Әлемдегі қараңғы заттар мен қараңғы энергия. 2. Ғаламды кеңейту

Әлемдегі қараңғы заттар және қараңғы энергия

Валерий Анатольевич Рубаков,
Ядролық зерттеулер институты, РҒА, Мәскеу, Ресей

Дәрістің презентациясы (pdf, 2 Mb)

Бейнені жүктеу (avi): 1 бөлім (180 МБ), 2 бөлім (210 МБ), 3 бөлім (250 МБ)

  • 1. Кіріспе
  • 2. Ғаламды кеңейту
  • 3. Өткен ғаламшар
  • 4. Әлемдегі энергияның балансы
  • 5. Қара зат
  • 6. Қара энергия
  • 7. Қорытынды

2. Ғаламды кеңейту

Бүгінде ғаламның қасиеттері туралы және салыстырмалы түрде жақында өткен біраз фактілер бар.

Сурет. 2

Бүкіл әлем біртекті: Әлемдегі барлық аймақтар бірдей көрінеді. Әрине, бұл кішігірім аудандарға жатпайды: көптеген жұлдыздар бар жерлер бар – бұл галактикалар; көптеген галактикалар бар галактик кластерлер бар; галактикалар аз болатын жерлер бар – бұл үлкен бос орындар. Бірақ 300 миллион жарық және одан да көп аудандар бірдей көрінеді. Бұл астрономиялық бақылаулар арқылы айқын көрінеді, нәтижесінде біз Әлемнің «картасын» шамамен 10 миллиард жарық жылының қашықтықтарына алып келдік.1. Бұл «карта» заманауи Әлем туралы ең құнды ақпарат көзі ретінде қызмет етеді деп айтуға болады, өйткені ол сандық деңгейде Әлемдегі заттың қалай бөлініп жатқанын анықтауға мүмкіндік береді.

Қосулы күріш 2 бұл картаның фрагменті көрсетіледі2Әлемнің салыстырмалы түрде аз көлемін қамтыған. Әлемде өте үлкен көлемдегі құрылымдар бар, бірақ жалпы айтқанда галактикалар біркелкі «шашырап» жатыр.

Әлем кеңейтеді: галактикалар бір-бірінен алыстай бастайды. Кеңістік барлық бағыттарда созылып жатыр, ал бізден әлдеқайда алыстаған бұл галактика тезірек бізден кетеді. Бүгінде бұл кеңейту қарқыны аз: барлық қашықтықтар екі еселенеді3 шамамен 15 млрд. жыл бұрын, бірақ бұрынғы кеңейту көрсеткіші әлдеқайда жоғары болды. Әлемдегі заттардың тығыздығы уақыт өте келе төмендейді, ал болашақта Әлемде сирек кездесетін болады. Керісінше, ғалам бұрынғыдан әлдеқайда тығыз болды. Қашықтықты галактикалар немесе жарқын жұлдыздар шығаратын жарықтың «қызаруы» ғаламның кеңеюін білдіреді: кеңістіктің жалпы созылуының арқасында жарықтың толқын ұзындығы бізге қарай ұшып бара жатыр. Бұл құбылыс 1927 жылы Э. Хаббл тарабынан белгіленіп, үш жыл бұрын Александр Фридманның алдын ала болжаған Әлемнің кеңеюінің айқын дәлелі болды.

Заманауи байқаушы деректер қазіргі уақытта ғаламның кеңею жылдамдығын өлшеуге мүмкіндік беріп қана қоймай, оның бұрынғы кеңею жылдамдығын анықтауға мүмкіндік береді. Біз осы өлшемдердің нәтижелері туралы және олардан ағып жатқан қорытындылар туралы әңгімелестік. Бұл жерде біз туралы айтады: Әлемнің кеңею фактісі, гравитация теориясымен – салыстырмалықтың жалпы теориясымен – ғаламның өте тығыз өткенін және өте тез кеңейе түскенін көрсетеді. Егер ғаламның эволюциясын бұрынғыға дейін, физиканың белгілі заңдарын қолданатын болсақ, онда бұл эволюция Үлкен Бана болған сәттен бастап басталады деген тұжырымға келеміз; Қазіргі уақытта Әлемдегі мәселе соншалықты тығыз болды, және гравитациялық өзара әрекеттесу соншалықты күшті болды, өйткені белгілі физика заңдары қолданылмады. Содан бері 14 миллиард жыл өтті, бұл қазіргі заманның ғасыры.

Әлем «жылы»: оның құрамында T = 2.725 градус Кельвин температурасы (радио толқындары болып табылатын реликті фотонды) сипатталатын электромагниттік сәулелену бар. Әрине, бұл температура бүгінгі күні жоғары емес (сұйық гелийдің температурасынан төмен), бірақ бұл бұрынғы жағдай емес еді.Кеңею үрдісінде Әлемнің эволюциясы, температурасы, материяның тығыздығы ерте сатыларында бүгінгіден әлдеқайда жоғары болғандықтан, суытып келеді. Бұрын Әлемнің ыстық, тығыз және жылдам кеңейген.


1 Бұл тапсырманың масштабы келесі фигурамен дәлелденеді: SDSS-тің қазіргі кезде жүргізілген зерттеуі 300 мыңнан астам галактиканы қамтиды, олар үшін бағыт пен қашықтық өлшенеді.

2 90-жылдардың ортасында Las Campanas шолу.

3 Әрине, бұл Жерден Күнге дейінгі қашықтыққа немесе Галактикадағы жұлдыздардың арасындағы қашықтыққа қолданылмайды: Жер гравитациялық тартымдылықпен Күнге жақын және күн сәулесінен Күнге дейін ғаламның кеңеюіне байланысты өзгермейді.


Like this post? Please share to your friends:
Әлемдегі қараңғы заттар және қараңғы энергия ">
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: