Бастапқыда ғалам қандай болды. Бір ғалам немесе көп пе? Біз футбол добының ішінде өмір сүреміз

Әлемнің біздің бөлігінде инфляция шынымен аяқталды. Бірақ біз жауаптары белгісіз үш сұрақ: Әлемнің нақты өлшеміне және оның шексіз екендігіне орасан зор әсер етеді:

1. Біздің Үлкен жарылысты тудырған Ғаламның инфляциядан кейінгі бөлігі қаншалықты үлкен?
2. Мәңгілік инфляция идеясы шын ба, оған сәйкес Әлем шексіз кеңейеді, кем дегенде кейбір аймақтарда?
3. Инфляция тоқтап, ыстық Үлкен жарылысты тудырғанға дейін қанша уақытқа созылды?

Ғаламның инфляция болған бөлігі біз байқап отырған өлшемнен көп емес мөлшерге дейін өсе алуы мүмкін. Кез келген сәтте инфляция аяқталған «шеттің» дәлелі болуы мүмкін. Бірақ ғаламның бақыланатыннан гуголь есе үлкен болуы да мүмкін. Бұл сұрақтарға жауап бермей, негізгісіне жауап ала алмаймыз.

Үлкен жарылыс болған жекелеген аймақтардың үлкен саны мәңгілік инфляция нәтижесінде үнемі өсіп келе жатқан кеңістікпен бөлінген. Бірақ біз бақыланатын ғаламнан тыс нәрсені қалай сынау, өлшеу немесе оған қол жеткізу туралы білмейміз.

Біз көріп отырған нәрселерден басқа, физика заңдары бірдей, ғарыштық құрылымдары бірдей және күрделі өмір сүру мүмкіндігі бірдей біздікінен бұдан да үлкен ғалам болуы мүмкін.

Сондай-ақ, инфляция аяқталатын «көпіршіктің» шекті өлшемі болуы керек, өйткені мұндай көпіршіктердің экспоненциалды түрде үлкен саны кеңірек кеңейетін кеңістікте қамтылған.

Бірақ бұл бүкіл ғалам немесе көп ғалам керемет үлкен болса да, ол шексіз болмауы мүмкін. Шын мәнінде, инфляция шексіз жалғаспайынша немесе ғалам шексіз үлкен туылмаса, ол ақырлы болуы керек.

Біз Ғаламның қаншалықты үлкен бөлігін байқасақ та, қаншалықты алысқа қарасақ та, мұның бәрі сонда, одан тыс жерде болуы керек нәрсенің аз ғана бөлігін құрайды.

Ең үлкен мәселе - бұл сұраққа нақты жауап беру үшін бізде жеткілікті ақпарат жоқ. Біз тек біздің бақыланатын ғаламдағы ақпаратқа қалай қол жеткізуге болатынын білеміз: сол 46 миллиард жарық жылы барлық бағыттар бойынша.

Әлемнің шекті немесе шексіз екендігіне қатысты ең үлкен сұрақтың жауабы Ғаламның өзінде жасырын болуы мүмкін, бірақ біз оның жеткілікті үлкен бөлігін нақты білу үшін біле алмаймыз. Біз мұны түсінбейінше немесе физиканың шекарасын кеңейтудің ақылды схемасын ойлап таппайынша, бізде тек ықтималдықтар қалады.

Бірнеше жүз жыл бұрын адамдар біздің бүкіл Әлемнің Күн және оның айналасындағы бірнеше планета екеніне сенімді болды, бірақ жылдар өткен сайын ізденімпаз ойлар бірте-бірте біздің әлем планеталардың «шағын» емес деген қорытындыға келе бастады. барлық. 20 ғасырдың ортасында Эдвин Хаббл адамзатты таң қалдырды, ол біз өмір сүріп жатқан галактика бүкіл Әлем емес, Құс жолы басқа галактикалардың сансыз мұхитындағы «құм түйірі» екенін дәлелдеді. Қазіргі адамдар Ғаламның қалай көрінетініне көбірек қызығушылық танытуда, ғалымдар біздің әлем туралы болжамды көзқарасты жасай алды, бұл мақалада сіз оны көресіз.

