Kaip Visata atrodo labai dideliais atstumais, steb?jimui neprieinamuose regionuose? Ir ar yra riba, kiek toli galime ie?koti? M?s? kosmin? horizont? nusako atstumas iki labiausiai nutolusi? objekt?, kuri? ?viesa sugeb?jo mus pasiekti per 14 milijard? met? nuo Did?iojo sprogimo. D?l paspart?jusio visatos pl?timosi ?ie objektai dabar yra nutol? jau 40 milijard? ?viesme?i?. I? tolimesni? objekt? ?viesa m?s? dar nepasiek?. Taigi, kas ten, u? horizonto? Nuotrauka: SPL/EAST NEWS

Viena visata ar daug?

Kaip Visata atrodo labai dideliais atstumais, steb?jimui neprieinamuose regionuose? Ir ar yra riba, kiek toli galime ie?koti? M?s? kosmin? horizont? nusako atstumas iki labiausiai nutolusi? objekt?, kuri? ?viesa sugeb?jo mus pasiekti per 14 milijard? met? nuo Did?iojo sprogimo. D?l paspart?jusio visatos pl?timosi ?ie objektai dabar yra nutol? jau 40 milijard? ?viesme?i?. I? tolimesni? objekt? ?viesa m?s? dar nepasiek?. Taigi, kas ten, u? horizonto? Dar visai neseniai fizikai ? ?? klausim? atsakydavo labai paprastai: ten viskas taip pat – tos pa?ios galaktikos, tos pa?ios ?vaig?d?s. Ta?iau ?iuolaikiniai kosmologijos ir elementari?j? daleli? fizikos pasiekimai leido per?i?r?ti ?ias id?jas. Naujame pasaulio paveiksle atok?s visatos regionai stulbinamai skiriasi nuo to, k? matome aplinkui, ir netgi gali paklusti skirtingiems fizikos d?sniams.

Naujos id?jos pagr?stos kosmin?s infliacijos teorija. Pabandykime paai?kinti jo esm?. Prad?kime nuo trumpos standartin?s Did?iojo sprogimo kosmologijos, kuri buvo dominuojanti teorija iki infliacijos atradimo, ap?valgos.

Remiantis Did?iojo sprogimo teorija, visata prasid?jo nuo kolosalios katastrofos, kuri kilo ma?daug prie? 14 milijard? met?. Didysis sprogimas ?vyko ne kokioje nors konkre?ioje visatos vietoje, o visur i? karto. Tuo metu nebuvo ?vaig?d?i?, galaktik? ir net atom?, o Visata buvo u?pildyta labai kar?tu tankiu ir greitai besiple?ian?iu med?iagos ir radiacijos kre?uliu. Kai jis auga, jis atv?sta. Pra?jus ma?daug trims minut?ms po Did?iojo sprogimo, temperat?ra nukrito pakankamai, kad susidaryt? atom? branduoliai, o po pus?s milijono met? elektronai ir branduoliai susijung? ? elektri?kai neutralius atomus ir visata tapo skaidri ?viesai. Tai leid?ia mums ?iandien registruoti ugnies kre?ulio skleid?iam? ?vies?. Ji sklinda i? vis? dangaus kryp?i? ir vadinama kosmine fonine spinduliuote.

I? prad?i? ugninis kre?ulys buvo beveik idealiai vienalytis. Ta?iau jame vis tiek buvo nedideli? nehomogeni?kumo: kai kuriose srityse tankis buvo ?iek tiek didesnis nei kitose. ?ie nehomogeni?kumas augo, savo gravitacija i?traukdami vis daugiau materijos i? aplinkin?s erdv?s ir per milijardus met? virto galaktikomis. Ir tik visai neseniai, pagal kosminius standartus, scenoje pasirod?me mes, ?mon?s.

Yra daugyb? steb?jim? ?rodym?, patvirtinan?i? Did?iojo sprogimo teorij?, tod?l nekyla abejoni?, kad ?is scenarijus i? esm?s yra teisingas. Vis? pirma, matome, kaip tolimos galaktikos sklaidosi nuo m?s? labai dideliu grei?iu, o tai rodo Visatos pl?tim?si. Did?iojo sprogimo teorija taip pat paai?kina ?viesos element?, toki? kaip helis ir litis, paplitim? Visatoje. Ta?iau svarbiausias ?rodymas, galima sakyti, r?kstanti Did?iojo sprogimo statin?, yra kosmin? fonin? spinduliuot? – pirminio ugnies rutulio ?vyt?jimas, kuris vis dar leid?ia j? steb?ti ir tyrin?ti. U? jo studijas jau buvo ?teiktos dvi Nobelio premijos.

Taigi, atrodo, turime labai s?kming? teorij?. Ta?iau tai palieka neatsakytus kai kuriuos intriguojan?ius klausimus apie pradin? visatos b?kl? i?kart po Did?iojo sprogimo. Kod?l visata buvo tokia kar?ta? Kod?l jis i?sipl?t?? Kod?l ji buvo tokia vienoda? Ir galiausiai, kas jai atsitiko prie? Did?j? sprogim??

? visus ?iuos klausimus atsako infliacijos teorija, kuri? prie? 28 metus i?k?l? Alanas Guthas.

kosmoso infliacija

Pagrindin? ?ios teorijos dalis yra ypatinga materijos forma, vadinama klaidingu vakuumu. ?prasta to ?od?io prasme vakuumas yra tiesiog absoliu?iai tu??ia erdv?. Ta?iau fizikams, dirbantiems su elementariomis dalel?mis, vakuumas toli gra?u n?ra visi?kas niekas, o fizinis objektas, turintis energij? ir sl?g?, kuris gali b?ti ?vairi? energetini? b?sen?. Fizikai ?ias b?senas vadina skirtingais vakuumais, o nuo j? savybi? priklauso ir jose galin?i? egzistuoti elementari?j? daleli? savyb?s. Ry?ys tarp daleli? ir vakuumo pana?us ? garso bang? ry?? su med?iaga, kuria jos sklinda: skirtingose med?iagose garso greitis n?ra vienodas. Mes gyvename labai ma?os energijos vakuume, ir ilg? laik? fizikai tik?jo, kad m?s? vakuumo energija yra lygi nuliui. Ta?iau naujausi steb?jimai parod?, kad jo energija ?iek tiek skiriasi nuo nulio (ji vadinama tamsi?ja energija).

?iuolaikin?s elementari?j? daleli? teorijos numato, kad, be m?s? vakuumo, yra daugyb? kit? didel?s energijos vakuum?, vadinam? klaidingais. Kartu su labai didele energija klaidingam vakuumui b?dingas didelis neigiamas sl?gis, vadinamas ?tampa. Tai tas pats, kas i?tempti gumos gabal?: atsiranda ?tampa, ? vid? nukreipta j?ga, d?l kurios guma susispaud?ia.

Ta?iau keis?iausia netikro vakuumo savyb? yra jo atstumianti gravitacija. Pagal Ein?teino bendr?j? reliatyvumo teorij?, gravitacijos j?gas sukelia ne tik mas? (tai yra energija), bet ir sl?gis. Teigiamas sl?gis sukelia gravitacin? trauk?, o neigiamas sl?gis sukelia atst?mim?. Vakuumo atveju sl?gio atstumiantis poveikis vir?ija su jo energija susijusi? traukos j?g?, o suma yra atst?mimas. Ir kuo didesn? vakuumo energija, tuo ji stipresn?.

Be to, netikras vakuumas yra nestabilus ir paprastai labai greitai suyra, virsdamas ma?os energijos vakuumu. Energijos perteklius patenka ? ugninio elementari?j? daleli? kre?ulio susidarym?. ?ia svarbu pabr??ti, kad Alanas Guthas specialiai savo teorijai nesugalvojo netikro vakuumo su tokiomis keistomis savyb?mis. Jo egzistavimas i?plaukia i? elementari?j? daleli? fizikos.

Guthas papras?iausiai man?, kad pa?ioje Visatos istorijos prad?ioje erdv? buvo netikro vakuumo b?senoje. Kod?l taip atsitiko? Geras klausimas ir yra k? pasakyti, bet prie ?io klausimo gr??ime straipsnio pabaigoje. Tuo tarpu tarkime, sekdami Gutu, kad jauna visata buvo u?pildyta klaidingu vakuumu. Tokiu atveju jos sukelta atstumian?ioji gravitacija lemt? labai spar?iai greit?jant? Visatos pl?tim?si. ?io tipo pl?timosi metu, kur? Guthas pavadino infliacija, yra b?dingas padvigub?jimo laikas, per kur? visatos dydis padvigub?ja. Tai pana?u ? infliacij? ekonomikoje: jei jos tempas pastovus, tai kainos padvigub?ja, tarkime, per 10 met?. Kosmologin? infliacija yra daug greitesn?, tokiu grei?iu, kad per sekund?s dal? ma?yt? sritis, ma?esn? u? atomo skersmen?, i?pu?iama iki didesnio dyd?io nei visatos dalis, kuri? galima steb?ti ?iandien.

Kadangi netikras vakuumas yra nestabilus, jis ilgainiui suirs ir susidarys ugningas kre?ulys, ir ?ia infliacija baigiasi. Klaidingo vakuumo skilimas ?ioje teorijoje vaidina Did?iojo sprogimo vaidmen?. Nuo to momento Visata vystosi pagal standartin? Did?iojo sprogimo kosmologij?.

Nuo spekuliacij? iki teorijos

Infliacijos teorija nat?raliai paai?kina pradin?s b?senos ypatybes, kurios anks?iau atrod? tokios paslaptingos. Auk?ta temperat?ra atsiranda d?l didel?s klaidingos vakuumo energijos. I?sipl?timas vyksta d?l atstumian?ios gravitacijos, d?l kurios klaidingas vakuumas ple?iasi, o ugnies kamuolys toliau ple?iasi pagal inercij?. Visata yra vienalyt?, nes netikras vakuumas visur turi lygiai tok? pat? energijos tank? (i?skyrus ma?us nehomogeni?kumus, kurie yra susij? su klaidingo vakuumo kvantiniais svyravimais).

Kai infliacijos teorija pirm? kart? buvo paskelbta vie?ai, ji buvo priimta tik kaip spekuliacin? hipotez?. Ta?iau dabar, pra?jus 28 metams, jis gavo ?sp?ding? steb?jim? ?rodym?, kuri? did?ioji dalis yra d?l kosmin?s fonin?s spinduliuot?s. WMAP palydovas suk?r? viso dangaus spinduliuot?s intensyvumo ?em?lap? ir nustat?, kad jame matomas d?m?tas ra?tas puikiai sutampa su teorija.

Yra dar viena infliacijos prognoz?, ty visata tur?t? b?ti beveik plok??ia. Pagal bendr?j? Ein?teino reliatyvumo teorij? erdv? gali b?ti i?lenkta, ta?iau infliacijos teorija numato, kad m?s? stebima visatos sritis tur?t? b?ti labai tiksliai apra?yta plok??ia euklidine geometrija. ?sivaizduokite i?lenkt? sferos pavir?i?.

Dabar mintyse padidinkite ?? pavir?i? daugyb? kart?. B?tent taip nutiko visatai infliacijos metu. Mes matome tik ma?yt? ?ios did?iul?s sferos dal?. Ir atrodo, kad ji plok??ia kaip ?em?, kai ?i?rime ? nedidel? jos plot?. Kad Visatos geometrija yra plok??ia, buvo patikrinta i?matavus mil?ini?ko trikampio, beveik kosminio horizonto dyd?io, kampus. J? suma buvo 180 laipsni?, kaip ir turi b?ti su plok??ia, euklidine, geometrija.

Dabar, kai m?s? stebimame visatos regione gauti duomenys patvirtino infliacijos teorij?, galime tam tikru mastu pasitik?ti tuo, k? ji mums sako apie regionus, kurie yra neprieinami steb?jimui. Tai gr??ina mus prie klausimo, nuo kurio prad?jome: kas slypi u? m?s? kosminio horizonto?

Begalini? dviprasmybi? pasaulis

Teorijos pateiktas atsakymas gana netik?tas: nors infliacija baig?si m?s? kosmoso dalyje, ji t?siasi visoje Visatoje. ?en bei ten jo storiu ?vyksta „didieji sprogimai“, kuri? metu nutr?ksta netikras vakuumas ir atsiranda erdv?s sritis, pana?i ? m?s?. Ta?iau infliacija niekada nesibaigs iki galo visoje visatoje. Faktas yra tas, kad vakuumo ?lugimas yra tikimybinis procesas, o ?vairiose srityse tai vyksta skirtingu laiku. Pasirodo, Didysis sprogimas nebuvo unikalus ?vykis m?s? praeityje. Daug „sprogim?“ ?vyko anks?iau ir dar daug j? ?vyks ateityje. ?is nesibaigiantis procesas vadinamas am?ina infliacija.

Galima pabandyti ?sivaizduoti, kaip atrodyt? besipu?ianti Visata, pa?velgus ? j? i? ?ono. Erdv? b?t? u?pildyta netikru vakuumu ir labai greitai i?sipl?st? ? visas puses. Klaidingo vakuumo ?lugimas pana?us ? vandens u?virim?. ?en bei ten spontani?kai kyla ma?os energijos vakuumo burbuliukai. Kai tik jie gimsta, burbuliukai pradeda pl?stis ?viesos grei?iu. Ta?iau jie labai retai susiduria, nes erdv? tarp j? ple?iasi dar grei?iau, tod?l atsiranda vietos vis daugiau burbul?. Viename i? j? gyvename ir matome tik nedidel? jo dal?.

Deja, keliauti ? kitus burbulus ne?manoma. Net lipdami ? erdv?laiv? ir jud?dami beveik ?viesos grei?iu, negalime neatsilikti nuo besiple?ian?i? savo burbulo rib?. Taigi mes esame jos kaliniai. Praktiniu po?i?riu kiekvienas burbulas yra savaranki?ka atskira visata, neturinti ry?io su kitais burbulais. Am?inosios infliacijos metu susidaro begalinis toki? burbul? visat? skai?ius.

Bet jei negalite patekti ? kitas burbulines visatas, kaip galite b?ti tikri, kad jos tikrai egzistuoja? Viena ?sp?dinga savyb? yra burbuliuk? susid?rimo steb?jimas. Jei ? mus atsitrenkt? kitas burbulas, tai tur?t? pastebim? poveik? stebimai kosminei foninei spinduliuotei. Ta?iau problema ta, kad burbul? susid?rimai yra labai reti, ir n?ra tikras, kad toks ?vykis ?vyko m?s? horizonte.

I? ?io pasaulio paveikslo i?plaukia stebina i?vada: kadangi burbulini? visat? skai?ius yra begalinis ir kiekviena i? j? ple?iasi neribotai, jose bus begal? m?s? horizonto dyd?io region?. Kiekviena tokia sritis tur?s savo istorij?. „Istorija“ rei?kia visk?, kas ?vyko, iki smulkiausi? ?vyki?, toki? kaip dviej? atom? susid?rimas. Svarbiausia yra tai, kad ?vairi? istorij?, kurios gali ?vykti, skai?ius yra ribotas. Kaip tai ?manoma? Pavyzd?iui, a? galiu pajudinti savo k?d? vienu centimetru, puse centimetro, ketvirtadaliu ir tt: jau atrodo, kad istorij? yra neribotas skai?ius, nes k?d? galiu perkelti be galo daug skirting? b?d? Man patinka. Ta?iau d?l kvantinio neapibr??tumo per arti viena kitos esan?i? istorij? i? esm?s ne?manoma atskirti. Taigi kvantin? mechanika mums sako, kad skirting? istorij? skai?ius yra baigtinis. Nuo Did?iojo sprogimo m?s? stebimam regionui jis buvo apie 10 padidintas iki 10150. Tai ne?sivaizduojamai didelis skai?ius, ta?iau svarbu pabr??ti, kad jis n?ra begalinis.

Taigi, ribotas skai?ius istorij? atsiskleid?ia be galo daugybe sri?i?. Nei?vengiama i?vada, kad kiekviena istorija kartojasi be galo daug kart?. Vis? pirma, yra be galo daug ?emi?, kuriose yra tokios pat istorijos kaip ir m?s?. Tai rei?kia, kad ?i? fraz? dabar skaito de?imtys j?s?. Taip pat turi b?ti sri?i?, kuri? istorijos ka?kuo skiriasi, suvokiant visas ?manomas variacijas. Pavyzd?iui, yra vietovi?, kuriose buvo pakeistas tik j?s? ?uns vardas, ir yra kit?, kur dinozaurai vis dar vaik?to po ?em?. Nors, ?inoma, daugumoje sri?i? n?ra nieko pana?aus ? m?s? ?em?: juk yra daug daugiau b?d? skirtis nuo m?s? kosmoso, nei b?ti pana?iam ? j?. ?is vaizdas gali atrodyti ?iek tiek slegiantis, bet labai sunku to i?vengti, jei priimama infliacijos teorija.

Multivisatos burbulai

Iki ?iol man?me, kad kitos burbulin?s visatos yra pana?ios savo fizin?mis savyb?mis. Bet taip neturi b?ti. M?s? pasaulio savybes lemia skai?i? rinkinys, vadinamas pagrindin?mis konstantomis. Tarp j? yra Niutono gravitacin? konstanta, elementari?j? daleli? mas?s, j? elektros kr?viai ir pana?iai. I? viso toki? konstant? yra apie 30, ir kyla visi?kai nat?ralus klausimas: kod?l jos turi b?tent tokias vertes, kokias turi? Ilg? laik? fizikai svajojo, kad vien? dien? jie gal?s i?vesti konstant? reik?mes i? kokios nors pagrindin?s teorijos. Ta?iau reik?mingos pa?angos ?iuo keliu nepadaryta.

Jei ant popieriaus lapo u?ra?ysite ?inom? pagrindini? konstant? reik?mes, jos atrodys visi?kai atsitiktin?s. Kai kurie i? j? yra labai ma?i, kiti yra dideli, o u? ?io skai?i? rinkinio n?ra matomos tvarkos. Ta?iau juose vis d?lto buvo pasteb?ta sistema, nors ir ?iek tiek kitokia, nei tik?josi rasti fizikai. Atrodo, kad konstant? reik?m?s yra kruop??iai „parinktos“, kad b?t? u?tikrintas m?s? egzistavimas. ?is steb?jimas vadinamas antropiniu principu. Pana?u, kad konstantas K?r?jas specialiai sureguliavo, kad sukurt? gyvenimui tinkam? visat? – b?tent apie tai mums pasakoja protingo dizaino doktrinos ?alininkai.

Ta?iau yra ir kita galimyb?, kuri pie?ia visi?kai kitok? K?r?jo ?vaizd?: jis atsitiktinai sukuria daugyb? visat?, ir visi?kai atsitiktinai kai kurios i? j? pasirodo tinkamos gyvenimui. Protingi steb?tojai tokiose retose visatose atranda nuostab? konstant? koregavim?. ?iame pasaulio paveiksle, vadinamame Multivisata, dauguma burbul? yra nevaisingi, ta?iau juose n?ra n? vieno, kuris gal?t? tuo sk?stis.

Bet kaip patikrinti Multivisatos koncepcij?? Tiesioginiai steb?jimai nieko neduos, nes negalime keliauti ? kitus burbulus. Ta?iau, kaip ir atliekant baud?iam?j? tyrim?, galima rasti netiesiogini? ?rodym?. Jei konstantos kei?iasi i? vienos visatos ? kit?, mes negalime tiksliai numatyti j? ver?i?, bet galime daryti tikimybines prognozes. Galima paklausti: kokias vertybes ras paprastas steb?tojas? Tai analogi?ka bandymui nusp?ti pirmojo gatv?je sutikto ?mogaus ?g?. Ma?ai tik?tina, kad jis pasirodys mil?inu ar nyk?tuku, tod?l jei prognozuosime, kad jo ?gis bus ka?kur apie vidutin?, mes, kaip taisykl?, neklysime. Pana?iai ir su pagrindin?mis konstantomis: n?ra pagrindo manyti, kad j? vert?s m?s? erdv?s regione yra labai didel?s ar ma?os, kitaip tariant, jos labai skiriasi nuo t?, kurias i?matuos dauguma Visatos steb?toj?. M?s? nei?skirtinumo prielaida yra svarbi mintis; A? tai pavadinau vidutinyb?s principu.

?is metodas buvo pritaikytas vadinamajai kosmologinei konstantai, kuri apib?dina m?s? vakuumo energijos tank?. ?ios konstantos vert?, gauta i? astronomini? steb?jim?, gerai sutapo su prognoz?mis, pagr?stomis Multivisatos koncepcija. Tai buvo pirmasis ?rodymas, kad ten, u? horizonto, egzistuoja tikrai kolosali, am?inai besipu?ianti visata. ?ie ?rodymai, ?inoma, yra netiesioginiai, kaip gali b?ti. Ta?iau jei mums pasiseks padaryti kelet? s?kmingesni? prognozi?, naujas pasaulio vaizdas gali b?ti laikomas ?rodytu be pagr?st? abejoni?.

Kas atsitiko prie? Did?j? sprogim??

Ar visata tur?jo prad?i?? Apra??me be galo besiple?iant? kosmos?, sukeliant? vis daugiau „did?i?j? sprogim?“, ta?iau nor?tume su?inoti, ar Visata visada buvo tokia? Daugeliui ?moni? ?i galimyb? atrodo labai patraukli, nes ji pa?alina kai kuriuos sud?tingus klausimus, susijusius su visatos prad?ia. Kai Visata jau egzistuoja, jos evoliucija apra?oma fizikos d?sniais. Bet kaip apib?dinti jos prad?i?? D?l ko atsirado visata? O kas jai suteik? pradines s?lygas? B?t? labai patogu sakyti, kad visata visada yra am?inos infliacijos b?senoje be pabaigos ir be prad?ios.

Ta?iau ?i id?ja susiduria su netik?ta kli?timi. Arvindas Bordas ir Alanas Guthas ?rod? teorem?, teigian?i?, kad nors infliacija yra am?ina ateityje, ji negali b?ti am?ina praeityje, o tai rei?kia, kad ji turi tur?ti tam tikr? prad?i?. Ir kas tai buvo, galime nuolat klausti: kas buvo anks?iau? Pasirodo, vienas pagrindini? kosmologijos klausim? – kaip atsirado Visata? niekada negavau patenkinamo atsakymo.

Vienintelis b?das i?spr?sti ?i? iki ?iol pasi?lyt? begalin?s regresijos problem? yra tai, kad visata gal?jo b?ti spontani?kai sukurta i? nieko. Da?nai sakoma, kad niekas negali atsirasti i? nieko. I? ties?, materija turi teigiam? energij?, o jos tverm?s d?snis reikalauja, kad bet kurioje pradin?je b?senoje energija b?t? tokia pati. Ta?iau matematinis faktas yra tas, kad u?daroje visatoje energijos n?ra. Ein?teino bendrojoje reliatyvumo teorijoje erdv? gali b?ti i?lenkta ir u?sidaryti kaip sferos pavir?ius. Jeigu tokioje u?daroje visatoje vis? laik? judate viena kryptimi, tai galiausiai gr??ite ten, kur prad?jote, kaip ir apva?iav? ?em? gr??ite ? prad?ios ta?k?. Materijos energija yra teigiama, bet gravitacijos energija yra neigiama, ir galima grie?tai ?rodyti, kad u?daroje visatoje j? ?na?ai tiksliai panaikina vienas kit?, tod?l u?daros visatos bendra energija yra lygi nuliui. Kitas taupomas dydis yra elektros kr?vis. Ir ?ia taip pat paai?k?ja, kad u?daros visatos bendras kr?vis turi b?ti lygus nuliui.

Jei visi i?saugoti kiekiai u?daroje visatoje yra lyg?s nuliui, tai niekas netrukdo jai spontani?kai atsirasti i? nieko. Kvantin?je mechanikoje bet koks procesas, kurio nedraud?ia grie?ti i?saugojimo ?statymai, ?vyks su tam tikra tikimybe. Tai rei?kia, kad u?daros visatos tur?t? atsirasti i? nieko, kaip burbuliukai ?ampano taur?je. ?ios naujagimio visatos gali b?ti skirtingo dyd?io ir u?pildytos ?vairi? tip? vakuumu. Analiz? rodo, kad labiausiai tik?tinos visatos turi minimalius pradinius matmenis ir did?iausi? vakuumo energij?. Kai tik tokia visata atsiranda, ji i? karto pradeda pl?stis veikiama didel?s vakuumin?s energijos. Taip prasideda am?inos infliacijos istorija.

?ventojo Augustino kosmologija

Reikia pasteb?ti, kad analogija tarp i? nieko kylan?i? visat? ir ?ampano burbul? n?ra visi?kai tiksli. Burbulai gimsta skystyje, o visata neturi aplinkin?s erdv?s. Gimusi u?dara visata – tai visa turima erdv?. Prie? pasirodant, erdv? neegzistuoja, kaip neegzistuoja laikas. Bendrojoje reliatyvumo teorijoje erdv? ir laikas yra susieti ? vien? esyb?, vadinam? „erdv?s-laiku“, o laikas pradeda skai?iuoti tik tada, kai pasirodo visata.

Ka?k? pana?aus prie? daugel? am?i? apra?? ?v. Augustinas. Jis band? suprasti, k? Dievas padar? prie? suk?r?s dang? ir ?em?. Savo apm?stymus apie ?i? problem? Augustinas i?d?st? nuostabioje knygoje „I?pa?intis“. Galiausiai jis padar? i?vad?, kad Dievas tur?jo sukurti laik? kartu su visata. Iki to laiko nebuvo, vadinasi, beprasmi?ka klausti, kas nutiko anks?iau. Tai labai pana?u ? ?iuolaikin?s kosmologijos pateikt? atsakym?.

Galite paklausti: kas paskatino visat? atsirasti i? nieko? Keista, bet jokios prie?asties nereikia. Jei paimsite radioaktyv? atom?, jis suirs, o kvantin? mechanika numato jo skilimo tikimyb? per tam tikr? laiko interval?, tarkime, per minut?. Bet jei paklausite, kod?l atomas suskilo b?tent ?iuo momentu, o ne kitu, atsakymas bus, kad nebuvo jokios prie?asties: ?is procesas yra visi?kai atsitiktinis. Pana?iai nereikia jokios prie?asties kvantiniam Visatos suk?rimui.

Fizikos d?sniai, apib?dinantys kvantin? visatos gimim?, yra tokie patys kaip ir tie, kurie apib?dina tolesn? jos evoliucij?. Atrodo, kad tai rei?kia, kad d?sniai tam tikra prasme egzistavo prie? visatos atsiradim?. Kitaip tariant, neatrodo, kad d?sniai b?t? visatos apra?ymai, bet jie egzistuoja platoni?kai atskirai nuo pa?ios visatos. Mes dar ne?inome, kaip tai suprasti.

Aleksandras Vilenkinas yra Tuftso universiteto (Bostonas, Masa?usetsas) Kosmologijos instituto direktorius. 1971 metais baig? Charkovo universitet?, 1976 metais emigravo i? SSRS, o 1978 metais tapo Tuftso universiteto profesoriumi. Vilenkinas yra vienas ?ymiausi? ?iuolaikini? kosmolog?, am?inosios infliacijos koncepcijos, atsiradusios kaip Alano Guto infliacin?s kosmologijos pl?tot?s, autorius, kartu su juo para?? nema?ai mokslini? darb?. Yra gerai ?inomas Aleksandro Vilenkino ir Stepheno Hawkingo gin?as d?l klausimo, kaip tiksliai ?vyko kvantinis Visatos gimimas. Vilenkinas yra antropinio principo ?alininkas, pagal kur? visat? yra daug ir tik kelios i? j? tinkamos proting? gyventoj? gyvenimui. Be to, Vilenkinas mano, kad i? antropinio principo galima gauti nebanalias prognozes, kurios leid?ia patvirtinti, kad egzistuoja steb?jimui neprieinamos visatos. Angl? kalba i?leista Aleksandro Vilenkino mokslo populiarinimo knyga „Daugelio pasauli? pasaulis: kit? visat? beie?kant“ suk?l? kar?t? diskusij?. ?iais metais jis pasirodo rus? kalba.

Visata! I?gyvenimo kursas [Tarp juod?j? skyli?. laiko paradoksai, kvantinis neapibr??tumas] Dave'as Goldbergas

II. Kaip atrodo visatos kra?tas?

Kalb?jimas apie Tentaculus VII skatina mus ? svarbius apm?stymus. Jei tur?tume tokius galingus teleskopus, kad juose matytume daktaro Kala?iko gimt?j? planet?, pamatytume ne tai, kas ten vyksta ?iandien, o tai, kas buvo ma?daug prie? milijard? met?. Ir jei pa?velgtume ? kit?, dar tolimesn? galaktik?, pa?velgtume ? dar tolimesn? praeit?. Taip mokslininkai tiria ankstyv?sias visatos stadijas – ?i?ri ? tai, kas vyksta labai tolimose galaktikose.

Ta?iau u? tolimiausi? galaktik? yra riba, u? kurios negalime ?i?r?ti. ?em?je ?i? rib? vadiname horizontu, ta?iau lygiai toks pat horizontas egzistuoja ir visoje visatoje. Negalime matyti u? horizonto, nes ?viesa sklinda pastoviu grei?iu. O kadangi visata egzistuoja palyginti neseniai, tik apie 13,7 milijardo met?, viskas, kas yra toliau nei 13,7 milijardo ?viesme?i?, kur? laik? nebus pasiekiama m?s? akims.

Ir i? kur i? tikr?j? kilo ?i „visatos prad?ios“ data? Prad?kime nuo galo. Jei visos galaktikos visatoje tolsta viena nuo kitos, vadinasi, praeityje tur?jo b?ti momentas, kai jos (ar bent jau jas sudarantys atomai) s?d?jo viena kitai ant galv?. ?? „?vyk?“ vadiname Did?iuoju sprogimu, kuris suk?l? dideli? klaiding? nuomoni?, painiavos ir kito skyriaus ra?ym?.

Galime ?vertinti, kada ?vyko Didysis sprogimas, jei prisiminsime, kad greitis yra atstumo ir laiko santykis. Darant prielaid? (klaidingai, kaip paai?k?ja, bet kol kas tokia klaida mums tinka), kad galaktikos, kurioje yra Tentaculus, traukimosi greitis buvo pastovus nuo laik? prad?ios, galime apskai?iuoti Visatos greit? naudodami paprasti magomamatiniai skai?iavimai. Tik pagalvokite: kuo toliau nuo m?s? ?iandien yra galaktika, tuo senesn? m?s? visata, nes viskas b?ga vienas nuo kito mums ?inomu grei?iu. ?ioje paprastoje tiesin?je lygtyje pakeiskite kintamuosius, kurie galioja m?s? visatai, ir apskai?iuokite, kad visatos am?ius yra apie 13,8 milijardo met?: ?tai rezultatas beveik toks pat, lyg visus skai?iavimus atliktum?te tiksliai ir su reikiamais pataisymais. .

Jei tur?tume pakankamai galing? teleskop?, ar gal?tume savo akimis pamatyti visatos prad?i?? Beveik, bet ne visai. Dabartinis atstumo rekordininkas, objektas, pravarde A 1689-zD1, yra tokiu atstumu nuo m?s?, kad jo vaizdas, matomas Hablo kosminiame teleskope, datuojamas tuo metu, kai Visatai tebuvo 700 milijon? met? (apie 5). ? % jos dabartinio am?iaus), kai jos dydis buvo ma?esnis nei / 8 dabartinio am?iaus.

Dar blogiau, A 1689-zD1 tolsta nuo m?s? ma?daug 8 kartus didesniu ?viesos grei?iu. (Palauksime, kol apversite knyg? atgal ? 1 skyri?, kuriame ai?kiai ir nedviprasmi?kai parei?k?me, kad tai ne?manoma.) M?sl? akimirksniu ?sp?jama, jei prisiminsime, kad ple?iasi visata, o ne juda galaktika. Galaktika stovi vietoje.

Ar vis dar manote, kad mes apgaudin?jame? Visai ne. Specialusis reliatyvumas nesako, kad objektai negali nutolti vienas nuo kito grei?iau nei ?viesos greitis. Ji sako, kad jei pasi?siu ?ik?nosparnio signal? ? dang?, Betmenas negal?s jo aplenkti „Betplane“, kad ir koks jis b?t? i?sip?t?s. Bendresne prasme tai rei?kia, kad jokia informacija (pvz., dalel? ar signalas) negali sklisti grei?iau u? ?vies?. Tai visi?kai tiesa, net jei visata ple?iasi labai greitai. Mes negalime panaudoti Visatos pl?timosi, kad aplenktume ?viesos spindul?.

Ties? sakant, mes galime pa?velgti dar toliau ? praeit? nei A 1689-zD1, ta?iau tam mums reikia radijo imtuv?. Galime ?vilgtel?ti ? laikus, kai Visatai tebuvo 380 000 met? ir j? sudar? ne kas kita, kaip verdantis vandenilio, helio ir itin didel?s energijos spinduliuot?s mi?inys.

Tada viskas migloje – tiesiogine to ?od?io prasme. Kadangi visata ankstyvosiose stadijose buvo pilna materijos, tai tarsi bandymas ?vilgtel?ti u? savo kaimyno u?uolaid?. Kas slypi u? j?, nematoma, ta?iau ?inome, kaip Visata atrodo dabar ir kaip ji atrod? kiekvien? akimirk? nuo ankstyv?j? etap? iki ?i? dien?, tod?l galime atsp?ti, kas slypi u? ?ios kosmin?s u?dangos. D?l to norisi ?i?r?ti u? jos, ar ne?

