ladybe.ru
?ok Karanl?k Meseleler: Evrenin H?zla Geni?lemesi Nas?l A??klan?r?
2.2. Evren Ger?ekten Geni?liyor mu?
T?m bu hikayeyi d???n?rken, ne kadar inan?lmaz g?r?nse de ger?e?in, t?m imkans?zlar terk edildi?inde geriye kalan ?ey oldu?u ?nermesinden yola ??kt?m. Bu geri kalan?n ?e?itli a??klamalara duyarl? olmas? m?mk?nd?r. Bu durumda, yeterince ikna edici olan bir se?enek kalana kadar her se?ene?i analiz etmek gerekir.
Arthur Conan Doyle
Neden herkes Evrenin ger?ekten geni?ledi?inden bu kadar emin? Bilimsel literat?rde geni?lemenin ger?ekli?i neredeyse hi? tart???lm?yor ??nk? profesyonel bilim insanlar? sorun hakk?nda bilgili b?t?n?yle bak?ld???nda bu konuda neredeyse hi? ??phe yoktur. Bu konuyla ilgili aktif tart??malar s?kl?kla alevleniyor ?e?itli t?rler S?zde "alternatif bilim"in temsilcilerinin ("ortodoks"un aksine) tekrar tekrar "tekerle?i yeniden icat etmeye" ?al??t?klar? ve g?zlemlenen k?rm?z?ya kayma i?in nesnelerin kald?r?lmas?yla ilgili olmayan ba?ka bir a??klama bulduklar? internet forumlar? galaksilerin spektrumunda. Bu t?r giri?imler genellikle k?rm?z?ya kayman?n yan? s?ra kozmolojik geni?leme ger?e?ini destekleyen ba?ka kan?tlar?n da oldu?u ger?e?inin g?z ard? edilmesine dayanmaktad?r. Kesin olarak konu?ursak, Evrenin dura?anl??? ?ok fazla olacakt?r. daha b?y?k sorun bilim i?in geni?lemesinden daha!
Modern bilim, birbirine ba?l? sonu?lar?n s?k? bir ?ekilde ?r?lm?? bir dokusudur veya isterseniz, t?m bina ??kmeden temelinden tek bir tu?lan?n bile ??kar?lamayaca??, s?rekli in?aat halinde olan bir binad?r. Evrenin geni?lemesi ve Evrenin yap?s?n?n ve evriminin ve onun temelinde olu?turulan kurucu nesnelerinin resmi, modern bilimin temel sonu?lar?ndan biridir.
Ama ?nce k?rm?z?ya kayman?n Nedoppler yorumu hakk?nda birka? s?z edelim. Ba??ml?l???n ke?finden k?sa bir s?re sonra z Uzaktan, k?rm?z?ya kayman?n nesnelerin uzakla?t?r?lmas?yla de?il, uzak galaksilerden giderken foton enerjisinin bir k?sm?n?n kaybolmas?yla ili?kili olabilece?i fikri ortaya ??kt? - ve bu olduk?a do?ald?r - ve dolay?s?yla Radyasyonun dalga boyu artar, “k?zar?r”. Bu bak?? a??s?n?n savunucular?, ?rne?in Rusya'da astrofizik biliminin kurucular?ndan A. A. Belopolsky ve 20. y?zy?l?n en yenilik?i ve verimli g?kbilimcilerinden biri olan Fritz Zwicky idi. B?yle bir a??klamaya z Hubble'?n kendisi de zaman zaman e?ildi. Ancak ?ok ge?meden, fotonlar?n neden oldu?u bu t?r enerji kayb? s?re?lerine, kaynak g?r?nt?lerinin bulan?kla?mas?n?n e?lik etmesi gerekti?i anla??ld? (galaksi ne kadar uzaksa, bulan?kl?k da o kadar g??l?yd?), ki bu g?zlemlenmiyordu. Bu senaryonun bir ba?ka versiyonu, Sovyet fizik?isi M. P. Bronstein'?n g?sterdi?i gibi, k?z?lla?ma etkisinin spektrumun farkl? k?s?mlar?nda farkl? olmas?, yani dalga boyuna ba?l? olmas? gerekti?ini ?ng?rd?. 20. y?zy?l?n 60'l? y?llar?n?n ba?lar?nda, radyo astronomisinin geli?imi bu olas?l??? da kapatt?; belirli bir galaksi i?in k?rm?z?ya kayma de?erinin dalga boyundan ba??ms?z oldu?u ortaya ??kt?. ?nl? Sovyet astrofizik?isi V.A. Ambartsumyan durumu ??yle ?zetledi: farkl? se?enekler k?rm?z?ya kayman?n ?u ?ekilde yorumlanmas?: “K?rm?z?ya kaymay? Doppler ilkesi d???nda herhangi bir mekanizma ile a??klamaya y?nelik t?m giri?imler ba?ar?s?zl?kla sonu?land?. Bu giri?imlere mant?ksal veya bilimsel zorunluluktan ?ok, olgunun b?y?kl???ne dair iyi bilinen bir korku neden oldu ... ".
?imdi Evrenin k?resel kozmolojik geni?lemesine ili?kin tabloyu destekleyen birka? g?zlemsel testi ele alal?m. Bunlardan ilki 1930'da Amerikal? fizik?i Richard Tolman taraf?ndan ?nerildi. Tolman, nesnelerin y?zey parlakl?klar?n?n, dura?an ve geni?leyen bir evrende farkl? davranaca??n? ke?fetti.
Y?zey parlakl???, basit?e bir nesnenin birim alan? taraf?ndan birim zamanda (?rne?in saniyede) bir y?nde veya daha kesin olarak birim kat? a?? ba??na yay?lan enerjidir. K?rm?z?ya kayman?n nedeninin bilinmeyen bir do?a kanunu oldu?u ve g?zlemciye giden yolda fotonlar?n enerjisinde bir azalmaya yol a?t??? (fotonlar?n “ya?lanmas?” veya “yorgunlu?u”) sabit bir Evrende, y?zey parlakl??? bir nesnenin de?eri 1 + ile orant?l? olarak azalmal?d?r z. Bu, e?er bir galaksi o kadar uzaktaysa, onun i?in z= 1 ise, yak?n?m?zdaki benzer galaksilere k?yasla iki kat daha s?n?k g?r?nmelidir. z= 0.
Geni?leyen Evrende, parlakl???n (bolometrik, yani t?m spektrumdaki toplam parlakl?k anlam?na gelir) k?rm?z?ya kaymaya ba??ml?l??? ?ok daha g??l? hale gelir - ?u ?ekilde azal?r: (1 + z)4. Bu durumda nesnenin z= 1 art?k 2 gibi g?r?nmeyecek, ancak 16 kat daha s?n?k g?r?necektir. Parlakl?ktaki bu kadar g??l? d?????n nedeni, k?rm?z?ya kayma nedeniyle foton enerjisindeki azalman?n yan? s?ra, galaksiler ger?ekten uzakla?t???nda ek etkilerin de ?al??maya ba?lamas?d?r. B?ylece uzak bir galaksinin yayd??? her yeni foton, g?zlemciye giderek daha uzak bir mesafeden ula?acak ve yolda daha fazla zaman harcayacakt?r. Fotonlar?n geli?leri aras?ndaki aral?klar artacak ve dolay?s?yla radyasyon al?c?s?na birim zamanda daha az enerji ula?acak ve g?zlemledi?imiz galaksi daha zay?f g?r?necektir. Ayr?ca ger?ek geni?leme durumunda ba??ml?l?k a??sal boyut gelen galaksiler z sabit bir Evrenden farkl? olacakt?r ve bu da g?zlemlenen y?zey parlakl???nda bir de?i?ikli?e yol a?acakt?r.
Tolman testi ?ok basit ve sezgisel g?r?n?yor; asl?nda farkl? k?rm?z?ya kayma oranlar?ndaki iki benzer nesneyi al?p parlakl?klar?n? kar??la?t?rmak yeterlidir. Bununla birlikte, uygulanmas?ndaki teknik zorluklar o kadar fazlad?r ki, bu test ancak nispeten yak?n zamanda - 20. y?zy?l?n doksanl? y?llar?nda - uygulanabilmi?tir. Bu, Hubble'?n ??rencisi ve takip?isi olan ?nl? Amerikal? g?kbilimci Alan Sandage taraf?ndan yap?ld?. Sandage, ?e?itli meslekta?lar?yla birlikte uzak eliptik galaksiler i?in Tolman testini inceledi?i bir dizi makale yay?nlad?.