Әлемнің пайда болуы туралы танымал гипотезалар

Бірақ алдымен, біздің әлемнің тууын түсіндіруге тырысатын ең танымал теорияларды қарастырайық.

Мүмкін, ең танымалы - Үлкен жарылыс теориясы, ол 14 миллиард жыл бұрын белгілі бір энергия жарылысы болғанын айтады, басқаша айтқанда, «жарылыс», оны неден тудырғаны белгісіз. Бұл бастапқы «нүктеде» орасан зор температура мен материяның ең жоғары тығыздығы шоғырланғандығы, жарылыс энергиясы жұлдыздар мен планеталарды құрайтын барлық элементтерді тудырды (иә, біз).

Біздікі үнемі кеңейіп келеді, көлемі ұлғая береді деген сенім бар. Бұл триллиондаған жылдар бойы жұлдыздар өздерінің барлық заттарын таусып, сөнгенше жалғасады, содан кейін біздің әлем суық және қараңғы болады.

Біздің ғаламның бір бөлігі: әрбір нүкте жүздеген миллиард жұлдыздарды қамтитын галактика

Сондай-ақ, тағы бір танымал теория - Әлем әрқашан болған, оның басы мен соңы жоқ, ол болған, бар және болады деп мәлімдейді. Бірақ бұл пікірде көптеген сәйкессіздіктер бар, өйткені Ғарыштық объектілердің қозғалысын кешенді модельдеу арқылы Ғалам кеңейіп жатқаны, олардың траекториясы салынғаны және ол өткенге шексіз бармайтыны дәлелденді, яғни. біздің әлемде белгілі бір «басталуы» бар екені белгілі болды.

Әділ болу үшін айта кету керек, «Үлкен жарылыстың» да көптеген кемшіліктері бар, мысалы, «жарылыс» сәтінен бастап жылдамдық олар 14 миллиард жылда бір-бірінен әлдеқайда алыс шашырауы керек еді, бірақ бұл байқалмайды.

Ғалам сырттан қалай көрінеді?

Ғалымдар Әлемді тереңірек зерттеу үшін өз құралдарын үнемі жетілдіріп отырады. Көрінетін дүниенің көлемі қазірдің өзінде белгілі болды, ол шамамен 500 миллиард галактиканы құрайды (!), олар 26 миллиард жарық жылының шекарасын құрайды. Бірақ бұл бәрі емес, ғалымдар бақыланатын әлемнің радиациясын анықтай алды және ол 92 миллиард жарық жылы! Бұл елестету қиын орасан зор сандар. Бақытымызға орай, астрономдар біздің көрінетін әлеміміздің көптеген көрнекі үлгілерін жасады, енді сіз Ғаламның қалай көрінетінін өзіңіз көре аласыз.

Ғалымдардың ізденімпаз санасы тылсым құбылыстарды шешуге талпынуда, теориялар ойлап тауып, зерттеулер мен бақылаулар жүргізеді... Мүмкін, ең қызықты және болашағы зор тақырыптардың бірі – ғарыш және онымен байланысты барлық нәрсе. Адамзат оны тереңірек зерттеген сайын, көбейіп келе жатқан сұрақтарға жауап табу соншалықты қызықты болады.

Заманауи технология мүмкіндік берсе, біз Ғаламды зерттеуге тырысамыз. Бірақ ең заманауи телескоптарда белгілі бір шектеулер бар, олардан техникалық құралдарды пайдалану арқылы қарау мүмкін емес. Содан кейін адам өз қиялын пайдаланып, қолда бар фактілерді болжауға кіріседі.

