Büyük Patlama sırasında doğan dünyamız hâlâ genişlemekte ve uzayda galaksileri ayıran hacimler hızla artmaktadır. Birbirlerinden uzaklaşan gökada kümeleri yine de belirli boyutlarda ve kararlı bir yapıya sahip kararlı oluşumlar olarak kalır. Ve genişleyen uzayda hareket ettikçe dalga boylarını artıran serbestçe uçan fotonların aksine, evrenin genişlemesi sırasında atomlar hiç şişmez. Kalıntı fotonların enerjisi nereye gitti? Neden kuasarların süper ışık hızlarında bizden uzaklaştığını görebiliyoruz? Karanlık enerji nedir? Evrenin bizim için erişilebilen kısmı neden sürekli küçülüyor? Bunlar, genel görelilik teorisini gökbilimciler tarafından gözlemlenen Dünya resmiyle uzlaştırmaya çalışan kozmologların bugün üzerinde düşündükleri sorulardan sadece birkaçı.
Hubble küresi
Evrenin genişlemesini açıklayan Hubble yasasına göre galaksilerin radyal hızları onlara olan uzaklıkla orantılıdır. katsayısı H 0 bugün buna denir Hubble sabiti.
H 0'ın değeri, mesafeleri esas olarak en parlak yıldızlardan veya Sefeidlerden ölçülen galaktik nesnelerin gözlemlerinden belirlenir.
H 0'ın bağımsız tahminlerinin çoğu şu anda bu parametreye megaparsek başına yaklaşık 70 km/s'lik bir değer vermektedir.
Bu da 100 megaparsek uzaklıktaki galaksilerin bizden yaklaşık 7000 km/s hızla uzaklaşması anlamına geliyor.
Genişleyen Evren modellerinde Hubble sabiti zamanla değişir, ancak "sabit" terimi, her birinde şu anda Evrenin her noktasında Hubble sabiti aynıdır.
Hubble sabitinin tersi mantıklıdır Evrenin karakteristik genişleme zamanışu anda. Hubble sabitinin bugünkü değerine göre Evren'in yaşının yaklaşık 13,8 milyar yıl olduğu tahmin edilmektedir.
Hubble küresinin merkezine göre, içindeki uzayın genişleme hızı ışığınkinden daha az, dışında ise daha fazladır. Hubble küresinin kendisinde, ışık kuantumu, orada ışık hızında genişleyen uzayda donmuş durumda ve bu nedenle başka bir ufuk haline geliyor - foton ufku.
Evrenin genişlemesi yavaşlarsa, azalan Hubble parametresiyle ters orantılı olduğundan Hubble küresinin yarıçapı artar. Bu durumda, evren yaşlandıkça bu küre, uzayda giderek daha fazla yeni alan kaplıyor ve giderek daha fazla ışık kuantumunun içeri girmesine izin veriyor. Zamanla gözlemci, daha önce foton ufkunun dışında olan galaksileri ve galaksi içi olayları görecektir. Evrenin genişlemesi hızlanırsa Hubble küresinin yarıçapı tam tersine daralır.
Kozmolojide üç önemli yüzeyden bahsederiz: olay ufku, parçacık ufku ve Hubble küresi. Son ikisi uzaydaki yüzeylerdir ve ilki uzay-zamandadır. Hubble küresini zaten tanıyorduk, şimdi ufuklardan bahsedelim.
Parçacık ufku
Parçacık ufku Şu anda gözlemlenen nesneleri gözlemlenmeyen nesnelerden ayırır.
Işığın hızının sınırlı olması nedeniyle gözlemci gök cisimlerini az çok uzak geçmişteki halleriyle görür. Parçacık ufkunun ötesinde, önceki evrimlerinin herhangi bir aşamasında şu anda gözlemlenmeyen galaksiler bulunmaktadır. Bu, uzay-zamandaki dünya çizgilerinin, Evrenin doğuşundan bu yana gözlemciye giden ışığın yayıldığı yüzeyle kesişmediği anlamına gelir. Parçacık ufkunun içinde, geçmişte dünya çizgileri bu yüzeyle kesişen galaksiler var. Evrenin prensip olarak belirli bir anda gözlemlenebilen kısmını oluşturanlar bu galaksilerdir.
Genişlemeyen bir Evren için, parçacık ufkunun boyutu yaşla birlikte artar ve er ya da geç Evrenin tüm bölgeleri incelenmeye hazır hale gelecektir. Ancak genişleyen bir Evrende durum böyle değil. Üstelik genişleme hızına bağlı olarak parçacık ufkunun boyutu, basit orantılılıktan daha karmaşık bir yasaya göre genişlemenin başlangıcından bu yana geçen süreye bağlı olabilir. Özellikle hızlanarak genişleyen bir Evrende parçacık ufkunun boyutu sabit bir değere yönelebilir. Bu, temelde gözlemlenemeyen alanların ve temelde bilinemeyen süreçlerin olduğu anlamına gelir.
Ayrıca parçacık ufkunun boyutu nedensel olarak bağlantılı bölgelerin boyutunu da sınırlar. Gerçekte, mesafeyle ayrılmış iki uzamsal nokta daha büyük boyut Horizon, geçmişte hiç etkileşime girmemişti. En hızlı etkileşim (ışık ışınlarının değişimi) henüz gerçekleşmediğinden, diğer etkileşimler hariç tutulmuştur. Dolayısıyla bir noktada meydana gelen hiçbir olayın nedeni başka bir noktada meydana gelen bir olay olamaz. Parçacık ufkunun boyutunun sabit bir değere yönelmesi durumunda, Evren, evrimi bağımsız olarak ilerleyen, nedensel olarak ilgisiz bölgelere bölünür.
Dolayısıyla, parçacıkların mevcut ufkunun ötesinde Evrenin nasıl olduğunu bilmek bize verilmiyor. Erken dönem evrene ilişkin bazı teoriler, bu ufkun çok ötesinde, evrenin bizim gördüğümüze hiç benzemediğini öne sürüyor. Bu tez, oldukça makul hesaplamalara dayandığı için oldukça bilimseldir, ancak günümüzde mevcut olan astronomik gözlemlerin yardımıyla ne çürütülebilir ne de doğrulanabilir. Üstelik uzay ivmeyle genişlemeye devam ederse, bunu doğrulamak mümkün olmayacaktır. o ve ne kadar uzak bir gelecek.
Parçacık ufkundaki kaynaklar sonsuz bir kırmızıya kaymaya sahiptir. Bunlar, en azından teorik olarak artık "görülebilen" en eski fotonlardır. Neredeyse Büyük Patlama anında yayıldılar. O halde, Evrenin bugün görülebilen kısmının boyutu son derece küçüktü, bu da o zamandan beri tüm mesafelerin çok arttığı anlamına geliyor. Sonsuz kırmızıya kaymanın geldiği yer burasıdır. Elbette parçacık ufkunun kendisinden gelen fotonları aslında göremiyoruz. Evren gençliğinde radyasyona karşı opaktı. Bu nedenle kırmızıya kayması 1000'den büyük olan fotonlar gözlemlenmez. Gelecekte gökbilimciler kalıntı nötrinoları tespit etmeyi öğrenirlerse, bu onların Evrenin yaşamının ilk dakikalarına, yani kırmızıya kaymaya - 3x10 7 - bakmalarına olanak tanıyacak. Kalıntı yerçekimsel dalgaların tespitinde “Planck zamanlarına” (patlamanın başlangıcından itibaren 10 -43 saniye) ulaşarak daha da büyük bir ilerleme kaydedilebilir. Onların yardımıyla, bugün bilinen doğa yasalarını kullanarak prensipte geçmişe mümkün olduğunca bakmak mümkün olacaktır. Büyük patlamanın başlangıç anına yakın bir zamanda, genel görelilik teorisi artık uygulanamaz.
Olay Ufku
Olay ufku – uzay-zamanda bir yüzeydir. Böyle bir ufuk her kozmolojik modelde görülmez. Örneğin, Yavaşlayan bir evrende olay ufku yoktur Yeterince uzun süre beklerseniz uzak galaksilerin yaşamındaki herhangi bir olay görülebilir. Bu ufku tanıtmanın amacı, bizi en azından gelecekte etkileyebilecek olayları, bizi hiçbir şekilde etkilemeyecek olaylardan ayırmasıdır. Bir olayın ışık sinyali bile bize ulaşmıyorsa, o olayın kendisi bizi etkileyemez. Bu neden mümkün? Birkaç nedeni olabilir. Bunlardan en basiti “dünyanın sonu” modelidir. Gelecek zamanla sınırlıysa, bazı uzak galaksilerden gelen ışığın bize ulaşamayacağı açıktır. Çoğu modern model bu özelliği sağlamamaktadır. Ancak yaklaşmakta olan Big Rip'in bir versiyonu da var ancak bilim çevrelerinde pek popüler değil. Ancak başka bir seçenek daha var - ivmeyle genişleme.
Evrenin artan bir hızla genişlediğine dair son keşif, kozmologları kelimenin tam anlamıyla heyecanlandırdı. Dünyamızın bu alışılmadık davranışının iki nedeni olabilir: Ya Evrenimizin ana "doldurucusu" sıradan madde değil, alışılmadık özelliklere sahip bilinmeyen maddedir (sözde karanlık enerji) ya da (düşünmesi daha da korkutucu!) genel görelilik teorisinin denklemlerini değiştirmek gerekiyor. Üstelik, bazı nedenlerden dolayı insanlık, kozmolojik ölçekte, yavaş genişlemenin yerini daha hızlı genişlemeye bıraktığı o kısa dönemde yaşadı. Bütün bu sorular hâlâ çözüme kavuşmaktan çok uzak, ancak bugün hızlı genişlemenin (eğer sonsuza kadar devam ederse) Evrenimizi nasıl değiştireceğini ve bir olay ufku yaratacağını tartışabiliriz. Uzak galaksilerin yaşamının, yeterince yüksek bir kaçış hızı elde ettikleri andan itibaren bizim için duracağı ve geleceklerinin bizim için bilinmez hale geleceği ortaya çıktı - bir dizi olayın ışığı bize asla ulaşmayacak. Zamanla, oldukça uzak bir gelecekte, 100 megaparsek büyüklüğündeki yerel üstkümemize dahil olmayan tüm galaksiler, olay ufkunun ötesinde kaybolacak.
Geçmiş ve gelecek
Halen Dallas'taki Texas Üniversitesi'nde fizik dersleri veren Profesör Wolfgang Rindler, "Lisansüstü eğitimde ufuk sorunları hakkında düşünmeye başladım, hatta kendi inisiyatifimle bile değil" diyor. - O zamanlar, Kararlı Durum Kozmolojisi olarak bilinen Evren teorisi çok modaydı. Amirim bu teorinin yazarlarıyla şiddetli bir tartışmaya girdi ve beni anlaşmazlığın özünü anlamaya davet etti. Önerilen görevi bırakmadım ve bunun sonucunda kozmolojik ufuklar üzerine çalışmam ortaya çıktı.
Profesör Rindler'e göre, Dünyamızın her iki ufkunun da çok net bir yorumu var:“Olay ufku, Evrenin yaşı sonsuza ulaştığında en sonunda Galaksimize yaklaşacak olan bir ışık cephesinden oluşuyor. Buna karşılık parçacık ufku, Büyük Patlama anında yayılan ışık cephesine karşılık gelir. Mecazi anlamda konuşursak, olay ufkunun ana hatları Galaksimize ulaşan ışık cephelerinin en sonuncusu tarafından çizilir ve parçacık ufku da ilkidir. Bu tanımdan açıkça anlaşılıyor ki
Parçacık ufku, içinde bulunduğumuz çağda geçmişte olup bitenleri gözlemleyebileceğimiz maksimum mesafeyi tanımlar. Olay ufku ise tam tersine, sonsuz uzak geleceğe ilişkin bilginin elde edilebileceği maksimum mesafeyi kaydeder.
Bunlar gerçekten de evrenin evrimini tam olarak tanımlamak için gerekli olan iki farklı ufuktur."
Yıldızlar evrende eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Genellikle galaksiler olarak adlandırılan kümeler halinde birleşirler. Ancak gökyüzünde görünen takımyıldızların, kişinin gökyüzünün bir bölümünde gördüğü armatürler olduğunu, aslında birbirlerinden devasa bir mesafede uzaklaştırılabileceğini varsaymak yanlış olur.
Evrensel ölçeğin tanımı
Astronomi sözlüğüne göre metagalaksi, modern bilimsel yöntemler ve araçlar kullanılarak gözlemlenebilen ve incelenebilen tüm Evrenin bir parçasıdır. Yaklaşık bir milyar yıldız sistemi içerir. Başka bir tanım daha var. Örneğin, Büyük Sovyet Ansiklopedisi, bir metagalaksinin, teleskoplar kullanılarak gözlemlenebilen birçok galaksiyi (yaklaşık 1 milyar) içeren bir galaksiler topluluğu olduğunu söylüyor. Modern teknoloji ne kadar güçlü olursa, insanın bilinmeyen Evren hakkındaki bilgisinin sınırları da o kadar genişler. Evrenin maddesi, tüm metagalaksinin oluştuğu maddedir. Bazen şu tanımı görebilirsiniz: Evren ve metagalaksi eşanlamlıdır.
“Metagalaksi” ve “Gözlemlenebilir Evren” Kavramları
Metagalaksinin ne olduğunu daha ayrıntılı olarak anlamak için başka bir terimi - "gözlemlenebilir Evren" - açıklamamız gerekir. Gökbilimciler bu ifadeyi, bir kişinin Dünya'dan gözlemleyebileceği Evrenin bir kısmına atıfta bulunmak için kullanırlar. Aynı zamanda bilim insanları, Evrendeki evimize göre geçen her şeyi - yalnızca yıldızlar ve gezegenleri değil, aynı zamanda dalgaları ve sinyalleri de - çok çeşitli kısımlarını gözlemleyip keşfedebilirler. Gözlemlenebilir Evren, geniş Kozmosun yalnızca bir parçasıdır. Kendi sınırı var; kozmolojik ufuk. Bilim adamları, gözlemlenebilir Evrendeki toplam yıldız kümesi sayısının 170 milyarı aştığına inanıyor.
Gözlemlenebilir Evren kavramı pek çok şeyi kapsadığından daha büyük sayı Sıradan bir insanın görebileceğinden çok daha fazla nesneyi görmek için metagalaksi kavramı ortaya atıldı. En son teknoloji kullanılarak gözlemlenen yıldızlar ve galaksiler, gözlemlenebilir Evrenin bir parçasıdır. Bu erişimin ötesindeki nesnelerden bahsediyorsak, bu tür nesnelere metagalaktik denir. Pek çok gökbilimci, gerçek olanların gözlemlenebilir olanları önemli ölçüde aştığına inanıyor.
Ancak gözlemlenebilir Evren, özel radyasyonla sınırlı olduğundan gökbilimciler tarafından tamamen gözlemlenemez. Bu nedenle ufkun ötesinde olanı gözlemlemek neredeyse imkansızdır. Bu radyasyon, modern astronominin “ulaştığı” en uzak nesnedir.