Taigi, nors ir negalime pa?velgti u? horizonto, matome pakankamai, kad valstyb?s s?skaita patenkintume savo ir kit? smalsum?. Gra?iausia tai, kad kuo ilgiau laukiame, tuo Visata sen?ja ir horizontas tolsta atgal. Kitaip tariant, yra tolimi Visatos kampeliai, kuri? ?viesa mus pasiekia tik dabar.

O kas yra u? horizonto? Niekas ne?ino, bet mes galime laisvai daryti pagr?stus sp?jimus. Atminkite, kad Kopernikas ir jo pasek?jai mums ai?kiai pasak?: „Kai kur nors eini, vis tiek ka?kur atsiduri“, tod?l galime manyti, kad u? horizonto visata atrodo pana?iai kaip ?ia. ?inoma, bus ir kit? galaktik?, bet j? bus ma?daug tiek pat, kiek aplink mus, ir jos atrodys pana?iai kaip m?s? kaimyn?s. Ta?iau tai neb?tinai yra tiesa. Mes darome toki? prielaid?, nes neturime pagrindo manyti kitaip.

autorius Hawkingas Stephenas Williamas

9. Visatos kilm? Visatos kilm?s klausimas ?iek tiek pana?us ? pa?i? seniausi? problem?: kas buvo anks?iau – vi?ta ar kiau?inis? Kitaip tariant, kokia j?ga suk?r? visat? ir kas t? j?g?? O gal egzistavo visata ar j? suk?rusi j?ga

I? knygos „Naujausia fakt? knyga“. 3 tomas [Fizika, chemija ir technologijos. Istorija ir archeologija. ?vair?s] autorius Kondra?ovas Anatolijus Pavlovi?ius

I? knygos Erdv?s ir laiko paslaptys autorius Komarovas Viktoras

I? knygos Visata. Instrukcij? vadovas [Kaip i?gyventi tarp juod?j? skyli?, laiko paradoks? ir kvantinio neapibr??tumo] pateik? Dave'as Goldbergas

I? knygos Jud?jimas. ?iluma autorius Kitaygorodskis Aleksandras Isaakovi?ius

I? knygos Beldimas ? dangaus duris [Mokslinis po?i?ris ? visat?] pateik? Randall Lisa

I? knygos Tweets About the Universe pateik? Chown Marcus

I? knygos Tarp?vaig?dinis: mokslas u?kulisiuose autorius Er?k?tis Kipas Stevenas

II. Kaip atrodo visatos kra?tas? Kalb?jimas apie Tentaculus VII skatina mus ? svarbius apm?stymus. Jei tur?tume tokius galingus teleskopus, kad juose matytume daktaro Kala?iko gimt?j? planet?, matytume ne tai, kas ten ?iandien vyksta, o tai, kas buvo

I? knygos Being Hawking pateik? Jane Hawking

Kaip atrodo ?iluminis jud?jimas S?veika tarp molekuli? gali tur?ti didesn? ar ma?esn? reik?m? molekuli? „gyvenimui“. Trys materijos b?senos – dujin?, skysta ir kieta – skiriasi viena nuo kitos tuo, kok? vaidmen? jose atlieka s?veika.

I? autor?s knygos

VISATOS MASTAS M?s? kelion? prasideda mums pa??stamu mastu – ta, kurioje gyvename, naudojame skirtingus dalykus, juos matome ir lie?iame. Neatsitiktinai vienas metras – ne viena milijonoji jo dalis ir ne de?imt t?kstan?i? metr? – geriausiai atitinka dyd?

I? autor?s knygos

KELION? PO VISAT? Knyga ir filmas „De?imties galios“ – viena i? klasikini? kelioni? per tolimus pasaulius ir dimensijas – prasideda ir baigiasi poros ?moni?, s?din?i? ant ?ol?s ?ikagos parke, nuotrauka; Turiu pasakyti, kad ?i vieta yra gera vieta prad?ti.

I? autor?s knygos

134. Kaip atrodo mikrobang? dangus? Jei pa?velgsite ? naktin? dang?, pamatysite atskiras ?vaig?des. Ta?iau nuostabiausia tai, kad naktinis dangus da?niausiai b?na juodas.Matoma ?viesa yra tik ma?a „elektromagnetinio spektro“ dalis. Kiti ?viesos tipai (nematoma).

I? autor?s knygos

136. Kaip atrodo ultravioletinis dangus? Ultravioletin?s (UV) ?viesos bangos ilgis yra nuo 10 iki 400 nanometr? (nm). ?mogaus akiai nematomas, ta?iau kai kurie gyv?nai, pavyzd?iui, bit?s, mato ?? diapazon?. UV fotonai ne?a daug daugiau energijos nei

I? autor?s knygos

Kaip atrodo juodoji skyl? Mes, ?mon?s, priklausome m?s? branai. Negalime jo palikti ir patekti ? did?i?j? dal? (nebent kokia nors itin pa?angi civilizacija mus ten nugabens tesrakte ar kitu ?renginiu, kaip atsitiko su Cooperiu, ?r. 29 skyri?). Vadinasi,

I? autor?s knygos

Kaip atrodo prava?iuojama kirmgrau?a Kaip jums ir man, ?ios Visatos ?mon?ms, atrodo prava?iuojama kirmgrau?a? Negaliu tiksliai atsakyti. Jei kirmgrau?? galima laikyti atvir?, tikslus b?das tai padaryti lieka paslaptis, tod?l forma

I? autor?s knygos

5. Visatos pl?timasis Tuo tarpu septintojo de?imtme?io pabaigoje m?s? v?l lauk? kriz?, nors ir daug ma?iau dramati?ka nei nelemtas Roberto supa?indinimas su narkotik? poveikiu. Stepheno naryst? kolegijoje, kaip mokslinio asistento, ?jo ? pabaig?, o kadencija jau buvo pasibaigusi

Prie? kelis ?imtus met? ?mon?s buvo tikri, kad visa m?s? Visata yra Saul? ir kelios aplink j? esan?ios planetos, ta?iau b?gant metams smals?s protai pama?u ?m? daryti i?vad?, kad m?s? pasaulis n?ra planet? „kr?va“. . XX am?iaus viduryje Edvinas Hablas priblo?k? ?monij? atradimu, kuris ?rod?, kad galaktika, kurioje gyvename, n?ra visa visata, o Pauk??i? Takas yra „sm?lio gr?delis“ nesuskai?iuojamame kit? galaktik? vandenyne. ?iuolaikiniai ?mon?s vis labiau domisi, kaip atrodo Visata, mokslininkams pavyko susidaryti apytiksl? m?s? pasaulio vaizd?, ?iame straipsnyje j?s tai pamatysite.

Populiarios visatos atsiradimo hipotez?s

Ta?iau pirmiausia pa?velkime ? populiariausias teorijas, kurios bando paai?kinti m?s? pasaulio gimim?.

Bene garsiausia yra Did?iojo sprogimo teorija, kurioje teigiama, kad prie? 14 milijard? met? ?vyko energijos antpl?dis, kitaip tariant, „sprogimas“, kas j? suk?l?, ne?inoma. Ai?ku tik tai, kad ?iame pradiniame „ta?ke“ buvo sutelkta did?iul? temperat?ra ir did?iausias med?iagos tankis, sprogimo energija suk?l? visus elementus, sudaran?ius ?vaig?des ir planetas (taip, mes su jumis).

Manoma, kad m?s? nuolat ple?iasi, ir toliau did?s. Tai t?sis trilijonus met?, kol ?vaig?d?s i?naudos vis? materij? ir u?ges, tada m?s? pasaulis taps ?altas ir tamsus.

M?s? visatos dalis: kiekvienas ta?kas yra galaktika, kurioje yra ?imtai milijard? ?vaig?d?i?

Taip pat dar viena populiari teorija yra ta, kuri teigia, kad Visata visada buvo, ji neturi prad?ios ir pabaigos, ji buvo, yra ir bus. Ta?iau ?i nuomon? turi daug prie?taravim?, nes. buvo ?rodyta, kad Visata ple?iasi, kompleksi?kai modeliuojant kosmini? objekt? jud?jim? buvo nutiesta j? trajektorija, kuri nenueina be galo ? praeit?, t.y. pasirodo, kad m?s? pasaulis turi tam tikr? „prad?“.

Ties? sakant, Didysis sprogimas turi ir daug tr?kum?, pavyzd?iui, greitis nuo „sprogimo“ toks, kad per 14 milijard? met? jie tur?jo i?sibarstyti kur kas toliau vienas nuo kito, ta?iau to nepastebima.

Kaip visata atrodo i? i?or?s?

