შეიცავს რამდენიმე ტრილიონ ვარსკვლავს. შეიძლება წარმოუდგენლად მოგეჩვენოთ, რომ კოსმოსში ამდენი ვარსკვლავია, მაგრამ რატომღაც ამერიკელებმა აიღეს და მიანიშნეს თავიანთი ძლიერი ჰაბლის ტელესკოპი ჩვენს ცაზე სრულიად ცარიელ სივრცეზე. რამდენიმე დღის განმავლობაში მასზე დაკვირვების შემდეგ მათ ეს ფოტო მიიღეს:

ჩვენი ცის სრულიად ცარიელ ადგილას მათ აღმოაჩინეს 10 ათასი გალაქტიკა (არა ვარსკვლავი), რომელთაგან თითოეული შეიცავს მილიარდობით და ტრილიონ ვარსკვლავს. აქ არის ეს მოედანი ჩვენს ცაში, მასშტაბისთვის.

და რა ხდება დაკვირვებადი სამყაროს გარეთ, ჩვენ არ ვიცით. სამყაროს ზომა, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ, არის დაახლოებით 91,5 მილიარდი სინათლის წელი. რა იქნება შემდეგი უცნობია. შესაძლოა, მთელი ჩვენი სამყარო მხოლოდ ბუშტია მულტივერსიების ადუღებულ ოკეანეში. რომლებშიც შეიძლება ფიზიკის სხვა კანონებიც კი იყოს გამოყენებული, მაგალითად, არქიმედეს კანონი არ მუშაობს და კუთხეების ჯამი არ არის 360 გრ.

ისიამოვნეთ. სამყაროს ზომები ვიდეოში:

სამყარო არის ყველაფერი, რაც არსებობს. სამყარო უსაზღვროა. ამიტომ, სამყაროს ზომაზე მსჯელობისას ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ მისი დაკვირვებადი ნაწილის - დაკვირვებადი სამყაროს ზომაზე.

დაკვირვებადი სამყარო არის ბურთი, რომელიც მდებარეობს დედამიწაზე (დამკვირვებლის ადგილი), აქვს ორი განზომილება: 1. მოჩვენებითი ზომა - ჰაბლის რადიუსი - 13,75 მილიარდი სინათლის წელი, 2. რეალური ზომა - ნაწილაკების ჰორიზონტის რადიუსი - 45,7 მილიარდი. სინათლის წლები.

სამყაროს თანამედროვე მოდელს ასევე უწოდებენ ΛCDM მოდელს. ასო "Λ" ნიშნავს კოსმოლოგიური მუდმივის არსებობას, რაც ხსნის სამყაროს აჩქარებულ გაფართოებას. „CDM“ ნიშნავს, რომ სამყარო სავსეა ცივი ბნელი მატერიით. ბოლო კვლევები ვარაუდობენ, რომ ჰაბლის მუდმივი არის დაახლოებით 71 (კმ/წმ)/მფკ, რაც შეესაბამება სამყაროს ასაკს 13,75 მილიარდ წელს. სამყაროს ასაკის გაცნობით, ჩვენ შეგვიძლია შევაფასოთ მისი დაკვირვებადი რეგიონის ზომა.

ფარდობითობის თეორიის მიხედვით, ინფორმაცია რომელიმე ობიექტის შესახებ ვერ აღწევს დამკვირვებელს სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით (299792458 კმ/წმ). თურმე, დამკვირვებელი ხედავს არა მხოლოდ ობიექტს, არამედ მის წარსულს. რაც უფრო შორს არის ობიექტი მისგან, მით უფრო შორს გამოიყურება იგი. მაგალითად, როდესაც ვუყურებთ მთვარეს, ჩვენ ვხედავთ ისეთს, როგორიც იყო წამის წინ, მზე - რვა წუთზე მეტი ხნის წინ, უახლოეს ვარსკვლავებს - წლებს, გალაქტიკებს - მილიონობით წლის წინ და ა.შ. აინშტაინის სტაციონარულ მოდელში სამყაროს არ აქვს ასაკობრივი ზღვარი, რაც ნიშნავს, რომ მისი დაკვირვებადი რეგიონი ასევე არაფრით არის შეზღუდული. უფრო და უფრო მოწინავე ასტრონომიული ინსტრუმენტებით შეიარაღებული დამკვირვებელი სულ უფრო და უფრო შორეულ და უძველეს ობიექტებს დააკვირდება.

დაკვირვებადი სამყაროს ზომები

ჩვენ გვაქვს განსხვავებული სურათი სამყაროს თანამედროვე მოდელით. მისი მიხედვით, სამყაროს აქვს ასაკი და, შესაბამისად, დაკვირვების ზღვარი. ანუ სამყაროს დაბადებიდან არცერთ ფოტონს არ ექნება დრო 13,75 მილიარდ სინათლის წელზე მეტი მანძილის გავლა. გამოდის, რომ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ დაკვირვებადი სამყარო დამკვირვებლისგან შემოიფარგლება 13,75 მილიარდი სინათლის წლის რადიუსის მქონე სფერული რეგიონით. თუმცა, ეს არ არის მთლად სიმართლე. ნუ დაივიწყებთ სამყაროს სივრცის გაფართოების შესახებ. იმ დროისთვის, როცა ფოტონი დამკვირვებელს მიაღწევს, ობიექტი, რომელმაც ის გამოუშვა, ჩვენგან 45,7 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე იქნება. ეს ზომა არის ნაწილაკების ჰორიზონტი და ეს არის დაკვირვებადი სამყაროს საზღვარი.

ასე რომ, დაკვირვებადი სამყაროს ზომა ორ ტიპად იყოფა. აშკარა ზომა, რომელსაც ასევე ჰაბლის რადიუსი ეწოდება (13,75 მილიარდი სინათლის წელი). და რეალური ზომა, რომელსაც ეწოდება ნაწილაკების ჰორიზონტი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი).

მნიშვნელოვანია, რომ ორივე ეს ჰორიზონტი საერთოდ არ ახასიათებს სამყაროს რეალურ ზომას. პირველ რიგში, ისინი დამოკიდებულია დამკვირვებლის პოზიციაზე სივრცეში. მეორეც, ისინი დროთა განმავლობაში იცვლებიან. ΛCDM მოდელის შემთხვევაში, ნაწილაკების ჰორიზონტი ფართოვდება ჰაბლის ჰორიზონტზე მეტი სიჩქარით. კითხვაზე, შეიცვლება თუ არა ეს ტენდენცია მომავალში, თანამედროვე მეცნიერება პასუხს არ იძლევა. მაგრამ თუ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო აგრძელებს გაფართოებას აჩქარებით, მაშინ ყველა ის ობიექტი, რომელსაც ახლა ვხედავთ, ადრე თუ გვიან გაქრება ჩვენი „ხედვის ველიდან“.

ამ დროისთვის ასტრონომების მიერ დაფიქსირებული ყველაზე შორეული შუქია. მასში შეხედვით, მეცნიერები ხედავენ სამყაროს, როგორც ეს იყო დიდი აფეთქებიდან 380 000 წლის შემდეგ. იმ მომენტში სამყარო იმდენად გაცივდა, რომ მან შეძლო თავისუფალი ფოტონების გამოსხივება, რომლებიც დღეს რადიოტელესკოპების დახმარებით არის გადაღებული. იმ დროს სამყაროში არ არსებობდა ვარსკვლავები ან გალაქტიკები, მაგრამ მხოლოდ წყალბადის, ჰელიუმისა და სხვა ელემენტების უმნიშვნელო რაოდენობის უწყვეტი ღრუბელი არსებობდა. ამ ღრუბელში დაფიქსირებული არაჰომოგენურობიდან, შემდგომში წარმოიქმნება გალაქტიკური გროვები. გამოდის, რომ ზუსტად ის ობიექტები, რომლებიც წარმოიქმნება კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების არაერთგვაროვნებისგან, რომლებიც მდებარეობს ნაწილაკების ჰორიზონტთან ყველაზე ახლოს.

სამყაროს რეალური ზომა

ასე რომ, ჩვენ გადავწყვიტეთ დაკვირვებადი სამყაროს ზომა. მაგრამ რაც შეეხება მთელი სამყაროს რეალურ ზომას? თანამედროვე მეცნიერებას არ აქვს ინფორმაცია სამყაროს რეალური ზომის შესახებ და აქვს თუ არა მას საზღვრები. მაგრამ მეცნიერთა უმეტესობა თანხმდება, რომ სამყარო უსაზღვროა.

დასკვნა

დაკვირვებად სამყაროს აქვს ხილული და ჭეშმარიტი საზღვარი, რომელსაც ეწოდება ჰაბლის რადიუსი (13,75 მილიარდი სინათლის წელი) და ნაწილაკების რადიუსი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი), შესაბამისად. ეს საზღვრები მთლიანად არის დამოკიდებული სივრცეში დამკვირვებლის პოზიციაზე და დროთა განმავლობაში ფართოვდება. თუ ჰაბლის რადიუსი ფართოვდება მკაცრად სინათლის სიჩქარით, მაშინ ნაწილაკების ჰორიზონტის გაფართოება დაჩქარებულია. კითხვა, გაგრძელდება თუ არა მისი აჩქარება ნაწილაკების ჰორიზონტზე და შეიცვლება თუ არა ის შეკუმშვით, ღია რჩება.

კოსმოლოგიაში ჯერ კიდევ არ არსებობს მკაფიო პასუხი კითხვაზე, რომელიც გავლენას ახდენს სამყაროს ასაკზე, ფორმასა და ზომაზე და არ არსებობს კონსენსუსი მის სასრულობაზე. რადგან თუ სამყარო სასრულია, მაშინ ის ან უნდა შეკუმშვას ან გაფართოვდეს. იმ შემთხვევაში, თუ ის უსასრულოა, ბევრი ვარაუდი კარგავს თავის მნიშვნელობას.

ჯერ კიდევ 1744 წელს ასტრონომმა ჯ.ფ. შეზო იყო პირველი, ვინც ეჭვი შეიტანა სამყაროში

უსასრულო: ბოლოს და ბოლოს, თუ ვარსკვლავების რაოდენობას არ აქვს საზღვრები, მაშინ რატომ არ ანათებს ცა და რატომ ბნელა? 1823 წელს გ.ოლბესი ამტკიცებდა სამყაროს საზღვრების არსებობას იმით, რომ შორეული ვარსკვლავებიდან დედამიწაზე მომავალი შუქი უფრო სუსტი უნდა გახდეს იმ ნივთიერების მიერ მათ გზაზე მყოფი ნივთიერების შთანთქმის გამო. მაგრამ ამ შემთხვევაში, ეს ნივთიერება თავად უნდა გაცხელდეს და ანათებდეს არცერთ ვარსკვლავზე უარესი. იპოვა თავისი დადასტურება თანამედროვე მეცნიერებაში, რომელიც ამტკიცებს, რომ ვაკუუმი „არაფერია“, მაგრამ ამავე დროს მას აქვს რეალური ფიზიკური თვისებები. რა თქმა უნდა, ვაკუუმის მიერ შეწოვა იწვევს მისი ტემპერატურის მატებას, რაც იწვევს იმას, რომ ვაკუუმი ხდება გამოსხივების მეორადი წყარო. ამიტომ, იმ შემთხვევაში, თუ სამყაროს ზომები მართლაც უსასრულოა, მაშინ ვარსკვლავების შუქს, რომლებმაც მიაღწიეს შეზღუდულ მანძილს, ისეთი ძლიერი წითელ ცვლას განიცდის, რომ იგი იწყებს შერწყმას ფონურ (მეორადი) ვაკუუმურ გამოსხივებასთან.

ამავდროულად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ კაცობრიობის მიერ დაკვირვებული სასრულია, რადგან თავად 24 გიგაპარსექსის მანძილი სასრულია და არის სინათლის კოსმოსური ჰორიზონტის საზღვარი. თუმცა, იმის გამო, რომ ის იზრდება, სამყაროს დასასრული 93 მილიარდის მანძილზეა

კოსმოლოგიის ყველაზე მნიშვნელოვანი შედეგი იყო სამყაროს გაფართოების ფაქტი. ის მიიღეს წითელცვლის დაკვირვებით და შემდეგ რაოდენობრივად შეფასდა ჰაბლის კანონის მიხედვით. ამან მეცნიერები მიიყვანა დასკვნამდე, რომ დიდი აფეთქების თეორია დადასტურებულია. NASA-ს ცნობით,

რომლებიც მიღებული იქნა WMAP-ის გამოყენებით, დიდი აფეთქების მომენტიდან დაწყებული, უდრის 13,7 მილიარდ წელს. თუმცა, ეს შედეგი შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დავუშვებთ, რომ მოდელი, რომელიც საფუძვლად უდევს ანალიზს, სწორია. სხვა შეფასების მეთოდების გამოყენებისას სრულიად განსხვავებული მონაცემები მიიღება.

სამყაროს სტრუქტურას რომ შევეხებით, არ შეიძლება არ ითქვას მისი ფორმის შესახებ. ამ დრომდე არ არის ნაპოვნი ის სამგანზომილებიანი ფიგურა, რომელიც საუკეთესოდ წარმოადგენდა მის გამოსახულებას. ეს სირთულე გამოწვეულია იმით, რომ ჯერ კიდევ არ არის ზუსტად ცნობილი, არის თუ არა სამყარო ბრტყელი. მეორე ასპექტი დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ დანამდვილებით არ არის ცნობილი მისი მრავალჯერადი კავშირის შესახებ. შესაბამისად, თუ სამყაროს ზომები სივრცით შეზღუდულია, მაშინ სწორი ხაზით და ნებისმიერი მიმართულებით მოძრაობისას შეიძლება საწყის წერტილში დასრულდეს.

როგორც ვხედავთ, ტექნოლოგიურმა პროგრესმა ჯერ არ მიაღწია იმ დონეს, რომ ზუსტად უპასუხოს კითხვებს სამყაროს ასაკთან, სტრუქტურასა და ზომასთან დაკავშირებით. ჯერჯერობით კოსმოლოგიაში ბევრი თეორია არ დადასტურებულა, მაგრამ არც უარყვეს.

17:45 23/06/2016

👁 916

კოსმოსის მასშტაბები ძნელი წარმოსადგენია და კიდევ უფრო რთული ზუსტად განსაზღვრა. მაგრამ ფიზიკოსების გენიალური შეხედულებების წყალობით, ვფიქრობთ, რომ კარგად გვაქვს წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ რამდენად დიდია კოსმოსი. "მოდით გავისეირნოთ" - ასეთი მოწვევა გაუკეთა ამერიკელმა ასტრონომმა ჰარლოუ შეპლიმ აუდიტორიას ვაშინგტონში, 1920 წელს. მან მონაწილეობა მიიღო ეგრეთ წოდებულ დიდ დებატში სამყაროს მასშტაბებზე, კოლეგა ჰებერ კერტისთან ერთად.

შეპლის სჯეროდა, რომ ჩვენი გალაქტიკა 300000-ს იყო. ეს სამჯერ მეტია, ვიდრე ახლა ფიქრობენ, მაგრამ იმ დროისთვის გაზომვები საკმაოდ კარგი იყო. კერძოდ, მან გამოთვალა ზოგადად სწორი პროპორციული მანძილი ირმის ნახტომის შიგნით - ჩვენი პოზიცია ცენტრთან მიმართებაში, მაგალითად.

თუმცა, მე-20 საუკუნის დასაწყისში, შეპლის ბევრ თანამედროვეს 300 000 სინათლის წელიწადი აბსურდულად დიდი ჩანდა. და იდეა, რომ სხვები, როგორიცაა ირმის ნახტომი - რომლებიც ხილული იყო - ისეთივე დიდი იყო, ზოგადად სერიოზულად არ აღიქმებოდა.

დიახ, და თავად შაპლის სჯეროდა, რომ ირმის ნახტომი განსაკუთრებული უნდა ყოფილიყო. „სპირალების არსებობის შემთხვევაშიც კი, ისინი ზომით ვერ შეედრება ჩვენს ვარსკვლავურ სისტემას“, - უთხრა მან მსმენელს.

კერტისი არ დაეთანხმა. მას ეგონა და მართალიც იყო, რომ სამყაროში ჩვენნაირი გაბნეული მრავალი სხვა გალაქტიკა იყო. მაგრამ მისი ამოსავალი წერტილი იყო ვარაუდი, რომ ირმის ნახტომი გაცილებით მცირე იყო ვიდრე შეპლიმ გამოთვალა. კერტისის გამოთვლებით, ირმის ნახტომი იყო მხოლოდ 30000 სინათლის წლის დიამეტრი - ანუ სამჯერ უფრო მცირე, ვიდრე თანამედროვე გამოთვლებით ჩანს.

სამჯერ მეტი, სამჯერ ნაკლები - ჩვენ ვსაუბრობთ ისეთ უზარმაზარ დისტანციებზე, რომ სავსებით გასაგებია, რომ ასტრონომები, რომლებიც ამ თემაზე ფიქრობდნენ ასი წლის წინ, შეიძლება ასე ცდებოდნენ.

დღეს ჩვენ საკმაოდ დარწმუნებულები ვართ, რომ ირმის ნახტომი სადღაც 100 000-დან 150 000 სინათლის წლის მანძილზეა. დაკვირვებადი სამყარო, რა თქმა უნდა, გაცილებით დიდია. ითვლება, რომ მისი დიამეტრი 93 მილიარდი სინათლის წელია. მაგრამ რატომ ასეთი თავდაჯერებულობა? როგორ შეიძლება ასეთი რაღაცის გაზომვა?

მას შემდეგ რაც კოპერნიკმა გამოაცხადა, რომ დედამიწა არ არის ცენტრი, ჩვენ ყოველთვის ვცდილობდით გადაგვეწერა ჩვენი იდეები იმის შესახებ, თუ რა არის სამყარო - და განსაკუთრებით რამდენად დიდი შეიძლება იყოს ის. დღესაც, როგორც დავინახავთ, ჩვენ ვაგროვებთ ახალ მტკიცებულებებს იმის შესახებ, რომ მთელი სამყარო შესაძლოა ბევრად უფრო დიდი იყოს, ვიდრე ცოტა ხნის წინ გვეგონა.

კეიტლინ კეისი, ასტრონომი ტეხასის უნივერსიტეტიდან, ოსტინში, სწავლობს სამყაროს. მისი თქმით, ასტრონომებმა შეიმუშავეს გენიალური ხელსაწყოების და საზომი სისტემების ნაკრები, რათა გამოთვალონ არა მხოლოდ დედამიწიდან ჩვენი მზის სისტემის სხვა სხეულებამდე მანძილი, არამედ გალაქტიკებს შორის არსებული უფსკრული და დაკვირვებადი სამყაროს ბოლომდეც კი.

ამ ყველაფრის გაზომვის საფეხურები ასტრონომიაში მანძილების მასშტაბს გადის. ამ მასშტაბის პირველი ნაბიჯი საკმაოდ მარტივია და ეყრდნობა თანამედროვე ტექნოლოგიებს.

„ჩვენ შეგვიძლია უბრალოდ რადიოტალღები გადავაგდოთ მზის სისტემის უახლოესი ტალღებიდან, როგორიცაა და და გავზომოთ დრო, რომელიც სჭირდება ამ ტალღებს დედამიწაზე დასაბრუნებლად“, - ამბობს კეისი. ”ამგვარად, გაზომვები იქნება ძალიან ზუსტი.”

დიდ რადიოტელესკოპებს, როგორიც არის პუერტო რიკოში, შეუძლიათ ამ სამუშაოს შესრულება - მაგრამ მათ ასევე შეუძლიათ მეტის გაკეთება. მაგალითად, არესიბოს შეუძლია აღმოაჩინოს ისინი, ვინც დაფრინავენ ჩვენი მზის სისტემის ირგვლივ და შექმნას მათი გამოსახულებაც კი, იმისდა მიხედვით, თუ როგორ ამოხტება რადიოტალღები ასტეროიდის ზედაპირიდან.

მაგრამ რადიოტალღების გამოყენება მზის სისტემის გარეთ მანძილების გასაზომად არაპრაქტიკულია. ამ კოსმოსური მასშტაბის შემდეგი ნაბიჯი არის პარალაქსის გაზომვა. ჩვენ ამას ყოველთვის ვაკეთებთ, ამის გაცნობიერების გარეშეც კი. ადამიანები, ისევე როგორც მრავალი ცხოველი, ინტუიციურად ესმით მანძილი მათსა და ობიექტებს შორის, იმის წყალობით, რომ ჩვენ გვაქვს ორი თვალი.

თუ თქვენს წინ დაიჭერთ საგანს - მაგალითად, ხელს - და უყურებთ მას ერთი თვალით ღია, შემდეგ კი მეორე თვალზე გადახვალთ, დაინახავთ, რომ თქვენი ხელი ოდნავ მოძრაობს. ამას პარალაქსს უწოდებენ. ამ ორ დაკვირვებას შორის განსხვავება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ობიექტამდე მანძილის დასადგენად.

ჩვენი ტვინი ამას ბუნებრივად აკეთებს ორივე თვალიდან მიღებული ინფორმაციის საშუალებით, ხოლო ასტრონომები იგივეს აკეთებენ ახლომდებარე ვარსკვლავებთან, მხოლოდ განსხვავებული გრძნობის გამოყენებით: ტელესკოპები.

წარმოიდგინეთ, რომ ორი თვალი ცურავს კოსმოსში, ჩვენი მზის ორივე მხარეს. დედამიწის ორბიტის წყალობით ჩვენ გვაქვს ეს თვალები და ამ მეთოდით შეგვიძლია დავაკვირდეთ ვარსკვლავების გადაადგილებას ფონურ ობიექტებთან მიმართებაში.

„ჩვენ ვზომავთ ვარსკვლავების პოზიციას ცაზე, ვთქვათ, იანვარში, შემდეგ კი ველოდებით ექვს თვეს და ვზომავთ იმავე ვარსკვლავების პოზიციებს ივლისში, როცა მზის მეორე მხარეს ვართ“, - ამბობს კეისი.

თუმცა, არსებობს ბარიერი, რომლის მიღმაც ობიექტები უკვე იმდენად შორს არიან - დაახლოებით 100 სინათლის წელიწადით - რომ დაკვირვებული გადაადგილება ძალიან მცირეა სასარგებლო გამოთვლებისთვის. ამ მანძილზე ჩვენ ჯერ კიდევ შორს ვიქნებით ჩვენი გალაქტიკის კიდედან.

შემდეგი ნაბიჯი არის ძირითადი თანმიმდევრობის ინსტალაცია. ის ეყრდნობა ჩვენს ცოდნას იმის შესახებ, თუ როგორ ვითარდებიან გარკვეული ზომის ვარსკვლავები - რომლებიც ცნობილია როგორც მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავები - დროთა განმავლობაში.

პირველ რიგში, ისინი იცვლიან ფერს, ასაკთან ერთად უფრო წითლდებიან. მათი ფერისა და სიკაშკაშის ზუსტად გაზომვით და ამის შემდეგ შევადარებთ იმას, რაც ცნობილია მთავარ მიმდევრობის ვარსკვლავებამდე მანძილის შესახებ, რომელიც გაზომილია ტრიგონომეტრიული პარალაქსით, ჩვენ შეგვიძლია შევაფასოთ ამ უფრო შორეული ვარსკვლავების პოზიცია.

ამ გამოთვლების პრინციპი მდგომარეობს იმაში, რომ ერთი და იგივე მასის და ასაკის ვარსკვლავები ჩვენთვის ერთნაირად კაშკაშა გამოჩნდებოდნენ, თუ ისინი ჩვენგან ერთნაირი მანძილით იყვნენ. მაგრამ რადგან ეს ხშირად ასე არ არის, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ განსხვავება გაზომვებში, რათა გავიგოთ, რამდენად შორს არიან ისინი სინამდვილეში.

ძირითადი მიმდევრობის ვარსკვლავები, რომლებიც გამოიყენება ამ ანალიზისთვის, განიხილება "სტანდარტული სანთლების" ერთ-ერთი სახეობა - სხეულები, რომელთა სიდიდე (ან სიკაშკაშე) მათემატიკურად შეგვიძლია გამოვთვალოთ. ეს სანთლები მთელ კოსმოსშია მიმოფანტული და პროგნოზირებადი გზით ანათებს სამყაროს. მაგრამ მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავები არ არის ერთადერთი მაგალითი.

იმის გაგება, თუ როგორ უკავშირდება სიკაშკაშე მანძილს, საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ მანძილი კიდევ უფრო შორეულ ობიექტებამდე, როგორიცაა სხვა გალაქტიკების ვარსკვლავები. ძირითადი თანმიმდევრობის მიდგომა აღარ იმუშავებს, რადგან ამ ვარსკვლავების შუქი - რომლებიც მილიონობით სინათლის წლის მანძილზე არიან დაშორებული, თუ არა მეტი - ძნელია ზუსტი ანალიზი.

მაგრამ 1908 წელს ჰარვარდის მეცნიერმა ჰენრიეტა სვან ლევიტმა გააკეთა ფანტასტიკური აღმოჩენა, რომელიც დაგვეხმარა ამ კოლოსალური მანძილების გაზომვაშიც. სვან ლევიტი მიხვდა, რომ არსებობს ვარსკვლავების განსაკუთრებული კლასი -.

„მან შენიშნა, რომ ვარსკვლავის გარკვეული ტიპი დროთა განმავლობაში იცვლის თავის სიკაშკაშეს და სიკაშკაშის ეს ცვლილება, ამ ვარსკვლავების პულსაციაში, პირდაპირ კავშირშია იმაზე, თუ რამდენად კაშკაშა არიან ისინი ბუნებით“, - ამბობს კეისი.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, უფრო კაშკაშა ცეფეიდის ვარსკვლავი უფრო ნელა (ბევრი დღის განმავლობაში) "პულსებს" ვიდრე დაბნელებული ცეფეიდი. იმის გამო, რომ ასტრონომებს შეუძლიათ საკმაოდ მარტივად გაზომონ ცეფეიდის პულსი, მათ შეუძლიათ თქვან, რამდენად კაშკაშა ვარსკვლავია. შემდეგ, დაკვირვებით, რამდენად კაშკაშა გვეჩვენება, მათ შეუძლიათ გამოთვალონ მისი მანძილი.

ეს პრინციპი მსგავსია ძირითადი თანმიმდევრობის მიდგომის იმ გაგებით, რომ სიკაშკაშე არის გასაღები. თუმცა, მთავარია, რომ მანძილის გაზომვა შესაძლებელია სხვადასხვა გზით. და რაც უფრო მეტი გზა გვაქვს დისტანციების გასაზომად, მით უკეთ გავიგებთ ჩვენი კოსმოსური ეზოს ნამდვილ მასშტაბებს.

სწორედ ასეთი ვარსკვლავების აღმოჩენამ ჩვენს გალაქტიკაში დაარწმუნა ჰარლოუ შეპლი მის დიდ ზომებში.

1920-იანი წლების დასაწყისში ედვინ ჰაბლმა აღმოაჩინა უახლოესი ცეფეიდი და დაასკვნა, რომ ის მხოლოდ მილიონი სინათლის წლის მანძილზე იყო დაშორებული.

დღეს, ჩვენი საუკეთესო შეფასებით, ეს გალაქტიკა ჩვენგან 2,54 მილიონი სინათლის წლისაა. ასე რომ, ჰაბლი შეცდა. მაგრამ ეს არ აკლებს მის დამსახურებას. რადგან ჩვენ ჯერ კიდევ ვცდილობთ გამოვთვალოთ მანძილი ანდრომედამდე. 2,54 მილიონი წელი, ფაქტობრივად, შედარებით ბოლო გამოთვლების შედეგია.

ახლაც ძნელი წარმოსადგენია სამყაროს მასშტაბები. ჩვენ შეგვიძლია მისი შეფასება და ძალიან კარგად, მაგრამ, სინამდვილეში, ძალიან რთულია გალაქტიკებს შორის მანძილების ზუსტად გამოთვლა. სამყარო წარმოუდგენლად დიდია. და ჩვენი გალაქტიკა შეზღუდული არ არის.

ჰაბლმა ასევე გაზომა აფეთქების სიკაშკაშე - ტიპი 1A. მათი ნახვა შესაძლებელია საკმაოდ შორეულ გალაქტიკებში, მილიარდობით სინათლის წლის მანძილზე. ვინაიდან ამ გამოთვლების სიკაშკაშე შეიძლება გამოითვალოს, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ რამდენად შორს არიან ისინი, როგორც ეს გავაკეთეთ ცეფეიდების შემთხვევაში. 1A ტიპის სუპერნოვა და ცეფეიდები არის მაგალითები იმისა, რასაც ასტრონომები სტანდარტულ სანთლებს უწოდებენ.

არსებობს სამყაროს კიდევ ერთი თვისება, რომელიც დაგვეხმარება გავზომოთ მართლაც დიდი მანძილი. ეს არის წითელი ცვლა.

თუ სასწრაფოს ან პოლიციის მანქანის სირენა ოდესმე შემოგივარდათ, თქვენ კარგად იცნობთ დოპლერის ეფექტს. სასწრაფოს მიახლოებისას სირენა უფრო ძლიერად ჟღერს და როცა შორდება, სირენა ისევ იკლებს.

იგივე ხდება სინათლის ტალღებზე, მხოლოდ მცირე მასშტაბით. ჩვენ შეგვიძლია გამოვასწოროთ ეს ცვლილება შორეული სხეულების სინათლის სპექტრის ანალიზით. ამ სპექტრში იქნება მუქი ხაზები, რადგან ცალკეული ფერები შეიწოვება ელემენტების მიერ სინათლის წყაროში და მის გარშემო - მაგალითად, ვარსკვლავების ზედაპირები.

რაც უფრო შორს არიან ობიექტები ჩვენგან, მით უფრო შორს გადაინაცვლებს ეს ხაზები სპექტრის წითელი ბოლოსკენ. და ეს მხოლოდ იმიტომ კი არ არის, რომ ობიექტები ჩვენგან შორს არიან, არამედ იმიტომ, რომ ისინიც დროთა განმავლობაში შორდებიან ჩვენგან, სამყაროს გაფართოების გამო. და შორეული გალაქტიკებიდან სინათლის წითელ გადატანაზე დაკვირვება, ფაქტობრივად, გვაძლევს მტკიცებულებას, რომ სამყარო მართლაც ფართოვდება.

იცოდით, რომ სამყაროს, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, საკმაოდ განსაზღვრული საზღვრები აქვს? ჩვენ მიჩვეული ვართ სამყაროს ასოცირებას რაღაც უსასრულო და გაუგებართან. თუმცა, თანამედროვე მეცნიერება სამყაროს "უსასრულობის" კითხვაზე სრულიად განსხვავებულ პასუხს გვთავაზობს ასეთ "აშკარა" კითხვაზე.

თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, დაკვირვებადი სამყაროს ზომა დაახლოებით 45,7 მილიარდი სინათლის წელია (ან 14,6 გიგაპარსეკი). მაგრამ რას ნიშნავს ეს რიცხვები?

პირველი კითხვა, რომელიც უჩნდება უბრალო ადამიანს, არის ის, თუ როგორ არ შეიძლება სამყარო უსასრულო იყოს? როგორც ჩანს, უდავოა, რომ ყველაფერს, რაც ჩვენს ირგვლივ არსებობს, არ უნდა ჰქონდეს საზღვრები. თუ ეს საზღვრები არსებობს, რას წარმოადგენენ ისინი?

დავუშვათ, რომელიღაც ასტრონავტი გაფრინდა სამყაროს საზღვრებში. რას დაინახავს ის მის წინაშე? მყარი კედელი? სახანძრო ბარიერი? და რა დგას მის უკან - სიცარიელე? სხვა სამყარო? მაგრამ შეიძლება თუ არა სიცარიელე ან სხვა სამყარო ნიშნავს, რომ ჩვენ სამყაროს საზღვარზე ვართ? ეს არ ნიშნავს, რომ "არაფერია". სიცარიელე და სხვა სამყარო ასევე "რაღაცაა". მაგრამ სამყარო არის ის, რომელიც შეიცავს აბსოლუტურად ყველაფერს "რაღაცას".

ჩვენ მივდივართ აბსოლუტურ წინააღმდეგობაში. გამოდის, რომ სამყაროს საზღვარმა უნდა დაგვიმალოს ის, რაც არ უნდა იყოს. ან სამყაროს საზღვრებმა უნდა შეაფერხოს "ყველაფერი" "რაღაცისგან", მაგრამ ეს "რაღაც" ასევე უნდა იყოს "ყველაფრის" ნაწილი. ზოგადად, სრული აბსურდი. მაშინ როგორ შეუძლიათ მეცნიერებს ამტკიცებენ ჩვენი სამყაროს საბოლოო ზომას, მასას და ასაკს? ეს მნიშვნელობები, მიუხედავად იმისა, რომ წარმოუდგენლად დიდია, მაინც სასრულია. კამათობს თუ არა მეცნიერება აშკარასთან? ამ პრობლემის მოსაგვარებლად, ჯერ მოდით შევხედოთ, როგორ მივიდნენ ადამიანები სამყაროს თანამედროვე გაგებამდე.

საზღვრების გაფართოება

უხსოვარი დროიდან ადამიანს აინტერესებდა როგორია მათ გარშემო არსებული სამყარო. თქვენ არ შეგიძლიათ სამი ვეშაპის მაგალითების მოყვანა და წინაპრების სხვა მცდელობები სამყაროს ახსნის შესახებ. როგორც წესი, ბოლოს ყველაფერი იქამდე მივიდა, რომ ყველაფრის საფუძველი მიწიერი სამყაროა. ჯერ კიდევ ანტიკურ ხანაში და შუა საუკუნეებში, როდესაც ასტრონომებს ჰქონდათ ფართო ცოდნა პლანეტების მოძრაობის კანონების შესახებ "ფიქსირებული" ციური სფეროს გასწვრივ, დედამიწა რჩებოდა სამყაროს ცენტრად.

ბუნებრივია, ძველ საბერძნეთშიც კი იყვნენ ისეთები, ვინც თვლიდა, რომ დედამიწა მზის გარშემო ბრუნავს. იყვნენ ისეთებიც, რომლებიც საუბრობდნენ მრავალ სამყაროზე და სამყაროს უსასრულობაზე. მაგრამ ამ თეორიების კონსტრუქციული გამართლება წარმოიშვა მხოლოდ სამეცნიერო რევოლუციის მიჯნაზე.

მე-16 საუკუნეში პოლონელმა ასტრონომმა ნიკოლაუს კოპერნიკმა მოახდინა პირველი მნიშვნელოვანი გარღვევა სამყაროს ცოდნაში. მან მტკიცედ დაამტკიცა, რომ დედამიწა მზის გარშემო მოძრავი პლანეტებიდან მხოლოდ ერთია. ასეთმა სისტემამ მნიშვნელოვნად გაამარტივა ციურ სფეროში პლანეტების ასეთი რთული და რთული მოძრაობის ახსნა. სტაციონარული დედამიწის შემთხვევაში, ასტრონომებს უნდა შეექმნათ ყველანაირი გენიალური თეორია პლანეტების ამ ქცევის ასახსნელად. მეორეს მხრივ, თუ დედამიწა მოძრავად ითვლება, მაშინ ასეთი რთული მოძრაობების ახსნა ბუნებრივია. ამრიგად, ასტრონომიაში გაძლიერდა ახალი პარადიგმა, სახელწოდებით „ჰელიოცენტრიზმი“.

ბევრი მზე

თუმცა, ამის შემდეგაც ასტრონომებმა განაგრძეს სამყაროს შეზღუდვა „ფიქსირებული ვარსკვლავების სფეროთი“. მე-19 საუკუნემდე მათ არ შეეძლოთ მნათობამდე მანძილის შეფასება. რამდენიმე საუკუნის მანძილზე ასტრონომები წარუმატებლად ცდილობდნენ დაედგინათ გადახრები ვარსკვლავების პოზიციაში დედამიწის ორბიტალურ მოძრაობასთან მიმართებაში (წლიური პარალაქსები). იმდროინდელი ხელსაწყოები არ იძლეოდა ასეთი ზუსტი გაზომვების საშუალებას.

საბოლოოდ, 1837 წელს, რუს-გერმანელმა ასტრონომმა ვასილი სტრუვემ გაზომა პარალაქსი. ამან აღნიშნა ახალი ნაბიჯი კოსმოსის მასშტაბის გაგებაში. ახლა მეცნიერებს შეუძლიათ უსაფრთხოდ თქვან, რომ ვარსკვლავები მზის შორეული მსგავსებაა. და ჩვენი მნათობი აღარ არის ყველაფრის ცენტრი, არამედ გაუთავებელი ვარსკვლავური გროვის თანაბარი „მკვიდრი“.

ასტრონომები კიდევ უფრო მიუახლოვდნენ სამყაროს მასშტაბის გაგებას, რადგან ვარსკვლავებამდე მანძილი მართლაც ამაზრზენი აღმოჩნდა. პლანეტების ორბიტების ზომაც კი უმნიშვნელო ჩანდა ამ რაღაცასთან შედარებით. შემდეგ, საჭირო იყო იმის გაგება, თუ როგორ არის კონცენტრირებული ვარსკვლავები.

მრავალი ირმის გზა

უკვე 1755 წელს ცნობილმა ფილოსოფოსმა იმანუელ კანტმა განჭვრიტა სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის თანამედროვე გაგების საფუძვლები. მან გამოთქვა ჰიპოთეზა, რომ ირმის ნახტომი არის უზარმაზარი მბრუნავი ვარსკვლავური გროვა. თავის მხრივ, ბევრი დაკვირვებადი ნისლეული ასევე უფრო შორეული "რძიანი გზებია" - გალაქტიკები. ამის მიუხედავად, მე-20 საუკუნემდე ასტრონომები იცავდნენ იმ ფაქტს, რომ ყველა ნისლეული არის ვარსკვლავის წარმოქმნის წყარო და ირმის ნახტომის ნაწილია.

სიტუაცია შეიცვალა, როდესაც ასტრონომებმა ისწავლეს გალაქტიკებს შორის მანძილის გაზომვა. ამ ტიპის ვარსკვლავების აბსოლუტური სიკაშკაშე მკაცრად არის დამოკიდებული მათი ცვალებადობის პერიოდზე. მათი აბსოლუტური სიკაშკაშის ხილულთან შედარებისას შესაძლებელია მათთან მანძილის დადგენა მაღალი სიზუსტით. ეს მეთოდი მე-20 საუკუნის დასაწყისში შეიმუშავეს ეინარ ჰერცშრუნგმა და ჰარლოუ შელპიმ. მისი წყალობით საბჭოთა ასტრონომმა ერნსტ ეპიკმა 1922 წელს დაადგინა მანძილი ანდრომედამდე, რომელიც ირმის ნახტომის ზომაზე მეტი სიდიდის რიგით აღმოჩნდა.

ედვინ ჰაბლმა განაგრძო Epic-ის წამოწყება. სხვა გალაქტიკებში ცეფეიდების სიკაშკაშის გაზომვით, მან გაზომა მათი მანძილი და შეადარა მათ სპექტრის წითელ გადაადგილებას. ასე რომ, 1929 წელს მან შეიმუშავა თავისი ცნობილი კანონი. მისმა ნაშრომმა საბოლოოდ უარყო ფესვგადგმული შეხედულება, რომ ირმის ნახტომი არის სამყაროს კიდე. ახლა ის იყო ერთ-ერთი მრავალი გალაქტიკიდან, რომელიც ოდესღაც მას განუყოფელ ნაწილად თვლიდა. კანტის ჰიპოთეზა მისი შემუშავებიდან თითქმის ორი საუკუნის შემდეგ დადასტურდა.

შემდგომში, ჰაბლის მიერ აღმოჩენილმა გალაქტიკის დაშორებასა და დამკვირვებლიდან მისი მოცილების სიჩქარეს შორის კავშირი, შესაძლებელი გახადა სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის სრული სურათის შედგენა. აღმოჩნდა, რომ გალაქტიკები მისი მხოლოდ მცირე ნაწილი იყო. ისინი დაკავშირებულნი არიან მტევანებად, კლასტერები სუპერკლასტერებად. თავის მხრივ, სუპერკლასტერები იკეცება სამყაროს უდიდეს ცნობილ სტრუქტურებად - ძაფებსა და კედლებში. ეს სტრუქტურები, უზარმაზარ სუპერვოიდებთან () მიმდებარედ და წარმოადგენს ამჟამად ცნობილი სამყაროს ფართომასშტაბიან სტრუქტურას.

მოჩვენებითი უსასრულობა

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ სულ რაღაც რამდენიმე საუკუნეში მეცნიერება თანდათან გადავიდა გეოცენტრიზმიდან სამყაროს თანამედროვე გაგებამდე. თუმცა, ეს არ პასუხობს იმას, თუ რატომ ვზღუდავთ დღეს სამყაროს. ყოველივე ამის შემდეგ, აქამდე ეს მხოლოდ კოსმოსის მასშტაბებს ეხებოდა და არა მის ბუნებას.

პირველი, ვინც გადაწყვიტა სამყაროს უსასრულობის გამართლება, იყო ისააკ ნიუტონი. მას შემდეგ რაც აღმოაჩინა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, მას სჯეროდა, რომ თუ სივრცე სასრული იქნებოდა, მისი ყველა სხეული ადრე თუ გვიან გაერთიანდებოდა ერთ მთლიანობაში. მანამდე თუ ვინმე გამოთქვამდა სამყაროს უსასრულობის იდეას, ეს მხოლოდ ფილოსოფიურ კლავიშში იყო. ყოველგვარი მეცნიერული დასაბუთების გარეშე. ამის მაგალითია ჯორდანო ბრუნო. სხვათა შორის, კანტის მსგავსად, ის მრავალი საუკუნის განმავლობაში უსწრებდა მეცნიერებას. მან პირველმა განაცხადა, რომ ვარსკვლავები შორეული მზეებია და მათ გარშემო პლანეტებიც ბრუნავენ.

როგორც ჩანს, უსასრულობის ფაქტი საკმაოდ გონივრული და აშკარაა, მაგრამ მე-20 საუკუნის მეცნიერებაში შემობრუნების მომენტებმა შეარყია ეს „ჭეშმარიტება“.

სტაციონარული სამყარო

პირველი მნიშვნელოვანი ნაბიჯი სამყაროს თანამედროვე მოდელის განვითარებისკენ გადადგა ალბერტ აინშტაინმა. ცნობილმა ფიზიკოსმა 1917 წელს წარმოადგინა სტაციონარული სამყაროს მოდელი. ეს მოდელი ეფუძნებოდა მის მიერ ერთი წლით ადრე შემუშავებულ ფარდობითობის ზოგად თეორიას. მისი მოდელის მიხედვით, სამყარო უსასრულოა დროში და სასრული სივრცეში. მაგრამ ბოლოს და ბოლოს, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ნიუტონის მიხედვით, სასრული ზომის სამყარო უნდა დაიშალოს. ამისათვის აინშტაინმა შემოიტანა კოსმოლოგიური მუდმივი, რომელიც ანაზღაურებდა შორეული ობიექტების გრავიტაციულ მიზიდულობას.

რაც არ უნდა პარადოქსულად ჟღერდეს, აინშტაინი არ ზღუდავდა სამყაროს სასრულობას. მისი აზრით, სამყარო არის ჰიპერსფეროს დახურული გარსი. ანალოგია არის ჩვეულებრივი სამგანზომილებიანი სფეროს ზედაპირი, მაგალითად, გლობუსი ან დედამიწა. რაც არ უნდა იმოგზაუროს მოგზაურმა დედამიწაზე, ის ვერასოდეს მიაღწევს მის ზღვარს. თუმცა, ეს არ ნიშნავს, რომ დედამიწა უსასრულოა. მოგზაური უბრალოდ დაბრუნდება იმ ადგილას, სადაც მან დაიწყო მოგზაურობა.

ჰიპერსფეროს ზედაპირზე

ანალოგიურად, კოსმოსურ მოხეტიალეს, რომელიც გადალახავს აინშტაინის სამყაროს ვარსკვლავური ხომალდით, შეუძლია დაბრუნდეს დედამიწაზე. მხოლოდ ამჯერად მოხეტიალე გადავა არა სფეროს ორგანზომილებიან ზედაპირზე, არამედ ჰიპერსფეროს სამგანზომილებიან ზედაპირზე. ეს ნიშნავს, რომ სამყაროს აქვს სასრული მოცულობა და, შესაბამისად, ვარსკვლავების სასრული რაოდენობა და მასა. თუმცა, სამყაროს არ აქვს საზღვრები ან ცენტრი.

აინშტაინი ასეთ დასკვნამდე მივიდა თავის ცნობილ თეორიაში სივრცის, დროისა და გრავიტაციის ერთმანეთთან დაკავშირებით. მანამდე ეს ცნებები განცალკევებულად ითვლებოდა, რის გამოც სამყაროს სივრცე წმინდა ევკლიდური იყო. აინშტაინმა დაამტკიცა, რომ გრავიტაცია თავისთავად არის სივრცე-დროის გამრუდება. ამან რადიკალურად შეცვალა ადრეული იდეები სამყაროს ბუნების შესახებ, რომელიც დაფუძნებულია კლასიკურ ნიუტონის მექანიკაზე და ევკლიდეს გეომეტრიაზე.

გაფართოებული სამყარო

თვით „ახალი სამყაროს“ აღმომჩენიც კი არ იყო ბოდვაში უცხო. აინშტაინი, თუმცა მან შეზღუდა სამყარო სივრცეში, ის განაგრძობდა მას სტატიკურად თვლიდა. მისი მოდელის მიხედვით, სამყარო იყო და რჩება მარადიული და მისი ზომა ყოველთვის იგივე რჩება. 1922 წელს საბჭოთა ფიზიკოსმა ალექსანდრე ფრიდმანმა მნიშვნელოვნად გააფართოვა ეს მოდელი. მისი გამოთვლებით, სამყარო საერთოდ არ არის სტატიკური. მას შეუძლია დროთა განმავლობაში გაფართოება ან შეკუმშვა. აღსანიშნავია, რომ ფრიდმანი ასეთ მოდელამდე მივიდა იმავე ფარდობითობის თეორიაზე დაყრდნობით. მან მოახერხა ამ თეორიის უფრო სწორად გამოყენება, კოსმოლოგიური მუდმივის გვერდის ავლით.

ალბერტ აინშტაინმა მაშინვე არ მიიღო ასეთი „შესწორება“. ამ ახალი მოდელის დასახმარებლად მოვიდა ჰაბლის ადრე ნახსენები აღმოჩენა. გალაქტიკების რეცესია უდავოდ დაამტკიცა სამყაროს გაფართოების ფაქტი. ამიტომ აინშტაინს უნდა ეღიარებინა თავისი შეცდომა. ახლა სამყაროს ჰქონდა გარკვეული ასაკი, რომელიც მკაცრად არის დამოკიდებული ჰაბლის მუდმივზე, რომელიც ახასიათებს მისი გაფართოების სიჩქარეს.

კოსმოლოგიის შემდგომი განვითარება

როდესაც მეცნიერები ცდილობდნენ ამ პრობლემის გადაჭრას, აღმოაჩინეს სამყაროს მრავალი სხვა მნიშვნელოვანი კომპონენტი და შემუშავდა მისი სხვადასხვა მოდელები. ასე რომ, 1948 წელს გეორგი გამოვმა შემოიტანა „ცხელი სამყაროს“ ჰიპოთეზა, რომელიც მოგვიანებით გადაიქცევა დიდი აფეთქების თეორიად. 1965 წლის აღმოჩენამ დაადასტურა მისი ეჭვები. ახლა ასტრონომებს შეეძლოთ დააკვირდნენ სინათლეს, რომელიც მოვიდა იმ მომენტიდან, როდესაც სამყარო გამჭვირვალე გახდა.

ბნელი მატერია, რომელიც იწინასწარმეტყველა 1932 წელს ფრიც ცვიკის მიერ, დადასტურდა 1975 წელს. ბნელი მატერია რეალურად ხსნის გალაქტიკების არსებობას, გალაქტიკათა გროვას და მთლიანად სამყაროს სტრუქტურას. ასე რომ, მეცნიერებმა გაიგეს, რომ სამყაროს მასის უმეტესი ნაწილი სრულიად უხილავია.

საბოლოოდ, 1998 წელს მანძილის შესწავლისას აღმოაჩინეს, რომ სამყარო აჩქარებით ფართოვდება. მეცნიერებაში ამ მორიგი შემობრუნების მომენტმა დასაბამი მისცა სამყაროს ბუნების თანამედროვე გაგებას. აინშტაინის მიერ შემოღებული და ფრიდმანის მიერ უარყოფილი, კოსმოლოგიურმა კოეფიციენტმა კვლავ იპოვა თავისი ადგილი სამყაროს მოდელში. კოსმოლოგიური კოეფიციენტის (კოსმოლოგიური მუდმივი) არსებობა ხსნის მის აჩქარებულ გაფართოებას. კოსმოლოგიური მუდმივის არსებობის ასახსნელად შემოიღეს კონცეფცია - ჰიპოთეტური ველი, რომელიც შეიცავს სამყაროს მასის უმეტეს ნაწილს.

დაკვირვებადი სამყაროს ზომის ამჟამინდელი იდეა

სამყაროს ამჟამინდელ მოდელს ასევე უწოდებენ ΛCDM მოდელს. ასო "Λ" ნიშნავს კოსმოლოგიური მუდმივის არსებობას, რაც ხსნის სამყაროს აჩქარებულ გაფართოებას. „CDM“ ნიშნავს, რომ სამყარო სავსეა ცივი ბნელი მატერიით. ბოლო კვლევები ვარაუდობენ, რომ ჰაბლის მუდმივი არის დაახლოებით 71 (კმ/წმ)/მფკ, რაც შეესაბამება სამყაროს ასაკს 13,75 მილიარდ წელს. სამყაროს ასაკის გაცნობით, ჩვენ შეგვიძლია შევაფასოთ მისი დაკვირვებადი რეგიონის ზომა.

ფარდობითობის თეორიის მიხედვით, ინფორმაცია რომელიმე ობიექტის შესახებ ვერ აღწევს დამკვირვებელს სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით (299792458 მ/წმ). გამოდის, რომ დამკვირვებელი ხედავს არა მხოლოდ ობიექტს, არამედ მის წარსულს. რაც უფრო შორს არის ობიექტი მისგან, მით უფრო შორს გამოიყურება იგი. მაგალითად, როდესაც ვუყურებთ მთვარეს, ჩვენ ვხედავთ ისეთს, როგორიც იყო წამის წინ, მზე - რვა წუთზე მეტი ხნის წინ, უახლოეს ვარსკვლავებს - წლებს, გალაქტიკებს - მილიონობით წლის წინ და ა.შ. აინშტაინის სტაციონარულ მოდელში სამყაროს არ აქვს ასაკობრივი ზღვარი, რაც ნიშნავს, რომ მისი დაკვირვებადი რეგიონი ასევე არაფრით არის შეზღუდული. უფრო და უფრო მოწინავე ასტრონომიული ინსტრუმენტებით შეიარაღებული დამკვირვებელი სულ უფრო და უფრო შორეულ და უძველეს ობიექტებს დააკვირდება.

ჩვენ გვაქვს განსხვავებული სურათი სამყაროს თანამედროვე მოდელით. მისი მიხედვით, სამყაროს აქვს ასაკი და, შესაბამისად, დაკვირვების ზღვარი. ანუ სამყაროს დაბადებიდან არცერთ ფოტონს არ ექნება დრო 13,75 მილიარდ სინათლის წელზე მეტი მანძილის გავლა. გამოდის, რომ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ დაკვირვებადი სამყარო დამკვირვებლისგან შემოიფარგლება 13,75 მილიარდი სინათლის წლის რადიუსის მქონე სფერული რეგიონით. თუმცა, ეს არ არის მთლად სიმართლე. ნუ დაივიწყებთ სამყაროს სივრცის გაფართოების შესახებ. სანამ ფოტონი დამკვირვებელს მიაღწევს, ობიექტი, რომელმაც ის გამოუშვა, ჩვენგან უკვე 45,7 მილიარდი სინათლის წლით იქნება დაშორებული. წლები. ეს ზომა არის ნაწილაკების ჰორიზონტი და ეს არის დაკვირვებადი სამყაროს საზღვარი.

ჰორიზონტზე

ასე რომ, დაკვირვებადი სამყაროს ზომა ორ ტიპად იყოფა. აშკარა ზომა, რომელსაც ასევე ჰაბლის რადიუსი ეწოდება (13,75 მილიარდი სინათლის წელი). და რეალური ზომა, რომელსაც ეწოდება ნაწილაკების ჰორიზონტი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი). მნიშვნელოვანია, რომ ორივე ეს ჰორიზონტი საერთოდ არ ახასიათებს სამყაროს რეალურ ზომას. პირველ რიგში, ისინი დამოკიდებულია დამკვირვებლის პოზიციაზე სივრცეში. მეორეც, ისინი დროთა განმავლობაში იცვლებიან. ΛCDM მოდელის შემთხვევაში, ნაწილაკების ჰორიზონტი ფართოვდება ჰაბლის ჰორიზონტზე მეტი სიჩქარით. კითხვაზე, შეიცვლება თუ არა ეს ტენდენცია მომავალში, თანამედროვე მეცნიერება პასუხს არ იძლევა. მაგრამ თუ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო აგრძელებს გაფართოებას აჩქარებით, მაშინ ყველა ის ობიექტი, რომელსაც ახლა ვხედავთ, ადრე თუ გვიან გაქრება ჩვენი „ხედვის ველიდან“.

ჯერჯერობით, ასტრონომების მიერ დაფიქსირებული ყველაზე შორეული შუქი არის CMB. მასში შეხედვით, მეცნიერები ხედავენ სამყაროს, როგორც ეს იყო დიდი აფეთქებიდან 380 000 წლის შემდეგ. იმ მომენტში სამყარო იმდენად გაცივდა, რომ მან შეძლო თავისუფალი ფოტონების გამოსხივება, რომლებიც დღეს რადიოტელესკოპების დახმარებით არის გადაღებული. იმ დროს სამყაროში არ არსებობდა ვარსკვლავები ან გალაქტიკები, მაგრამ მხოლოდ წყალბადის, ჰელიუმისა და სხვა ელემენტების უმნიშვნელო რაოდენობის უწყვეტი ღრუბელი არსებობდა. ამ ღრუბელში დაფიქსირებული არაჰომოგენურობიდან, შემდგომში წარმოიქმნება გალაქტიკური გროვები. გამოდის, რომ ზუსტად ის ობიექტები, რომლებიც წარმოიქმნება კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების არაერთგვაროვნებისგან, რომლებიც მდებარეობს ნაწილაკების ჰორიზონტთან ყველაზე ახლოს.

ნამდვილი საზღვრები

აქვს თუ არა სამყაროს ჭეშმარიტი, დაუკვირვებადი საზღვრები, ჯერ კიდევ ფსევდომეცნიერული სპეკულაციის საგანია. ასეა თუ ისე, ყველა ხვდება სამყაროს უსასრულობას, მაგრამ ისინი ამ უსასრულობას სრულიად განსხვავებულად ხსნიან. ზოგი სამყაროს მრავალგანზომილებიანად მიიჩნევს, სადაც ჩვენი „ადგილობრივი“ სამგანზომილებიანი სამყარო მისი მხოლოდ ერთ-ერთი ფენაა. სხვები ამბობენ, რომ სამყარო ფრაქტალია, რაც ნიშნავს, რომ ჩვენი ადგილობრივი სამყარო შეიძლება იყოს სხვისი ნაწილაკი. ნუ დაივიწყებთ მულტივერსიის სხვადასხვა მოდელს თავისი დახურული, ღია, პარალელური სამყაროებით, ჭიის ხვრელებით. და კიდევ ბევრი, მრავალი განსხვავებული ვერსია, რომელთა რაოდენობა მხოლოდ ადამიანის ფანტაზიით შემოიფარგლება.

მაგრამ თუ ცივ რეალიზმს ჩავრთავთ ან უბრალოდ დავშორდებით ყველა ამ ჰიპოთეზას, მაშინ შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჩვენი სამყარო არის უსასრულო ერთგვაროვანი კონტეინერი ყველა ვარსკვლავისა და გალაქტიკისგან. უფრო მეტიც, ნებისმიერ ძალიან შორეულ წერტილში, იქნება ეს ჩვენგან მილიარდობით გიგაპარსეკში, ყველა პირობა ზუსტად იგივე იქნება. ამ მომენტში, ნაწილაკების ჰორიზონტი და ჰაბლის სფერო ზუსტად ერთნაირი იქნება იმავე რელიქტური გამოსხივებით მათ კიდეზე. ირგვლივ იგივე ვარსკვლავები და გალაქტიკები იქნება. საინტერესოა, რომ ეს არ ეწინააღმდეგება სამყაროს გაფართოებას. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არ არის მხოლოდ სამყარო, რომელიც ფართოვდება, არამედ მისი სივრცე. ის ფაქტი, რომ დიდი აფეთქების მომენტში სამყარო წარმოიშვა ერთი წერტილიდან მხოლოდ იმაზე მეტყველებს, რომ უსასრულოდ მცირე (პრაქტიკულად ნულოვანი) ზომები, რომლებიც მაშინ იყო, ახლა წარმოუდგენლად დიდებად იქცა. მომავალში ჩვენ გამოვიყენებთ ამ ჰიპოთეზას, რათა ნათლად გავიგოთ დაკვირვებადი სამყაროს მასშტაბები.

ვიზუალური წარმოდგენა

სხვადასხვა წყარო იძლევა ყველა სახის ვიზუალურ მოდელს, რომელიც საშუალებას აძლევს ადამიანებს გააცნობიერონ სამყაროს მასშტაბები. თუმცა, ჩვენთვის საკმარისი არ არის იმის გაგება, თუ რამდენად დიდია კოსმოსი. მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, თუ როგორ ვლინდება ის ცნებები, როგორიცაა ჰაბლის ჰორიზონტი და ნაწილაკების ჰორიზონტი. ამისათვის მოდით წარმოვიდგინოთ ჩვენი მოდელი ეტაპობრივად.

დავივიწყოთ, რომ თანამედროვე მეცნიერებამ არ იცის სამყაროს "უცხო" რეგიონის შესახებ. მულტივერსიების, ფრაქტალური სამყაროს და მისი სხვა „ჯიშების“ შესახებ ვერსიების უგულებელყოფა, წარმოვიდგინოთ, რომ ის უბრალოდ უსასრულოა. როგორც ადრე აღვნიშნეთ, ეს არ ეწინააღმდეგება მისი სივრცის გაფართოებას. რა თქმა უნდა, ჩვენ გავითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ მისი ჰაბლის სფერო და ნაწილაკების სფერო არის შესაბამისად 13,75 და 45,7 მილიარდი სინათლის წელი.

სამყაროს მასშტაბები

დააჭირეთ დაწყებას და აღმოაჩინეთ ახალი, უცნობი სამყარო!
დასაწყისისთვის, შევეცადოთ გავაცნობიეროთ, რამდენად დიდია უნივერსალური სასწორები. თუ თქვენ იმოგზაურეთ ჩვენი პლანეტის გარშემო, შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ, რამდენად დიდია დედამიწა ჩვენთვის. ახლა წარმოიდგინეთ ჩვენი პლანეტა, როგორც წიწიბურას მარცვალი, რომელიც მოძრაობს ორბიტაზე საზამთრო-მზის გარშემო, ფეხბურთის ნახევარი მოედნის ზომის. ამ შემთხვევაში, ნეპტუნის ორბიტა შეესაბამება პატარა ქალაქის ზომას, ფართობი - მთვარეს, მზის გავლენის საზღვრის არეალს - მარსს. გამოდის, რომ ჩვენი მზის სისტემა დედამიწაზე ისეთივე დიდია, როგორც მარსი წიწიბურაზე! მაგრამ ეს მხოლოდ დასაწყისია.

ახლა წარმოიდგინეთ, რომ ეს წიწიბურა იქნება ჩვენი სისტემა, რომლის ზომა დაახლოებით ერთი პარსეკის ტოლია. მაშინ ირმის ნახტომი ორი საფეხბურთო სტადიონის ზომის იქნება. თუმცა ეს ჩვენთვის საკმარისი არ იქნება. ჩვენ მოგვიწევს ირმის ნახტომის სანტიმეტრამდე შემცირება. ის რაღაცნაირად წააგავს ყავის ქაფს, რომელიც მორევშია გახვეული ყავის შავი გალაქტიკათშორისი სივრცის შუაგულში. მისგან ოცი სანტიმეტრით არის იგივე სპირალური „ბავშვი“ – ანდრომედას ნისლეული. მათ გარშემო იქნება პატარა გალაქტიკების გროვა ჩვენს ლოკალურ გროვაში. ჩვენი სამყაროს აშკარა ზომა იქნება 9,2 კილომეტრი. ჩვენ გავიგეთ უნივერსალური ზომები.

უნივერსალური ბუშტის შიგნით

თუმცა, ჩვენთვის საკმარისი არ არის თავად მასშტაბის გაგება. მნიშვნელოვანია სამყაროს გაცნობიერება დინამიკაში. წარმოიდგინეთ თავი გიგანტებად, ვისთვისაც ირმის ნახტომს აქვს სანტიმეტრი დიამეტრი. როგორც ახლა აღვნიშნეთ, ჩვენ აღმოვჩნდებით ბურთის შიგნით, რომლის რადიუსი 4,57 და დიამეტრი 9,24 კილომეტრია. წარმოიდგინეთ, რომ ჩვენ შეგვიძლია ამ ბურთის შიგნით აფრენა, მოგზაურობა, მთელი მეგაპარსეკების დაძლევა წამში. რას დავინახავთ, თუ ჩვენი სამყარო უსასრულოა?

რა თქმა უნდა, ჩვენს წინაშე უთვალავი ყველა სახის გალაქტიკა გამოჩნდება. ელიფსური, სპირალური, არარეგულარული. ზოგიერთი ტერიტორია სავსე იქნება მათით, ზოგი ცარიელი. მთავარი თვისება ის იქნება, რომ ვიზუალურად ისინი ყველა უმოძრაო იქნება, ჩვენ კი უმოძრაო. მაგრამ როგორც კი გადავდგამთ ნაბიჯს, გალაქტიკები თავად დაიწყებენ მოძრაობას. მაგალითად, თუ ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ მზის სისტემის მიკროსკოპული სანტიმეტრი ირმის ნახტომი, შეგვიძლია დავაკვირდეთ მის განვითარებას. ჩვენი გალაქტიკიდან 600 მეტრით დაშორების შემდეგ, ჩვენ დავინახავთ პროტოვარსკვლავ მზეს და პროტოპლანეტურ დისკს ფორმირების დროს. მიახლოებით დავინახავთ, როგორ ჩნდება დედამიწა, იბადება სიცოცხლე და ჩნდება ადამიანი. ანალოგიურად, ჩვენ დავინახავთ, თუ როგორ იცვლებიან გალაქტიკები და მოძრაობენ მათთან დაშორებისას ან მიახლოებისას.

შესაბამისად, რაც უფრო შორეულ გალაქტიკებს შევხედავთ, მით უფრო ძველი იქნება ისინი ჩვენთვის. ასე რომ, ყველაზე შორეული გალაქტიკები ჩვენგან 1300 მეტრზე შორს იქნებიან, ხოლო 1380 მეტრის გადასახვევზე ჩვენ უკვე დავინახავთ რელიქტურ გამოსხივებას. მართალია, ეს მანძილი ჩვენთვის მოჩვენებითი იქნება. თუმცა, რაც უფრო მივუახლოვდებით CMB-ს, ჩვენ ვნახავთ საინტერესო სურათს. ბუნებრივია, ჩვენ დავაკვირდებით, როგორ წარმოიქმნება და განვითარდება გალაქტიკები წყალბადის საწყისი ღრუბლიდან. როდესაც ერთ-ერთ ამ ჩამოყალიბებულ გალაქტიკას მივაღწევთ, გავიგებთ, რომ ჩვენ დავძლიეთ არა 1,375 კილომეტრი, არამედ ყველა 4,57.

შემცირება

შედეგად, ჩვენ კიდევ უფრო გავზრდით ზომას. ახლა ჩვენ შეგვიძლია მოვათავსოთ მთელი სიცარიელე და კედლები მუშტში. ასე აღმოვჩნდებით საკმაოდ პატარა ბუშტში, საიდანაც გამოსვლა შეუძლებელია. არა მხოლოდ გაიზრდება მანძილი ბუშტის პირას მდებარე ობიექტებამდე მათი მიახლოებისას, არამედ თავად კიდე მოძრაობს განუსაზღვრელი ვადით. ეს არის დაკვირვებადი სამყაროს ზომის მთელი წერტილი.

რაც არ უნდა დიდი იყოს სამყარო, დამკვირვებლისთვის ის ყოველთვის შეზღუდული ბუშტად დარჩება. დამკვირვებელი ყოველთვის იქნება ამ ბუშტის ცენტრში, სინამდვილეში ის არის მისი ცენტრი. ბუშტის კიდეზე მდებარე რომელიმე ობიექტთან მისვლის მცდელობისას დამკვირვებელი გადაანაცვლებს მის ცენტრს. ობიექტთან მიახლოებისას ეს ობიექტი სულ უფრო და უფრო შორდება ბუშტის კიდეს და ამავე დროს შეიცვლება. მაგალითად, უფორმო წყალბადის ღრუბლიდან ის გადაიქცევა სრულფასოვან გალაქტიკად ან შემდგომ გალაქტიკურ გროვად. გარდა ამისა, ამ ობიექტისკენ მიმავალი გზა გაიზრდება მასთან მიახლოებისას, რადგან შეიცვლება თავად მიმდებარე სივრცე. როდესაც ამ ობიექტთან მივალთ, მას მხოლოდ ბუშტის კიდიდან მის ცენტრში გადავიტანთ. სამყაროს კიდეზე რელიქტური გამოსხივებაც ციმციმდება.

თუ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო გააგრძელებს გაფართოებას დაჩქარებული ტემპით, შემდეგ ვიმყოფებით ბუშტის ცენტრში და ტრიალებს წინ მილიარდობით, ტრილიონებით და კიდევ უფრო მაღალი რიგებით, კიდევ უფრო საინტერესო სურათს შევამჩნევთ. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენი ბუშტი ზომაშიც გაიზრდება, მისი მუტაციური კომპონენტები კიდევ უფრო სწრაფად მოშორდებიან ჩვენგან და დატოვებენ ამ ბუშტის კიდეს, სანამ სამყაროს ყოველი ნაწილაკი არ გაიფანტება თავის მარტოხელა ბუშტში, სხვა ნაწილაკებთან ურთიერთობის უნარის გარეშე.

ასე რომ, თანამედროვე მეცნიერებას არ აქვს ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ რა არის სამყაროს რეალური ზომები და აქვს თუ არა მას საზღვრები. მაგრამ ჩვენ ზუსტად ვიცით, რომ დაკვირვებად სამყაროს აქვს ხილული და ჭეშმარიტი საზღვარი, რომელსაც ჰაბლის რადიუსი (13,75 მილიარდი სინათლის წელი) და ნაწილაკების რადიუსი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი) ჰქვია, შესაბამისად. ეს საზღვრები მთლიანად არის დამოკიდებული სივრცეში დამკვირვებლის პოზიციაზე და დროთა განმავლობაში ფართოვდება. თუ ჰაბლის რადიუსი ფართოვდება მკაცრად სინათლის სიჩქარით, მაშინ ნაწილაკების ჰორიზონტის გაფართოება დაჩქარებულია. კითხვა, გაგრძელდება თუ არა მისი ნაწილაკების ჰორიზონტის აჩქარება და გადაინაცვლებს შეკუმშვამდე, ღია რჩება.