Galaksi kümeleri
Galaksiler kümeler halinde gruplanır çeşitli türler tıpkı yıldızların yaptığı gibi. İki tür gökada kümesi vardır: küresel ve açık. Çıplak gözle veya teleskopların yardımıyla gözlemlenebilen tüm yıldızlar (en güçlüleri hariç) tek bir sistemi, yani Galaksimizi oluşturur. Bilim adamları yaklaşık 100 milyar bileşen içerdiğine inanıyor.
Yeni galaksilerin keşfi
Gökbilimciler Samanyolu'nun sınırlarının ötesinde çok sayıda başka yıldız keşfettiler. Bunların yapısı bizimkine benziyor. Aynı şekilde milyarlarca yıldızdan oluşurlar ve bunların bir kısmı Güneş'e benzer. Metagalaksinin yapısı 19. ve 20. yüzyılların başında araştırma konusu haline geldi. O zamanlar bazı gökbilimciler nebulaların aslında Samanyolu'ndan milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta bulunan yıldız sistemleri olduğuna ikna olmuşlardı.
Andromeda Galaksisi bağımsız bir yıldız sisteminin bir örneğidir
20. yüzyılın başında Edwin Hubble, bu tür bulutsuların aslında ayrı, genellikle devasa yıldız sistemleri olduğunu kanıtladı. Böyle izole bir galaksinin bir örneği Andromeda yıldız kümesidir. Açık fakat aysız bir gecede gözlemlenebilir. Ay diski büyüklüğünde hafif, sisli bir nokta olarak görülebilir. Galaksi birçok yönden Samanyolu'na benzer. Gözlemcilere görüş açısına göre hafifçe eğilmiş gibi görünüyor. En parlak kısımları spiral şeklindedir ve kendisi de galaksimizden daha büyüktür. Andromeda Bulutsusu bizden 1 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor.
Genişleyen Evren teorisi
Bu teori bilimdeki en iddialı teorilerden biridir. Diğer isimleri ise “genişleyen metagalaksi teorisi” veya kısaca Büyük Patlama Teorisidir. Ana konumu, Evrenin yaklaşık 20 milyar yıl önce doğmuş olmasıdır. Bu, muazzam yoğunluktaki bir madde pıhtısının devasa patlaması nedeniyle oldu. Nasıl ortaya çıktı Ondan önce de evrenin izotropik modelleri popülerdi. Bunlardan birinin yazarı A. Einstein'dı.
Bu terim ne anlama geliyor? Her galaksi (ve metagalaksi) birkaç temel bölgeye ayrılabilir. Aynı şey tüm Evren için de yapılabilir. İzotropi, bir metagalaksinin özelliklerinin bu tür tüm bölgelerde aynı olduğu anlamına gelir. Einstein'ın önerdiği modele göre metagalaksi, hiçbir değişimin olmadığı sabit bir sistemdir. Bu teori daha sonra yerli bilim adamı A. A. Friedman tarafından yalanlandı. Genişleyen bir evren modeli önerdi.
Kuasarlar Evrendeki en parlak nesnelerdir
Çeşitli metagalaktik nesnelerin incelenmesine önemli bir katkı, alışılmadık ve büyüleyici derecede güzel oluşumlar olan kuasarların incelenmesinden gelmektedir. Kuasarlar keşfedilmemiş kara deliklerden beslenir ve parlak parlaklıklarıyla komşu galaksileri gölgede bırakırlar. Kuasarların kütlesi Güneş'in kütlesinden milyarlarca kat daha fazladır.
Bilim insanları kuasarlarla ilgili ilk verileri aldıklarında onların varlığına inanamadılar. Sağlıklı şüphecilik arzusu onları bu nesnelere bilimsel bir açıklama bulmaya zorladı. Ancak daha sonra yapılan astronomik çalışmalar, bilim adamlarının gerçekten de metagalaksinin en parlak oluşumlarına baktıklarını gösterdi. Süper kütleli kara delikler en iyi kaynaklar Kuasarlar için güç kaynağı. Bu tür kara delikler, uzayda yerçekimsel kuvvetleri o kadar güçlü olan alanlardır ki, güneş ışığı sınırlarının dışına çıkamazlar. gökbilimciler için de bir gizemdir. Boyutları boyuta ulaşabilir güneş sistemi. Bunların nasıl oluştuğunu henüz hiçbir bilim adamı anlayamıyor.
Evren var olan her şeydir. Evren sınırsızdır. Bu nedenle, Evrenin boyutunu tartışırken, yalnızca onun gözlemlenebilir kısmının, yani gözlemlenebilir Evrenin boyutundan bahsedebiliriz.
Gözlemlenebilir Evren, merkezi Dünya'da (gözlemcinin yeri) olan bir toptur ve iki boyutu vardır: 1. görünür boyut - Hubble yarıçapı - 13,75 milyar ışıkyılı, 2. gerçek boyut - parçacık ufku yarıçapı - 45,7 milyar ışıkyılı .
Evrenin modern modeline aynı zamanda ΛCDM modeli de denir. "Λ" harfi, Evrenin hızlanan genişlemesini açıklayan kozmolojik bir sabitin varlığı anlamına gelir. "CDM", Evrenin soğuk karanlık maddeyle dolu olduğu anlamına gelir. Son araştırmalar Hubble sabitinin yaklaşık 71 (km/s)/Mpc olduğunu gösteriyor, bu da Evren'in 13,75 milyar yıllık yaşına karşılık geliyor. Evrenin yaşını bildiğimizde gözlemlenebilir bölgesinin büyüklüğünü tahmin edebiliriz.
Görelilik teorisine göre herhangi bir nesneye ait bilgi, ışık hızından (299.792.458 km/s) daha yüksek bir hızla gözlemciye ulaşamaz. Görünüşe göre gözlemci sadece bir nesneyi değil, onun geçmişini de görür. Bir nesne ondan ne kadar uzaksa, geçmişe o kadar uzak bakar. Örneğin, Ay'a baktığımızda, bir saniyeden biraz daha uzun bir süre öncesini, Güneş'i - sekiz dakikadan fazla bir süre önce, en yakın yıldızları - yıllar, galaksileri - milyonlarca yıl önce vb. görüyoruz. Einstein'ın durağan modelinde Evren'in yaş sınırı yoktur, yani gözlemlenebilir bölgesi de hiçbir şeyle sınırlı değildir. Giderek daha sofistike astronomik aletlerle donanmış olan gözlemci, giderek daha uzak ve eski nesneleri gözlemleyecektir.
Gözlemlenebilir evrenin boyutları
Evrenin modern modeliyle farklı bir tablomuz var. Buna göre Evrenin bir yaşı ve dolayısıyla gözlem sınırı vardır. Yani Evrenin doğuşundan bu yana hiçbir foton 13,75 milyar ışık yılından daha uzak bir mesafeye gidemezdi. Gözlemlenebilir Evrenin gözlemciden 13,75 milyar ışık yılı yarıçaplı küresel bir bölgeye sınırlı olduğunu söyleyebileceğimiz ortaya çıktı. Ancak bu tamamen doğru değil. Evrenin alanının genişlemesini unutmamalıyız. Foton gözlemciye ulaştığında onu yayan nesne bizden 45,7 milyar ışıkyılı uzaklıkta olacaktır. Bu boyut parçacıkların ufku, gözlemlenebilir Evrenin sınırıdır.
Yani gözlemlenebilir Evrenin boyutu iki türe ayrılmıştır. Hubble yarıçapı olarak da adlandırılan görünen boyut (13,75 milyar ışıkyılı). Ve parçacık ufku adı verilen gerçek boyuta (45,7 milyar ışık yılı).
Önemli olan bu ufukların her ikisinin de Evrenin gerçek boyutunu hiçbir şekilde karakterize etmemesidir. İlk olarak, gözlemcinin uzaydaki konumuna bağlıdırlar. İkincisi zamanla değişirler. ΛCDM modelinde parçacık ufku Hubble ufkundan daha büyük bir hızla genişler. Modern bilim bu eğilimin gelecekte değişip değişmeyeceği sorusuna cevap vermiyor. Ancak Evrenin hızlanarak genişlemeye devam ettiğini varsayarsak, şu anda gördüğümüz tüm nesneler er ya da geç "görüş alanımızdan" kaybolacaktır.
Şu anda gökbilimciler tarafından gözlemlenen en uzak ışık . Bilim adamları ona baktıklarında Evren'in Büyük Patlama'dan 380 bin yıl sonraki halini görüyorlar. Şu anda Evren, günümüzde radyo teleskoplarının yardımıyla tespit edilen serbest fotonları yayabilecek kadar soğudu. O zamanlar Evrende yıldızlar veya galaksiler yoktu; yalnızca sürekli bir hidrojen, helyum ve önemsiz miktarda başka elementlerden oluşan bir bulut vardı. Bu bulutta gözlemlenen homojensizliklerden daha sonra galaksi kümeleri oluşacaktır. Kozmik mikrodalga arka plan radyasyonundaki homojensizliklerden oluşacak nesnelerin tam olarak parçacık ufkuna en yakın konumda olduğu ortaya çıktı.
Evrenin gerçek boyutu
Böylece gözlemlenebilir Evrenin boyutuna karar verdik. Peki ya tüm Evrenin gerçek boyutu? modern bilim, Evrenin gerçek büyüklüğü ve sınırlarının olup olmadığı hakkında bilgiye sahip değildir. Ancak çoğu bilim adamı Evrenin sınırsız olduğu konusunda hemfikirdir.
Çözüm
Gözlemlenebilir Evrenin, sırasıyla Hubble yarıçapı (13,75 milyar ışıkyılı) ve parçacık yarıçapı (45,7 milyar ışıkyılı) olarak adlandırılan görünen ve gerçek bir sınırı vardır. Bu sınırlar tamamen gözlemcinin uzaydaki konumuna bağlıdır ve zamanla genişler. Hubble yarıçapı kesinlikle ışık hızında genişlerse, parçacık ufkunun genişlemesi hızlanır. Parçacık ufkundaki ivmenin devam edip etmeyeceği ve bunun yerini sıkıştırmanın alıp almayacağı sorusu hala açık.
Kozmolojide, Evrenin yaşını, şeklini ve büyüklüğünü etkileyen sorunun hala net bir cevabı olmadığı gibi, onun sonluluğu konusunda da bir fikir birliği yoktur. Çünkü eğer Evren sonluysa o zaman ya daralmalı ya da genişlemelidir. Sonsuz olursa birçok varsayım anlamsız hale gelir.
1744 yılında gökbilimci J.F. Evrenin varlığından şüphe eden ilk kişi Shezo'ydu.
Sonsuz: Sonuçta, eğer yıldızların sayısının sınırı yoksa, o zaman neden gökyüzü parlamıyor ve neden karanlık? 1823 yılında G. Albes, uzak yıldızlardan Dünya'ya gelen ışığın, yollarına çıkan madde tarafından emilmesi nedeniyle zayıflaması gerektiği gerçeğinden hareketle Evrenin sınırlarının varlığını savundu. Ancak bu durumda, bu maddenin kendisi ısınmalı ve herhangi bir yıldızdan daha kötü parlamamalıdır. Boşluğun “hiçbir şey” olduğunu iddia eden modern bilim tarafından doğrulanmıştır, ancak aynı zamanda gerçek fiziksel özellikler. Tabii ki, vakum tarafından emilme sıcaklığının artmasına neden olur, bu da vakumun ikincil bir radyasyon kaynağı haline gelmesiyle sonuçlanır. Bu nedenle, eğer Evrenin boyutları gerçekten sonsuzsa, o zaman maksimum mesafeye ulaşan yıldızların ışığı o kadar güçlü bir kırmızıya kaymaya sahiptir ki, boşluğun arka plan (ikincil) radyasyonuyla birleşmeye başlar.
Aynı zamanda, 24 Gigaparsex'lik mesafenin kendisi de sonlu olduğundan ve ışık kozmik ufkunun sınırı olduğundan, insanlığın gözlemleyebildiği şeyin sonlu olduğunu söyleyebiliriz. Ancak artan olaylar nedeniyle evrenin sonu 93 milyar uzakta.
Kozmolojinin en önemli sonucu Evrenin genişlediği gerçeğiydi. Kırmızıya kayma gözlemlerinden elde edildi ve daha sonra Hubble yasasına göre ölçüldü. Bu durum bilim adamlarını Büyük Patlama teorisinin doğrulandığı sonucuna götürdü. NASA'ya göre,
Büyük Patlama anından başlayarak WMAP kullanılarak elde edilen süre 13,7 milyar yıla eşittir. Ancak bu sonuç ancak analizin temelini oluşturan modelin doğru olduğunu varsayarsak mümkündür. Diğer değerlendirme yöntemlerini kullanırken tamamen farklı veriler elde edilir.
Evrenin yapısına değinirken, onun biçimi hakkında söylenemez. İmajını en iyi temsil edecek üç boyutlu figür henüz bulunamadı. Bu karmaşıklık, Evrenin düz olup olmadığının hala kesin olarak bilinmemesinden kaynaklanmaktadır. İkinci husus ise çoklu bağlantılarının kesin olarak bilinmemesiyle ilgilidir. Buna göre, Evrenin boyutu mekansal olarak sınırlıysa, o zaman düz bir çizgide ve herhangi bir yönde hareket ederken başlangıç noktasına varabilirsiniz.
Gördüğümüz gibi, teknik ilerleme Henüz Evrenin yaşı, yapısı ve büyüklüğüne ilişkin sorulara doğru yanıt verecek düzeye ulaşmış değil. Şu ana kadar kozmolojideki pek çok teori doğrulanmadı ancak yalanlanmadı.
Genel kabul görmüş verilere dayanan önerilen çalışma, genel kabul görmüş olandan farklı olan Evrenin görünür yarıçapının doğrudan, sayısal olarak belirlenmesini sağlar. Big Bang'in şu anda bilinen enflasyon modelleri tahmin ediyor farklı anlamlarŞişme aşamasının tamamlanmasından sonra Evrenin başlangıç boyutu:
“... “enflasyon” dönemine… enflasyon dönemi denir. Bu süre zarfında Evren'in boyutu 10 üzeri 50 kat artarak protonun milyarda birinden kibrit kutusu boyutuna ulaştı."
“Enflasyon döneminin sonunda Evrenimiz yaklaşık 1 cm çapında bir büyüklüğe kavuştu…”.
"Evren 50 kat genişledi; bir protondan daha küçüktü ve bir greyfurt büyüklüğüne ulaştı."
"Şişme döneminin sonunda evren yaklaşık 1 cm büyüklüğe ulaşmıştı."
"Evrenin embriyosu sıfırdan pinpon topu büyüklüğüne ulaştı."
Enflasyonist enflasyon sürecinin kendisi saniyenin en küçük kesri kadar sürer ve bundan sonra Evrenin Hubble'ın milyarlarca yıllık genişleme süreci başlar. Şu ana kadar aşağıda verilen tahminlere göre Evren 10^8'den 10^30 metreye genişlemiştir. Enflasyonist genişlemenin üzerinden yaklaşık 10^17 saniye veya 13,8 milyar yıl geçtiği artık kabul ediliyor.
Standart Büyük Patlama modeline göre, Evrenin başlangıçtaki yarıçapı birkaç santimetre civarında olmalıydı ve daha sonraki genişleme doğrusal olacaktı. Enflasyon, standart Büyük Patlama modelinde karşılaşılan sorunların bir kısmını ortadan kaldırdı. Bununla birlikte, ilk enflasyonist senaryolar da eksikliklerden yoksun değildi; bu da onların daha da gelişmesine ve evrenin enflasyon aşamasında önemli ölçüde daha fazla genişlediği yeni enflasyonist modellerin ortaya çıkmasına yol açtı.
Örneğin, uzayın genişlemesinin değeri 10 üzeri 10^5 – 10^12 katı olarak verilir, bu da pratikte Evrenin büyüklüğünün tam olarak aynı sayısal değerlerle ifade edildiği anlamına gelir: 10 üzeri 10^5. – 10^12 cm. 10^12 sayısı 10'un trilyon kuvvetidir. Evrenin şişme aşamasının sonunda bu aralıktaki en büyük boyutu, A. Linde'nin yeni şişme teorisi tarafından tahmin edilmektedir:
“Enflasyon teorisi ile eski kozmoloji arasındaki temel fark, enflasyonun sonunda tipik bir enflasyon bölgesinin büyüklüğünü hesapladığımızda açıkça ortaya çıkıyor. Şişen evrenin başlangıçtaki boyutu çok küçük olsa bile (Planck uzunluğu mertebesinde lp~10^33 cm), 10^-35 saniyelik şişmenin ardından evren muazzam boyutlara ulaşır - l~10^1`000` 000`000`000 cm."
"Bazı enflasyon modellerine göre Evren'in ölçeği (cm olarak) 10 üzeri 10^12'ye ulaşacaktır".
Evrenin boyutunda böyle bir yayılma, açıkça Evrenin farklı nihai parametrelerine yol açmalıdır.
Gözlemlenebilir evrenin yarıçapı
“Gözlemlenebilir Evren, Büyük Patlama kozmolojisinde, evrenin gözlemciye göre mutlak geçmiş olan bir kısmını tanımlayan bir kavramdır. Uzay açısından bakıldığında bu, Evrenin varlığı sırasında maddenin (özellikle radyasyonun ve dolayısıyla herhangi bir sinyalin) mevcut konumuna (insanlık durumunda) ulaşması için zamana sahip olacağı bölgedir. , modern Dünya), yani gözlemlenebilir olması."
Genel kabul gören verilere göre evrenin yaşı T=13,8 milyar yıldır. Bundan, inanıldığı gibi, Evrenin ortaya çıktığı anda doğan fotonların zaten Dünya'ya ulaşması gerektiği sonucu çıkıyor. Başka bir deyişle, kozmik mikrodalga arka plan ışınımının herhangi bir fotonu geçişte T yıl harcamıştır. Ancak Evren'in genişlemesine bağlı olarak T ışık yılından daha kısa mesafeden yayılan fotonların da Dünya'ya ulaşması gerektiği açıktır. Nitekim bu süre zarfında Dünya sürekli olarak radyasyon kaynağından uzaklaşıyordu. Dolayısıyla Dünya'ya ulaşan T yaşında fotonlar, Dünya'ya T ışık yılından daha kısa bir mesafede doğmuşlardır.
Hesaplamalar, zamanın ilk anında (galaksiler oluştuktan sonra), fotonların şu anda Dünya'ya ulaştığı Dünya'dan en uzak kaynağın, Dünya'dan yaklaşık 5x10^9 ışık mesafesinde bulunduğunu göstermektedir. yıllar.
Hesaplamalarımızda aşağıdaki oldukça kabul edilebilir varsayımlardan yola çıktık. Temel varsayım Hubble yasasının doğru kabul edilmesidir.
İkinci varsayım, Evrenin enflasyon sonrası genişleme döneminin tamamı boyunca Hubble sabitinin şu anda kabul edilen değerden daha az olmadığıdır. Üstelik Hubble sabitinin ortalama değeri ne kadar büyük olursa, gözlemlenebilir Evrenin gerçek yarıçapı da o kadar küçük olacaktır. Bu nedenle, Evrenin hızlandırılmış genişlemesinin keşfiyle bağlantılı olarak, daha önce Hubble sabiti görünüşte daha küçük olduğundan, elde edilen sonucun biraz fazla tahmin edildiği düşünülmelidir. Yani fotonlar Dünya'ya 5 milyar ışıkyılı uzaklıktaki kaynaklardan ulaşıyordu.
Üçüncü varsayım, Hubble sabitinin yaklaşık sabitliği, zamandan bağımsızlığıdır. Bunun kabul edilebilir, genel kabul görmüş bir varsayım olduğu söylenebilir, çünkü bu, neredeyse tüm saygın araştırmacı ve teorisyenlerin Evrenin genişleme grafiklerinden kaynaklanmaktadır.
Yukarıdaki argümanlardan, astronomik gözlemlerde 5 milyar ışık yılından daha uzaktaki galaksileri "görmenin" imkansız olduğu sonucu çıkmalıdır. Evrenin yaşına yakın herhangi bir galaksiden Dünya'ya ulaşan fotonlar, galaksinin bizden 5 milyar ışıkyılı uzaklıkta olmadığı bir zamanda yayıldı.
Ayrıca bundan, hiçbir kırmızıya kaymanın bu mesafeden daha uzak bir mesafeye karşılık gelemeyeceği ve kozmoloji literatüründe 10-12 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir galaksi veya kuasarın keşfedildiği yönünde verilen bilginin güvenilmez olduğu anlaşılmalıdır.
Aslına bakılırsa bu oldukça açık bir durumdur. Evrenin yaşı 14 milyar yıl olduğundan herhangi bir foton bu süreden daha uzun bir süre geçiş halinde olamaz. Eğer bir foton 12-14 milyar yıl uzaklıktaki bir noktadan Dünya'ya doğru hareket etse, bu mesafeyi ışık hızıyla kat edecek ve Evren'in ömrü boyunca ancak Dünya'nın uzaklaşmaması durumunda Dünya'ya ulaşacaktır. Ancak Dünya, makaleye eklenen animasyonda da görüldüğü gibi oldukça yüksek bir hızla uzaklaşıyordu.
Yukarıda bahsedilen animasyon ve hesaplamalar internette şu URL'de görülebilir: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/rw99.shtml
Dünya Yıldız'dan uzaklaştığından, Evrenin ömrü boyunca foton, yalnızca Dünya'nın yayıldığı sırada bulunduğu noktaya (soluk mavi daire) - 13,7 milyar ışıkyılı uzaklıkta - ulaşacaktır. Bu çok açık, çünkü 13,7 milyar yıllık bu süre zarfında Dünya bu noktadan uzaklaşacak. Yalnızca emisyon anında Dünya'dan 5 milyar ışıkyılı uzaklıkta olmayan fotonlar Dünya'ya (yaklaşık olarak) ulaşabilecektir. Görünüşe göre bu mesafe, Evrenin gözlemlenebilir sınırı olarak düşünülmelidir.
Bununla birlikte, kozmolojik literatür, gözlemlenebilir Evrenin yarıçapının yaşına yakın olduğunu göstermektedir - yaklaşık 14 milyar ışıkyılı. Yukarıdaki hesaplamalarda da görüldüğü gibi, 13 milyar ışıkyılı aşkın bir süre boyunca bu tür galaksilerden gelen ışığın Dünya'ya ulaşamadığı görülüyor. Yani Dünya'dan bu kadar uzakta galaksileri gözlemlemenin pek mümkün olmadığı ortaya çıktı.
Bu, galaksilere olan mesafeleri hesaplamaya yönelik kozmolojik yöntemlerin bazı şüpheler doğurduğu anlamına gelir. Üstelik, ancak durağan (genişlemeyen) bir Evren durumunda, 14 milyar ışıkyılı uzaklıktaki galaksilerden gelen fotonların, 14 milyar yıl içinde Dünya'ya ulaşabileceği açıktır.
Görünen o ki, görünür Evren'in yarıçapının 5 milyar ışıkyılı olduğu yönündeki sonuç başka bir kozmolojik paradokstur, çünkü genel kabul görmüş birçok teori ve sonuç sorgulanır: genel görelilik teorisi, Hubble yasası, Büyük Patlama teorisi...
Edebiyat
1. Büyük Patlama: Enflasyonist model, Studiopedia, 2014, URL:
(erişim tarihi 12/11/2015)
2. Gusev A., Evren Nasıl Oluştu?, 2008, URL:
http://shkolajizni.ru/archive/0/n-14628/ (erişim tarihi 12/11/2015)
3. Evrenin genişlemesinin enflasyonist aşaması. Öğeler, URL:
http://elementy.ru/trefil/21082?context=20444 (erişim tarihi: 12/11/2015)
4. Kazyutinsky V.V., Enflasyonist kozmoloji: dünyanın teorisi ve bilimsel resmi, URL: http://maxpark.com/community/5654/content/2561589 (erişim tarihi 12/11/2015)
5. Kokin A.V. Evrenin Standart Modeli. Big Bang Modeli, 2011, URL: http://www.avkokin.ru/documents/584 (erişim tarihi 12/11/2015)
6. Levin A., Yüce enflasyon, “Popüler Mekanik” No. 7, 2012, URL:
http://www.sibai.ru/vsemogushhaya-inflyacziya.html (12/11/2015'te erişildi)
7. Levin A., Şişme Teorisi, 2012, URL:
8. Linde A.D., Enflasyon, kuantum kozmolojisi ve antropik prensip, 2002, URL:
http://www.astronet.ru/db/msg/1181084 (erişim tarihi 12/11/2015)
9. Linde A.D., Evrenin Birçok Yüzü (sunum), 2007, URL:
http://elementy.ru/lib/430484 (erişim tarihi 12/11/2015)
http://www.myshared.ru/slide/380143/
10. Metagalaxy, Wikipedia, 2015, URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Metagalaxy (erişim tarihi: 12/11/2015)
11. Enflasyonist evrenin modeli, Reftrend.ru belge veritabanı, URL:
http://reftrend.ru/685191.html (12/11/2015'te erişildi)
12. Şişen Evren, Fizik Ansiklopedisi, URL:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/4465/BOOLING (erişim tarihi: 12/11/2015)
13. Amos J., Büyük Patlama Yerçekimi Dalgası Tespit Edildi, 2014, URL:
(erişim tarihi 12/11/2015)