სამყარო არის ყველაფერი, რაც არსებობს. მტვრის უმცირესი ნაწილაკებიდან და ატომებიდან დაწყებული ვარსკვლავური სამყაროების მატერიის უზარმაზარ დაგროვებამდე და ვარსკვლავური სისტემები. ამიტომ, არ იქნება შეცდომა, თუ ვიტყვით, რომ ნებისმიერი მეცნიერება, ასე თუ ისე, სწავლობს სამყაროს, უფრო ზუსტად, ამა თუ იმ ასპექტს. არსებობს სამეცნიერო დისციპლინა, რომლის შესწავლის ობიექტია თავად სამყარო. ეს არის ასტრონომიის განსაკუთრებული ფილიალი, ე.წ.

კოსმოლოგია არის მთელი სამყაროს შესწავლა, მთლიანობის თეორიის ჩათვლით ასტრონომიული დაკვირვებებირეგიონები, როგორც სამყაროს ნაწილები.

მეცნიერების განვითარებასთან ერთად, უფრო და უფრო ავლენს ფიზიკური პროცესებიჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროში, მეცნიერთა უმეტესობა თანდათან გადავიდა მატერიალისტურ იდეებზე სამყაროს უსასრულობის შესახებ. Აქ დიდი ღირებულებაჰქონდა ი.ნიუტონის (1643 - 1727) მიერ კანონის აღმოჩენა გრავიტაციაგამოქვეყნდა 1687. ამ კანონის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი შედეგი იყო მტკიცება, რომ ქ სასრული სამყარომთელი მისი სუბსტანცია დროის შეზღუდულ პერიოდში უნდა იყოს შედგენილი ერთში დახურვის სისტემა, ხოლო შიგნით უსასრულო სამყაროგრავიტაციის მოქმედების ქვეშ მყოფი მატერია გროვდება გარკვეულ შეზღუდულ მოცულობებში (იმდროინდელი იდეების მიხედვით - ვარსკვლავებში), თანაბრად ავსებს სამყაროს.

დიდი მნიშვნელობა განვითარებისთვის თანამედროვე იდეებისამყაროს სტრუქტურისა და განვითარების შესახებ აქვს ფარდობითობის ზოგადი თეორია, რომელიც შექმნა ა. აინშტაინმა (1879 - 1955 წწ.). იგი აზოგადებს ნიუტონის გრავიტაციის თეორიას დიდი მასებიდა სინათლის სიჩქარესთან შედარებით სიჩქარე. მართლაც, მატერიის კოლოსალური მასა კონცენტრირებულია გალაქტიკებში და შორეული გალაქტიკებისა და კვაზარების სიჩქარე სინათლის სიჩქარეს შეედრება.

ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი შედეგი ზოგადი თეორიაფარდობითობა არის დასკვნა უწყვეტი მოძრაობამატერია სამყაროში - სამყაროს არასტაციონარული მდგომარეობა. ეს დასკვნა გაკეთდა ჩვენი საუკუნის 20-იან წლებში საბჭოთა მათემატიკოსი A.A. Fridman (1888 - 1925). მან აჩვენა, რომ მატერიის საშუალო სიმკვრივიდან გამომდინარე, სამყარო ან უნდა გაფართოვდეს ან შეკუმშვას. სამყაროს გაფართოებასთან ერთად, გალაქტიკების რეცესიის სიჩქარე პროპორციული უნდა იყოს მათთან მანძილის პროპორციული - დასკვნა, რომელიც დაადასტურა ჰაბლმა გალაქტიკების სპექტრებში წითელი გადაადგილების აღმოჩენით.

ნივთიერების საშუალო სიმკვრივის კრიტიკული მნიშვნელობა, რომელზედაც დამოკიდებულია მისი მოძრაობის ბუნება,

სადაც G არის გრავიტაციული მუდმივა, ხოლო H=75 კმ/წმ*Mpc არის ჰაბლის მუდმივა. ჩანაცვლება სასურველი ღირებულებები, ვიღებთ, რომ ნივთიერების საშუალო სიმკვრივის კრიტიკული მნიშვნელობა P k = 10 -29 გ/სმ 3 .

თუ სამყაროში მატერიის საშუალო სიმკვრივე კრიტიკულზე მეტია, მაშინ მომავალში სამყაროს გაფართოებაშეიცვლება შეკუმშვით და საშუალო სიმკვრივის ტოლი ან ნაკლები კრიტიკულზე, გაფართოება არ შეჩერდება. ერთი რამ ცხადია, რომ დროთა განმავლობაში გაფართოებამ გამოიწვია მატერიის სიმკვრივის მნიშვნელოვანი შემცირება და გაფართოების გარკვეულ ეტაპზე გალაქტიკებმა და ვარსკვლავებმა წარმოქმნა დაიწყეს.

20-იან წლებში. XX საუკუნის გამორჩეული საბჭოთა ფიზიკოსიᲐᲐ. ფრიდმენიდაადგინა, რომ ფარდობითობის ზოგადი თეორიის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ სამყარო არ შეიძლება იყოს უცვლელი, ის უნდა განვითარდეს. ჩვენი სამყარო უნდა შემცირდეს ან გაფართოვდეს. დამკვირვებლის თვალსაზრისით (მიუხედავად იმისა, თუ სად არის ის: ბოლოს და ბოლოს, სამყარო ერთგვაროვანია და ყოველ მომენტში ყველაფერი ისე ხდება, როგორც ყველა დანარჩენში), ყველა შორეული ობიექტი მისგან შორდება (ან უახლოვდება მას) ამასთან მეტი სიჩქარერაც უფრო შორს არიან ისინი განლაგებული. ეს ცვლის მატერიის საშუალო სიმკვრივეს სამყაროში. დაკვირვებებში სამყაროს გაფართოება გამოიხატება იმით, რომ შორეული გალაქტიკების სპექტრებში შთანთქმის ხაზები გადადის სპექტრის წითელ მხარეს. ამას ჰქვია წითელი ცვლა.

Redshift ადვილად აშორებს ფოტომეტრულ პარადოქსს. ბოლოს და ბოლოს, სულ უფრო და უფრო შორეულ ობიექტებზე გადაადგილებისას, ვარსკვლავის სიკაშკაშე მცირდება ასევე იმის გამო, რომ კვანტური ენერგია მცირდება წითელი ცვლის გამო. როდესაც მოცილების სიჩქარე სინათლის სიჩქარეს უახლოვდება, ვარსკვლავი უხილავი ხდება.

ფრიდმანის თეორიაში ჩნდება სიდიდე, რომელსაც კრიტიკული სიმკვრივე ეწოდება; ის შეიძლება გამოიხატოს ჰაბლის მუდმივობით:

ρ-დან = 3-მდე ჰ 2/8p გ,

სადაც ჰარის ჰაბლის მუდმივი; გ- გრავიტაციული მუდმივი.

სივრცე-დრო

ფარდობითობის ზოგადი თეორია საშუალებას გვაძლევს განვმარტოთ ჰაბლის მუდმივი, როგორც სამყაროს წარმოშობიდან გასული დროის ურთიერთმიმართება:

ჰ = 1 / თ.

მართლაც, თუ დავუბრუნდებით დროის შკალას, გამოდის, რომ დაახლოებით 15-20 მილიარდი წლის განმავლობაში სამყაროს ჰქონდა ნულოვანი ზომები და უსასრულო სიმკვრივე. ასეთ მდგომარეობას ჩვეულებრივ სინგულარობას უწოდებენ. ის ჩნდება ფრიდმენის მოდელის ყველა ვარიანტში. გასაგებია, რომ აქ დევს თეორიის გამოყენებადობის ზღვარი და აუცილებელია ამ მოდელის ჩარჩოებიდან გასვლა. საკმარისად მოკლე დროისთვის კვანტური ეფექტები(ოტო წმინდად კლასიკური თეორია) გახდეს გადამწყვეტი.

ფრიდმანის თეორიიდან გამომდინარეობს, რომ სამყაროს ევოლუციის სხვადასხვა სცენარი შესაძლებელია: შეუზღუდავი გაფართოება, შეკუმშვისა და გაფართოების მონაცვლეობა და თუნდაც ტრივიალური. მყარი მდგომარეობა. ამ სცენარებიდან რომელი განხორციელდება, დამოკიდებულია სამყაროში მატერიის კრიტიკულ და რეალურ სიმკვრივეს შორის ევოლუციის თითოეულ ეტაპზე თანაფარდობაზე. ამ სიმკვრივის მნიშვნელობების შესაფასებლად, ჯერ განვიხილოთ, როგორ წარმოუდგენიათ ასტროფიზიკოსები სამყაროს სტრუქტურას.

ამჟამად ითვლება, რომ მატერია სამყაროში არსებობს სამი ფორმით: ჩვეულებრივი მატერია, ფონის გამოსხივებადა ეგრეთ წოდებული „ბნელი“ მატერია. ჩვეულებრივი ნივთიერება კონცენტრირებულია ძირითადად ვარსკვლავებში, რომელთაგან მხოლოდ ჩვენს გალაქტიკაში დაახლოებით ას მილიარდია. ჩვენი გალაქტიკის ზომაა 15 კილოპარსეკი (1 პარსეკი = 30,8 x 1012 კმ). ვარაუდობენ, რომ სამყაროში მილიარდამდე სხვადასხვა გალაქტიკაა, რომელთა შორის საშუალო მანძილი არის ერთი მეგაპარსეკის რიგით. ეს გალაქტიკები განაწილებულია უკიდურესად არათანაბრად, ქმნიან გროვებს. თუმცა, თუ განვიხილავთ სამყაროს ძალიან ფართომასშტაბიანიმაგალითად, „უჯრედებად“ „გატეხვა“, რომელთა ხაზოვანი ზომა აღემატება 300 მეგაპარსეკს, მაშინ სამყაროს არათანაბარი სტრუქტურა აღარ შეინიშნება. ამრიგად, ძალიან დიდ მასშტაბებში სამყარო ერთგვაროვანი და იზოტროპულია. აქ, ნივთიერების ასეთი ერთგვაროვანი განაწილებისთვის, შეიძლება გამოვთვალოთ rv სიმკვრივე, რომელიც არის ~ 3×10-31 გ / სმ3.

რელიქტური გამოსხივების ექვივალენტური სიმკვრივეა rr~ 5×10-34 გ/სმ3, რაც გაცილებით ნაკლებია ვიდრე rb და, შესაბამისად, შეიძლება არ იყოს გათვალისწინებული სამყაროში მატერიის მთლიანი სიმკვრივის გამოთვლისას.

გალაქტიკების ქცევაზე დაკვირვებით, მეცნიერებმა ვარაუდობდნენ, რომ თავად გალაქტიკების მანათობელი, "ხილული" მატერიის გარდა, მათ გარშემო სივრცეში არის, როგორც ჩანს, მატერიის მნიშვნელოვანი მასები, რომელთა უშუალო დაკვირვება შეუძლებელია. ეს „დამალული“ მასები თავს იჩენს მხოლოდ გრავიტაციის სახით, რომელიც გავლენას ახდენს გალაქტიკების მოძრაობაზე ჯგუფებად და გროვად. ამ ნიშნებიდან გამომდინარე, ასევე შეფასებულია სიმკვრივე rt, რომელიც დაკავშირებულია ამ "ბნელ" მატერიასთან, რომელიც, გამოთვლებით, დაახლოებით 30-ჯერ მეტი უნდა იყოს ვიდრე rv. როგორც შემდგომში ირკვევა, ეს არის "ბნელი" მატერია, რომელიც საბოლოოდ "პასუხისმგებელია" სამყარო 1-ის ევოლუციის ამა თუ იმ "სცენარზე".

ამის შესამოწმებლად, მოდით შევაფასოთ მატერიის კრიტიკული სიმკვრივე, საიდანაც ევოლუციის „პულსირებული“ სცენარი იცვლება „ერთფეროვანით“. ასეთი შეფასება, თუმცა საკმაოდ უხეში, შეიძლება გაკეთდეს საფუძველზე კლასიკური მექანიკაფარდობითობის ზოგადი თეორიის ჩართვის გარეშე. თანამედროვე ასტროფიზიკიდან ჩვენ გვჭირდება მხოლოდ ჰაბლის კანონი.

გამოვთვალოთ ზოგიერთი გალაქტიკის ენერგია m მასით, რომელიც მდებარეობს „დამკვირვებლიდან“ L მანძილზე (სურ. 1.1). ამ გალაქტიკის ენერგია E არის კინეტიკური ენერგიის ჯამი T = mv2/2 = mH2L2/2 და პოტენციური ენერგიის U = - GMm / L, რომელიც დაკავშირებულია გრავიტაციული ურთიერთქმედებაგალაქტიკა m M მასის მატერიით, რომელიც მდებარეობს L რადიუსის ბურთის შიგნით (შეიძლება აჩვენოს, რომ ბურთის გარეთ მატერია არ უწყობს ხელს პოტენციური ენერგია). გამოვხატავთ M მასას r სიმკვრივით, M = 4pL3r/3 და ჰაბლის კანონის გათვალისწინებით, ჩვენ ვწერთ გამონათქვამს გალაქტიკის ენერგიისთვის:

E \u003d T - G 4/3 pmr v2 / H2 \u003d T (1-G 8pr / 3H2) (1.1).

ნახ.1.1.

ამ გამონათქვამიდან ჩანს, რომ r სიმკვრივის მნიშვნელობიდან გამომდინარე, ენერგია E შეიძლება იყოს დადებითი (E > 0) ან უარყოფითი (E.< 0). В первом случае рассматриваемая галактика обладает достаточной კინეტიკური ენერგიაგადალახოს გრავიტაციული მიზიდულობამასა M და გადადით უსასრულობამდე. ეს შეესაბამება სამყაროს შეუზღუდავ ერთფეროვან გაფართოებას ("ღია" სამყაროს მოდელი).

მეორე შემთხვევაში (ე< 0) расширение Вселенной в какой-то момент прекратится и сменится сжатием (модель "замкнутой" Вселенной). Критическое значение плотности соответствует условию Е = 0, так что из (1.1) получаем:

rk = 3Н2 / 8pG (1.2).

ჩანაცვლება ამ გამოთქმაში ცნობილი ღირებულებები H = 15 ((კმ/წმ)/106 სინათლის წელი) და G = 6,67×10-11 მ3/კგ s2, ვიღებთ კრიტიკული სიმკვრივის მნიშვნელობას rk ~ 10-29 გ/სმ3. ამრიგად, თუ სამყარო შედგებოდა მხოლოდ ჩვეულებრივი "ხილული" მატერიისგან, სიმკვრივით rv ~ 3 × 10-31 გ/სმ3, მაშინ მისი მომავალი ასოცირებული იქნებოდა შეუზღუდავ გაფართოებასთან. თუმცა, როგორც ზემოთ აღინიშნა, "ბნელი" მატერიის არსებობამ სიმკვრივით rt > rv შეიძლება გამოიწვიოს სამყაროს პულსირებული ევოლუცია, როდესაც გაფართოების პერიოდი შეიცვლება შეკუმშვის (კოლაფსის) პერიოდით (ნახ. 1.2). მართალია, in ბოლო დროსმეცნიერები სულ უფრო ხშირად მიდიან დასკვნამდე, რომ სამყაროში არსებული ყველა მატერიის სიმკვრივე, მათ შორის „ბნელი“ ენერგია, ზუსტად უდრის კრიტიკულს. რატომ არის ასე? ამ კითხვაზე პასუხი ჯერ არ არის.

სურ.1.2.

კონცეფციის გულში დიდი აფეთქებადევს ვარაუდი, რომ სამყაროს ევოლუციის დასაწყისი (t = 0) შეესაბამებოდა მდგომარეობას უსასრულო სიმკვრივით r = Ґ ( სინგულარული მდგომარეობასამყარო) 1. ამ მომენტიდან სამყარო ფართოვდება2 და მისი საშუალო სიმკვრივე r მცირდება დროთა განმავლობაში კანონის მიხედვით:

r ~ 1 / G t2 (1.3)

სადაც G არის გრავიტაციული მუდმივი 3 .

დიდი აფეთქების თეორიის მეორე პოსტულატი არის გადამწყვეტი როლის აღიარება სინათლის გამოსხივებაგაფართოების დასაწყისში მიმდინარე პროცესებზე4. ასეთი გამოსხივების ენერგიის სიმკვრივე e, ერთი მხრივ, დაკავშირებულია T ტემპერატურასთან ცნობილი ფორმულასტეფან-ბოლცმანი:

სადაც s = 7.6 10-16 J/m3deg4 არის სტეფან-ბოლცმანის მუდმივი და მეორეს მხრივ, მასის სიმკვრივით r:

r = e / с2 = sТ4/с2 (1.5)

სადაც c არის სინათლის სიჩქარე.

(1.6) ჩანაცვლება (1.4) გათვალისწინებით რიცხვითი მნიშვნელობები G და s ვიღებთ:

T ~ 1010 t-1/2 (1.6)

სადაც დრო წამებშია და ტემპერატურა კელვინებში.

ძალიან მაღალი ტემპერატურა(T > 1013 K, ტ< 10-6 с) Вселенная была абсолютно непохожа на то, что мы видим сегодня. В той Вселенной не было ни галактик, ни звезд, ни атомов... Как в "кипящем котле" в ней непрерывно рождались и исчезали кварки, лептоны и кванты ფუნდამენტური ურთიერთქმედება, პირველ რიგში, ფოტონები (გ). ორი ფოტონის შეჯახებისას, მაგალითად, შეიძლება დაიბადოს წყვილი ელექტრონი (e-) - პოზიტრონი (e +), რომელიც თითქმის მაშინვე განადგურდა (თვითგანადგურება), კვლავ წარმოშობს სინათლის კვანტებს:

g + g "e- + e+ (1.7)

ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილის განადგურებამ შეიძლება გამოიწვიოს სხვა ნაწილაკ-ანტინაწილაკების წყვილის დაბადება, მაგალითად, ნეიტრინო (n) და ანტინეიტრინო (n)

e- + e+ "n + `n (1.8)

Მსგავსი შექცევადი რეაქციებიასევე განხორციელდა ჰადრონების მონაწილეობით, კერძოდ, ნუკლეონებით (პროტონები, ნეიტრონები და მათი ანტინაწილაკები).

თუმცა, გასათვალისწინებელია, რომ ფოტონების შეჯახებისას ნაწილაკი-ანტინაწილაკის წყვილის შექმნა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ფოტონის ენერგია Wg აღემატება წარმოქმნილი ნაწილაკების დანარჩენ ენერგიას W0 = m0c2. საშუალო ენერგიათერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში მყოფი ფოტონები განისაზღვრება ტემპერატურით:

სადაც k არის ბოლცმანის მუდმივი.

ამიტომ, პროცესების შექცევადი ბუნება, რომლებიც მოიცავს ფოტონებს, ხდებოდა მხოლოდ საკმაოდ აღემატება ტემპერატურაზე გარკვეული ღირებულებათითოეული ტიპისთვის ელემენტარული ნაწილაკები T~m0c2/k.

მაგალითად, ნუკლეონებისთვის m0c2 ~ 1010 eV, რაც ნიშნავს Tnucl ~ 1013 K. ასე რომ, T > Tnucleon-ზე, ნუკლეონი-ანტინუკლეონის წყვილების უწყვეტი გამოჩენა და მათი თითქმის მყისიერი განადგურება ფოტონების წარმოქმნით შეიძლება და მოხდეს. მაგრამ როგორც კი ტემპერატურა T გახდა T ნუკლეონზე ნაკლები, ნუკლეონები და ანტინუკლეონები ძალიან მოკლე დროგაქრა სინათლეში. და ეს რომ ყოფილიყო ყველა ნუკლეონისა და ანტინუკლეონის შემთხვევაში, მაშინ სამყარო დარჩებოდა სტაბილური ჰადრონების გარეშე, რაც ნიშნავს, რომ არ იარსებებს ნივთიერება, საიდანაც შემდგომში წარმოიქმნება გალაქტიკები, ვარსკვლავები და სხვა. კოსმოსური ობიექტები. მაგრამ გამოდის, რომ საშუალოდ იყო ერთი (!) „ზედმეტი“ ნაწილაკი ყოველ მილიარდ ნუკლეონ-ანტინუკლეონის წყვილზე. სწორედ ამ "ზედმეტი" ნუკლეონებისგან არის აგებული ჩვენი სამყაროს ნივთიერება.

ელექტრონებისა და პოზიტრონების განადგურების მსგავსი პროცესი მოგვიანებით მოხდა, t ~ 1 წმ-ზე, როდესაც სამყაროს ტემპერატურა დაეცა ~ 1010 K-მდე და ფოტონის ენერგია არ იყო საკმარისი ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილების წარმოებისთვის. შედეგად, შედარებით მცირე რაოდენობის ელექტრონები დარჩა სამყაროში - საკმარისია დადებითი კომპენსაციისთვის. ელექტრული მუხტი"დამატებითი" პროტონები.

გარკვეული დროის განმავლობაში გლობალური თვითგანადგურების შემდეგ დარჩენილი პროტონები და ნეიტრონები შექცევადად გადავიდნენ ერთმანეთში რეაქციის ფორმულების შესაბამისად:

p + e-" n + `n;

p + n " n + e+ .

და აქ გადამწყვეტი როლი ითამაშა მცირე განსხვავებაპროტონებისა და ნეიტრონების დანარჩენი მასები, რამაც საბოლოოდ განაპირობა ის, რომ ნეიტრონებისა და პროტონების კონცენტრაციები განსხვავებული აღმოჩნდა. თეორია ამბობს, რომ მეხუთე წუთის ბოლოს ყოველ ას პროტონზე დაახლოებით 15 ნეიტრონი იყო. სწორედ ამ დროს დაეცა სამყაროს ტემპერატურა ~ 1010 K-მდე და შეიქმნა პირობები სტაბილური ბირთვების, პირველ რიგში წყალბადის (H) და ჰელიუმის (He) წარმოქმნისთვის. თუ ჩვენ უგულებელვყოფთ სხვა ელემენტების ბირთვებს (და მაშინ ისინი ნამდვილად არ წარმოიქმნენ), მაშინ, პროტონებისა და ნეიტრონების ზემოაღნიშნული თანაფარდობის გათვალისწინებით, წყალბადის ბირთვების ~ 70% და ჰელიუმის ბირთვების ~ 30% უნდა წარმოიქმნას. სამყარო. სწორედ ამ ელემენტების ეს თანაფარდობა შეიმჩნევა გალაქტიკათშორის გარემოში და პირველი თაობის ვარსკვლავებში, რაც ადასტურებს დიდი აფეთქების კონცეფციას.

H და He ბირთვების დიდი ხნის განმავლობაში (დაახლოებით მილიონი წელი) ჩამოყალიბების შემდეგ სამყაროში ყურადღების ღირსი თითქმის არაფერი მომხდარა. ჯერ კიდევ საკმარისად ცხელი იყო იმისთვის, რომ ბირთვები ეჭირათ ელექტრონებს, რადგან ფოტონებმა მაშინვე ამოხეთქა ისინი. ამიტომ სამყაროს მდგომარეობას ამ პერიოდში ფოტონის პლაზმა ეწოდება.

ეს გაგრძელდა მანამ, სანამ ტემპერატურა არ დაეცა ~ 4000 K-მდე, რაც მოხდა ~ 1013 წმ-ში ან დიდი აფეთქებიდან თითქმის მილიონი წლის შემდეგ. ამ ტემპერატურაზე წყალბადის და ჰელიუმის ბირთვები ინტენსიურად იწყებენ ელექტრონების დაჭერას და სტაბილურ ბირთვებად გადაქცევას. ნეიტრალური ატომები(ფოტონური ენერგია აღარ არის საკმარისი ამ ატომების დასაშლელად). ასტროფიზიკოსები ამ პროცესს რეკომბინაციას უწოდებენ.

მხოლოდ ამ მომენტიდან ხდება სამყაროს მატერია გამჭვირვალე რადიაციისთვის და შესაფერისი თრომბების ფორმირებისთვის, საიდანაც მოგვიანებით გალაქტიკები აღმოჩნდნენ. რადიაცია, რომელსაც რელიქტური ეძახიან, მას შემდეგ დამოუკიდებელ არსებობას ატარებს და მოგზაურობს სამყაროში ყველა მიმართულებით. ახლა ჩვენთან მოვიდა ამ გამოსხივების კვანტები დედამიწაზე, რომელიც თითქმის სწორხაზოვნად გაფრინდა უზარმაზარ მანძილზე, პროდუქტის ტოლისინათლის c სიჩქარე tp დროით, რომელიც გავიდა რეკომბინაციის მომენტიდან: L = tp. მაგრამ ბოლოს და ბოლოს, სამყაროს გაფართოების შედეგად, ჩვენ რეალურად "გავრბივართ" ამ რელიქტური გამოსხივების კვანტებს v = НL ~ tр/t0 სიჩქარით, სადაც t0 = 1/Н არის დრო, რომელიც გავიდა მას შემდეგ. Დიდი აფეთქება. და ეს ნიშნავს, რომ დოპლერის ეფექტის გამო ჩვენ მიერ მიღებული რელიქტური გამოსხივების ტალღის სიგრძე უნდა იყოს ბევრჯერ (~ t0/tр) ვიდრე ის, რომელიც იყო რეკომბინაციის მომენტში T ~ 4000 K. გამოთვლები აჩვენებს, რომ რელიქტი დედამიწაზე რეგისტრირებული გამოსხივება ისეთივე უნდა იყოს, როგორც მას გამოსხივებული სხეული T ~ 3 K1 ტემპერატურაზე. სწორედ ამ თვისებებს ფლობდა რადიაცია, რომელიც 1965 წელს დაფიქსირდა ა.პენზიასისა და რ.ვილსონის მიერ.

სმირნოვი ო.გ., ტექნიკურ მეცნიერებათა კანდიდატი

მატერიის კრიტიკული სიმკვრივის შესახებ სამყაროში

განხილულია სამყაროში მატერიის საშუალო სიმკვრივის განსაზღვრის პრობლემები.

1. კრიტიკული სიმკვრივემატერია სამყაროში შეფასებულია ფორმულით

სადაც - H არის ჰაბლის მუდმივა, O არის გრავიტაციული მუდმივა.

გალაქტიკებსა და გალაქტიკათა გროვებში მატერიის მასების შეფასება იძლევა საშუალო სიმკვრივე~10-27 კგ/მ3. აქედან გამომდინარეობს, რომ საქმე გვაქვს უსასრულოდ გაფართოებულ სამყაროსთან (!). ასეა?

2. პირველი შეცდომა არის ის, რომ დაკვირვებად სამყაროში ყველა კოსმოსურ ობიექტს (ვარსკვლავებს, გალაქტიკებს, გალაქტიკათა გროვებს...) აქვს მატერიის უფრო დიდი სიმკვრივე ცენტრში, ვიდრე მის გარეუბანში. ეს ასევე უნდა იყოს მოსალოდნელი სამყაროში მატერიის განაწილებიდან. ჩვენ ვაკვირდებით სამყაროს მხოლოდ მცირე ნაწილს და ვსაუბრობთ ერთგვაროვანი განაწილებამატერია სამყაროში აშკარად არასწორია.

წელს, გაკეთდა გამოთვლები, რომლის მიხედვითაც ჩვენი გალაქტიკა მდებარეობს სამყაროს გარეუბანში და ბოლო დაკვირვებით, მიიწევს ერთი ცენტრიერთად დიდი ჯგუფებისხვა გალაქტიკები. მოძრაობა ხდება აჩქარებით მასიური ობიექტის მიმართულებით, რომელიც მდებარეობს დაკვირვებადი სამყაროს გარეთ, თანავარსკვლავედებს შორის კენტავრსა და პარუსს შორის (ამერიკელი ასტროფიზიკოსების აზრით). ჩვენი ვერსიით, ეს არის სამყაროს ბირთვი. ზემოაღნიშნული ვარაუდობს, რომ არ არის საჭირო „ბნელი ენერგიის“ კონცეფციის დანერგვა.

ასევე ვარაუდობენ, რომ სამყაროს შიგნით ხდება პროცესები, რომლებიც იწვევენ მატერიის განუწყვეტლივ გადაადგილებას სიღრმიდან საზღვრებისკენ (ასაფეთქებელი პროცესები) და უკან (გალაქტიკების მოძრაობა).

სადაც TV, Yav, g - მასა, რადიუსი და მანძილი სამყაროს ცენტრიდან.

სამყაროს გარეუბანში (r=Jav)

P(*v) = -tb (3)

მაგრამ ჩვენ გვაინტერესებს საშუალო სიმკვრივე, რომელიც შედის ფორმულაში (1).

ის თანაბარია

ამრიგად, სამყაროს საშუალო სიმკვრივე სამჯერ მეტია, ვიდრე მის გარეუბანში. სამყაროს გარეუბანში ყოფნისას, ჩვენ ვაკვირდებით ნივთიერების მცირე ნაწილს ნახევრიდან, რომელიც მოძრაობს სამყაროს ცენტრისკენ. ამრიგად, მატერიის საშუალო სიმკვრივე სამყაროში იქნება არანაკლებ 6-ისა. 10-27 კგ/მ3.

3. მოგზაურობის სიჩქარის პულტი კოსმოსური ობიექტები(ვარსკვლავები, გალაქტიკები...) განისაზღვრება „წითელი გადანაცვლებით“. B , არაწრფივი კვანტური ფიზიკაიძლევა ფორმულებს, რომლის მიხედვითაც სიჩქარეები აღმოჩნდება დაახლოებით ორჯერ დიდი, რაც ნიშნავს, რომ მასა ოთხჯერ მეტია (მასა სიჩქარის კვადრატის პროპორციულია). ამ გზაზე, კონცეფციის დანერგვის აუცილებლობა ბნელი მატერია».

ახლა სამყაროში მატერიის საშუალო სიმკვრივე უნდა მივიღოთ ~ 6 4 "10" = 2.4 10-26 კგ/მ3, რაც 2.4-ჯერ მეტია კრიტიკულზე.

ჩვენ მოვდივართ მნიშვნელოვანი დასკვნარომ უსასრულოდ გაფართოებული სამყარო უნდა გამოირიცხოს განხილვისგან.

ნივთიერება, რომელიც სამყაროს გარეუბანში მოძრაობს, ამცირებს მის ტემპერატურას აბსოლუტური ნული, ფართოვდება გალაქტიკებად და იწყებს დაბრუნებას სამყაროს ცენტრში.

გალაქტიკების "უკან დახევა" უბრალოდ მეტყველებს მათ მოძრაობაზე ერთი ცენტრისკენ აჩქარებით, ხოლო ჰაბლის მუდმივი ფაქტიურად არის ცვლადი, რომელიც მერყეობს 100 კმ/(ს-მპკ)-დან 50 კმ/(ს-მპკ-მდე). კლება არის სამყაროს ცენტრისკენ. ინვერსიული მნიშვნელობა იძლევა ჩვენი გალაქტიკის მოძრაობის დაწყების დროს სამყაროს ცენტრში. ის არის მინიმუმ 9,75 მილიარდი წელი (H=100 კმ/(s-Mpc)), ან მაქსიმუმ 13,9 მილიარდი წელი (H=70 კმ/(s-Mpc))

ზემოაღნიშნული საშუალებას გვაძლევს გამოვიდეთ იმ ჩიხიდან, რომელშიც თანამედროვე კოსმოლოგია შევიდა.

ლიტერატურა

1. კონონოვიჩ ე.ვ., მოროზ ვ.ი. ზოგადი კურსიასტრონომია. რედ. მე-2. URSS.2004-544წ.

2. სმირნოვი ო.გ. სამყაროს ცოდნა და III ათასწლეულის აღმოჩენები. "APSN", No5, 2010.-გვ.73-84.

3. სმირნოვი ო.გ. სამყაროს ფიზიკა და " გლობალური ენერგია". მე-6 გამოცემა, დამატება.-M .: Sputnik + გამომცემლობა, 2010. - 611s.

4. სმირნოვი ო.გ. არაწრფივი ფიზიკა. - M.: Sputnik + გამომცემლობა, 2010. - 289გვ.

სამყაროს კრიტიკული სიმკვრივე- მატერიის სიმკვრივის მნიშვნელობა სამყარო, განსაზღვრული გამოხატულებით სადაც ჰ არის ჰაბლის მუდმივა (იხ. ჰაბლის კანონი), გარის ნიუტონის სიმძიმის მუდმივი. სამყაროს ერთგვაროვან იზოტროპულ მოდელებში (იხ კოსმოლოგიური მოდელები) თან ნული კოსმოლოგიური მუდმივიღირებულება r თანკრიტიკულია. მნიშვნელობა, რომელიც ჰყოფს დახურული სამყაროს მოდელს, სადაც r - რეალური შდრ. ყველა სახის მატერიის სიმკვრივე) ღია სამყაროს მოდელიდან

თუ მატერიის გრავიტაცია საკმარისად ძლიერია, ის მნიშვნელოვნად ანელებს სამყაროს გაფართოებას და მომავალში მისი გაფართოება უნდა შეიცვალოს შეკუმშვით. 3D სივრცეგანსახილველ მოდელებში აქვს დადებითი. გამრუდება, დახურულია, მისი მოცულობა სასრულია.

როდესაც გრავიტაცია არ არის საკმარისი გაფართოების შესაჩერებლად და სამყარო ამ პირობებში მომავალში განუსაზღვრელი ვადით ფართოვდება. სამგანზომილებიან სივრცეს განხილულ მოდელებში აქვს უარყოფითი მნიშვნელობა. გამრუდება, მისი მოცულობა უსასრულოა (უმარტივეს ტოპოლოგიაში).

ჰაბლის მუდმივი ჰ ცნობილია ასტრონომიული დაკვირვებები საშუალოზე. გაურკვევლობა: ჰ - (50-100) კმ/(s*Mpc). აქედან გამომდინარე, არსებობს გაურკვევლობა K. p. V. r-ის მნიშვნელობაში გ\u003d (5 * 10 -30 -2 * 10 -29) გ / სმ 3. მეორე მხრივ, დაკვირვებები აჩვენებს, რომ გალაქტიკების შემადგენელი მატერიის საშუალო სიმკვრივე აშკარად გაცილებით ნაკლებია ვიდრე C.p.V. ფარული მასები. რაოდენობა