«"Qiziquvchan bolalar" turkumi barcha yoshdagi bolalar uchun mo'ljallangan. Agar sizda mutaxassis tomonidan javob olmoqchi bo'lgan savol bo'lsa, uni curiouskidsus@theconversation.com manziliga yuboring.
Agar koinot allaqachon cheksiz bo'lsa, u nimaga kengaymoqda? – Mael, 10 yosh, Missoula, Montana
Non yoki bir nechta kek pishirganingizda, xamirni tovaga solasiz. Xamir pechda pishganda, u kengayib, tovani to'ldiradi. Kek xamiridagi shokolad bo'laklari yoki ko'k mevalar xamir kengaygan sari bir-biridan uzoqlashadi.
Koinotning kengayishi ba'zi jihatlari bilan o'xshash. Ammo bu o'xshashlik bir jihatdan nuqsonli: xamir pishirish idishiga kengayib borayotgan bir paytda, koinotning kengayadigan hech narsasi yo'q. U shunchaki o'ziga kengayib boradi.
Bu jumboqdek tuyulishi mumkin, ammo koinot koinot ichidagi hamma narsadir. Kengayib borayotgan koinotda tova yo'q. Faqat xamir bor. Agar tova mavjud bo'lganida ham, u koinotning bir qismi bo'lar edi va shuning uchun tova bilan birga kengayib borardi.
Hatto men, ko'p yillar davomida koinotni o'rganib kelgan fizika va astronomiya professori, bu g'oyalarni tushunishga qiynalaman. Kundalik hayotda bunday narsaga duch kelmaysiz. Bu Shimoliy qutbdan qaysi yo'nalish shimolda ekanligini so'rashga o'xshaydi.
Koinotning kengayishini tasavvur qilishning yana bir usuli - bu bizning Somon Yo'li galaktikamizdan uzoqlashayotgan boshqa galaktikalarni tasavvur qilishdir. Olimlar koinotning kengayib borayotganini bilishadi, chunki ular boshqa galaktikalar biznikidan uzoqlashayotganini kuzatishlari mumkin. Ular kengayishni boshqa galaktikalar bizdan uzoqlashayotgan tezligidan foydalanib belgilaydilar. Bu ta'rif ularga kengayishni biror narsaga kengayish kerak bo'lmasdan tasavvur qilish imkonini beradi.
Kengayib borayotgan olam
Koinot 13,8 milliard yil oldin Katta Portlashda paydo bo'lgan. Katta Portlash nazariyasi koinotning kelib chiqishini nihoyatda zich, issiq singularlik sifatida ta'riflaydi. Bu kichkina nuqta to'satdan inflyatsiya deb ataladigan tez kengayishga duch keldi va bu koinotdagi har bir joyning tashqariga kengayishiga olib keldi. Ammo "Katta Portlash" nomi chalg'ituvchi. Nomidan ko'rinib turibdiki, bu ulkan portlash emas, balki koinot tez kengayib borayotgan davr edi.
Keyin koinot tezda zichlashdi va sovidi, materiya va yorug'likni yarata boshladi. Oxir-oqibat, u bugungi kunda biz biladigan koinotga aylandi.
Bizning Koinotimiz statik emasligi va kengayishi yoki qisqarishi mumkinligi haqidagi g'oya birinchi marta 1922-yilda fizik Aleksandr Fridman tomonidan e'lon qilingan. U Koinot kengayib borayotganini matematik tarzda tasdiqladi.
Fridmann koinotning kengayib borayotganini isbotlagan bo'lsa-da, hech bo'lmaganda ba'zi joylarda kengayib borayotganini isbotlagan bo'lsa-da, kengayish tezligini Edvin Xabbl yanada chuqurroq o'rganib chiqdi. Boshqa ko'plab olimlar Somon Yo'lidan boshqa galaktikalar uzoqlashayotganini tasdiqlashdi, ammo 1929-yilda Xabbl o'zining mashhur maqolasini nashr etdi, unda butun koinot kengayib borayotgani va bu kengayish tezligi tezlashayotgani tasdiqlandi.
Bu kashfiyot astrofiziklarni hayratda qoldirishda davom etmoqda. Qaysi hodisa koinotga uni birlashtirib turuvchi tortishish kuchini yengib o'tishga va bir vaqtning o'zida kengayishga, koinot ichidagi jismlarni bir-biriga jalb qilishga imkon beradi? Va bundan tashqari, uning kengayish tezligi vaqt o'tishi bilan tezlashib bormoqda.
Ko'pgina olimlar Katta portlashdan beri koinotning kengayishi qanday tezlashganini tasvirlash uchun kengayish konusi deb nomlangan vizual tasvirdan foydalanadilar. Keng halqali chuqur konusni tasavvur qiling. Konusning chap tomoni - tor uchi - koinotning boshlanishini anglatadi. O'ngga siljiganingizda, vaqt o'tishi bilan oldinga siljiysiz. Konusning kengayishi koinotning kengayishini anglatadi.
Kengayish girdobi koinotning kengayish tezligi vaqt o'tishi bilan qanday oshganini aniq ko'rsatadi. Katta portlash girdobning chap tomonida ko'rsatilgan va o'shandan beri koinot tezroq va tezroq kengayib bormoqda. NASA
Olimlar hali bu tezlashtirilgan kengayishni boshqaradigan energiya manbasini to'g'ridan-to'g'ri o'lchashmagan. Ular uni aniqlay yoki o'lchay olmadilar. Ular bu turdagi energiyani ko'ra olmaganliklari yoki to'g'ridan-to'g'ri o'lchay olmaganliklari sababli, uni qorong'u energiya deb atashadi.
Tadqiqotchilarning modellariga ko'ra, qorong'u energiya koinotdagi eng ko'p uchraydigan energiya shakli bo'lishi kerak, bu koinotdagi barcha energiyaning taxminan 681 TP3T ni tashkil qiladi. Yer, Quyosh va biz ko'rib turgan barcha narsani tashkil etuvchi oddiy materiyadan olingan energiya barcha energiyaning atigi 51 TP3T ni tashkil qiladi.
Kengaytirish voronkasidan tashqarida
Xo'sh, kengaytirish voronkasidan tashqarida nima bor?
Olimlar ma'lum olamdan tashqarida biron bir narsaning mavjudligiga hech qanday dalilga ega emaslar. Biroq, ba'zilar bir nechta olamlar mavjud bo'lishi mumkinligini taxmin qilishadi. Bir nechta olamlarni o'z ichiga olgan model olimlar bizning olamimizning mavjud modellari bilan duch keladigan ba'zi muammolarni hal qilishi mumkin.
Zamonaviy fizikadagi asosiy muammolardan biri shundaki, tadqiqotchilar fizikaning juda kichik miqyosda qanday ishlashini tasvirlaydigan kvant mexanikasi va fizikani katta miqyosda boshqaradigan tortishish kuchini birlashtira olmaydilar.
Kichik miqyosdagi materiyaning xatti-harakatlari qoidalari ehtimollik va kvantlangan yoki o'zgarmas energiya miqdoriga bog'liq. Bu miqyosda obyektlar paydo bo'lishi va yo'qolishi mumkin. Materiya to'lqin kabi harakat qilishi mumkin. Kvant dunyosi bizning dunyoni qanday ko'rishimizdan juda farq qiladi.
Fiziklar klassik mexanika deb ataydigan katta miqyoslarda, jismlar kundalik hayotda biz kutganimizdek harakat qiladi. Jismlar kvantlanmaydi va uzluksiz energiya miqdoriga ega bo'lishi mumkin. Jismlar izsiz paydo bo'lmaydi yoki yo'qolmaydi.
Kvant dunyosi yorug'lik tugmasi kabi ishlaydi, bu yerda energiya faqat ikkita rejimga ega: yoqish va o'chirish. Biz ko'radigan va o'zaro ta'sir qiladigan dunyo dimmer tugmasi kabi ishlaydi, bu bizga energiya darajasini boshqarish imkonini beradi.
Biroq, tadqiqotchilar tortishish kuchini kvant darajasida o'rganishga urinishda muammolarga duch kelishadi. Kichik miqyosda fiziklar tortishish kuchi kvantlangan deb taxmin qilishlari kerak bo'ladi. Ammo ularning ko'pchiligi tomonidan olib borilgan tadqiqotlar bu fikrni qo'llab-quvvatlamaydi.
Somon yo'li galaktikasidan tashqarida cheksiz kengayib borayotgan olam yotadi. DECaPS2/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA, M. Zamani va D. de Martin AP orqali
Bu nazariyalarni birgalikda ishlashning bir usuli - bu ko'p olam nazariyasi. Gravitatsiya va kvant dunyosining o'zaro ta'sirini tushuntirish uchun hozirgi koinotimizdan tashqariga qaraydigan ko'plab nazariyalar mavjud. Yetakchi nazariyalar qatoriga tor nazariyasi, brane kosmologiyasi, halqa kvant nazariyasi va boshqa ko'plab nazariyalar kiradi.
Biroq, Koinot kengayishda davom etadi va Somon Yo'li va boshqa galaktikalar orasidagi masofa vaqt o'tishi bilan ortadi.
Salom, qiziquvchan bolalar! Mutaxassisdan javob olishni istagan savolingiz bormi? Kattalardan savolingizni CuriousKidsUS@theconversation.com manziliga yuborishini so'rang. Iltimos, ismingiz, yoshingiz va shahringizni kiriting.
Qiziqish yosh chegarasini bilmasligi sababli, kattalar, sizni nima qiziqtirishi haqida bizga ham ayting. Biz har bir savolga javob bera olmaymiz, lekin qo'limizdan kelganini qilamiz.
Ushbu maqola murakkab dunyomizda harakatlanishingizga yordam beradigan faktlar va ishonchli tahlillarni taqdim etuvchi notijorat, mustaqil yangiliklar nashriyoti The Conversation tomonidan qayta nashr etilgan. Muallif: Nikol Granuchchi, Quinnipiac universiteti.
Ko'proq o'qish:
-
Kosmos nimadan iborat? Astrofizika mutaxassisi kosmos vakuumida mavjud bo'lgan barcha komponentlarni — nurlanishdan tortib qorong'u materiyagacha — tushuntiradi.
-
Kosmos tugaydimi yoki cheksiz cho'zilib ketadimi?
-
Quyosh tizimimizdan tashqarida sayyoralar bormi?
Nikol Granuchchi ushbu maqoladan foyda ko'radigan biron bir kompaniya yoki tashkilotda ishlamaydi, ular uchun maslahat bermaydi, aktsiyalarga egalik qilmaydi yoki ulardan mablag' olmaydi va o'zining ilmiy lavozimidan tashqari hech qanday aloqadorligini oshkor qilmagan.