Ғалам қайда аяқталады? Оның үстіне бұл философиялық немесе риторикалық мәселе емес, нағыз ғылыми мәселе. Оған жеткілікті негізсіз бір буынды және дәл жауап беру мүмкін емес. Тек дәлелденген теориялар мен бар фактілерге сүйене отырып, белгілі бір тұжырымдар жасап, қиялдауға болады...

Ғаламның, галактикалардың, жұлдыздардың және тіпті біздің планетаның пайда болуы Үлкен жарылыс теориясымен сипатталады. Бұл оқиға шамамен 13,8 миллиард жыл бұрын болды және біз оны елестететін пішінде Әлемнің туу сәті болып табылады. Сонымен қатар, бұған дейін Әлем бос болды деп ойламау керек. Керісінше, ғарыш энергиясы өсіп, жарылысқа жақындаған сайын, кеңістіктің өзі өзгерді.

Әлемнің шеті неге ұқсайды?

Болжалды Үлкен жарылыс аймағы - радиусы 46 жарық жылынан сәл асатын шар. Бірақ бұл шекара өте ерікті және, әрине, кеңістіктің шекарасы емес. Бірақ оның астарында не жатыр?

Зерттеушілер Әлемнің біз бақылайтын бөлігі бар деп есептейді. Жергілікті деп атауға болатын бөлшектерді қоспағанда - галактикалар мен жұлдыздардың орналасуы, жүйелердің ерекшеліктері.

Осыған сүйене отырып, шексіздікті қабылдау мүмкін емес сияқты, атышулы «Әлемнің шетін» көру мүмкін емес екені белгілі болады.

Кітап «Ғалам. Оператор нұсқаулығы қазіргі физиканың ең маңызды және, әрине, ең қызықты сұрақтарына тамаша нұсқаулық болып табылады: «Уақытқа саяхат жасау мүмкін бе?», «Параллель ғаламдар бар ма?», «Егер ғалам кеңейіп жатса, қайда? ол кеңейіп жатыр?" , "Жарық жылдамдығына дейін үдеп, айнадан өзіңе қарасаң не болады?", "Бөлшектердің коллайдерлері не үшін қажет және олар неліктен үнемі жұмыс істеуі керек? Олар бірдей тәжірибелерді шексіз қайталайды емес пе?» Әзіл, парадокс, тартымдылық және презентацияның қолжетімділігі бұл кітапты Дж.Перельманның, С.Хокингтің, Б.Брайсонның және Б.Гриннің бестселлерлерімен бір сөреге қойды! Заманауи ғылымға қызығатын әрбір адам үшін нағыз сыйлық – ізденімпаз орта мектеп оқушысынан сүйікті мұғаліміне, филолог студентінен физика-математика ғылымдарының докторына дейін!

Олардың артында не тұрғаны көрінбейді, бірақ біз Әлемнің қазір қалай көрінетінін және оның ерте кезеңдерден бастап бүгінгі күнге дейінгі уақыттың әр нүктесінде қандай болғанын білеміз, сондықтан біз ғарыштық перденің артында не жатқанын болжай аламыз. Оның артына қарау қызықты, солай емес пе?

Сонымен, біз көкжиектен тыс қарай алмасақ та, біз өзіміздің және басқалардың қызығушылығын мемлекет есебінен қанағаттандыру үшін жеткілікті көреміз. Ең кереметі, біз ұзақ күткен сайын Ғалам қартаяды және көкжиек алыстайды. Басқаша айтқанда, Әлемнің алыс түкпірлері бар, олардың жарығы бізге қазір ғана жетеді.