Eliptik galaksiler yap? olarak nispeten basit olduklar? i?in dikkat ?ekicidir. ?lk yakla??mla, neredeyse ayn? anda do?an, p?r?zs?z, b?y?k ?l?ekli bir parlakl?k da??l?m?na sahip, herhangi bir ?zelli?i olmayan dev y?ld?z k?meleri olarak hayal edilebilirler ( en parlak galaksiler?ek. 16 tam olarak bu t?re aittir). Eliptik galaksilerin ana g?zlemsel ?zelliklerini (b?y?kl?k, y?zey parlakl??? ve y?ld?z h?zlar?n?n g?r?? hatt? boyunca yay?lmas?) birbirine ba?layan basit bir ampirik ili?ki vard?r. (Belirli varsay?mlar alt?nda bu ili?ki, eliptik galaksilerin kararl? oldu?u varsay?m?n?n bir sonucudur.) Bu ?? parametreli ili?kinin farkl? iki boyutlu izd???mleri de iyi bir korelasyon g?stermektedir, ?rne?in galaksilerin b?y?kl??? ve parlakl??? aras?nda bir ili?ki vard?r. . Bu, ayn? karakteristik do?rusal boyuta sahip eliptik g?kadalar?n farkl? konumlarda kar??la?t?r?lmas? anlam?na gelir. z, Tolman testini uygulayabilirsiniz.
Sandage kabaca b?yle davrand?. Z ~ 1'deki birka? g?kada k?mesine bakt? ve i?lerinde g?zlemlenen eliptik g?kadalar?n y?zey parlakl?klar?n? yak?n?m?zdaki benzer g?kadalar?n verileriyle kar??la?t?rd?. Do?ru bir kar??la?t?rma i?in Sandij'in, galaksileri olu?turan y?ld?zlar?n "pasif" evrimi nedeniyle galaksilerin parlakl???nda beklenen evrimi hesaba katmas? gerekiyordu, ancak bu d?zeltme ?u anda olduk?a g?venilir bir ?ekilde belirleniyor. Sonu?lar?n net oldu?u ortaya ??kt?: Galaksilerin y?zey parlakl??? 1/(1 +) ile orant?l? olarak de?i?iyor. z)4 ve dolay?s?yla Evren geni?liyor. "Ya?lanan" fotonlara sahip sabit bir Evren modeli, g?zlemleri tatmin etmemektedir.
Bir di?er ilgin? test Bu da ?ok uzun zaman ?nce ?nerildi, ancak nispeten yak?n zamanda uygulamaya konuldu. Geni?leyen Evrenin temel bir ?zelli?i, uzaktaki nesneler i?in zaman?n belirgin ?ekilde yava?lamas?d?r. Geni?leyen Evrende bir saat bizden ne kadar uzaktaysa, genel olarak bize o kadar yava? gidiyormu? gibi gelir z t?m s?re?lerin s?resi (1 + z) kez (?ekil 22). (Bu etki g?receli zaman geni?lemesine benzer. ?zel teori g?relilik.) Dolay?s?yla, uzak mesafelerden g?zlemlenebilen b?yle bir "saat" bulursan?z, o zaman Evrenin geni?lemesinin ger?ekli?ini do?rudan test edebilirsiniz.
Pirin?. 22. K?rm?z?ya kayma s?ras?nda uzaktaki bir nesnenin yayd??? darbeler z 1 saniye aral?klarla bize ula?acak + z saniye
1939'da Amerikal? g?kbilimci Olin Wilson, s?pernovalar?n ???k e?rilerinin ?eklinin ?a??rt?c? sabitli?ine dikkat ?ekti?i bir not yay?nlad? (?ekil 4'teki Tycho Brahe s?pernova ???k e?risinin bir ?rne?ine ve ayr?ca ?ekil 23'e bak?n) ve bu e?rilerin “kozmolojik saatler” olarak kullan?lmas?n? ?nerdi. Bir s?pernova patlamas? Evrendeki en g??l? felaket s?re?lerinden biridir. B?yle bir parlama s?ras?nda y?ld?z ~ 104 km/s h?zla G?ne?'in k?tlesiyle kar??la?t?r?labilecek bir k?tleye sahip bir zarf b?rak?r. Ayn? zamanda y?ld?z on milyonlarca kez daha parlak hale gelir ve maksimum parlakl???nda, parlad??? galaksinin tamam?n? g?lgede b?rakabilir. Bu y?zden parlak nesne do?al olarak ?ok b?y?k kozmolojik mesafelerden g?r?lebilir. S?pernova ???k e?rileri “saat” olarak nas?l kullan?labilir? (“Standart mum” olarak da kullan?labilirler ama buna biraz sonra de?inece?im.) ?ncelikle, t?m s?pernovalar?n g?zlemsel belirtileri ve ???k e?rileri ayn? de?ildir. Bunlar iki t?re (I ve II) ayr?l?r ve bunlar da ?e?itli alt t?rlere ayr?l?r. A?a??da yaln?zca ???k e?rilerini tart??aca??z s?pernova t?r? Ia. ?kincisi, bu t?r bir y?ld?z i?in bile ???k e?rileri ilk bak??ta ?ok ?e?itli g?r?n?yor ve onlarla ne yap?labilece?i hi? de a??k de?il. ?rne?in, ?ekil 23 yak?nlardaki birka? Tip Ia s?pernovan?n g?zlemlenen ???k e?rilerini g?stermektedir. Bu e?riler olduk?a farkl?d?r: ?rne?in, ?ekilde g?sterilen y?ld?zlar?n maksimum parlakl?ktaki parlakl?klar? neredeyse ?? kat farkl?l?k g?sterir.
Pirin?. 23. SN Ia'n?n ???k e?rileri: ?stteki ?ekil g?zlemlenen e?rileri g?sterir; alttaki ?ekil, ???k e?risinin ?ekli ile maksimum s?pernova parlakl??? aras?ndaki korelasyonu hesaba katarak bunlar? birle?tirir. Yatay eksen maksimum parlakl?ktan sonraki g?nleri, dikey eksen ise mutlak b?y?kl??? (parlakl?k ?l??s?) g?sterir. Calan-Tololo S?pernova Ara?t?rmas?na g?re
G?zlemlenen ???k e?rilerinin ?e?itli bi?imlerinin a??k bir korelasyona uymas? ger?e?iyle durum kurtar?l?r: SN maksimumda ne kadar parlaksa, parlakl??? da o kadar d?zg?n bir ?ekilde azal?r. Bu ba??ml?l?k, 1970'lerde Sovyet g?kbilimci Yuri Pskovsky taraf?ndan ke?fedildi ve daha sonra, 1990'larda, di?er ara?t?rmac?lar taraf?ndan ayr?nt?l? olarak incelendi. Bu korelasyon dikkate al?nd???nda, SN Ia'n?n ???k e?rilerinin ?a??rt?c? derecede tek bi?imli oldu?u ortaya ??kt? (bkz. ?ekil 23) - ?rne?in, SN Ia parlakl?klar?n?n maksimum parlakl?ktaki da??l?m? yaln?zca %10 civar?ndad?r! Sonu? olarak, SN Ia'n?n parlakl???ndaki de?i?iklik, s?resi yerel sistem referans iyi bilinmektedir. Bu "saatlerin" kullan?lmas?, uzak s?pernovalarda (birka? d?zine SN'nin) z> 1) g?r?n?r parlakl?k ve spektrumdaki de?i?iklikler (1 +) fakt?r? kadar yava?lar z). Bu, kozmolojik geni?leme ger?e?ini destekleyen do?rudan ve ?ok g??l? bir arg?mand?r. Bir di?er iddia ise geni?leyen Evren modeli ?er?evesinde elde edilen Evren ya??n?n, ger?ekte g?zlenen nesnelerin ya??yla ?rt??t??? y?n?ndedir. Geni?leme, galaksiler aras?ndaki mesafelerin zamanla artmas? anlam?na gelir. Bu s?reci zihinsel olarak tersine ?evirerek, bu k?resel geni?lemenin bir noktada ba?lam?? olmas? gerekti?i sonucuna var?yoruz. Evrenin mevcut geni?leme h?z?n? (Hubble sabitinin de?eriyle belirlenir) ve onu olu?turan alt sistemlerin (s?radan madde, karanl?k madde, karanl?k enerji) yo?unluk dengesini bildi?imizde, geni?lemenin yakla??k olarak 14. y?zy?lda ba?lad???n? bulabiliriz. milyar y?l ?nce. Bu da evrenimizde bu tahmini a?an ya?taki nesneleri g?zlemlemememiz gerekti?i anlam?na geliyor.
Peki uzay nesnelerinin ya??n? nas?l bulabilirsiniz? Farkl?. ?rne?in, uzun yar? ?m?rl? izotoplar?n g?receli bollu?unu analiz ederek nesnelerin ya??n? tahmin etmeyi m?mk?n k?lan n?kleer kozmokronoloji y?ntemleri olan radyoaktif “saatler” kullanmak. G?kta?lar? ile karasal ve ay kayalar?ndaki izotop i?eri?i ?zerine yap?lan bir ?al??ma, ya??n g?ne? sistemi 5 milyar y?la yak?n. G?ne? Sistemimizin i?inde bulundu?u Galaksinin ya?? elbette daha b?y?kt?r. G?ne? Sisteminde g?zlenen miktar?n olu?mas? i?in gereken s?reye g?re tahmin edilebilir. a??r elementler. Hesaplamalar, bu elementlerin sentezinin G?ne? Sistemi'nin olu?umundan ?nce ~5 milyar y?l boyunca devam etmi? olmas? gerekti?ini g?stermektedir. Sonu? olarak Samanyolu'nun etraf?m?z? saran b?lgelerinin ya?? 10 milyar y?la yak?nd?r.
Samanyolu'nu tarihlendirmenin bir ba?ka yolu da, onu olu?turan en eski y?ld?zlar?n ve y?ld?z k?melerinin ya?lar?n?n tahmin edilmesine dayanmaktad?r. Bu y?ntem, ?e?itli g?zlemlerle iyi bir ?ekilde desteklenen y?ld?z evrimi teorisine dayanmaktad?r. Bu yakla??m?n sonucu, Galaksideki ?e?itli nesnelerin (y?ld?zlar, k?resel k?meler, beyaz c?celer vb.) ya??n?n ~10-15 milyar y?l? a?mamas?d?r; bu, evrenin ba?lang?c?na ili?kin modern fikirlerle tutarl?d?r. Kozmolojik geni?leme.
Di?er galaksilerin ya??n? belirlemek elbette Samanyolu'nun ya??n? belirlemekten daha zordur. Uzak nesnelerde tek tek y?ld?zlar g?rm?yoruz ve yaln?zca galaksilerin b?t?nleyici ?zelliklerini - spektrumlar, parlakl?k da??l?m? vb. - incelemek zorunda kal?yoruz. Bu b?t?nleyici ?zellikler, galaksiyi olu?turan ?ok say?da y?ld?z?n katk?lar?ndan olu?ur. Buna ek olarak, galaksilerin g?zlemlenen ?zellikleri b?y?k ?l??de i?lerindeki y?ld?zlararas? ortam?n (gaz ve toz) varl???na ve da??l?m?na ba?l?d?r. T?m bu zorluklar?n ?stesinden gelinebilir ve modern g?kbilimciler, galaksilerin ?u anda g?zlemlenen b?t?nleyici ?zelliklerine yol a?mas? gereken y?ld?z olu?um ge?mi?lerini yeniden yap?land?rmay? ??rendiler. Galaksilerde farkl? t?rler bu tarihler farkl?d?r (?rne?in, eliptik galaksiler milyarlarca y?l ?nce g??l? bir y?ld?z olu?umu patlamas? s?ras?nda ortaya ??km??t?r. sarmal galaksiler y?ld?zlar hala do?uyor), ancak y?ld?z olu?umunun ba?lang?c?n?n Evren'in ya??n? a?aca?? hi?bir galaksi ke?fedilmedi. Buna ek olarak, ger?ekten geni?leyen bir Evren i?in beklenen ?ok kesin bir e?ilim vard?r; z Evrene t?rman?yoruz, yani evriminin giderek daha erken a?amalar?na ge?iyoruz, dolay?s?yla ortalama olarak daha gen? nesneleri g?zlemliyoruz.
Evrenin geni?lemesini destekleyen ?nemli arg?manlar ayn? zamanda kozmik mikrodalga arka plan ???n?m?n?n varl???, k?rm?z?ya kayman?n artmas?yla s?cakl???nda g?zlenen art?? ve Evrendeki elementlerin i?eri?idir, ancak buna biraz sonra de?inece?im. Hikayemi belki de Evrenin geni?lemesinin en g?rsel kan?t? olan uzak galaksilerin g?r?nt?leri ile bitirmek istiyorum (?ekil 24'teki ?rne?e bak?n).
En ?ok biri muhte?em sonu?lar Hubble Uzay Teleskobu'nun ?al??mas? ??phesiz ?e?itli uzay nesnelerinin (nebulalar, y?ld?z k?meleri, galaksiler vb.) harika g?r?nt?lerini ?retir. Uzaydan yap?lan g?zlemler m?dahale etmez d?nyan?n atmosferi G?r?nt?leri bulan?kla?t?ran ve HST g?r?nt?lerini yer tabanl? g?r?nt?lere g?re yakla??k on kat daha net hale getiren. Bu ?ok net g?r?nt?ler (a??sal ??z?n?rl?kleri yakla??k 0.""1) 1990'larda uzak galaksilerin yap?s?n?n detayl? olarak incelendi?i ilk g?r?nt?lerdi. G?r?nen o ki, uzak galaksiler yak?n?m?zda g?zlemlediklerimiz gibi de?il. K?rm?z?ya kayman?n artmas?yla birlikte, etkile?ime giren ve birle?en sistemlerdeki asimetrik ve d?zensiz galaksilerin yan? s?ra galaksilerin oran? da artar: z= 0 galaksilerin yaln?zca y?zde birka?? bu t?r nesneler olarak s?n?fland?r?labilir, o zaman z= 1 paylar? ~%30-40'a ??kar.
Pirin?. 24. Hubble Uzay Teleskobu'nun Ultra Derin Alan?n?n Par?as? (g?r?nt? boyutu 30" x 30") · Resimde g?r?nen galaksilerin ?o?u, z~0.5:1, yani Evrenin kabaca yar? ya??nda oldu?u bir d?neme dayan?yorlar.
Bu neden oluyor? En basit a??klama Evrenin geni?lemesiyle ilgilidir - daha fazlas? erken d?nemler galaksiler aras?ndaki kar??l?kl? mesafeler daha k???kt? ( z= 1 yar?s? kadar b?y?kt?ler) ve bu nedenle galaksilerin yak?n ge?i?ler nedeniyle birbirlerini daha s?k rahats?z etmeleri ve daha s?k birle?meleri gerekirdi. Bu arg?man daha ?nce bahsedilenler kadar kesin de?ildir, ancak geni?leyen Evrenin, galaksilerin ?zelliklerinin zaman i?indeki evriminin ?ok kesin ve buna kar??l?k gelen bir resmini a??k?a g?stermektedir. Yani, Evrenin geni?ledi?i ?e?itli, tamamen ilgisiz, ba??ms?z g?zlem testleriyle do?rulanmaktad?r. Ayr?ca, evrenin yap?s? ve evrimi ?zerine yap?lan teorik ?al??malarda, evrenin dura?an olmamas? ka??n?lmaz olarak ortaya ??kmaktad?r. B?t?n bunlar, ?nl? Sovyet teorik fizik?isi Yakov Zeldovich'in 1980'lerin ba??nda, Evrenin geni?lemesine dayanan B?y?k Patlama teorisinin "D?nya'n?n kendi ?evresinde d?nd??? do?ru oldu?u kadar g?venilir bir ?ekilde kurulmu? ve do?ru oldu?u" sonucuna varmas?na olanak sa?lad?. G?ne?. Her iki teori de kendi zamanlar?n?n evren tablosunda merkezi bir yer i?gal ediyordu ve her ikisinin de i?erdikleri yeni fikirlerin sa?ma ve ?eli?kili oldu?unu savunan bir?ok muhalifi vard?. sa?duyu. Ancak bu t?r konu?malar yeni teorilerin ba?ar?s?n? engelleyemez.”
| |
Karma??k teoriler hakk?nda basit bir dille.
?nl? fizik?i ve bilimin pop?lerle?tiricisi Stephen Hawking bu sabah hayat?n? kaybetti. Bilim adam? kozmoloji ve kuantum yer?ekimini inceledi.
Size Hawking'in bilimi de?i?tiren b?y?k ke?iflerini basit terimlerle anlat?yoruz.
Hawking radyasyonu
Hawking, kara deliklerin ?zel radyasyon nedeniyle "buharla?t???" teorisini geli?tirdi ve bu teoriye daha sonra kendi ad? verildi.
Bu ke?iften ?nce bilim adamlar?, siyahlar?n hi?bir ?ey yaymad???, yaln?zca absorbe etti?ine inan?yordu. Kara deliklerin art?k radyasyon yayd?klar? i?in tamamen kara olmad?klar?n? kan?tlad?.
Hawking ayr?ca kara deliklerin sonsuza kadar var olmayaca?? sonucuna var?yor: gittik?e daha fazla yay?yorlar kuvvetli r?zgar ve sonunda dev bir patlamayla ortadan kayboluyor.
Einstein, rastlant?sall?k ve belirsizlik unsuru nedeniyle kuantum mekani?ini hi?bir zaman kabul etmedi. ??yle dedi: Tanr? zar atmaz. G?r?n??e g?re Einstein iki kez yan?lm??. Kara deli?in kuantum etkisi, Tanr?'n?n sadece zar atmakla kalmay?p, bazen onlar? g?r?lemeyecek yerlere de att???n? g?steriyor.
Evren kendini yaratt?
Bu Hawking teorisi, bilim adam?na g?re bir ba?lang?c? veya yarat?l?? an? olmayan evrenin yarat?l???na adanm??t?r. Bilim adam?, zaman?n (yaln?zca ileri veya geri de?il) hareket etti?i ba?ka bir y?n oldu?unu ?ne s?rerek, "ba?lang??" veya "son" kavramlar?n?n bulunmad??? sanal zamanla ilgili bir teori ortaya att?.
Hawking ikna olmu? bir ateistti. ??te bu konuyla ilgili yapt??? al?nt?:
Yer?ekimi gibi bir kuvvet oldu?u i?in Evren kendini yoktan var edebilirdi ve yaratt? da. Kendili?inden yarat?m, Evrenin var olmas?n?n, bizim var olmam?z?n nedenidir. Tanr?'n?n ate?i "yakmas?na" ve Evreni ?al??t?rmas?na gerek yok Stephen Hawking.
Evren geni?liyor
20. y?zy?la kadar Evrenin sonsuz ve de?i?mez oldu?una inan?l?yordu. Hawking anla??l?r bir dille bunun b?yle olmad???n? kan?tlad?.
Uzak galaksilerden gelen ???k, spektrumun k?rm?z? k?sm?na do?ru kayar. Bu onlar?n bizden uzakla?t???, yani Evrenin geni?ledi?i anlam?na geliyor.
Kuarklar asla yaln?z de?ildir
Kuarklar proton ve n?tronlar? olu?turan temel par?ac?klard?r. Hawking onlar?n yaln?zca gruplar halinde var olduklar?n? ve asla tek ba?lar?na var olmad?klar?n? kan?tlad?. Kuarklar? birbirine ba?layan kuvvet, aralar?ndaki mesafe artt?k?a artar. Bir kuark? di?erinden ?ekmeye ?al???rsan?z, onlar yaln?zca daha b?y?k bir kuvvetle ?ekileceklerdir.
Evren s?k??t?rma teorisi
Hawking, Evren geni?lemeyi b?rak?p b?z?lmeye ba?lad???nda ne olaca??n? d???nd?. Zaman di?er tarafa m? akacak?
Bana ?yle geliyordu ki, s?k??t?rma ba?lad???nda Evren d?zenli bir duruma d?necekti. Bu durumda s?k??t?rman?n ba?lamas?yla birlikte zaman?n geriye d?nmesi gerekirdi. Bu a?amadaki insanlar, Evren k???ld?k?e hayatlar?n? tersine ya?ayacak ve gen?le?eceklerdir. Stephen Hawking.
Bu s?re? Jared Leto'nun ba?rolde oldu?u Bay Hi?kimse filminde g?steriliyor.
Bu teorinin matematiksel modelini olu?turma giri?imleri ba?ar?s?z oldu, ancak pop?ler olmaya devam ediyor. Evrenin yaln?zca iki se?ene?i vard?r: ya sonsuz geni?leme ya da daralma.
?ok say?da Evren var
Hawking'in Leonard Mlodinow ile birlikte geli?tirdi?i M-teorisinden bahsediyoruz. M-teorisi, sicim teorisinin bir dal?d?r. Bu teoriye g?re, en k???k d?zeyde, t?m par?ac?klar, ?zellikleri Evrenimizde meydana gelen t?m s?re?leri kesinlikle a??klayabilen ?ok boyutlu zarlardan - zarlardan olu?ur.
Bu arada, bu teori ayn? zamanda ?ok say?da evrenin varl???n? da varsay?yor. fiziksel yasalar, bizimkinden farkl?.
Ve bu ger?ek de uzayl?lar?n varl???n? akla getiriyor. Hawking onlara inan?yordu.
Her biri y?z milyonlarca y?ld?z i?eren 100 milyar galaksiden olu?an bir Evrende, ya?am?n geli?ti?i tek yerin D?nya olmas? pek m?mk?n de?il.
Do?a karanl?k enerji?iddetli tart??malar?n konusudur. Otuz y?ldan k?sa bir s?re ?nce ke?fedilen Evrenin g?r?nmez bile?enine hen?z tek bir a??klama getirilmedi. Karanl?k enerjinin neden bu kadar ?ok soruna neden oldu?unu ve bilim adamlar?n?n bunu nas?l tespit etmeye ?al??t???n? anlaman?n zaman? geldi mi?
Evrenin ?ekli
?yi bir do?ruluk derecesi ile, Evrenimiz uzaysal olarak homojen ve izotropiktir - ?zelliklerinin de?i?ti?i "?zel" noktalar ve y?nler i?ermez. B?yle bir alan yaratmak kolay de?il: t?m bile?enlerinin belirli bir enerji yo?unlu?unu korumak gerekiyor.
Zaten 1980'lerde bilim adamlar?, uzaysal olarak d?z bir Evren sa?layan s?zde kritik yo?unlu?u tam olarak biliyorlard?. Ancak galaksi k?melerindeki baryonik madde miktar?n?n ?l??lmesinden elde edilen sonu?lar, B?y?k Patlama'n?n sa?layabilece?i yo?unlukla birlikte, uzaydaki madde yo?unlu?unun olduk?a d???k oldu?una i?aret ediyordu.
K?resel k?melerin ya?? - ?ok ya?l? y?ld?z k?meleri - ayn? zamanda madde eksikli?inden de s?z ediyordu. Bu t?r k?melerin en az 10 milyar y?l ?nce do?du?u ortaya ??kt?: ancak B?y?k Patlama'dan sonra g?zlemlenen madde miktar?yla birlikte, Evrenin geni?lemesinin giderek yava?lamas? gerekirdi ve genel olarak ya??yla ilgili tahmin daha azd?. D?nyam?z?n bile?enlerinden daha gen? oldu?u ortaya ??kt?.
Tip Ia s?pernova
Tip Ia s?pernovalar? (y?ld?zlar) sonunda bilim adamlar?n? Evrende yeni bir enerji kayna?? araman?n gereklili?i konusunda ikna etmeyi ba?ard?lar. ya?am d?ng?s? Bu, D?nya'da g?zlemlenebilecek kadar yo?un bir fla?la sona eriyor.
?ki bilim insan? ekibi, Saul Perlmutter liderli?indeki S?pernova Kozmoloji Projesi ve Brian Schmidt liderli?indeki High-Z S?pernova Ara?t?rma Ekibi, s?pernovalar? incelemek i?in d?nyan?n en g??l? teleskoplar?n? kullanmak i?in bir prosed?r ?nerdi.
Bu bulu?, ?ili'de ?al??an g?kbilimci Mark Phillips taraf?ndan ger?ekle?tirildi: G?k cismine olan mesafeyle do?rudan ili?kili olan Ia tipi s?pernovalar?n i? parlakl???n? belirlemek i?in yeni bir yol ?nerdi. ?te yandan baz? y?ld?zlara olan uzakl?k, Evrenin geni?lemesi nedeniyle bir nesnenin yayd??? fotonlar?n dalga boyundaki de?i?imi a??klayan Hubble yasas? kullan?larak belirlenebilir.
Uzak galaksilerdeki s?pernovalar?n ?ok daha s?n?k oldu?u ortaya ??kt?: parlakl?klar?, Hubble yasas?na g?re hesaplanan mesafeye g?re tahmin edilenden ?ok daha azd?. Ba?ka bir deyi?le, s?pernovalar?n ?ok daha uzakta yer almas? gerekirdi: Bilim adamlar? ilk kez bu ?ekilde Evrenin sadece geni?ledi?ini de?il, ayn? zamanda bir miktar ivmelendi?ini de ?ne s?rd?ler.
Uzaktaki Tip Ia s?pernovalar?n?n bir gecede g?zlemlenmesi, bilim adamlar?n?n Evren hakk?ndaki anlay??lar?n? de?i?tirdi. Ara?t?rmalar, enerji yo?unlu?unun yakla??k %70'inin yeni, bilinmeyen bir negatif bas?n? bile?eni oldu?unu g?stermi?tir.
"Karanl?k enerji" terimi daha sonra kozmolog Michael Turner taraf?ndan ?nerildi ve bilim adamlar? yeni bir gizemle kar?? kar??ya kald?lar: onun olu?umunun do?as?n? a??klamak.
Evrenin h?zla geni?lemesini a??klamak m?mk?n m??
?u anda karanl?k enerji oldu?unu iddia eden ?? teori s?n?f? bulunmaktad?r. ?lk se?enek bo?lukta enerjinin varl???n? varsayar: ?z?nde bu, Einstein'?n statik bir Evreni s?rd?rmek i?in ?nerdi?i kozmolojik sabite bir geri d?n??t?. Yeni versiyonda vakum yo?unlu?u uzay?n her yerinde ayn? ancak zamanla de?i?mesi m?mk?n.
?kinci se?enek, Alman fizik?i Christoph Wetterich'in ?ne s?rd??? "?z" ad? verilen yeni bir alan?n, asl?nda Evren'in genel yo?unlu?una katk?da bulunan yeni par?ac?klar?n varl???na i?aret ediyor. Bu t?r par?ac?klar?n enerjisi yaln?zca zamanla de?il, ayn? zamanda uzayda da de?i?ir: Karanl?k enerjinin yo?unlu?unda g??l? dalgalanmalar?n olmamas? i?in par?ac?klar?n yeterince hafif olmas? gerekir. Belki de ?z?n ana sorunu budur: Modern fizi?in temel ilkelerine g?re ?nerilen par?ac?k ?e?itleri hafif olamaz, aksine ?nemli bir k?tle kazan?r ve ?u anda bu senaryoya dair hi?bir belirti yoktur. al?nd?.
?LE ???nc? se?enek b?y?k nesneler aras?ndaki etkile?imin Genel G?relilik Teorisinin (GR) standart yasalar?na uymad??? ?e?itli de?i?tirilmi? yer?ekimi teorilerini i?erir. K?tle?ekiminde ?ok say?da de?i?iklik vard?r, ancak bug?ne kadar yap?lan deneylerde genel g?relilikten sapmalar tespit edilmemi?tir.
Karanl?k enerji, Evrenin durumuna muazzam katk?s?na ra?men inatla g?zlemcilerden "saklan?r" ve ?zelliklerinin yaln?zca dolayl? tezah?rleri incelenir. Bunlar aras?nda baryon akustik sal?n?mlar?, kozmik mikrodalga arka plan ???n?m?n?n anizotropisi ve zay?f yer?ekimsel merceklenme ana rol? oynar.
Baryonik akustik sal?n?mlar
Baryonik akustik sal?n?mlar veya k?saca BAO'lar, s?radan, baryonik maddenin yo?unlu?unda b?y?k ?l?eklerde g?zlemlenen periyodik de?i?ikliklerdir. Baryonlardan ve fotonlardan olu?an orijinal s?cak kozmik plazmada iki s?re? yar???yordu: bir yanda yer?ekimsel ?ekim, di?er yanda madde ve fotonlar aras?ndaki reaksiyonlar s?ras?nda enerjinin sal?nmas?ndan kaynaklanan itme. Bu "kar??tl?k", farkl? yo?unluktaki alanlar aras?nda havadaki ses dalgalar? gibi akustik titre?imlerle sonu?land?.
Evren so?uduk?a, belirli bir anda rekombinasyon meydana geldi; bireysel par?ac?klar?n atom olu?turmas? daha karl? hale geldi ve fotonlar asl?nda "serbest" hale geldi ve maddeden ayr?ld?. Bu durumda, titre?imler nedeniyle madde, ses ufku ad? verilen belirli bir mesafe boyunca u?may? ba?ard?. Ufkun etkileri ?u anda evrendeki galaksilerin da??l?m?nda g?zlemleniyor.
Ses ufkunun kendisi kozmolojik olarak tahmin edilen bir de?erdir. Do?rudan, evrenin geni?leme oran?n? belirleyen ve karanl?k enerjinin parametreleri taraf?ndan belirlenen Hubble parametresine ba?l?d?r.
SPK radyasyonu
Mikrodalga kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu, B?y?k Patlama'n?n uzak bir "yank?s?" olup, neredeyse ayn? enerjiye sahip fotonlar Evreni e?it ?ekilde doldurur. ?u anda, ?e?itli kozmolojik modellerdeki k?s?tlamalar?n ana kayna?? kozmik mikrodalga arka plan ???n?m?d?r.
Bununla birlikte, cihazlar?n hassasiyeti artt?k?a, kozmik mikrodalga arka plan ???n?m?n?n anizotropik oldu?u ve homojen olmad??? ke?fedildi; baz? y?nlerden di?erlerinden biraz daha fazla foton geliyor. Bu farkl?l??a maddenin da??l?m?ndaki homojensizliklerin varl??? da neden oluyor ve g?ky?z?ndeki “s?cak” ve “so?uk” noktalar?n da??l?m ?l?e?i karanl?k enerjinin ?zelliklerine g?re belirleniyor.
Zay?f yer?ekimsel merceklenme
Karanl?k enerjinin incelenmesi i?in ?nemli olan bir di?er etki olan yer?ekimsel karanl?k merceklenme, ???k ???nlar?n?n madde alan?nda sapt?r?lmas?ndan olu?ur. Mercekleme ayn? anda Evrenin yap?s?n? ve geometrisini, yani uzay-zaman?n ?eklini incelemeyi m?mk?n k?lar.
Var ?e?itli t?rler Yer?ekimsel merceklenme, bunlar?n aras?nda karanl?k enerjiyi incelemek i?in en uygun olan?, ?????n Evrenin b?y?k ?l?ekli yap?s? taraf?ndan sapt?r?lmas? nedeniyle zay?f merceklenmedir - bu, uzak galaksilerin g?r?nt?lerinin bulan?kla?mas?na yol a?ar.
Karanl?k enerji, hem kayna??n ?zelliklerini, ?rne?in ona olan mesafeyi hem de g?r?nt?y? bozan uzay?n ?zelliklerini ayn? anda etkiler. Bu nedenle, s?rekli g?ncellenen astronomik veriler dikkate al?nd???nda zay?f mercekleme iki kat daha fazlad?r. ?nemli bir ?ekilde karanl?k enerjinin ?zelliklerine k?s?tlamalar koymak.
Karanl?k enerji h?l? g?lgede
?zetleyelim, fizik?iler neredeyse otuz y?ld?r karanl?k enerji ?zerinde ?al??arak ne ??renmeyi ba?ard?lar?
Karanl?k enerjinin negatif bas?nca sahip oldu?u b?y?k bir do?rulukla biliniyor: ?stelik, bas?nc?n enerji yo?unlu?una ba??ml?l??? denklemi b?y?k bir g?venle belirlendi ve bildi?imiz ba?ka hi?bir ortam bu t?r ?zelliklere sahip de?il.
Karanl?k enerji mekansal olarak homojendir ve enerji yo?unlu?una katk?s? nispeten yak?n zamanda - yakla??k be? milyar y?l ?nce - bask?n hale geldi; ayn? zamanda nesneler aras?ndaki mesafeleri ve Evrenin yap?s?n? ayn? anda etkiler.
?e?itli kozmolojik deneyler karanl?k enerjiyi inceleyebilir, ancak ?u anda ?l??m hatalar? do?ru tahminler yapmak i?in ?ok b?y?k. ?imdiye kadar bilim adamlar?, milyarlarca y?ld?r Evrenin yap?s?n? gizlice kontrol eden karanl?k enerjinin do?as? hakk?ndaki soruyu yan?tlamaktan hala ?ok uzaktalar.
I. Gordeev.
A. Gorelov. KSE. Ders 4.1
Ders 4. Geni?leyen Evren
1/ Evrenin K?keni
2/ Geni?leyen Evrenin Modeli
3/ Galaksilerin evrimi ve yap?s?
4/ Astronomi ve kozmonotik
?nsanlar her zaman d?nyan?n nereden ve nas?l geldi?ini bilmek istediler. Mitolojik fikirlerin k?lt?re hakim oldu?u zamanlarda d?nyan?n k?keni, ?rne?in Vedalarda oldu?u gibi, ilk insan Purusha'n?n par?alanmas?yla a??klan?yordu. Bunun genel bir mitolojik ?ema oldu?u ger?e?i, ?rne?in “G?vercin Kitab?” gibi Rus k?yametiyle de do?rulanmaktad?r. H?ristiyanl???n zaferi, Tanr?'n?n d?nyay? yoktan yaratt??? fikrini do?rulad?.
Modern anlay??ta bilimin ortaya ??k???yla birlikte, mitolojik ve dini olanlar?n yerini, Evrenin k?kenine ili?kin bilimsel fikirler alm??t?r. ?lgili ?? terimi birbirinden ay?rmak gerekir: varl?k, evren ve Evren. Birincisi felsefidir ve var olan ve var olan her ?eyi ifade eder. ?kincisi, hem felsefede hem de bilimde, belirli bir felsefi y?ke sahip olmadan (varl?k ve bilin? aras?ndaki z?tl?k a??s?ndan) kullan?l?r ve her ?eyi bu ?ekilde ifade eder.
Evren teriminin anlam? daha dard?r ve spesifik olarak bilimsel bir anlam kazanm??t?r. Evren, ampirik g?zlemlere a??k, insan?n ya?ad??? yerdir. Evren teriminin bilimsel anlam?n?n giderek daralmas? olduk?a anla??l?r bir durumdur, ??nk? do?a bilimi, felsefeden farkl? olarak, yaln?zca modern bilimsel y?ntemlerle ampirik olarak do?rulanabilen ?eylerle ilgilenir.
Evren bir b?t?n olarak kozmoloji ad? verilen bir bilim, yani uzay bilimi taraf?ndan incelenmektedir. Bu kelime de tesad?fi de?ildir. Her ne kadar art?k D?nya atmosferi d???ndaki her ?eye uzay deniyor olsa da, o zamanlar ?yle de?ildi. Antik Yunanistan. O zamanlar mek?n, “kaos” – “d?zensizlik” yerine “d?zen”, “uyum” olarak kabul ediliyordu. B?ylece kozmoloji, ?z?nde, bilime yak???r ?ekilde, d?nyam?z?n d?zenlili?ini ortaya koyar ve onun i?leyi?inin yasalar?n? bulmay? ama?lar. Bu yasalar?n ke?fi, Evreni tek ve d?zenli bir b?t?n olarak incelemenin amac?d?r.
Bu ?al??ma ?e?itli ?nermelere dayanmaktad?r.
Birincisi, fizik taraf?ndan form?le edilen d?nyan?n i?leyi?ine ili?kin evrensel yasalar?n t?m Evrende ge?erli oldu?u kabul edilmektedir.
?kincisi, g?kbilimcilerin yapt??? g?zlemlerin ayn? zamanda t?m Evreni kapsad??? kabul edilmektedir. ???nc?s?, yaln?zca g?zlemcinin kendisinin, yani bir ki?inin (s?zde antropik ilke) var olma olas?l???yla ?eli?meyen sonu?lar do?ru olarak kabul edilir.
Kozmolojinin sonu?lar?na Evrenin k?keni ve geli?imi modelleri denir. Neden modeller? Ger?ek ?u ki, modern do?a biliminin temel ilkelerinden biri, ?zerinde ?al???lan nesne ?zerinde herhangi bir zamanda kontroll? ve tekrarlanabilir bir deney yapma olas?l??? fikridir. Ancak prensipte sonsuz say?da deney yapmak m?mk?nse ve hepsi ayn? sonuca yol a??yorsa, bu deneylere dayanarak belirli bir nesnenin i?leyi?ini belirleyen bir yasan?n varl??? hakk?nda bir sonuca var?l?r. tabidir. Sadece bu durumda sonu? tamamen g?venilir kabul edilir bilimsel nokta
a??klamalar.
Kesin olarak konu?ursak, t?m yasalar ve bilimsel teoriler modeldir, ??nk? bilimin geli?im s?recinde ba?ka kavramlarla de?i?tirilebilirler, ancak Evrenin modelleri, di?er bir?ok bilimsel ifadeden daha fazla modeldir. 2. Geni?leyen Evrenin Modeli Kozmolojide en genel kabul g?ren model, homojen izotropik, dura?an olmayan, s?cak geni?leyen bir Evrenin modelidir.
genel teori
g?relilik ve 1916'da Albert Einstein taraf?ndan olu?turulan g?receli yer?ekimi teorisi.
Homojen izotropik, dura?an olmayan, s?cak geni?leyen bir Evrenin modeli iki varsay?ma dayanmaktad?r: 1) Evrenin ?zellikleri t?m noktalar?nda (homojenlik) ve y?nlerinde (izotropi) ayn?d?r; 2) en iyisi
?nl? a??klama
G?relilik teorisinin kabul edilmesinden, (bu ilk kez 1922'de Petrogradl? fizik?i ve matematik?i Alexander Aleksandrovich Friedman taraf?ndan fark edildi) kavisli uzay?n sabit olamayaca?? sonucu ??kt?: ya geni?lemeli ya da daralmal?. Bu sonu?, Amerikal? g?kbilimci Edwin Hubble'?n 1929'da "k?rm?z?ya kayma" olarak adland?r?lan olay? ke?fetmesine kadar dikkate al?nmam??t?.
K?rm?z?ya kayma, elektromanyetik radyasyonun frekanslar?nda bir azalmad?r; ?izginin spektrumunun g?r?n?r k?sm? k?rm?z? ucuna do?ru kayar.
Daha ?nce ke?fedilen Doppler etkisi, herhangi bir sal?n?m kayna?? bizden uzakla?t???nda alg?lad???m?z sal?n?mlar?n frekans?n?n azald???n? ve buna ba?l? olarak dalga boyunun artt???n? ifade ediyordu. Yay?ld???nda “k?zarma” meydana gelir, yani spektral ?izgiler daha uzun k?rm?z? dalga boylar?na do?ru kayar.
Yani, t?m uzak ???k kaynaklar? i?in k?rm?z?ya kayma kaydedildi ve kaynak ne kadar uzaktaysa, derece de o kadar b?y?kt?. K?rm?z?ya kayman?n kayna?a olan mesafeyle orant?l? oldu?u ortaya ??kt? ve bu da bunlar?n ortadan kald?r?ld???, yani Evrenin g?r?n?r k?sm? olan Metagalaksinin geni?lemesi hakk?ndaki hipotezi do?rulad?.
K?rm?z?ya kayma, Evrenimizin birka? milyar parsek mertebesinde do?rusal boyutlara sahip b?lgesinin en az birka? milyar y?l boyunca dura?an olmad??? ?eklindeki teorik sonucu g?venilir bir ?ekilde do?rulamaktad?r. Ayn? zamanda uzay?n e?rili?i ?l??lemez ve teorik bir hipotez olarak kal?r. Geni?leyen Evren modelinin ayr?lmaz bir par?as?, yakla??k 12-18 milyar y?l ?nce meydana gelen B?y?k Patlama fikridir. “?lk ba?ta bir patlama oldu. D?nya'da a?ina oldu?unuz, belirli bir merkezden ba?lay?p daha sonra yay?lan, giderek daha fazla alan? kaplayan t?rden bir patlama de?il, her yerde ayn? anda meydana gelen, en ba??ndan itibaren "t?m uzay?, her par?ac?kla" dolduran bir patlama. madde her bir par?ac?ktan h?zla uzakla??yor" (Weinberg S. ?lk ?? dakika.
Modern g?r?n?m Evrenin k?keni hakk?nda - M., 1981. - S. 30).(fotonlar ve n?trinolar dahil). Ba?lang?? durumunun s?cakl???, 1965 y?l?nda Evrenin geni?lemesinin erken a?amas?nda olu?an fotonlar?n ve n?trinolar?n kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunun ke?fiyle do?ruland?.
?lgin? bir soru ortaya ??k?yor: Evren neyden olu?tu?
Neyden kaynakland? bu? Kutsal Kitap Tanr?'n?n her ?eyi yoktan yaratt???n? belirtir. Klasik bilimin, maddenin ve enerjinin korunumu yasalar?n? form?le etti?ini bilen dindar filozoflar, ?ncil'deki "hi?lik" ifadesinin ne anlama geldi?ini tart??t?lar ve baz?lar?, bilim ad?na, hi?bir ?eyin, Tanr?'n?n emretti?i orijinal maddi kaos anlam?na gelmedi?ine inan?yordu. ?a??rt?c? bir ?ekilde, modern bilim her ?eyin yoktan yarat?labilece?ini kabul eder (kesinlikle kabul eder, ancak iddia etmez). Bilimsel terminolojide “hi?bir ?ey”e bo?luk denir. Modern bilimsel fikirlere g?re, 19. y?zy?l fizi?inin bo?luk olarak kabul etti?i bo?luk, maddenin e?siz bir ?eklidir.
belirli ko?ullar ger?ek par?ac?klar? "do?urur". Modern kuantum mekani?i bir bo?lu?un "uyar?lm?? bir duruma" gelebilece?ini, bunun sonucunda i?inde bir alan?n olu?abilece?ini ve ondan (modern taraf?ndan onaylanan) kabul eder (bu teoriyle ?eli?mez).
fiziksel deneyler
) - madde.
Evrenin "yoktan" do?u?u, modern bilimsel bak?? a??s?na g?re, par?ac?klar?n yoklu?unda rastgele bir dalgalanma meydana geldi?inde, onun bo?luktan kendili?inden ortaya ??kmas? anlam?na gelir. Foton say?s? s?f?rsa, alan kuvvetinin kesin bir de?eri yoktur (Heisenberg'in "belirsizlik ilkesine" g?re): kuvvetin ortalama (g?zlenen) de?eri s?f?r olmas?na ra?men alan s?rekli olarak dalgalanmalar ya?ar. Dalgalanma, s?rekli olarak do?an ve hemen yok olan, ancak ayn? zamanda ger?ek par?ac?klar gibi etkile?imlere kat?lan sanal par?ac?klar?n g?r?n?m?n? temsil eder. Dalgalanmalar sayesinde vakum, g?zlemlenen etkilerde kendini g?steren ?zel ?zellikler kazan?r. Yani Evren "hi?likten", yani "uyar?lm?? bo?luktan" olu?mu? olabilir. B?yle bir hipotez elbette Tanr?'n?n varl???n?n kesin bir do?rulamas? de?ildir.
Modern fizikteki ?a??rt?c? ?eyler burada bitmiyor. Bir gazetecinin g?relilik teorisinin ?z?n? tek bir c?mleyle ?zetleme talebine yan?t veren Einstein ?unlar? s?yledi: “Eskiden, Evrendeki t?m madde yok olursa uzay ve zaman?n korunaca??na inan?l?rd?; G?relilik teorisi maddeyle birlikte uzay ve zaman?n da yok olaca??n? s?yl?yor.” Bu sonucu geni?leyen Evren modeline aktar?rsak ?u sonuca varabiliriz: vesaire.
Evrenin olu?umunda ne uzay ne de zaman vard?.
G?relilik teorisinin geni?leyen Evren modelinin iki tipine kar??l?k geldi?ine dikkat edin. Bunlardan ilkinde uzay-zaman?n e?rili?i negatif veya s?f?ra e?it s?n?rdad?r; Bu se?enekte t?m mesafeler zamanla s?n?rs?z olarak artar. Modelin ikinci versiyonunda e?rilik pozitiftir, uzay sonludur ve bu durumda zamanla geni?lemenin yerini s?k??ma al?r. Her iki versiyonda da g?relilik teorisi, Evrenin ampirik olarak do?rulanan mevcut geni?lemesiyle tutarl?d?r.
Bo? zihin ka??n?lmaz olarak ?u sorular? sorar: Hi?bir ?ey yokken orada olan ve geni?lemenin ?tesinde olan ?ey. ?lk soru a??k?a ?eli?kilidir, ikincisi ise belirli bir bilimin kapsam?n?n ?tesine ge?er. Bir g?kbilimci, bir bilim adam? olarak bu t?r sorulara yan?t verme hakk?n?n olmad???n? s?yleyebilir. Ancak bunlar ortaya ??kt?k?a, yan?tlara y?nelik olas? gerek?eler form?le edilir; bunlar yaln?zca bilimsel de?il ayn? zamanda do?al felsefidir. B?ylece “sonsuz” ve “s?n?rs?z” terimleri aras?nda bir ayr?m yap?l?r. S?n?rs?z olmayan sonsuzlu?un bir ?rne?i D?nya'n?n y?zeyidir: ?zerinde sonsuza kadar y?r?yebiliriz, ancak yine de yukar?daki atmosfer taraf?ndan s?n?rl?d?r ve yer kabu?u alt?nda. Evren de sonsuz ama s?n?rl? olabilir. ?te yandan, maddi d?nyada sonsuz hi?bir ?eyin olamayaca??, ??nk? d?ng?l? sonlu sistemler ?eklinde geli?ti?i konusunda iyi bilinen bir bak?? a??s? vard?r. geri bildirim
Bu sistemlerin ?evresel d?n???m s?recinde yarat?ld???.
Ancak bu de?erlendirmeleri do?a felsefesi alan?na b?rakal?m, ??nk? do?a bilimlerinde sonu?ta ger?e?in kriteri soyut de?erlendirmeler de?il, hipotezlerin ampirik olarak test edilmesidir. Sonra ne oldu?? Patlay?c? suyun etkisi alt?nda giderek daha fazla geni?lemeye ba?layan, kat? ile s?v? hal aras?nda bir ?ey olan, temel par?ac?klar?n bulundu?u bir durum olan bir plazma p?ht?s? olu?tu. B?y?k Patlama'n?n ba?lamas?ndan 0,01 saniye sonra Evrende hafif ?ekirdeklerden (2/3 hidrojen ve 1/3 helyum) olu?an bir kar???m ortaya ??kt?. Di?er t?m kimyasal elementler nas?l olu?tu?
3. Galaksilerin evrimi ve yap?s?
?air sordu: “Dinle! Sonu?ta y?ld?zlar parl?yorsa bu birinin buna ihtiyac? oldu?u anlam?na m? gelir? Parlamak i?in y?ld?zlara ihtiya? oldu?unu biliyoruz ve varl???m?z i?in gerekli enerjiyi G?ne?imiz sa?l?yor. Galaksilere neden ihtiya? duyulur?
Galaksilere de ihtiya? duyuldu?u ve G?ne?'in bize sadece enerji sa?lamad??? ortaya ??kt?. Astronomik g?zlemler, galaksilerin ?ekirdeklerinden s?rekli bir hidrojen ??k???n?n oldu?unu g?stermektedir. Dolay?s?yla galaksilerin ?ekirdekleri, Evrenin ana yap? malzemesi olan hidrojenin ?retimi i?in fabrikalard?r. Atomu ?ekirdekte bir proton ve y?r?ngesinde bir elektrondan olu?an hidrojen, atomik reaksiyonlar s?recinde y?ld?zlar?n derinliklerinde daha karma??k atomlar?n olu?tu?u en basit "yap? ta??d?r". ?stelik y?ld?zlar?n farkl? boyutlarda olmas?n?n da tesad?f olmad??? ortaya ??kt?.
Daha fazla y?ld?z k?tlesi Derinliklerinde daha karma??k atomlar sentezlenir.
G?ne?imiz, s?radan bir y?ld?z gibi, yaln?zca hidrojenden (galaksilerin ?ekirdekleri taraf?ndan ?retilen) helyum ?retir; ?ok b?y?k y?ld?zlar, canl? maddenin ana "yap? ta??" olan karbon ?retir. Galaksiler ve y?ld?zlar bunun i?indir. D?nya ne i?indir? Her ?eyi ?retiyor
Galaksilerin olu?umu ve yap?s? sorunu, Evrenin k?kenine ili?kin bir sonraki ?nemli sorudur. Yaln?zca Evrenin bilimi olarak kozmoloji taraf?ndan de?il - tek bir b?t?n olarak, ayn? zamanda kozmik bedenlerin ve onlar?n sistemlerinin (gezegensel, gezegensel, y?ld?z, galaktik kozmogoni ay?rt edilir) .
Bir galaksi, kendi merkezlerine (?ekirde?i) ve farkl?, yaln?zca k?resel de?il, ayn? zamanda s?kl?kla spiral, eliptik, bas?k veya genel olarak d?zensiz bir ?ekle sahip dev bir y?ld?z k?mesi ve sistemleridir. Milyarlarca galaksi var ve her biri milyarlarca y?ld?z i?eriyor.
Galaksimize Samanyolu denir ve 150 milyar y?ld?zdan olu?ur. Bir ?ekirdek ve birka? spiral daldan olu?ur. Boyutlar? 100 bin ???k y?l?d?r. En Galaksimizin y?ld?zlar?, yakla??k 1500 ???ky?l? kal?nl???nda dev bir "disk" i?inde yo?unla?m??t?r. G?ne? galaksinin merkezinden yakla??k 30 bin ???ky?l? uzakl?kta yer almaktad?r.
Bizimkine en yak?n galaksi (???k ???n?n?n 2 milyon y?l yol kat etti?i) “Andromeda Bulutsusu”dur.
?lk galaksi d??? nesnenin 1917 y?l?nda Andromeda tak?my?ld?z?nda ke?fedilmesi nedeniyle bu ?ekilde adland?r?lm??t?r. Ba?ka bir galaksiye ait oldu?u, 1923 y?l?nda bu cisimdeki y?ld?zlar? spektral analizle bulan E. Hubble taraf?ndan kan?tland?. Daha sonra di?er bulutsularda y?ld?zlar ke?fedildi.
Ve 1963'te, g?kadalar?n parlakl???ndan y?zlerce kat daha b?y?k bir parlakl??a ve onlardan onlarca kat daha k???k boyutlara sahip, Evrendeki en g??l? radyo emisyon kaynaklar? olan kuasarlar (yar? y?ld?z radyo kaynaklar?) ke?fedildi. Kuasarlar?n yeni galaksilerin ?ekirdeklerini temsil etti?i ve dolay?s?yla galaksi olu?um s?recinin g?n?m?zde de devam etti?i varsay?lm??t?r.
4. Astronomi ve kozmonotik
Y?ld?zlar, kozmik cisimlerin ve sistemlerinin yap?s? ve geli?imi bilimi olan astronomi (Yunanca "astroy" - y?ld?z ve "nomos" - yasadan) taraf?ndan incelenir. Bu klasik bilim, g?zlem teknolojisinin h?zl? geli?imi nedeniyle 20. y?zy?lda ikinci gen?li?ini ya??yor - ana ara?t?rma y?ntemi: yans?t?c? teleskoplar, radyasyon al?c?lar? (antenler), vb. SSCB'de, 1974'te aynal? bir reflekt?r 6 m ?ap?ndad?r ve insan g?z?n?n milyonlarca kat? ???k toplar. g?k mekani?i, radyo astronomisi, astrofizik ve di?er disiplinler.
?u anda astrofizik ?zel bir ?nem ta??yor; astronominin g?k cisimlerinde meydana gelen fiziksel ve kimyasal olaylar? inceleyen k?sm?. g?k cisimleri, onlar?n sistemleri ve uzayda. Deneye dayanan fizikten farkl? olarak astrofizik ?ncelikle g?zlemlere dayan?r. Ancak bir?ok durumda, g?k cisimlerinde ve sistemlerinde maddenin bulundu?u ko?ullar, modern laboratuvarlar?n kullanabilece?i ko?ullardan farkl?d?r (ultra y?ksek ve ultra d???k yo?unluklar,
y?ksek s?cakl?k
vesaire.). Bu sayede astrofizik ara?t?rmalar? yeni fizik yasalar?n?n ke?fedilmesine yol a?maktad?r. Astrofizi?in as?l ?nemi, ?u anda g?receli kozmolojideki ana ilginin Evrenin fizi?ine (en erken a?amalar dahil olmak ?zere Evrenin geni?lemesinin farkl? a?amalar?nda meydana gelen maddenin durumu ve fiziksel s?re?lere) aktar?lmas? ger?e?iyle belirlenir. Astrofizi?in ana y?ntemlerinden biri spektral analizdir. E?er bir beyaz ???n?n? ka??r?rsan g?ne? ????? dar bir yar?ktan ve ard?ndan bir cam ??gen prizmadan ge?erek bile?en renklerine ayr?l?r ve ekranda k?rm?z?dan mora kademeli bir ge?i?le - s?rekli bir spektrum olan g?kku?a?? renginde bir ?erit belirir. Spektrumun k?rm?z? ucu prizmadan ge?erken en az sapan ???nlardan olu?ur, mor u? ise en fazla sapand?r. Her bir kimyasal element, iyi tan?mlanm?? spektral ?izgilere kar??l?k gelir ve bu da kullan?m? m?mk?n k?lar.
bu y?ntem
maddeleri incelemek i?in. Ne yaz?k ki, k?sa dalga radyasyonu - ultraviyole, x-???nlar? ve gama ???nlar? - D?nya atmosferinden ge?miyor ve burada bilim, yak?n zamana kadar ?ncelikle teknik - astronotik (Yunanca "nautika" dan) olarak kabul edilen g?kbilimcilerin yard?m?na geliyor. - navigasyon sanat?), insanl???n ihtiya?lar?na y?nelik uzay ara?t?rmalar?n?n u?ak kullan?larak sa?lanmas?., motorlar, ara? ?st? kontrol sistemleri, f?rlatma tesisleri, otomatik istasyonlar ve insanl? uzay arac?, bilimsel ara?lar, yere dayal? u?u? kontrol sistemleri, y?r?nge ?l??m hizmetleri, telemetri, y?r?nge istasyonlar?n?n organizasyonu ve tedariki vb.; t?bbi ve biyolojik - yerle?ik ya?am destek sistemlerinin olu?turulmas?, olumsuz olaylar?n telafisi insan v?cudu, yeniden ile ilgili;
y?k, a??rl?ks?zl?k, radyasyon vb. Astronotik tarihi, K. E. Tsiolkovsky'nin “D?nya uzaylar?n?n jetle ke?fi (Aletler)” (1903) adl? ?al??mas?nda verdi?i, insan?n d?nya d??? uzaya ??k???na ili?kin teorik hesaplamalarla ba?lar - Roket teknolojisi alan?nda ?al??malar SSCB'de ba?lad?. 1921'de. ?lk roket f?rlat?ld? s?v? yak?t
1926'da ABD'de uyguland?. Astronotik tarihinin ana kilometre ta?lar?, 4 Ekim 1957'de ilk yapay D?nya uydusunun f?rlat?lmas?, 12 Nisan 1961'de uzaya ilk insanl? u?u?, 1969'daki ay seferi, al?akta insanl? y?r?nge istasyonlar?n?n olu?turulmas?yd?. D?nya y?r?ngesi, f?rlatma uzay gemisi
yeniden kullan?labilir.
?al??malar SSCB ve ABD'de paralel olarak y?r?t?ld?, ancak son y?llarda uzay ara?t?rmalar? alan?ndaki ?abalarda bir birle?me ya?and?. 1995 y?l?nda, astronotlar? Rus y?r?nge istasyonu Mir'e teslim etmek i?in Amerikan Shuttle uzay arac?n?n kullan?ld??? ortak Mir-Shuttle projesi ger?ekle?tirildi.