Mokslininkai nuolat tobulina savo ?rankius gilesniam „bendraam?iui“ ? visatos gelmes. Matomo pasaulio matmenys jau tiksliai ?inomi, tai yra beveik 500 milijard? galaktik? (!), kurios sudaro 26 milijard? ?viesme?i? dyd?io ribas. Ta?iau tai dar ne viskas, mokslininkai gal?t? pagauti stebimo pasaulio spinduliuot?, o tai yra 92 milijardai ?viesme?i?! Tai kolosal?s skai?iai, kuriuos sunku ?sivaizduoti. Laimei, astronomai suk?r? daugyb? vizuali? m?s? matomo pasaulio modeli?, ir dabar galite patys pamatyti, kaip atrodo Visata.

Boshongo gentis Centrin?je Afrikoje tiki, kad nuo seno buvo tik tamsa, vanduo ir didysis dievas Bumba. Vien? dien? Bumbui taip pasidar? bloga, kad jis v?m?. Ir taip pasirod? saul?. Jis i?d?iovino dal? did?iojo vandenyno, i?laisvindamas po jo vandenimis ?kalint? ?em?. Galiausiai Bumba i?v?m? m?nul?, ?vaig?des ir tada gim? kai kurie gyv?nai. Pirmasis buvo leopardas, paskui krokodilas, v??lys ir galiausiai ?mogus. ?iandien kalb?sime apie tai, kas yra Visata ?iuolaikiniu po?i?riu.

S?vokos i??ifravimas

Visata yra grandiozin?, nesuvokiama erdv?, pripildyta kvazar?, pulsar?, juod?j? skyli?, galaktik? ir materijos. Visi ?ie komponentai nuolat s?veikauja ir sudaro m?s? visat? tokia forma, koki? mes j? ?sivaizduojame. Da?nai ?vaig?d?s visatoje b?na ne vienos, o sudu?usios grandiozines spie?i?. Kai kuriuose i? j? gali b?ti ?imtai ar net t?kstan?iai toki? objekt?. Astronomai teigia, kad ma?i ir vidutinio dyd?io klasteriai („varli? ikrelis“) susiformavo visai neseniai. Ta?iau sferiniai dariniai yra senoviniai ir labai senoviniai, vis dar „prisimenantys“ pirmin? kosmos?. Visatoje yra daug toki? darini?.

Bendra informacija apie strukt?r?

?vaig?d?s ir planetos sudaro galaktikas. Prie?ingai populiariems ?sitikinimams, galaktik? sistemos yra itin mobilios ir beveik vis? laik? juda erdv?je. ?vaig?d?s taip pat yra kintamas kiekis. Jie gimsta ir mir?ta, virsdami pulsarais ir juodosiomis skyl?mis. M?s? Saul? yra „vidutin?“ ?vaig?d?. Tokie ?mon?s gyvena (pagal Visatos standartus) labai ma?ai, ne daugiau kaip 10-15 milijard? met?. ?inoma, Visatoje yra milijardai ?viesuoli?, savo parametrais primenan?i? m?s? saul?, ir tiek pat sistem?, pana?i? ? Saul?. Ypa? netoli m?s? yra Andromedos ?kas.

?tai kas yra visata. Ta?iau viskas toli gra?u n?ra taip paprasta, nes yra daugyb? paslap?i? ir prie?taravim?, ? kuriuos atsakym? dar n?ra.

Kai kurios problemos ir teorij? prie?taravimai

Senov?s taut? mitai apie visa ko suk?rim?, kaip ir daugelis kit? prie? juos ir po j?, bando atsakyti ? mus visus dominan?ius klausimus. Kod?l mes ?ia, i? kur atsirado visatos planetos? I? kur mes atsiradome? ?inoma, daugiau ar ma?iau suprantam? atsakym? pradedame gauti tik dabar, kai m?s? technologijos padar? tam tikr? pa?ang?. Ta?iau per vis? ?mogaus istorij? da?nai pasitaikydavo t? ?moni? genties atstov?, kurie prie?indavosi min?iai, kad visata apskritai turi prad?i?.

Aristotelis ir Kantas

Pavyzd?iui, Aristotelis, garsiausias i? graik? filosof?, man?, kad „visatos kilm?“ yra klaidingas terminas, nes jis visada egzistavo. Ka?kas am?ino yra tobulesnis nei ka?kas sukurta. Motyvacija tik?ti visatos am?inybe buvo paprasta: Aristotelis nenor?jo pripa?inti, kad egzistuoja kokia nors dievyb?, galinti j? sukurti. ?inoma, jo prie?ininkai poleminiuose gin?uose kaip auk?tesnio proto egzistavimo ?rodym? kaip tik min?jo Visatos suk?rimo pavyzd?. Ilg? laik? Kant? persekiojo vienas klausimas: „Kas atsitiko prie? atsirandant Visatai? Jis man?, kad visos tuo metu egzistavusios teorijos turi daug logini? prie?taravim?. Mokslininkas suk?r? vadinam?j? antitez?, kuri? vis dar naudoja kai kurie visatos modeliai. ?tai jos pozicijos:

• Jei visata tur?jo prad?i?, tai kod?l ji lauk? vis? am?inyb?, kol ji prasid?jo?
• Jei visata yra am?ina, kod?l ji apskritai turi laiko; kod?l reikia matuoti am?inyb??

?inoma, savo laikui jis u?dav? daugiau nei teising? klausim?. Ta?iau ?iandien jie yra ?iek tiek pasen?, ta?iau kai kurie mokslininkai, deja, ir toliau jomis vadovaujasi savo tyrimuose. Ein?teino teorija, nu?vie?ianti Visatos sandar?, padar? ta?k? Kanto (tiksliau – jo ?p?dini?) metimui. Kod?l tai taip ?okiruoja mokslo bendruomen??

Ein?teino po?i?riu

Jo reliatyvumo teorijoje erdv? ir laikas nebebuvo absoliut?s, susieti su kokiu nors atskaitos ta?ku. Jis teig?, kad jie gali dinami?kai vystytis, o tai lemia visatoje esanti energija. Ein?teino laikas yra toks neapibr??tas, kad n?ra jokio ypatingo poreikio jo apibr??ti. Tai b?t? kaip i?siai?kinti krypt? ? pietus nuo Piet? a?igalio. Gana beprasmi?ka. Bet kokia vadinamoji visatos „prad?ia“ b?t? dirbtin? ta prasme, kad b?t? galima pabandyti samprotauti apie „ankstesnius“ laikus. Papras?iau tariant, tai ne tiek fizin?, kiek giliai filosofin? problema. ?iandien jos sprendimu u?siima geriausi ?monijos protai, kurie nenuilstamai galvoja apie pirmini? objekt? formavim?si kosmin?je erdv?je.

Pozityvistinis po?i?ris ?iandien yra labiausiai paplit?s. Papras?iau tariant, mes suvokiame pa?i? Visatos strukt?r? taip, kaip galime j? ?sivaizduoti. Niekas negal?s paklausti, ar naudojamas modelis yra tikras, ar yra kit? variant?. J? galima laikyti s?kminga, jei ji pakankamai eleganti?ka ir organi?kai apima visus sukauptus pasteb?jimus. Deja, kai kuriuos faktus (grei?iausiai) neteisingai interpretuojame naudodami dirbtinai sukurtus matematinius modelius, o tai dar labiau i?kraipo faktus apie mus supant? pasaul?. Galvodami apie tai, kas yra visata, prarandame milijonus fakt?, kurie tiesiog dar n?ra atrasti.

?iuolaikin? informacija apie visatos kilm?

„Visatos viduram?iai“ – tamsos era, egzistavusi iki pirm?j? ?vaig?d?i? ir galaktik? pasirodymo.

B?tent tais paslaptingais laikais susiformavo pirmieji sunkieji elementai, i? kuri? susik?r?me mes ir visas mus supantis pasaulis. Dabar mokslininkai kuria pirminius visatos modelius ir tuo metu vykusi? rei?kini? tyrimo metodus. ?iuolaikiniai astronomai teigia, kad visata yra apie 13,7 milijardo met?. Prie? prasidedant visatai, kosmosas buvo toks kar?tas, kad visi esami atomai buvo suskirstyti ? teigiamai ?krautus branduolius ir neigiamai ?krautus elektronus. ?ie jonai blokavo vis? ?vies?, neleisdami jai plisti. Vie?patavo tamsa, kurios pabaigos ir kra?to nebuvo.

pirmoji ?viesa

Pra?jus ma?daug 400 000 met? po Did?iojo sprogimo, erdv? pakankamai atv?so, kad skirtingos dalel?s gal?t? susijungti ? atomus, suformuodamos Visatos planetas ir... pirm?j? ?vies? erdv?je, kurios aidai mums iki ?iol ?inomi kaip „?viesos horizontas“. “. Kas nutiko prie? Did?j? sprogim?, mes vis dar ne?inome. Galb?t tada buvo kita visata. Galb?t nieko nebuvo. Didysis Niekas... Daugelis filosof? ir astrofizik? primygtinai reikalauja ?io varianto.

Dabartiniai modeliai rodo, kad pirmosios galaktikos visatoje prad?jo formuotis pra?jus ma?daug 100 milijon? met? po Did?iojo sprogimo, tod?l atsirado m?s? visata. Galaktik? ir ?vaig?d?i? formavimosi procesas palaipsniui t?s?si, kol did?ioji vandenilio ir helio dalis buvo ?traukta ? naujas saules.

Paslaptys laukia, kol bus i?tirtos

Yra daug klausim?, ? kuriuos gal?t? pad?ti atsakyti pradini? proces? tyrimas. Pavyzd?iui, kada ir kaip atsirado nepaprastai didel?s juodosios skyl?s, matomos beveik vis? dideli? grupi? ?irdyse? ?iandien ?inoma, kad Pauk??i? Take yra juodoji skyl?, kurios svoris yra ma?daug 4 milijonai m?s? Saul?s masi?, o kai kuriose senov?s Visatos galaktikose yra juod?j? skyli?, kuri? dyd? paprastai sunku ?sivaizduoti. Did?iausias – i?silavinimas ULAS J1120+0641 sistemoje. Jo juodosios skyl?s svoris yra 2 milijardai kart? didesnis u? m?s? ?vaig?d?s mas?. ?i galaktika i?kilo tik 770 milijon? met? po Did?iojo sprogimo.

Tai ir yra pagrindin? paslaptis: pagal ?iuolaikines id?jas tokie masyv?s dariniai tiesiog neb?t? sp?j? atsirasti. Taigi kaip jie susiformavo? Kokios yra ?i? juod?j? skyli? „s?klos“?

Juodoji med?iaga

Galiausiai tamsioji materija, kurios, daugelio tyrin?toj? nuomone, 80% kosmoso – Visatos – vis dar yra „tamsusis arklys“. Mes vis dar ne?inome, kokia yra tamsiosios materijos prigimtis. Ypa? daug klausim? kelia jo strukt?ra ir elementari?j? daleli?, sudaran?i? ?i? paslapting? med?iag?, s?veika. ?iandien darome prielaid?, kad jo sudedamosios dalys prakti?kai nes?veikauja viena su kita, o kai kuri? galaktik? steb?jim? rezultatai prie?tarauja ?iai tezei.

Apie ?vaig?d?i? kilm?s problem?

Kita problema – kokios buvo pirmosios ?vaig?d?s, i? kuri? susiformavo ?vaig?d?i? visata. Ne?tik?tino kar??io s?lygomis ir esant did?iuliam sl?giui ?i? sauli? ?erdyje, palyginti paprasti elementai, tokie kaip vandenilis ir helis, vis? pirma buvo paver?iami anglimi, kuria grind?iamas m?s? gyvenimas. Dabar mokslininkai mano, kad pa?ios pirmosios ?vaig?d?s buvo daug kart? didesn?s u? saul?. Galb?t jie gyveno tik por? ?imt? milijon? met? ar net ma?iau (turb?t taip susiformavo pirmosios juodosios skyl?s).

Ta?iau kai kurie „senbuviai“ gali egzistuoti ?iuolaikin?je erdv?je. Jie tur?jo b?ti labai prasti sunki?j? element? at?vilgiu. Galb?t kai kurie i? ?i? darini? vis dar „slepiasi“ Pauk??i? Tako aureole. ?i paslaptis vis dar neatskleista. Su tokiais incidentais tenka susidurti kiekvien? kart?, atsakant ? klausim?: „Kas yra visata? Norint i?tirti pirm?sias dienas po jo atsiradimo, nepaprastai svarbu ie?koti ankstyviausi? ?vaig?d?i? ir galaktik?. Nat?ralu, kad patys seniausi yra tie objektai, kurie yra pa?iame ?viesos horizonto pakra?tyje. Vienintel? problema ta, kad tas vietas gali pasiekti tik patys galingiausi ir moderniausi teleskopai.

Tyr?jai daug vil?i? sieja su Jameso Webbo kosminiu teleskopu. ?is ?rankis skirtas suteikti mokslininkams vertingiausios informacijos apie pirmosios kartos galaktik?, susiformavusi? i? karto po Did?iojo sprogimo. Priimtinos kokyb?s ?i? objekt? vaizd? prakti?kai n?ra, tad dideli atradimai dar laukia.

Nuostabi "?viesa"

Visos galaktikos skleid?ia ?vies?. Kai kurie dariniai stipriai ?vie?ia, kai kurie skiriasi saikingu „ap?vietimu“. Ta?iau yra ry?kiausia galaktika visatoje, kurios intensyvumas nepana?us ? niek? kit?. Jos vardas WISE J224607.57-052635.0. ?i „lemput?“ yra net 12,5 milijardo ?viesme?i? atstumu nuo Saul?s sistemos ir vienu metu ?vie?ia kaip 300 trilijon? saul?s. Atkreipkite d?mes?, kad ?iandien yra apie 20 toki? darini? ir nereik?t? pamir?ti apie „?viesos horizonto“ s?vok?.

Papras?iau tariant, i? ten, kur esame, matome tik objektus, kurie susiformavo ma?daug prie? 13 milijard? met?. Tolimi regionai m?s? teleskop? ?vilgsniui nepasiekiami vien tod?l, kad ?viesa i? ten tiesiog netur?jo laiko pasiekti. Taigi tose dalyse turi b?ti ka?kas pana?aus. Tai ry?kiausia galaktika Visatoje (tiksliau, matomoje jos dalyje).

Prad?kime ne nuo fakto, o nuo pa?inties su m?s? galaktika. ?i?nakt, kai saul? yra ?emiau horizonto, pa?i?r?kite ? vir??. Priklausomai nuo to, kiek tamsu, gal?site pamatyti ?vaig?d?i? spie?ius, kuri? kiekviena priklauso m?s? Pauk??i? Tako galaktikai. Bet jei pa?velgsite atid?iau, gal?site identifikuoti ?vaig?des kitose nei m?s? galaktikose, kai kurios i? j? matomos plika akimi.

Kitos galaktikos

?is faktas tikrai leis pasijusti ma?iems. Mokslininkai apskai?iavo, kad visatoje yra ?imtai milijard? galaktik?, kuri? n? vienos ne??i?r?site be teleskopo. Be to, kiekviena i? ?i? galaktik? turi milijardus ?vaig?d?i?, tod?l bendras ?vaig?d?i? skai?ius visatoje siekia 10 milijard? trilijon?. ?vaig?d?i? skai?ius yra didesnis nei sm?lio gr?deli? visuose ?em?s papl?dimiuose.

Juodoji med?iaga

Visos ?vaig?d?s, galaktikos ir juodosios skyl?s visatoje sudaro tik apie 5% jos mas?s. Kad ir kaip beproti?kai tai skamb?t?, ? likusius 95% tiesiog neatsi?velgiama. Mokslininkai nusprend? ?i? paslapting? med?iag? pa?ym?ti kaip tamsi?j? med?iag? ir iki ?iol vis dar ne?ino, kas tai yra ir kaip ji atrodo.

Kosminis alkoholio debesis

Tiems, kurie svajoja atidaryti savo bar?, n?ra geresn?s vietos nei ?aulio B debesis. Nors ?is tarp?vaig?dinis duj? ir dulki? debesis yra u? 26 000 ?viesme?i?, jame yra milijardai litr? vinilo alkoholio. Nors jis yra negeriamas, jis yra labai svarbus organinis junginys, be kurio gyvyb? negali egzistuoti.

M?nulis kvepia paraku

I?siunt? M?nulio astronautus ? „Apollo“ misijas, jie apib?dino M?nulio dulkes kaip itin mink?tas ir kvepian?ias paraku. Ta?iau mokslininkai vis dar n?ra tiksliai tikri, kod?l taip nutinka. Parakas yra labai ?vairios sud?ties, o m?nulio dulk?s daugiausia susideda i? ma?? silicio stiklo dioksido daleli?.

Branduolinis sm?gis ? m?nul?

1950-?j? pabaigoje gim? ka?kas, pa?ym?tas pavadinimu Project A119. Jungtin?s Valstijos nusprend?, kad b?t? gera id?ja paleisti branduolin? raket?, kuri pataikyt? ? M?nul?. Kam? Matyt, jie man?, kad tai suteiks jiems prana?um? kosmin?se lenktyn?se? Laimei, ?is planas taip ir nebuvo ?gyvendintas.

Iliuzija Ponzo

Ar kada nors pasteb?jote, kad kai m?nulis yra tiesiai horizonte, jis atrodo daug ar?iau ir didesnis? Ties? sakant, tai yra ?mogaus smegen? savyb? – interpretuoti objektus per atstum?. Nors tolumoje esantys objektai yra tikrai ma?i, j?s? smegenys i? tikr?j? j? neinterpretuoja kaip ma?y?i?. Poveikis ?inomas kaip ponzo iliuzija, kai smegenys i?pu?ia m?nulio dyd?, kad jis atrodyt? didesnis. Netiki? Kai kit? kart? pamatysite did?iul? m?nul?, pad?kite prie? j? savo laikrod? ar rank? ir steb?kite, kaip jis susitraukia.

Did?iausias deimantas

2004 m. mokslininkai atrado did?iausi? kada nors u?registruot? deimant?. Ties? sakant, tai yra sunaikinta ?vaig?d?. Ma?daug 4000 km skersmens, milijard? karat?, yra ma?daug 50 ?viesme?i? nuo ?em?s.

Veneros diena ilgesn? u? jos metus

Keista, bet Venera u?baigia vis? savo orbit? aplink saul?, kol jai pavyksta apsisukti apie savo a??. Tai rei?kia, kad diena i? tikr?j? yra ilgesn? nei visi metai Veneros laiku. Taigi Antrasis pasaulinis karas Veneros mastu baig?si ma?iau nei prie? 100 dien?.

Plaukiojantis Saturnas

Jei tur?tum?te ?mesti Saturn? ? stiklin? vandens, jis pl?duriuot?. To prie?astis slypi jo tankyje. 687 gramai viename cm kubo, o vandens - 998 gramai viename cm. Deja, norint tai patvirtinti, jums reik?s stiklin?s, kurios skersmuo vir?ija 120 000 km.

?altasis suvirinimas

Tai rei?kinys, naudojamas apib?dinti fakt?, kad kai du metalo gabalai erdv?je susilie?ia vienas su kitu, jie labai tvirtai sulimpa. Nors suvirinant paprastai reikia auk?tos temperat?ros, ?ia atsiranda erdv?s vakuumas. Kyla klausimas, kaip erdv?laiviai prie?inasi ?iam veiksniui? Paprastai metalai ?em?je turi oksiduotos med?iagos sluoksn?, dengiant? j? pavir?i?, kuris neleid?ia ?altai suvirinti erdv?je. Taigi, komandiruo?i? metu rizika, kad ?audykla nety?ia prisivirins prie kit? objekt?, yra nereik?minga.

?em? turi kelis m?nulius

Nors jie labiau primena M?nulio wannabes, mokslininkai aptiko kelet? asteroid?, kurie daugiau ar ma?iau seka ?em? judant aplink Saul?.

kosminis ?lam?tas

?em?je yra daugiau nei 8000 objekt?, kurie skrieja apskritimais. Dauguma j? priskiriamos „kosmin?ms nuolau?oms“ arba nuolau?oms i? erdv?laivi? ir praeities misij?. Jau min?ta, kad ?em?s orbit? galima priskirti labiausiai u?ter?toms ?em?s vietoms.

m?nulio dreifas

Mokslininkai apskai?iavo, kad kasmet m?nulis nutolsta 3,8 cm nuo ?em?s. D?l to ?em?s sukimasis pastar?j? ?imtmet? kasdien sul?t?jo ma?daug 0,002 sekund?mis.

Saul?s ?viesa ?em?je yra 30 000 met?

Daugelis i? m?s? ?ino, kad saul?s spinduliai keli? ? ?em? pasiekia per 8 minutes, kirsdami 93 milijonus myli? tarp ?em?s ir Saul?s pavir?iaus. Bet ar ?inojote, kad ?i? spinduli? energija prad?jo gyvyb? prie? daugiau nei 30 000 met? giliai saul?s ?erdyje? Jie susidar? intensyvios lydinio reakcijos metu ir did?i?j? dal? t?kstan?i? met? praleido keliaudami ? Saul?s pavir?i?.

Didysis Vanduo n?ra ?vaig?dynas

Ties? sakant, Big Dipper yra asterizmas. Yra tik 88 oficial?s ?vaig?dynai, o visi kiti, ?skaitant kibir?, patenka ? ?vaig?d?i? kategorij?. Ta?iau j? sudaro 7 ry?kiausios did?iosios arba did?iosios Ursa ?vaig?dyno ?vaig?d?s.

Nuolatinis jud?jimas

Mes gyvename planetoje, kuri sukasi apie savo a??, tuo pa?iu sukasi aplink ?vaig?d?, kuri sukasi aplink galaktikos centr?, kuris taip pat juda erdv?je. Tai atrodo gana sud?tinga sistema, kurioje visi nuolat judame ir s?veikaujame.

Galil?jaus erdvinis reliatyvumas

Kaip ?inoti, kad autobusas, kuriuo va?iuojate ? darb?, i? tikr?j? juda? K? daryti, jei s?dite vieninteliame stacionariame objekte ?inomoje visatoje ir viskas, ?skaitant keli?, juda? Tiesa ta, kad n?ra b?do ?rodyti, kas juda, palyginti su kuo. Jums ?mogus u? lango bus stati?kas, nes j?s? ?sitikinim? sistema yra autobusas. ?mogui, ?i?rin?iam nuo ?aligatvio, jud?site ir j?s, ir autobusas, nes jo atskaitos sistema yra ?em?.

?viesos greitis

?viesos greitis yra pastovus ir nepriklauso nuo joki? lydin?i? veiksni?. ?viesos greitis yra ma?daug 300 000 kilometr? per sekund?.

Universalus grei?io apribojimas

D?l min?to fakto, kad ?viesos greitis negali vir?yti 300 000 kilometr? per sekund?, galima daryti i?vad?, kad nieko negali, tod?l ?is ?enklas laikomas universaliu grei?io apribojimu. I? to kyla keletas ?domi? pasekmi?, kurios tiesiogiai lemia tok? fakt?.

Ein?teino reliatyvumo teorija

Suprantamais terminais paai?kintas Ein?teinas i? esm?s sugalvojo revoliucin? id?j?, kad ne tik jud?jimas yra santykinis, bet ir laikas. Pavyzd? galima pateikti paimant ?mog?, kuris va?iuoja autobusu ir stovi ant ?aligatvio. Dabar paimame ?viesos spindul?, atsispindint? nuo kokio nors pavir?iaus ir nukreipt? ? ?iuos du eksperimento dalyvius. Tiek pat laiko autobuse s?dintis ?mogus ?veiks daug didesn? atstum? link ?viesos pluo?to, nei atitinkamai p?stysis ant ?aligatvio j? pasitiks kiek anks?iau. Taigi galima daryti prielaid?, kad kiekvienam i? dalyvi? laikas buvo skirtingas, l?tesnis ar greitesnis.

judantis laikrodis

Viskas, apie k? k? tik kalb?jome, yra susij? su ?iuolaikin?mis technologijomis. Ties? sakant, borto kompiuteri? ir navigacijos ?rangos laikrod?iai turi atsi?velgti ? reliatyvumo teorijos poveik?. Pavyzd?iui, jei i?matuotum?te laik?, kuris pra?jo naikintuvo piloto rankiniame laikrodyje, pasteb?tum?te, kad jis atsiliko keliomis nanosekund?mis nuo j?s? laikrod?io.

Laiko reliatyvumas

Prisimeni vidurin?s mokyklos fizik?? Did?jant gravitacijai arti ?em?s pavir?iaus, did?ja ir pagreitis. Pagal ?i? teorij? laikrod?iai tiksi skirtingu grei?iu skirtingame auk?tyje. Be to, kol ?em? sukasi, ka?kas ?alia pusiaujo juda grei?iau nei ka?kas ?iaur?s a?igalyje. Taip yra tod?l, kad j? laikrod?iai tiksi l??iau.

Dvyni? paradoksas

Jei vis dar patekote ? ?? puslap?, gal?site lengvai suprasti, apie k? a? kalbu. Gerai ?inomas dvyni? paradoksas teigia, kad jei vien? dvyn? ?d?site ? erdv?laiv?, kuris kosmosu skris ?viesos grei?iu, o kit? paliksite ?em?je, tai d?l reliatyvumo teorijos poveikio erdv?laivyje esantis dvynys gr?? ? planeta daug jaunesn? u? savo brol? ir seser?. ant ?em?s.