Көкжиектен тыс не бар? Ешкім білмейді, бірақ біз сауатты болжам жасай аламыз. Коперник пен оның ізбасарлары бізге нені анық көрсеткенін есте сақтаңыз; «Сіз бір жерге барған кезде, сіз әлі де бір жерде боласыз», сондықтан біз көкжиектен тыс Ғалам мұндағыдай көрінеді деп болжауға болады. Әрине, ол жерде басқа галактикалар болады, бірақ олардың саны айналамыздағыдай болады және олар көршілерімізбен бірдей болады. Бірақ бұл міндетті түрде дұрыс емес. Біз бұл болжамды жасаймыз, өйткені бізде басқаша ойлауға негіз жоқ.

> Әлемнің құрылымы

Диаграмманы оқу ғаламның құрылымы: кеңістік масштабтары, Әлем картасы, суперкластерлер, шоғырлар, галактикалар топтары, галактикалар, жұлдыздар, Слоунның Ұлы қорғаны.

Біз шексіз кеңістікте өмір сүреміз, сондықтан Әлемнің құрылымы мен масштабы қандай болатынын білу әрқашан қызықты. Ғаламдық әмбебап құрылым шоғырларға, галактикалық топтарға және, сайып келгенде, өздеріне бөлуге болатын бос орындар мен жіптерден тұрады. Егер масштабты қайтадан азайтсақ, онда біз қарастырамыз (Күн солардың бірі).

Бұл иерархияның қалай көрінетінін түсінсеңіз, әрбір аталған элементтің ғалам құрылымында қандай рөл атқаратынын жақсырақ түсіне аласыз. Мысалы, одан да тереңірек енетін болсақ, молекулалардың атомдарға, ал электрондарға, протондарға және нейтрондарға бөлінгенін байқаймыз. Соңғы екеуі де кварктарға айналады.

Бірақ бұл шағын элементтер. Алыптармен не істеу керек? Суперкластерлер, қуыстар және жіптер дегеніміз не? Кішіден үлкенге көшеміз. Төменде сіз Ғаламның масштабты картасының қалай көрінетінін көре аласыз (бұл жерде жіптер, талшықтар және кеңістіктің бос жерлері анық көрінеді).

Жалғыз галактикалар бар, бірақ көпшілігі топтарда орналасуды қалайды. Әдетте бұл диаметрі 6 миллион жарық жылын қамтитын 50 галактика. Құс жолы тобында 40-тан астам галактика бар.

Кластерлер – 50-1000 галактикасы бар, өлшемдері 2-10 мегапарсекке (диаметр) жететін аумақтар. Бір қызығы, олардың жылдамдықтары керемет жоғары, яғни олар гравитацияны жеңу керек. Бірақ олар әлі де бірге.

Қараңғы материяны талқылау галактика кластерлерін қарастыру сатысында пайда болады. Ол галактикалардың әртүрлі бағытта бір-бірінен алшақтауын болдырмайтын күшті жасайды деп есептеледі.

Кейде топтар да бірігіп, суперкластерді құрайды. Бұл Әлемдегі ең үлкен құрылымдардың кейбірі. Ең үлкені – ұзындығы 500 миллион жарық жылына, ені 200 миллион жарық жылына, қалыңдығы 15 миллион жарық жылына созылған Ұлы Слоун қорғаны.

Қазіргі заманғы құрылғылар әлі де кескіндерді үлкейтуге жеткілікті қуатты емес. Енді біз екі компонентті қарастыра аламыз. Жіп тәрізді құрылымдар – оқшауланған галактикалардан, топтардан, шоғырлардан және суперкластерден тұрады. Сондай-ақ бос орындар - алып бос көпіршіктер. Ғаламның құрылымы және оның элементтерінің қасиеттері туралы көбірек білу үшін қызықты бейнелерді қараңыз.

Ғаламдағы галактикалардың иерархиялық қалыптасуы

Астрофизик Ольга Сильченко қараңғы материяның қасиеттері, ерте Ғаламдағы материя және реликтті фон туралы:

Әлемдегі материя және антиматерия

изик Валерий Рубаков ерте Ғалам, материяның тұрақтылығы және барион заряды туралы: