Տիեզերքը ստատիկ չէ: Դա հաստատվել է աստղագետ Էդվին Հաբլի ուսումնասիրություններով դեռ 1929 թվականին, այսինքն՝ գրեթե 90 տարի առաջ։ Նրան այս գաղափարին հանգեցրել են գալակտիկաների շարժման դիտարկումները։ Քսաներորդ դարի վերջին աստղաֆիզիկոսների մեկ այլ հայտնագործություն Տիեզերքի ընդլայնման արագացման հաշվարկն էր:
Ինչ է Տիեզերքի ընդարձակման անունը
Ոմանք զարմանում են՝ լսելով այն, ինչ գիտնականներն անվանում են տիեզերքի ընդլայնում: Այս անվան մեծ մասը կապված է տնտեսության և բացասական սպասումների հետ։
Գնաճը Տիեզերքի ընդլայնման գործընթացն է նրա հայտնվելուց անմիջապես հետո և կտրուկ արագացմամբ։ Անգլերենից թարգմանված՝ «inflation» - «pump up», «inflate»:
Մութ էներգիայի գոյության վերաբերյալ նոր կասկածներ՝ որպես Տիեզերքի գնաճի տեսության գործոն, օգտագործվում են ընդարձակման տեսության հակառակորդների կողմից:
Այնուհետև գիտնականներն առաջարկեցին սև խոռոչների քարտեզը: Նախնական տվյալները տարբերվում են հետագա փուլում ստացվածներից՝
- Վաթսուն հազար սև խոռոչներ, որոնց միջև ամենամեծ հեռավորությունըավելի քան տասնմեկ միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա՝ չորս տարի առաջվա տվյալներ։
- Հարյուր ութսուն հազար սև խոռոչ գալակտիկաներ տասներեք միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա: Գիտնականների, այդ թվում՝ ռուս միջուկային ֆիզիկոսների կողմից ստացված տվյալները 2017 թվականի սկզբին։
Այս տեղեկատվությունը, ասում են աստղաֆիզիկոսները, չի հակասում Տիեզերքի դասական մոդելին:
Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը մարտահրավեր է տիեզերագետների համար
Ընդարձակման արագությունն իսկապես մարտահրավեր է տիեզերագետների և աստղագետների համար: Ճիշտ է, տիեզերաբաններն այլևս չեն պնդում, որ Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը մշտական պարամետր չունի, անհամապատասխանությունները տեղափոխվեցին այլ հարթություն, երբ ընդլայնումը սկսեց արագանալ: Շատ հեռավոր 1-ին տիպի գերնոր աստղերի սպեկտրի ռոումինգի տվյալները ապացուցում են, որ ընդլայնումը հանկարծակի սկսվող գործընթաց չէ:
Գիտնականները կարծում են, որ տիեզերքը կրճատվել է առաջին հինգ միլիարդ տարիների ընթացքում:
Մեծ պայթյունի առաջին հետևանքները նախ հրահրեցին հզոր ընդլայնում, իսկ հետո սկսվեց կծկումը: Սակայն մութ էներգիան դեռևս ազդել է տիեզերքի աճի վրա: Եվ արագացումով։
Ամերիկացի գիտնականները սկսել են ստեղծել տիեզերքի չափերի քարտեզ տարբեր դարաշրջանների համար՝ պարզելու, թե երբ է սկսվել արագացումը: Դիտելով գերնոր աստղերի պայթյունները, ինչպես նաև հնագույն գալակտիկաներում մութ նյութի կենտրոնացման ուղղությունը՝ տիեզերաբանները նկատել են արագացման առանձնահատկությունները։
Ինչու է տիեզերքը «արագանում»
Սկզբում ենթադրվում էր, որ Տիեզերքի չափերի կազմված քարտեզում արագացման արժեքները գծային չէին, այլ վերածվում էին սինուսոիդի: Այն կոչվում էր «տիեզերքի ալիք»:
Տիեզերքի ալիքն ասում է, որ արագացումը հաստատուն արագությամբ չի ընթացել. այն դանդաղել է, հետո արագացել: Եվ մի քանի անգամ. Գիտնականները կարծում են, որ Մեծ պայթյունից հետո 13,81 միլիարդ տարվա ընթացքում եղել են յոթ նման գործընթացներ։
Սակայն տիեզերաբանները դեռ չեն կարող պատասխանել այն հարցին, թե ինչն է որոշում արագացում-դանդաղացումը։ Ենթադրությունները հանգում են այն մտքին, որ էներգետիկ դաշտը, որտեղից առաջանում է մութ էներգիան, ենթակա է Տիեզերքի ալիքին: Եվ մի դիրքից մյուսը շարժվելով՝ Տիեզերքը կա՛մ ընդլայնում է իր արագացումը, կա՛մ դանդաղեցնում այն։
Չնայած փաստարկների համոզիչ լինելուն, դրանք դեռ մնում են որպես տեսություն։ Աստղաֆիզիկոսները հույս ունեն, որ Պլանկի ուղեծրային աստղադիտակից ստացված տեղեկատվությունը կհաստատի տիեզերքում ալիքի գոյությունը։
Երբ հայտնաբերվել է մութ էներգիա
Առաջին անգամ նրանք սկսեցին խոսել այդ մասին իննսունական թվականներին գերնոր աստղերի պայթյունների պատճառով: Մութ էներգիայի բնույթն անհայտ է: Թեև Ալբերտ Էյնշտեյնը իր հարաբերականության տեսության մեջ առանձնացրել է տիեզերական հաստատունը։
1916 թվականին՝ հարյուր տարի առաջ, տիեզերքը դեռ համարվում էր անփոփոխ: Բայց գրավիտացիան միջամտեց. տիեզերական զանգվածներն անփոփոխ կխփեին միմյանց դեմ, եթե տիեզերքը անշարժ լիներ: Էյնշտեյնը գրավիտացիա է հայտարարում տիեզերական վանող ուժի շնորհիվ։
Ժորժ Լեմետրը դա կարդարացնի ֆիզիկայի միջոցով։ Վակուումը պարունակում է էներգիա։ Նրա տատանումների պատճառով, որոնք տանում են դեպիմասնիկների հայտնվելը և դրանց հետագա ոչնչացումը, էներգիան վանող ուժ է ստանում։
Երբ Հաբլը ապացուցեց տիեզերքի ընդարձակումը, Էյնշտեյնը տիեզերական հաստատունը անվանեց անհեթեթություն:
Մութ էներգիայի ազդեցությունը
Տիեզերքը հեռանում է իրարից հաստատուն արագությամբ: 1998 թվականին աշխարհին ներկայացվեցին 1-ին տիպի գերնոր աստղերի պայթյունների վերլուծության տվյալները: Ապացուցված է, որ տիեզերքն ավելի արագ է աճում։
Սա տեղի է ունենում անհայտ նյութի պատճառով, այն ստացել է «մութ էներգիա» մականունը։ Պարզվում է, որ այն զբաղեցնում է Տիեզերքի տարածության գրեթե 70%-ը։ Մութ էներգիայի էությունը, հատկությունները և բնույթը չեն ուսումնասիրվել, սակայն նրա գիտնականները փորձում են պարզել, թե արդյոք այն գոյություն է ունեցել այլ գալակտիկաներում։
2016 թվականին նրանք հաշվարկեցին մոտ ապագայի ընդլայնման ճշգրիտ արագությունը, սակայն ի հայտ եկավ անհամապատասխանություն. Տիեզերքը ընդլայնվում է ավելի արագ տեմպերով, քան աստղաֆիզիկոսները նախկինում ենթադրում էին: Գիտնականների շրջանում վեճեր են ծագել մութ էներգիայի գոյության և տիեզերքի սահմանների ընդլայնման արագության վրա դրա ազդեցության վերաբերյալ։
Տիեզերքի ընդարձակումը տեղի է ունենում առանց մութ էներգիայի
Տիեզերքի մութ էներգիայից ընդարձակման անկախության տեսությունը գիտնականներն առաջ են քաշել 2017 թվականի սկզբին։ Նրանք բացատրում են ընդլայնումը որպես Տիեզերքի կառուցվածքի փոփոխություն։
Բուդապեշտի և Հավայան կղզիների համալսարանների գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ հաշվարկների և իրական ընդլայնման արագության միջև անհամապատասխանությունը կապված է տարածության հատկությունների փոփոխության հետ: Ոչ ոք հաշվի չի առել, թե ինչ է տեղի ունենում Տիեզերքի մոդելի հետ ընդարձակման ժամանակ։
Կասկածելով մութ էներգիայի գոյության մասին՝ գիտնականները բացատրում են՝ ամենաշատըՏիեզերքի նյութի մեծ կոնցենտրացիաները ազդում են նրա ընդլայնման վրա: Այս դեպքում մնացած բովանդակությունը բաշխվում է հավասարաչափ։ Այնուամենայնիվ, փաստը մնում է անհայտ:
Իրենց ենթադրությունների վավերականությունը ցույց տալու համար գիտնականներն առաջարկեցին մինի տիեզերքի մոդել: Նրանք այն ներկայացրեցին փուչիկների հավաքածուի տեսքով և սկսեցին հաշվարկել յուրաքանչյուր պղպջակի աճի պարամետրերը իր տեմպերով՝ կախված դրա զանգվածից։
Տիեզերքի այս մոդելավորումը գիտնականներին ցույց է տվել, որ այն կարող է փոխվել՝ հաշվի չառնելով էներգիան: Իսկ եթե դուք «խառնեք» մութ էներգիան, ապա մոդելը չի փոխվի, ասում են գիտնականները։
Ընդհանուր առմամբ, բանավեճը դեռ շարունակվում է. Մութ էներգիայի կողմնակիցներն ասում են, որ այն ազդում է տիեզերքի սահմանների ընդլայնման վրա, հակառակորդները կանգնում են իրենց դիրքերում՝ պնդելով, որ նյութի կենտրոնացումը կարևոր է։
Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը այժմ
Գիտնականները համոզված են, որ Տիեզերքը սկսել է աճել Մեծ պայթյունից հետո: Այնուհետև, գրեթե տասնչորս միլիարդ տարի առաջ, պարզվեց, որ Տիեզերքի ընդլայնման արագությունն ավելի մեծ է, քան լույսի արագությունը: Եվ այն շարունակում է աճել։
Սթիվեն Հոքինգի և Լեոնարդ Մլոդինովի ժամանակի ամենակարճ պատմությունը նշում է, որ տիեզերքի սահմանների ընդլայնման արագությունը չի կարող գերազանցել 10%-ը միլիարդ տարվա ընթացքում:
Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը որոշելու համար 2016 թվականի ամռանը Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր Ադամ Ռիեսը հաշվարկեց միմյանց մոտ գտնվող գալակտիկաներում պտտվող ցեֆեիդների հեռավորությունը: Այս տվյալները մեզ թույլ տվեցին հաշվարկել արագությունը։ Պարզվել է, որ առնվազն երեք միլիոն լուսային տարվա հեռավորության վրա գտնվող գալակտիկաները կարող են հեռանալ գրեթե 73 կմ/վ արագությամբ։
Արդյունքը ապշեցուցիչ էր. ուղեծրային աստղադիտակները, նույն Պլանքը, խոսում էին 69 կմ/վ արագության մասին: Թե ինչու է նման տարբերություն արձանագրվել, գիտնականները չեն կարողանում պատասխանել. նրանք ոչինչ չգիտեն մութ նյութի ծագման մասին, որի վրա հիմնված է Տիեզերքի ընդլայնման տեսությունը։
Մութ ճառագայթ
Տիեզերքի «արագացման» ևս մեկ գործոն աստղագետները հայտնաբերել են Հաբլի օգնությամբ։ Ենթադրվում է, որ մութ ճառագայթումը հայտնվել է տիեզերքի ձևավորման հենց սկզբում: Այնուհետև դրա մեջ ավելի շատ էներգիա կար, ոչ թե նյութ:
Մութ ճառագայթումը «օգնեց» մութ էներգիային ընդլայնել տիեզերքի սահմանները։ Գիտնականներն ասում են, որ արագացման արագության որոշման անհամապատասխանությունները պայմանավորված են այս ճառագայթման անհայտ բնույթով։
Հաբլի հետագա աշխատանքը պետք է ավելի ճշգրիտ դարձնի դիտարկումները:
Խորհրդավոր էներգիան կարող է ոչնչացնել տիեզերքը
Գիտնականները մի քանի տասնամյակ շարունակ դիտարկում էին նման սցենարը, Պլանկի տիեզերական աստղադիտարանի տվյալները ասում են, որ դա հեռու է միայն ենթադրություններից: Դրանք հրատարակվել են 2013 թվականին։
«Պլանկը» չափել է Մեծ պայթյունի «արձագանքը», որն առաջացել է Տիեզերքի տարիքում մոտ 380 հազար տարի, ջերմաստիճանը եղել է 2700 աստիճան։ Եվ ջերմաստիճանը փոխվեց: «Պլանկը» որոշել է նաև Տիեզերքի «կազմը»՝
- գրեթե 5% - աստղեր, տիեզերական փոշի, տիեզերական գազ, գալակտիկաներ;
- գրեթե 27%-ը մութ նյութի զանգվածն է;
- մոտ 70%-ը մութ էներգիա է։
Ֆիզիկոս Ռոբերտ Քալդվելն առաջարկել է, որ մութ էներգիան ունի հզորություն, որը կարող է աճել: Եվ այս էներգիան կբաժանի տարածություն-ժամանակը:Գիտնականը կարծում է, որ գալակտիկան կհեռանա մոտակա քսան-հիսուն միլիարդ տարում: Այս գործընթացը տեղի կունենա տիեզերքի սահմանների աճող ընդլայնմամբ: Դա կպոկի Ծիր Կաթինը աստղից և այն նաև կքայքայվի:
Տիեզերքը չափվել է մոտ վաթսուն միլիոն տարի: Արեգակը կդառնա գաճաճ մարող աստղ, և մոլորակները կբաժանվեն նրանից։ Այդ ժամանակ երկիրը կպայթի։ Առաջիկա երեսուն րոպեների ընթացքում տիեզերքը կպոկի ատոմները: Վերջնականը կլինի տարածություն-ժամանակի կառուցվածքի ոչնչացումը։
Որտեղ Ծիր Կաթինը «թռչում է»
Երուսաղեմի աստղագետները համոզված են, որ Ծիր Կաթինը հասել է իր առավելագույն արագությանը, որն ավելի բարձր է, քան Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը։ Գիտնականները դա բացատրում են Ծիր Կաթինի ցանկությամբ դեպի «Մեծ գրավիչ», որը համարվում է գալակտիկաների ամենամեծ կլաստերը։ Այսպիսով, Ծիր Կաթինը հեռանում է տիեզերական անապատից:
Գիտնականները օգտագործում են տարբեր մեթոդներ Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը չափելու համար, ուստի այս պարամետրի համար մեկ արդյունք չկա:
