કેવી રીતે થયો મોટો વિસ્ફોટ. બિગ બેંગ

« મારા માટે, મારા નિયંત્રણની બહારની વસ્તુઓ વિશે ચિંતા કરવા માટે જીવન ખૂબ ટૂંકું છે અને કદાચ અશક્ય પણ છે. તેથી તેઓ પૂછે છે: “જો પૃથ્વી ગળી જાય તો શું થશે બ્લેક હોલ, અથવા અવકાશ-સમયની વિકૃતિ હશે - આ ચિંતાનું કારણ છે? મારો જવાબ ના છે, કારણ કે આપણે તેના વિશે ત્યારે જ જાણીશું જ્યારે તે આપણા... અવકાશ-સમયમાં આપણા સ્થાન પર પહોંચશે. જ્યારે કુદરત યોગ્ય સમય નક્કી કરે છે ત્યારે આપણને આંચકા આવે છે: ભલે તે અવાજની ગતિ હોય, પ્રકાશની ગતિ હોય, વિદ્યુત આવેગની ગતિ હોય - આપણે હંમેશા આપણી આસપાસની માહિતી અને તેને પ્રાપ્ત કરવાની આપણી ક્ષમતા વચ્ચે સમય વિલંબનો ભોગ બનીશું.»

નીલ ડીગ્રાસ ટાયસન

સમય એક અદ્ભુત વસ્તુ છે. તે આપણને ભૂતકાળ, વર્તમાન અને ભવિષ્ય આપે છે. સમયને કારણે, આપણી આસપાસની દરેક વસ્તુની એક ઉંમર હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પૃથ્વીની ઉંમર આશરે 4.5 અબજ વર્ષ છે. લગભગ એટલા જ વર્ષો પહેલા, આપણા સૌથી નજીકના તારા, સૂર્યને પણ આગ લાગી હતી. જો આ આંકડો તમને મનમાં ફૂંકાય તેવું લાગે છે, તો આપણા વતનીની રચના પહેલા તે ભૂલશો નહીં સૂર્ય સિસ્ટમઆકાશગંગા કે જેમાં આપણે રહીએ છીએ તે દેખાય છે - આકાશગંગા. વૈજ્ઞાનિકોના તાજેતરના અંદાજ મુજબ, આકાશગંગાની ઉંમર 13.6 અબજ વર્ષ છે. પરંતુ આપણે ખાતરીપૂર્વક જાણીએ છીએ કે તારાવિશ્વોનો પણ ભૂતકાળ છે, અને અવકાશ ફક્ત વિશાળ છે, તેથી આપણે હજી વધુ જોવાની જરૂર છે. અને આ પ્રતિબિંબ અનિવાર્યપણે આપણને તે ક્ષણ તરફ દોરી જાય છે જ્યારે તે બધું શરૂ થયું હતું - બિગ બેંગ.

આઈન્સ્ટાઈન અને બ્રહ્માંડ

તેમની આસપાસની દુનિયા વિશે લોકોની ધારણા હંમેશા અસ્પષ્ટ રહી છે. કોઈ હજુ પણ અસ્તિત્વમાં માનતું નથી વિશાળ બ્રહ્માંડઆપણી આસપાસ, કેટલાક લોકો માને છે કે પૃથ્વી સપાટ છે. 20મી સદીમાં વૈજ્ઞાનિક પ્રગતિ પહેલાં, વિશ્વની ઉત્પત્તિની માત્ર બે આવૃત્તિઓ હતી. ધાર્મિક વિચારોના અનુયાયીઓ દૈવી હસ્તક્ષેપ અને સર્જનમાં માનતા હતા ઉચ્ચ બુદ્ધિ, જેઓ અસહમત હતા તેઓને ક્યારેક બાળી નાખવામાં આવતા હતા. એક બીજી બાજુ હતી જે માનતી હતી કે આપણી આસપાસની દુનિયા તેમજ બ્રહ્માંડ અનંત છે.

ઘણા લોકો માટે, જ્યારે આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈને 1917 માં ભાષણ આપ્યું ત્યારે બધું બદલાઈ ગયું, તેમના જીવનના કાર્ય - સાપેક્ષતાનો સામાન્ય સિદ્ધાંત - સામાન્ય લોકો સમક્ષ રજૂ કર્યો. 20મી સદીના પ્રતિભાશાળીએ તેમણે મેળવેલા સમીકરણોનો ઉપયોગ કરીને અવકાશ-સમયને અવકાશની બાબત સાથે જોડ્યો. પરિણામે, તે બહાર આવ્યું કે બ્રહ્માંડ મર્યાદિત છે, કદમાં અપરિવર્તિત છે અને નિયમિત સિલિન્ડરનો આકાર ધરાવે છે.

તકનીકી પ્રગતિની શરૂઆતમાં, કોઈ પણ આઈન્સ્ટાઈનના શબ્દોનું ખંડન કરી શક્યું ન હતું, કારણ કે તેમનો સિદ્ધાંત 20મી સદીની શરૂઆતના મહાન મગજ માટે પણ ખૂબ જટિલ હતો. અન્ય કોઈ વિકલ્પો ન હોવાથી, નળાકાર સ્થિર બ્રહ્માંડના મોડેલને વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા આપણા વિશ્વના સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત મોડેલ તરીકે સ્વીકારવામાં આવ્યું હતું. જો કે, તે થોડા વર્ષો જ જીવી શક્યો. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ આઈન્સ્ટાઈનના વૈજ્ઞાનિક કાર્યોમાંથી પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ થયા પછી અને તેમને અલગ પાડવાનું શરૂ કર્યું, આની સમાંતર, સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત અને જર્મન વૈજ્ઞાનિકની ચોક્કસ ગણતરીઓમાં ગોઠવણો કરવામાં આવી.

1922 માં, ઇઝવેસ્ટિયા ફિઝિક્સ જર્નલમાં અચાનક એક લેખ પ્રકાશિત થયો રશિયન ગણિતશાસ્ત્રીએલેક્ઝાન્ડર ફ્રીડમેન, જેમાં તેઓ જણાવે છે કે આઈન્સ્ટાઈન ખોટા હતા અને આપણું બ્રહ્માંડ સ્થિર નથી. ફ્રીડમેન સમજાવે છે કે અવકાશની વક્રતાની ત્રિજ્યાની અવિચલતા અંગેના જર્મન વૈજ્ઞાનિકના નિવેદનો હકીકતમાં, સમયના સંદર્ભમાં ત્રિજ્યા બદલાય છે; તદનુસાર, બ્રહ્માંડ વિસ્તરવું જ જોઈએ.

તદુપરાંત, અહીં ફ્રીડમેને બ્રહ્માંડ કેવી રીતે વિસ્તરી શકે તે અંગેની તેમની ધારણાઓ આપી. કુલ ત્રણ મોડેલો હતા: ધબકતું બ્રહ્માંડ (એ ધારણા કે બ્રહ્માંડ સમયાંતરે ચોક્કસ સમયાંતરે વિસ્તરે છે અને સંકુચિત થાય છે); સમૂહમાંથી વિસ્તરતું બ્રહ્માંડ અને ત્રીજું મોડેલ - એક બિંદુથી વિસ્તરણ. દૈવી હસ્તક્ષેપના અપવાદ સિવાય, તે સમયે અન્ય કોઈ મોડેલ ન હોવાથી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ઝડપથી ત્રણેય ફ્રિડમેન મોડેલોની નોંધ લીધી અને તેમને તેમની પોતાની દિશામાં વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું.

રશિયન ગણિતશાસ્ત્રીના કામે આઈન્સ્ટાઈનને સહેજ ડંખ માર્યો, અને તે જ વર્ષે તેણે એક લેખ પ્રકાશિત કર્યો જેમાં તેણે ફ્રિડમેનના કાર્ય પર તેમની ટિપ્પણીઓ વ્યક્ત કરી. તેમાં, એક જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી તેની ગણતરીઓની સાચીતા સાબિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. આ તેના બદલે અવિશ્વસનીય હોવાનું બહાર આવ્યું, અને જ્યારે ફટકાથી આત્મસન્માનની પીડા થોડી ઓછી થઈ, ત્યારે આઈન્સ્ટાઈને ઇઝવેસ્ટિયા ફિઝિક્સ જર્નલમાં બીજી નોંધ પ્રકાશિત કરી, જેમાં તેણે કહ્યું:

« અગાઉની પોસ્ટમાં મેં ઉપરોક્ત કાર્યની ટીકા કરી હતી. જો કે, મારી ટીકા, કારણ કે મને શ્રી ક્રુત્કોવ દ્વારા ફ્રિડમેનના પત્રથી ખાતરી થઈ હતી, તે ગણતરીમાં ભૂલ પર આધારિત હતી. મને લાગે છે કે ફ્રીડમેનના પરિણામો સાચા છે અને નવો પ્રકાશ પાડે છે».

વૈજ્ઞાનિકોએ સ્વીકારવું પડ્યું કે આપણા બ્રહ્માંડના દેખાવ અને અસ્તિત્વના ત્રણેય ફ્રિડમેન મોડેલો એકદમ તાર્કિક છે અને તેમને જીવનનો અધિકાર છે. ત્રણેય સ્પષ્ટ ગાણિતિક ગણતરીઓ સાથે સમજાવવામાં આવ્યા છે અને કોઈ પ્રશ્ન પૂછવામાં આવતા નથી. એક વસ્તુ સિવાય: બ્રહ્માંડ શા માટે વિસ્તરણ કરવાનું શરૂ કરશે?

સિદ્ધાંત જેણે વિશ્વને બદલી નાખ્યું

આઈન્સ્ટાઈન અને ફ્રાઈડમેનના નિવેદનોએ વૈજ્ઞાનિક સમુદાયને બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિ પર ગંભીરતાથી પ્રશ્ન ઉઠાવ્યો. માટે આભાર સામાન્ય સિદ્ધાંતસાપેક્ષતાને આપણા ભૂતકાળ પર પ્રકાશ પાડવાની તક હતી, અને ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ તેનો લાભ લેવામાં નિષ્ફળ ગયા ન હતા. આપણા વિશ્વનું એક મોડેલ રજૂ કરવાનો પ્રયાસ કરનારા વૈજ્ઞાનિકોમાંના એક બેલ્જિયમના એસ્ટ્રોફિઝિસ્ટ જ્યોર્જ લેમેટ્રી હતા. નોંધનીય છે કે લેમૈટ્રે કેથોલિક પાદરી હતા, પરંતુ તે જ સમયે તેમણે ગણિત અને ભૌતિકશાસ્ત્રનો અભ્યાસ કર્યો, જે આપણા સમય માટે વાસ્તવિક બકવાસ છે.

જ્યોર્જ લેમૈટ્રેને આઈન્સ્ટાઈનના સમીકરણોમાં રસ પડ્યો, અને તેમની મદદથી તે ગણતરી કરવામાં સક્ષમ હતા કે આપણું બ્રહ્માંડ ચોક્કસ સુપરપાર્ટિકલના ક્ષયના પરિણામે દેખાયું હતું, જે વિભાજનની શરૂઆત પહેલાં અવકાશ અને સમયની બહાર હતું, જેને વાસ્તવમાં ગણી શકાય. વિસ્ફોટ તે જ સમયે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ નોંધે છે કે બ્રહ્માંડના જન્મ પર પ્રકાશ પાડનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા.

વિસ્ફોટિત સુપરએટમનો સિદ્ધાંત માત્ર વૈજ્ઞાનિકોને જ નહીં, પણ પાદરીઓને પણ અનુકૂળ હતો, જેઓ આધુનિકતાથી ખૂબ જ અસંતુષ્ટ હતા. વૈજ્ઞાનિક શોધો, જે હેઠળ આપણે બાઇબલના નવા અર્થઘટન સાથે આવવાનું હતું. બિગ બેંગ ધર્મ સાથે નોંધપાત્ર સંઘર્ષમાં આવ્યો ન હતો; કદાચ આ પોતે લેમાત્રેના ઉછેરથી પ્રભાવિત હતું, જેમણે પોતાનું જીવન માત્ર વિજ્ઞાન માટે જ નહીં, પરંતુ ભગવાનની સેવા માટે પણ સમર્પિત કર્યું હતું.

22 નવેમ્બર, 1951 ના રોજ, પોપ પાયસ XII એ એક નિવેદન આપ્યું હતું કે બિગ બેંગ થિયરી વિશ્વની ઉત્પત્તિ વિશે બાઇબલ અને કેથોલિક સિદ્ધાંત સાથે વિરોધાભાસી નથી. રૂઢિવાદી પાદરીઓએ પણ જણાવ્યું હતું કે તેઓ આ સિદ્ધાંતને હકારાત્મક રીતે જુએ છે. આ સિદ્ધાંત અન્ય ધર્મોના અનુયાયીઓ દ્વારા પણ પ્રમાણમાં તટસ્થ રીતે પ્રાપ્ત થયો હતો, તેમાંના કેટલાકએ એમ પણ કહ્યું હતું કે તેમના શાસ્ત્રોબિગ બેંગના સંદર્ભો છે.

જો કે, એ હકીકત હોવા છતાં કે બિગ બેંગ થિયરી હાલમાં સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત કોસ્મોલોજિકલ મોડેલ છે, તે ઘણા વૈજ્ઞાનિકોને મૃત અંત તરફ દોરી ગયું છે. એક તરફ, સુપરપાર્ટિકલનો વિસ્ફોટ આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રના તર્કમાં સંપૂર્ણ રીતે બંધબેસે છે, પરંતુ બીજી બાજુ, આવા વિસ્ફોટના પરિણામે, મુખ્યત્વે માત્ર ભારે ધાતુઓ, ખાસ કરીને લોખંડની રચના થઈ શકે છે. પરંતુ, તે બહાર આવ્યું તેમ, બ્રહ્માંડમાં મુખ્યત્વે અલ્ટ્રા-લાઇટ વાયુઓ - હાઇડ્રોજન અને હિલીયમનો સમાવેશ થાય છે. કંઈક ઉમેર્યું ન હતું, તેથી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ વિશ્વની ઉત્પત્તિના સિદ્ધાંત પર કામ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું.

શરૂઆતમાં, "બિગ બેંગ" શબ્દ અસ્તિત્વમાં ન હતો. લેમેટ્રે અને અન્ય ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ માત્ર કંટાળાજનક નામ "ડાયનેમિક ઇવોલ્યુશનરી મોડલ" ઓફર કર્યું હતું, જેના કારણે વિદ્યાર્થીઓમાં બગાસું આવ્યું હતું. ફક્ત 1949 માં, તેમના એક પ્રવચનમાં, બ્રિટિશ ખગોળશાસ્ત્રી અને બ્રહ્માંડશાસ્ત્રી ફ્રોઈડ હોયલે કહ્યું:

"આ સિદ્ધાંત એ ધારણા પર આધારિત છે કે બ્રહ્માંડ એક જ શક્તિશાળી વિસ્ફોટની પ્રક્રિયામાં ઉદ્ભવ્યું છે અને તેથી તે ફક્ત મર્યાદિત સમય માટે અસ્તિત્વમાં છે... બિગ બેંગનો આ વિચાર મને સંપૂર્ણપણે અસંતોષકારક લાગે છે.".

ત્યારથી, આ શબ્દ વૈજ્ઞાનિક વર્તુળોમાં અને બ્રહ્માંડની રચના વિશે સામાન્ય લોકોની સમજણમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ ક્યાંથી આવ્યા?

પ્રકાશ તત્વોની હાજરીએ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને આશ્ચર્યચકિત કરી દીધા છે, અને બિગ બેંગ થિયરીના ઘણા અનુયાયીઓ તેમના સ્ત્રોતને શોધવા નીકળ્યા છે. ઘણા વર્ષો સુધી તેઓ વધુ સફળતા પ્રાપ્ત કરી શક્યા ન હતા, ત્યાં સુધી કે 1948 માં લેનિનગ્રાડના તેજસ્વી વૈજ્ઞાનિક જ્યોર્જી ગામો આખરે આ સ્ત્રોત સ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ હતા. ગામો ફ્રિડમેનના વિદ્યાર્થીઓમાંના એક હતા, તેથી તેમણે રાજીખુશીથી તેમના શિક્ષકની થિયરીનો વિકાસ કર્યો.

ગામોએ બ્રહ્માંડના જીવનની વિરુદ્ધ દિશામાં કલ્પના કરવાનો પ્રયાસ કર્યો, અને તે ક્ષણે સમયને રીવાઇન્ડ કર્યો જ્યારે તે માત્ર વિસ્તરણ કરવાનું શરૂ કર્યું. તે સમય સુધીમાં, જેમ આપણે જાણીએ છીએ, માનવતાએ થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝનના સિદ્ધાંતો પહેલેથી જ શોધી કાઢ્યા હતા, તેથી ફ્રિડમેન-લેમાઇટ્રે સિદ્ધાંતને જીવનનો અધિકાર મળ્યો. જ્યારે બ્રહ્માંડ ખૂબ નાનું હતું, ત્યારે તે ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો અનુસાર ખૂબ જ ગરમ હતું.

ગેમો અનુસાર, બિગ બેંગના માત્ર એક સેકન્ડ પછી, નવા બ્રહ્માંડની જગ્યા પ્રાથમિક કણોથી ભરેલી હતી જે એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા લાગ્યા. આના પરિણામે, હિલીયમનું થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન શરૂ થયું, જે ઓડેસાના ગણિતશાસ્ત્રી રાલ્ફ એશર આલ્ફર ગેમો માટે ગણતરી કરી શક્યા. આલ્ફરની ગણતરી મુજબ, બિગ બેંગની માત્ર પાંચ મિનિટ પછી બ્રહ્માંડ હિલીયમથી એટલું ભરાઈ ગયું હતું કે બિગ બેંગ થિયરીના કટ્ટર વિરોધીઓએ પણ આ મોડેલને કોસ્મોલોજીમાં મુખ્ય તરીકે સ્વીકારવું પડશે. તેમના સંશોધનથી, ગેમોએ માત્ર બ્રહ્માંડનો અભ્યાસ કરવાની નવી રીતો જ ખોલી નહીં, પરંતુ લેમાટ્રીના સિદ્ધાંતને પણ સજીવન કર્યો.

વૈજ્ઞાનિકો વિશે સ્ટીરિયોટાઇપ્સ હોવા છતાં, તેઓ રોમેન્ટિકવાદને નકારી શકાય નહીં. ગેમોએ 1948 માં બિગ બેંગ સમયે સુપરહોટ બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંત પર તેમના સંશોધન "રાસાયણિક તત્વોની ઉત્પત્તિ" માં પ્રકાશિત કર્યા હતા. સાથી સહાયકો તરીકે, તેમણે માત્ર રાલ્ફ એશર આલ્ફરને જ નહીં, પણ અમેરિકન ખગોળશાસ્ત્રી અને ભાવિ વિજેતા હંસ બેથે પણ સૂચવ્યા. નોબેલ પુરસ્કાર. પુસ્તકના કવર પર તે બહાર આવ્યું: આલ્ફર, બેથે, ગામો. શું તમને કંઈપણ યાદ નથી આવતું?

જો કે, એ હકીકત હોવા છતાં કે લેમેટ્રેના કાર્યોને બીજું જીવન મળ્યું, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ હજી પણ સૌથી વધુ જવાબ આપી શક્યા નથી. ઉત્તેજક પ્રશ્ન: બિગ બેંગ પહેલા શું થયું હતું?

આઈન્સ્ટાઈનના સ્થિર બ્રહ્માંડને પુનર્જીવિત કરવાનો પ્રયાસ

બધા વૈજ્ઞાનિકો ફ્રિડમેન-લેમેટ્રી સિદ્ધાંત સાથે સંમત ન હતા, પરંતુ આ હોવા છતાં, તેઓએ સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત શીખવવું પડ્યું કોસ્મોલોજિકલ મોડલ. ઉદાહરણ તરીકે, ખગોળશાસ્ત્રી ફ્રેડ હોયલ, જેમણે પોતે "બિગ બેંગ" શબ્દ બનાવ્યો હતો, વાસ્તવમાં એવું માનતા હતા કે ત્યાં કોઈ વિસ્ફોટ નથી, અને તેણે તેને સાબિત કરવાનો પ્રયાસ કરવા માટે પોતાનું જીવન સમર્પિત કર્યું.
હોયલ એવા વૈજ્ઞાનિકોમાંના એક બની ગયા છે જેઓ આપણા સમયમાં વૈકલ્પિક દૃષ્ટિકોણ આપે છે આધુનિક વિશ્વ. મોટાભાગના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દાવાઓ વિશે ખૂબ સરસ છે સમાન લોકો, પરંતુ આ તેમને બિલકુલ પરેશાન કરતું નથી.

ગેમો અને બિગ બેંગ થિયરી માટેના તેમના તર્કને શરમજનક બનાવવા માટે, હોયલ અને સમાન વિચારધારાવાળા લોકોએ બ્રહ્માંડના મૂળના તેમના પોતાના મોડેલ વિકસાવવાનું નક્કી કર્યું. એક આધાર તરીકે, તેઓએ આઈન્સ્ટાઈનની દરખાસ્તો લીધી કે બ્રહ્માંડ સ્થિર છે, અને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ માટે વૈકલ્પિક કારણો સૂચવતા કેટલાક ગોઠવણો કર્યા.

જો લેમેટ્રે-ફ્રીડમેન સિદ્ધાંતના અનુયાયીઓ માનતા હતા કે બ્રહ્માંડ અનંત ત્રિજ્યાવાળા એક જ સુપરડેન્સ બિંદુમાંથી ઉદ્દભવ્યું છે, તો હોયલે સૂચવ્યું હતું કે પદાર્થ સતત એકબીજાથી દૂર જતા તારાવિશ્વો વચ્ચે સ્થિત બિંદુઓમાંથી રચાય છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, સમગ્ર બ્રહ્માંડ, તેના અસંખ્ય તારાઓ અને તારાવિશ્વો સાથે, એક કણમાંથી બનાવવામાં આવ્યું હતું. બીજા કિસ્સામાં, એક બિંદુ માત્ર એક આકાશગંગા ઉત્પન્ન કરવા માટે પૂરતો પદાર્થ પૂરો પાડે છે.

હોયલના સિદ્ધાંતની નિષ્ફળતા એ છે કે તે ક્યારેય સમજાવી શક્યો ન હતો કે સેંકડો અબજો તારાઓ ધરાવતી આકાશગંગાઓનું નિર્માણ કરવાનું ચાલુ રાખતો પદાર્થ ક્યાંથી આવે છે. હકીકતમાં, ફ્રેડ હોયલે સૂચવ્યું કે દરેક વ્યક્તિ માને છે કે બ્રહ્માંડની રચના ક્યાંય બહાર દેખાતી નથી. એ હકીકત હોવા છતાં કે ઘણા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ હોયલના સિદ્ધાંતનો ઉકેલ શોધવાનો પ્રયાસ કર્યો, કોઈ પણ આ કરવામાં સફળ થયું નહીં, અને થોડા દાયકાઓ પછી આ દરખાસ્ત તેની સુસંગતતા ગુમાવી દીધી.

અનુત્તરિત પ્રશ્નો

હકીકતમાં, બિગ બેંગ થિયરી આપણને ઘણા પ્રશ્નોના જવાબો પણ આપતી નથી. ઉદાહરણ તરીકે, મનમાં સામાન્ય વ્યક્તિઆપણે એ હકીકતને સમજી શકતા નથી કે આપણી આસપાસની બધી બાબતો એક સમયે એક એકલતા બિંદુમાં સંકુચિત થઈ ગઈ હતી, જે અણુ કરતાં કદમાં ખૂબ નાનું છે. અને તે કેવી રીતે બન્યું કે આ સુપરપાર્ટિકલ એટલી હદે ગરમ થઈ ગયું કે વિસ્ફોટની પ્રતિક્રિયા શરૂ થઈ.

20મી સદીના મધ્યભાગ સુધી, વિસ્તરતા બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંતની પ્રાયોગિક રીતે ક્યારેય પુષ્ટિ થઈ ન હતી અને તેથી શૈક્ષણિક સંસ્થાઓમાં તેનો વ્યાપક ઉપયોગ થતો ન હતો. 1964 માં બધું બદલાઈ ગયું, જ્યારે બે અમેરિકન ખગોળશાસ્ત્રીઓ - આર્નો પેન્ઝિયસ અને રોબર્ટ વિલ્સન - તારાઓવાળા આકાશમાંથી રેડિયો સિગ્નલોનો અભ્યાસ કરવાનું નક્કી કર્યું.

અવકાશી પદાર્થોના કિરણોત્સર્ગને સ્કેન કરતી વખતે, એટલે કે કેસિઓપિયા એ (સ્ટારી આકાશમાં રેડિયો ઉત્સર્જનના સૌથી શક્તિશાળી સ્ત્રોતોમાંનું એક), વૈજ્ઞાનિકોએ કેટલાક બાહ્ય અવાજ જોયા જે ચોક્કસ રેડિયેશન ડેટા રેકોર્ડ કરવામાં સતત દખલ કરે છે. તેઓ જ્યાં પણ તેમના એન્ટેનાને નિર્દેશ કરે છે, પછી ભલે તેઓ દિવસના કોઈપણ સમયે તેમના સંશોધનની શરૂઆત કરે, આ લાક્ષણિકતા અને સતત અવાજ હંમેશા તેમને અનુસરે છે. પહેલા ગુસ્સો ચોક્કસ હદ સુધી, પેન્ઝિયસ અને વિલ્સને આ ઘોંઘાટના સ્ત્રોતનો અભ્યાસ કરવાનું નક્કી કર્યું અને અણધારી રીતે એક શોધ કરી જેણે વિશ્વને બદલી નાખ્યું. તેઓએ અવશેષ કિરણોત્સર્ગની શોધ કરી, જે તે જ બિગ બેંગનો પડઘો છે.

આપણું બ્રહ્માંડ ગરમ ચાના કપ કરતાં વધુ ધીમે ધીમે ઠંડુ થઈ રહ્યું છે, અને CMB સૂચવે છે કે આપણી આસપાસનો મામલો એક સમયે ખૂબ જ ગરમ હતો, અને હવે બ્રહ્માંડ વિસ્તરે તેમ ઠંડુ થઈ રહ્યું છે. આમ, ઠંડા બ્રહ્માંડને લગતા તમામ સિદ્ધાંતો પાછળ રહી ગયા અને અંતે બિગ બેંગ થિયરી અપનાવવામાં આવી.

તેમના લખાણોમાં, જ્યોર્જી ગામોએ ધાર્યું હતું કે અવકાશમાં બિગ બેંગથી અસ્તિત્વમાં રહેલા ફોટોનને શોધવાનું શક્ય બનશે જે જરૂરી છે તે વધુ અદ્યતન છે; તકનીકી સાધનો. અવશેષ કિરણોત્સર્ગે બ્રહ્માંડના અસ્તિત્વ અંગેની તેમની તમામ ધારણાઓની પુષ્ટિ કરી. તે સ્થાપિત કરવું પણ શક્ય હતું કે આપણા બ્રહ્માંડની ઉંમર આશરે 14 અબજ વર્ષ છે.

હંમેશની જેમ, જ્યારે વ્યવહારુ પુરાવોકોઈપણ સિદ્ધાંત, ઘણા વૈકલ્પિક અભિપ્રાયો તરત જ ઉદ્ભવે છે. કેટલાક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ શોધની મજાક ઉડાવી કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ રેડિયેશનબિગ બેંગના પુરાવા તરીકે. પેન્ઝિયસ અને વિલ્સનને તેમની ઐતિહાસિક શોધ માટે નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હોવા છતાં, ઘણા એવા હતા જેઓ તેમના સંશોધન સાથે અસંમત હતા.

બ્રહ્માંડના વિસ્તરણની નિષ્ફળતાની તરફેણમાં મુખ્ય દલીલો અસંગતતાઓ અને તાર્કિક ભૂલો હતી. ઉદાહરણ તરીકે, વિસ્ફોટએ અવકાશમાંની તમામ તારાવિશ્વોને સમાન રીતે વેગ આપ્યો, પરંતુ આપણાથી દૂર જવાને બદલે, એન્ડ્રોમેડા ગેલેક્સી ધીમે ધીમે પરંતુ ચોક્કસપણે આકાશગંગાની નજીક આવી રહી છે. વૈજ્ઞાનિકો સૂચવે છે કે આ બે આકાશગંગા માત્ર 4 અબજ વર્ષોમાં એકબીજા સાથે ટકરાશે. કમનસીબે, આ અને અન્ય પ્રશ્નોના જવાબ આપવા માટે માનવતા હજી ઘણી નાની છે.

સંતુલન સિદ્ધાંત

આજકાલ, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ બ્રહ્માંડના અસ્તિત્વના વિવિધ મોડેલો ઓફર કરે છે. તેમાંના ઘણા સામાન્ય ટીકા પણ સહન કરી શકતા નથી, જ્યારે અન્યને જીવનનો અધિકાર મળે છે.

20મી સદીના અંતમાં, અમેરિકન એસ્ટ્રોફિઝિસ્ટ એડવર્ડ ટ્રાયને, તેમના ઓસ્ટ્રેલિયન સાથીદાર વોરેન કેરી સાથે મળીને, એક મૂળભૂત પ્રસ્તાવ મૂક્યો. નવું મોડલબ્રહ્માંડ, અને તે એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે કર્યું. વિજ્ઞાનીઓએ તેમના સંશોધનનો આધાર એ ધારણા પર મૂક્યો કે બ્રહ્માંડમાં દરેક વસ્તુ સંતુલિત છે. માસ ઊર્જાનો નાશ કરે છે અને ઊલટું. આ સિદ્ધાંતને સિદ્ધાંત કહેવામાં આવ્યો શૂન્ય બ્રહ્માંડ. આ બ્રહ્માંડની અંદર, તારાવિશ્વો વચ્ચેના એકલતા બિંદુઓ પર નવા પદાર્થ ઉદ્ભવે છે, જ્યાં દ્રવ્યનું આકર્ષણ અને વિસર્જન સંતુલિત છે.

શૂન્ય બ્રહ્માંડની થિયરી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી. બ્રહ્માંડનો અન્ય 68.3% વધુ રહસ્યમય અને રહસ્યમય શ્યામ ઊર્જાથી બનેલો છે.

તે ગુરુત્વાકર્ષણ અસરોને કારણે છે શ્યામ ઊર્જાઅને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણને વેગ આપવાનો શ્રેય આપવામાં આવે છે. માર્ગ દ્વારા, અવકાશમાં શ્યામ ઊર્જાની હાજરીની આગાહી આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે જોયું કે તેમના સમીકરણોમાં કંઈક બ્રહ્માંડ સ્થિર થઈ શકતું નથી; તેથી, તેણે સમીકરણોમાં કોસ્મોલોજિકલ કોન્સ્ટન્ટનો પરિચય આપ્યો - લેમ્બડા શબ્દ, જેના માટે તેણે વારંવાર પોતાને દોષી ઠેરવ્યા અને પોતાને નફરત કરી.

એવું બન્યું કે બ્રહ્માંડમાં સૈદ્ધાંતિક રીતે ખાલી જગ્યા તેમ છતાં કેટલાક વિશિષ્ટ ક્ષેત્રોથી ભરેલી છે, જે આઈન્સ્ટાઈનના મોડેલને કાર્યમાં મૂકે છે. શાંત મનમાં અને તે સમયના તર્ક મુજબ, આવા ક્ષેત્રનું અસ્તિત્વ ફક્ત અશક્ય હતું, પરંતુ હકીકતમાં જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી ફક્ત શ્યામ ઊર્જાનું વર્ણન કેવી રીતે કરવું તે જાણતા ન હતા.

***
આપણું બ્રહ્માંડ કેવી રીતે અને કેવી રીતે ઉભું થયું તે આપણે ક્યારેય જાણી શકતા નથી. તેના અસ્તિત્વ પહેલા જે બન્યું તે સ્થાપિત કરવું વધુ મુશ્કેલ હશે. લોકો જે સમજાવી શકતા નથી તેનાથી ડરવાનું વલણ ધરાવે છે, તેથી શક્ય છે કે સમયના અંત સુધી, માનવતા પણ આપણી આસપાસના વિશ્વની રચનામાં દૈવી પ્રભાવમાં વિશ્વાસ કરશે.

તેઓ કહે છે કે સમય સૌથી રહસ્યમય બાબત છે. કોઈ વ્યક્તિ તેના કાયદાઓને સમજવાનો અને તેને નિયંત્રિત કરવાનું શીખવાનો કેટલો પ્રયત્ન કરે છે, તે હંમેશા મુશ્કેલીમાં આવે છે. મહાન રહસ્યને ઉકેલવા તરફનું છેલ્લું પગલું ભરતા, અને તે વ્યવહારીક રીતે આપણા ખિસ્સામાં છે તે ધ્યાનમાં લેતા, અમને હંમેશા ખાતરી છે કે તે હજી પણ એટલું જ પ્રપંચી છે. જો કે, માણસ એક જિજ્ઞાસુ પ્રાણી છે અને ઘણા લોકો માટે શાશ્વત પ્રશ્નોના જવાબોની શોધ એ જીવનનો અર્થ બની જાય છે.

આ રહસ્યોમાંથી એક વિશ્વની રચના હતી. "બિગ બેંગ થિયરી" ના અનુયાયીઓ, જે પૃથ્વી પરના જીવનની ઉત્પત્તિને તાર્કિક રીતે સમજાવે છે, તેઓ આશ્ચર્ય પામવા લાગ્યા કે બિગ બેંગ પહેલાં શું થયું હતું, અને ત્યાં કંઈપણ હતું કે કેમ. સંશોધન માટેનો વિષય ફળદ્રુપ છે, અને પરિણામો સામાન્ય લોકો માટે રસપ્રદ હોઈ શકે છે.

વિશ્વમાં દરેક વસ્તુનો ભૂતકાળ છે - સૂર્ય, પૃથ્વી, બ્રહ્માંડ, પરંતુ આ બધી વિવિધતા ક્યાંથી આવી અને તે પહેલાં શું આવ્યું?

ચોક્કસ જવાબ આપવાનું ભાગ્યે જ શક્ય છે, પરંતુ પૂર્વધારણાઓ આગળ મૂકવી અને તેના માટે પુરાવા શોધવાનું તદ્દન શક્ય છે. સત્યની શોધમાં, સંશોધકોને "બિગ બેંગ પહેલાં શું થયું હતું?" પ્રશ્નના એક નહીં, પરંતુ અનેક જવાબો મળ્યા છે. તેમાંથી સૌથી લોકપ્રિય કંઈક અંશે નિરાશાજનક અને તદ્દન બોલ્ડ લાગે છે - કંઈ નહીં. શું તે શક્ય છે કે જે અસ્તિત્વમાં છે તે કંઈપણમાંથી આવ્યું છે? કે કંઈપણ અસ્તિત્વમાં છે તે દરેક વસ્તુને જન્મ આપ્યો?

ખરેખર, આને સંપૂર્ણ શૂન્યતા કહી શકાય નહીં અને ત્યાં હજુ પણ કેટલીક પ્રક્રિયાઓ ચાલી રહી છે? શું બધું કંઈપણ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું? કંઈ નહીં - સંપૂર્ણ ગેરહાજરીમાત્ર દ્રવ્ય, અણુઓ અને અણુઓ જ નહીં, પણ સમય અને અવકાશ પણ. વિજ્ઞાન સાહિત્યકારોની પ્રવૃત્તિ માટે સમૃદ્ધ માટી!

બિગ બેંગ પહેલાના યુગ વિશે વૈજ્ઞાનિકોના મંતવ્યો

જો કે, કંઈપણ સ્પર્શી શકાતું નથી, સામાન્ય કાયદા તેના પર લાગુ થતા નથી, જેનો અર્થ છે કે તમે કાં તો અનુમાન કરો અને સિદ્ધાંતો બનાવો, અથવા બિગ બેંગમાં પરિણમેલી પરિસ્થિતિઓની નજીકની પરિસ્થિતિઓ બનાવવાનો પ્રયાસ કરો અને ખાતરી કરો કે તમારી ધારણાઓ સાચી છે. ખાસ ચેમ્બરમાં જેમાંથી પદાર્થના કણો દૂર કરવામાં આવ્યા હતા, તાપમાન ઘટાડ્યું હતું, જે તેને અવકાશની સ્થિતિની નજીક લાવે છે. નિરીક્ષણ પરિણામો પરોક્ષ પુષ્ટિ પૂરી પાડે છે વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંતો: વૈજ્ઞાનિકોએ સૈદ્ધાંતિક રીતે જે વાતાવરણમાં બિગ બેંગ થઈ શકે છે તેનો અભ્યાસ કર્યો, પરંતુ આ પર્યાવરણને "કંઈ નથી" કહેવુ તે સંપૂર્ણ રીતે સાચું ન હોવાનું બહાર આવ્યું. મિની-વિસ્ફોટ જે થાય છે તે મોટા વિસ્ફોટ તરફ દોરી શકે છે જેણે બ્રહ્માંડને જન્મ આપ્યો હતો.

બિગ બેંગ પહેલા બ્રહ્માંડોના સિદ્ધાંતો

અન્ય સિદ્ધાંતના અનુયાયીઓ દલીલ કરે છે કે બિગ બેંગ પહેલા બે અન્ય બ્રહ્માંડો હતા જે તેમના પોતાના કાયદા અનુસાર વિકસિત થયા હતા. તેઓ બરાબર શું હતા તેનો જવાબ આપવો મુશ્કેલ છે, પરંતુ આગળ મૂકવામાં આવેલા સિદ્ધાંત મુજબ, બિગ બેંગ તેમની અથડામણના પરિણામે થયો હતો અને તે અગાઉના બ્રહ્માંડોના સંપૂર્ણ વિનાશ તરફ દોરી ગયો હતો અને તે જ સમયે, આપણા બ્રહ્માંડનો જન્મ થયો હતો. જે આજે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

"કમ્પ્રેશન" થિયરી કહે છે કે બ્રહ્માંડ અસ્તિત્વમાં છે અને હંમેશા અસ્તિત્વમાં છે, ફક્ત તેના વિકાસની પરિસ્થિતિઓ બદલાય છે, જે એક પ્રદેશમાં જીવનના અદ્રશ્ય અને બીજામાં ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે. "પતન" ના પરિણામે જીવન અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને વિસ્ફોટ પછી દેખાય છે. ભલે તે ગમે તેટલું વિરોધાભાસી લાગે. આ પૂર્વધારણાના સમર્થકો મોટી સંખ્યામાં છે.

બીજી ધારણા છે: બિગ બેંગના પરિણામે, એક નવું બ્રહ્માંડ શૂન્યતામાંથી ઊભું થયું અને સાબુના પરપોટાની જેમ, વિશાળ પ્રમાણમાં ફૂલેલું. આ સમયે, "પરપોટા" તેમાંથી અંકુરિત થયા, જે પાછળથી અન્ય તારાવિશ્વો અને બ્રહ્માંડ બન્યા.

"કુદરતી પસંદગી" ની થિયરી સૂચવે છે કે આપણે "કુદરતી કોસ્મિક પસંદગી" વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, જેમ કે ડાર્વિન વિશે વાત કરી હતી, માત્ર વધુ મોટા કદ. આપણા બ્રહ્માંડનો પોતાનો પૂર્વજ હતો, અને બદલામાં, તેનો પોતાનો પૂર્વજ પણ હતો. આ સિદ્ધાંત મુજબ, આપણું બ્રહ્માંડ બ્લેક હોલ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. અને વૈજ્ઞાનિકો માટે ખૂબ જ રસ ધરાવે છે. આ સિદ્ધાંત મુજબ, નવા બ્રહ્માંડના દેખાવ માટે, "પ્રજનન" પદ્ધતિઓ જરૂરી છે. બ્લેક હોલ આવી મિકેનિઝમ બની જાય છે.

અથવા કદાચ જેઓ માને છે કે જેમ જેમ આપણું બ્રહ્માંડ વધતું જાય છે અને વિકસતું જાય છે તેમ તેમ બિગ બેંગ તરફ આગળ વધી રહ્યું છે, જે નવા બ્રહ્માંડની શરૂઆત હશે, તેઓ સાચા છે. આનો અર્થ એ છે કે એક સમયે, એક અજ્ઞાત અને, અરે, અદૃશ્ય થઈ ગયેલું બ્રહ્માંડ આપણા નવા બ્રહ્માંડનું પૂર્વજ બન્યું. આ સિસ્ટમની ચક્રીય પ્રકૃતિ તાર્કિક લાગે છે અને આ સિદ્ધાંતમાં ઘણા અનુયાયીઓ છે.

આ અથવા તે પૂર્વધારણાના અનુયાયીઓ સત્યની કેટલી નજીક આવ્યા તે કહેવું મુશ્કેલ છે. દરેક વ્યક્તિ જે ભાવના અને સમજણમાં નજીક છે તે પસંદ કરે છે. ધાર્મિક વિશ્વબધા પ્રશ્નોના તેના જવાબો આપે છે અને વિશ્વની રચનાના ચિત્રને દૈવી માળખામાં મૂકે છે. નાસ્તિકો જવાબો શોધી રહ્યા છે, વસ્તુઓના તળિયે જવાનો પ્રયાસ કરે છે અને આ ખૂબ જ સારને તેમના પોતાના હાથથી સ્પર્શ કરે છે. કોઈને આશ્ચર્ય થશે કે બિગ બેંગ પહેલાં શું થયું હતું તે પ્રશ્નનો જવાબ શોધવામાં આટલી દ્રઢતાનું કારણ શું હતું, કારણ કે વ્યવહારુ લાભઆ જ્ઞાનમાંથી બહાર કાઢવું ​​​​ખૂબ સમસ્યારૂપ છે: વ્યક્તિ તેના શબ્દ અને ઇચ્છા પર બ્રહ્માંડનો શાસક બનશે નહીં, નવા તારાઓ પ્રકાશશે નહીં અને અસ્તિત્વમાં છે તે બહાર જશે નહીં. પણ એટલો રસપ્રદ શું છે કે જેનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી! માનવતા રહસ્યોને ઉકેલવા માટે સંઘર્ષ કરી રહી છે, અને કોણ જાણે છે, કદાચ વહેલા કે પછી તે માણસના હાથમાં આવી જશે. પરંતુ તે આ ગુપ્ત જ્ઞાનનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરશે?

ચિત્રો: ક્લાઉસ બેચમેન, જીઓ મેગેઝિન

(25 મત, સરેરાશ: 4,84 5 માંથી)

12. બિગ બેંગનું કારણ શું હતું?

ઉદભવનો વિરોધાભાસ

મેં ક્યારેય વાંચેલું બ્રહ્માંડ વિજ્ઞાન પરનું એક પણ પ્રવચન મહાવિસ્ફોટનું કારણ શું હતું તે પ્રશ્ન વિના પૂર્ણ થયું ન હતું? થોડા વર્ષો પહેલા સુધી મને સાચો જવાબ ખબર ન હતી; આજે, હું માનું છું, તે પ્રખ્યાત છે.

અનિવાર્યપણે, આ પ્રશ્નમાં ઢાંકપિછોડો સ્વરૂપમાં બે પ્રશ્નો છે. પ્રથમ, આપણે જાણવા માંગીએ છીએ કે શા માટે બ્રહ્માંડનો વિકાસ વિસ્ફોટથી શરૂ થયો અને પ્રથમ સ્થાને આ વિસ્ફોટ શા માટે થયો. પણ ખાતર શારીરિક સમસ્યાબીજી, ફિલોસોફિકલ પ્રકૃતિની ઊંડી સમસ્યા છુપાયેલી છે. જો બિગ બેંગ બ્રહ્માંડના ભૌતિક અસ્તિત્વની શરૂઆતને ચિહ્નિત કરે છે, જેમાં અવકાશ અને સમયનો ઉદભવ સામેલ છે, તો પછી આપણે કયા અર્થમાં વાત કરી શકીએ? શું કારણેઆ વિસ્ફોટ?

ભૌતિકશાસ્ત્રના દૃષ્ટિકોણથી, એક વિશાળ વિસ્ફોટના પરિણામે બ્રહ્માંડનો અચાનક ઉદભવ અમુક અંશે વિરોધાભાસી લાગે છે. વિશ્વને સંચાલિત કરતી ચાર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાંથી, ફક્ત ગુરુત્વાકર્ષણ જ બ્રહ્માંડના ધોરણે પ્રગટ થાય છે, અને, જેમ કે આપણો અનુભવ બતાવે છે, ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણની પ્રકૃતિ ધરાવે છે. જો કે, બ્રહ્માંડના જન્મને ચિહ્નિત કરનાર વિસ્ફોટને દેખીતી રીતે અકલ્પનીય તીવ્રતાના પ્રતિકૂળ બળની જરૂર હતી, જે બ્રહ્માંડને ફાડીને ટુકડા કરી શકે છે અને તેના વિસ્તરણનું કારણ બની શકે છે, જે આજ સુધી ચાલુ છે.

આ વિચિત્ર લાગે છે, કારણ કે જો ગુરુત્વાકર્ષણ બળ બ્રહ્માંડમાં પ્રભુત્વ ધરાવે છે, તો તે વિસ્તરણ ન થવું જોઈએ, પરંતુ સંકુચિત થવું જોઈએ. ખરેખર, આકર્ષણના ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ભૌતિક પદાર્થોને વિસ્ફોટને બદલે સંકોચવાનું કારણ બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક ખૂબ જ ગાઢ તારો તેના પોતાના વજનનો સામનો કરવાની ક્ષમતા ગુમાવે છે અને તૂટી જાય છે, રચના કરે છે. ન્યુટ્રોન સ્ટારઅથવા બ્લેક હોલ. પદાર્થના સંકોચનની ડિગ્રી ખૂબ જ છે પ્રારંભિક બ્રહ્માંડસૌથી ગીચ તારા કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હતો; તેથી, પ્રશ્ન વારંવાર ઉદ્ભવે છે કે શા માટે આદિમ બ્રહ્માંડ શરૂઆતથી જ બ્લેક હોલમાં તૂટી પડ્યું નથી.

આનો સામાન્ય જવાબ એ છે કે પ્રાથમિક વિસ્ફોટને ફક્ત પ્રારંભિક સ્થિતિ તરીકે જ લેવો જોઈએ. આ જવાબ સ્પષ્ટપણે અસંતોષકારક છે અને મૂંઝવણનું કારણ બને છે. અલબત્ત, ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, બ્રહ્માંડના વિસ્તરણનો દર શરૂઆતથી જ સતત ઘટી રહ્યો છે, પરંતુ તેના જન્મની ક્ષણે બ્રહ્માંડ અનંત ઝડપથી વિસ્તરી રહ્યું હતું. વિસ્ફોટ કોઈપણ બળ દ્વારા થયો ન હતો - બ્રહ્માંડનો વિકાસ ફક્ત વિસ્તરણ સાથે શરૂ થયો હતો. જો વિસ્ફોટ ઓછો જોરદાર હોત, તો ગુરુત્વાકર્ષણ બહુ જલ્દી દ્રવ્યનો ફેલાવો અટકાવી શક્યું હોત. પરિણામે, વિસ્તરણ કમ્પ્રેશનને માર્ગ આપશે, જે આપત્તિજનક બનશે અને બ્રહ્માંડને બ્લેક હોલ જેવું જ કંઈક બનાવશે. પરંતુ વાસ્તવમાં, વિસ્ફોટ તદ્દન "મોટો" હોવાનું બહાર આવ્યું, જેણે બ્રહ્માંડ માટે, તેના પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણ પર કાબુ મેળવીને, પ્રાથમિક વિસ્ફોટના બળને કારણે કાયમ માટે વિસ્તરણ કરવાનું ચાલુ રાખવાનું શક્ય બનાવ્યું, અથવા ઓછામાં ઓછું અસ્તિત્વમાં રહેવાનું શક્ય બનાવ્યું. સંકુચિત અને વિસ્મૃતિમાં અદૃશ્ય થઈ જવાના ઘણા અબજો વર્ષો પહેલા.

આ પરંપરાગત ચિત્રની સમસ્યા એ છે કે તે કોઈ પણ રીતે બિગ બેંગને સમજાવતું નથી. બ્રહ્માંડના મૂળભૂત ગુણધર્મને ફરીથી સરળ રીતે સ્વીકારવામાં આવેલી પ્રારંભિક સ્થિતિ તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે તદર્થ(આ કેસ માટે); અનિવાર્યપણે, તે માત્ર જણાવે છે કે બિગ બેંગ થયો હતો. તે હજુ પણ અસ્પષ્ટ છે કે શા માટે વિસ્ફોટનું બળ બરાબર હતું અને બીજું કેમ ન હતું. શા માટે વિસ્ફોટ વધુ મજબૂત ન હતો જેથી બ્રહ્માંડ હવે વધુ ઝડપથી વિસ્તરી રહ્યું છે? કોઈ એવું પણ પૂછી શકે છે કે શા માટે બ્રહ્માંડ હાલમાં વધુ ધીમેથી વિસ્તરી રહ્યું નથી અથવા બિલકુલ સંકોચાઈ રહ્યું નથી. અલબત્ત, જો વિસ્ફોટ પૂરતો શક્તિશાળી ન હોત, તો બ્રહ્માંડ ટૂંક સમયમાં તૂટી જશે અને આવા પ્રશ્નો પૂછવા માટે કોઈ નહીં હોય. જો કે, તે અસંભવિત છે કે આવા તર્કને સમજૂતી તરીકે લઈ શકાય.

નજીકના વિશ્લેષણ પર, તે તારણ આપે છે કે બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિનો વિરોધાભાસ ખરેખર ઉપર વર્ણવ્યા કરતાં વધુ જટિલ છે. સાવચેતીભર્યું માપ દર્શાવે છે કે બ્રહ્માંડનો વિસ્તરણ દર નિર્ણાયક મૂલ્યની ખૂબ નજીક છે કે જેના પર બ્રહ્માંડ તેના પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણને દૂર કરવામાં અને કાયમ માટે વિસ્તરણ કરવામાં સક્ષમ છે. જો આ ઝડપ થોડી ઓછી હોત, તો બ્રહ્માંડનું પતન થયું હોત, અને જો તે થોડી વધુ હોત, તો કોસ્મિક દ્રવ્ય લાંબા સમય પહેલા સંપૂર્ણપણે વિખેરાઈ ગયું હોત. બ્રહ્માંડનો વિસ્તરણ દર બે સંભવિત આપત્તિઓ વચ્ચેના આ ખૂબ જ સાંકડા સ્વીકાર્ય અંતરાલમાં કેટલી સચોટ રીતે આવે છે તે શોધવું રસપ્રદ રહેશે. જો 1 સેને અનુરૂપ સમયની ક્ષણે, જ્યારે વિસ્તરણ પેટર્ન પહેલેથી જ સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી હતી, તો વિસ્તરણ દર તેના વાસ્તવિક મૂલ્યથી 10^-18 કરતાં વધુ અલગ હશે, તો આ નાજુક સંતુલનને સંપૂર્ણપણે વિક્ષેપિત કરવા માટે પૂરતું હશે. આમ, બ્રહ્માંડના વિસ્ફોટનું બળ તેની ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે લગભગ અકલ્પનીય ચોકસાઈ સાથે સુસંગત છે. બિગ બેંગ, તેથી, માત્ર કોઈ દૂરનો વિસ્ફોટ નથી - તે ખૂબ ચોક્કસ બળનો વિસ્ફોટ હતો. બિગ બેંગ થિયરીના પરંપરાગત સંસ્કરણમાં, વ્યક્તિએ માત્ર વિસ્ફોટની હકીકત જ નહીં, પણ વિસ્ફોટ અત્યંત વિચિત્ર રીતે થયો હતો તે હકીકતને પણ સ્વીકારવાની જરૂર છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પ્રારંભિક પરિસ્થિતિઓ અત્યંત વિશિષ્ટ હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

બ્રહ્માંડના વિસ્તરણનો દર એ કેટલાક સ્પષ્ટ કોસ્મિક રહસ્યોમાંથી એક છે. બીજું અવકાશમાં બ્રહ્માંડના વિસ્તરણના ચિત્ર સાથે સંબંધિત છે. અનુસાર આધુનિક અવલોકનો. માં બ્રહ્માંડ મોટા પાયેદ્રવ્ય અને ઊર્જાના વિતરણના સંદર્ભમાં અત્યંત એકરૂપ. જ્યારે પૃથ્વી પરથી અને દૂરની આકાશગંગામાંથી અવલોકન કરવામાં આવે ત્યારે અવકાશની વૈશ્વિક રચના લગભગ સમાન હોય છે. આકાશગંગાઓ એ જ સાથે અવકાશમાં પથરાયેલા છે મધ્યમ ઘનતા, અને દરેક બિંદુથી બ્રહ્માંડ બધી દિશાઓમાં સમાન દેખાય છે. બ્રહ્માંડને ભરતું પ્રાથમિક થર્મલ રેડિયેશન પૃથ્વી પર પડે છે, જેનું તાપમાન 10-4 કરતા ઓછું ન હોય તેવી ચોકસાઈ સાથે તમામ દિશામાં સમાન તાપમાન હોય છે. આપણા માર્ગ પર, આ કિરણોત્સર્ગ અબજો પ્રકાશ વર્ષો સુધી અવકાશમાં પ્રવાસ કરે છે અને એકરૂપતામાંથી કોઈપણ વિચલનની છાપ ધરાવે છે.

બ્રહ્માંડના વિસ્તરણની સાથે બ્રહ્માંડની મોટા પાયે એકરૂપતા જળવાઈ રહે છે. તે અનુસરે છે કે વિસ્તરણ એકસરખું અને આઇસોટ્રોપિકલી ખૂબ ઊંચી ચોકસાઈ સાથે થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણનો દર માત્ર તમામ દિશામાં સમાન નથી, પરંતુ વિવિધ પ્રદેશોમાં પણ સતત છે. જો બ્રહ્માંડ એક દિશામાં અન્ય કરતા વધુ ઝડપથી વિસ્તરી રહ્યું હોય, તો આ તે દિશામાં પૃષ્ઠભૂમિ થર્મલ રેડિયેશનના તાપમાનમાં ઘટાડો તરફ દોરી જશે અને પૃથ્વી પરથી દેખાતી ગેલેક્સી ગતિની પેટર્નમાં ફેરફાર કરશે. આમ, બ્રહ્માંડની ઉત્ક્રાંતિ માત્ર કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત બળના વિસ્ફોટથી શરૂ થઈ નથી - વિસ્ફોટ સ્પષ્ટપણે "વ્યવસ્થિત" હતો, એટલે કે. વારાફરતી, તમામ બિંદુઓ અને તમામ દિશામાં બરાબર સમાન બળ સાથે.

તે અત્યંત અસંભવિત છે કે આવા એક સાથે અને સમન્વયિત વિસ્ફોટ સંપૂર્ણપણે સ્વયંસ્ફુરિત થઈ શકે છે, અને આ શંકા પરંપરાગત બિગ બેંગ સિદ્ધાંતમાં એ હકીકત દ્વારા મજબૂત બને છે કે આદિકાળના બ્રહ્માંડના વિવિધ પ્રદેશો એક બીજા સાથે કારણભૂત રીતે સંબંધિત નથી. હકીકત એ છે કે, સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત મુજબ, ના શારીરિક અસરપ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરી શકતા નથી. પરિણામે, અવકાશના વિવિધ પ્રદેશો ચોક્કસ સમય વીતી ગયા પછી જ એક બીજા સાથે કાર્યાત્મક રીતે જોડાયેલા બની શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વિસ્ફોટના 1 સેકંડ પછી, પ્રકાશ એક પ્રકાશ સેકંડથી વધુ નહીં, જે 300 હજાર કિમીને અનુરૂપ છે તે અંતર કાપી શકે છે. બ્રહ્માંડના પ્રદેશો મોટા અંતરથી અલગ પડેલા 1 સેકન્ડ પછી પણ એકબીજાને પ્રભાવિત કરશે નહીં. પરંતુ આ ક્ષણ સુધીમાં, બ્રહ્માંડનો પ્રદેશ જે આપણે અવલોકન કર્યો છે તે ઓછામાં ઓછા 10^14 કિમી વ્યાસની જગ્યા પર કબજો કરી ચૂક્યો છે. પરિણામે, બ્રહ્માંડમાં લગભગ 10^27 પ્રદેશોનો સમાવેશ થાય છે જે એકબીજા સાથે કારણભૂત રીતે અસંબંધિત છે, જેમાંથી દરેક, તેમ છતાં, બરાબર એ જ દરે વિસ્તરણ પામ્યા છે. આજે પણ, થર્મલ કોસ્મિક રેડિયેશનનું અવલોકન કરે છે વિરુદ્ધ બાજુઓતારાઓથી ભરેલું આકાશ, અમે બ્રહ્માંડના પ્રચંડ અંતર દ્વારા અલગ કરાયેલા પ્રદેશોની બરાબર એ જ "ફિંગરપ્રિન્ટ્સ" રજીસ્ટર કરીએ છીએ: આ અંતરો થર્મલ રેડિયેશનના ઉત્સર્જનની ક્ષણથી પ્રકાશ મુસાફરી કરી શકે તે અંતર કરતાં 90 ગણા વધારે છે.

અવકાશના વિવિધ ક્ષેત્રોના આવા નોંધપાત્ર સુસંગતતાને કેવી રીતે સમજાવવું કે જે દેખીતી રીતે, એકબીજા સાથે ક્યારેય જોડાયેલા ન હતા? આવી વસ્તુ કેવી રીતે ઊભી થઈ? સમાન વર્તન? પરંપરાગત જવાબ ફરીથી ખાસ પ્રારંભિક શરતોનો સંદર્ભ આપે છે. પ્રાથમિક વિસ્ફોટના ગુણધર્મોની અસાધારણ એકરૂપતાને ફક્ત એક હકીકત તરીકે ગણવામાં આવે છે: આ રીતે બ્રહ્માંડ ઉદ્ભવ્યું.

બ્રહ્માંડની મોટા પાયે એકરૂપતા વધુ રહસ્યમય લાગે છે જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે નાના પાયે બ્રહ્માંડ કોઈપણ રીતે એકરૂપ નથી. વ્યક્તિગત તારાવિશ્વો અને ગેલેક્સી ક્લસ્ટરોનું અસ્તિત્વ કડક એકરૂપતામાંથી વિચલન સૂચવે છે, અને આ વિચલન પણ દરેક જગ્યાએ માપ અને તીવ્રતામાં સમાન છે. કારણ કે ગુરુત્વાકર્ષણ દ્રવ્યના કોઈપણ પ્રારંભિક સંચયને મોટું કરે છે, તેથી તારાવિશ્વો બનાવવા માટે જરૂરી વિજાતીયતાની ડિગ્રી બિગ બેંગ દરમિયાન તે હવે છે તેના કરતા ઘણી ઓછી હતી. જો કે, માં પ્રારંભિક તબક્કોબિગ બેંગમાં હજી પણ થોડી માત્રામાં અસંગતતા હાજર હોવી જોઈએ, અન્યથા તારાવિશ્વો ક્યારેય રચાયા ન હોત. જૂની બિગ બેંગ થિયરીમાં, આ પ્રારંભિક અવ્યવસ્થા પણ "પ્રારંભિક પરિસ્થિતિઓ" ને આભારી હતી. આમ, આપણે માનવું પડ્યું કે બ્રહ્માંડનો વિકાસ સંપૂર્ણ આદર્શ સ્થિતિમાંથી નહીં, પરંતુ અત્યંત અસામાન્ય સ્થિતિમાંથી શરૂ થયો છે.

જે કહેવામાં આવ્યું છે તેનો સારાંશ નીચે મુજબ કરી શકાય છે: જો બ્રહ્માંડમાં એકમાત્ર બળ ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણ છે, તો બિગ બેંગનું અર્થઘટન "ભગવાન તરફથી મોકલેલ" તરીકે થવું જોઈએ, એટલે કે. કોઈ કારણ વિના, આપેલ પ્રારંભિક શરતો સાથે. તે નોંધપાત્ર સુસંગતતા દ્વારા પણ વર્ગીકૃત થયેલ છે; વર્તમાન બંધારણ પર પહોંચવા માટે, બ્રહ્માંડ શરૂઆતથી જ યોગ્ય રીતે વિકસિત થયું હોવું જોઈએ. આ બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિનો વિરોધાભાસ છે.

એન્ટિગ્રેવિટી માટે શોધો

બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિનો વિરોધાભાસ ફક્ત માં જ ઉકેલાયો હતો છેલ્લા વર્ષો; જો કે, ઉકેલનો મૂળ વિચાર દૂરના ઇતિહાસમાં શોધી શકાય છે, તે સમય સુધી જ્યારે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણનો સિદ્ધાંત કે બિગ બેંગ સિદ્ધાંત અસ્તિત્વમાં ન હતો. ન્યુટન પણ સમજી ગયા કે કેવી રીતે જટિલ સમસ્યાબ્રહ્માંડની સ્થિરતા દર્શાવે છે. ટેકા વિના તારાઓ અવકાશમાં તેમની સ્થિતિ કેવી રીતે જાળવી શકે છે? સાર્વત્રિક પાત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણતારાઓ એકબીજાની નજીકના ક્લસ્ટરોમાં એકસાથે ખેંચાઈ જવા તરફ દોરી ગયા હોવા જોઈએ.

આ વાહિયાતતાને ટાળવા માટે, ન્યૂટને ખૂબ જ વિચિત્ર તર્કનો આશરો લીધો. જો બ્રહ્માંડ તેના પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણ હેઠળ તૂટી પડવાનું હતું, તો દરેક તારો તારાઓના ક્લસ્ટરના કેન્દ્ર તરફ "પડશે". ધારો કે, જો કે, બ્રહ્માંડ અનંત છે અને તારાઓ, સરેરાશ, એકસરખી રીતે અનંત અવકાશમાં વહેંચાયેલા છે. આ કિસ્સામાં ના હશે સામાન્ય કેન્દ્ર, જે દિશામાં બધા તારા પડી શકે છે, - છેવટે, માં અનંત બ્રહ્માંડબધા વિસ્તારો સમાન છે. કોઈપણ તારો તેના તમામ પડોશીઓના ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણના પ્રભાવનો અનુભવ કરશે, પરંતુ વિવિધ દિશાઓમાં આ પ્રભાવોની સરેરાશને કારણે, ત્યાં કોઈ ચોખ્ખું બળ આગળ વધશે નહીં. આ તારોતારાઓના સમગ્ર સમૂહને સંબંધિત ચોક્કસ સ્થાને.

ન્યૂટનના 200 વર્ષ પછી જ્યારે આઈન્સ્ટાઈને ગુરુત્વાકર્ષણનો નવો સિદ્ધાંત બનાવ્યો ત્યારે બ્રહ્માંડનું પતન કેવી રીતે ટાળ્યું તેની સમસ્યાથી તેઓ પણ મૂંઝાયેલા હતા. હબલે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણની શોધ કરી તે પહેલાં બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર પરનું તેમનું પ્રથમ કાર્ય પ્રકાશિત થયું હતું; તેથી, આઈન્સ્ટાઈને, ન્યૂટનની જેમ, ધાર્યું કે બ્રહ્માંડ સ્થિર છે. જો કે, આઈન્સ્ટાઈને બ્રહ્માંડની સ્થિરતાની સમસ્યાને વધુ સીધી રીતે હલ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. તેમનું માનવું હતું કે તેના પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ બ્રહ્માંડના પતનને રોકવા માટે, ગુરુત્વાકર્ષણનો પ્રતિકાર કરી શકે તેવું બીજું કોસ્મિક બળ હોવું જોઈએ. ગુરુત્વાકર્ષણના ખેંચાણની ભરપાઈ કરવા માટે આ બળ આકર્ષક હોવાને બદલે પ્રતિકૂળ બળ હોવું જોઈએ. આ અર્થમાં, આવા બળને "એન્ટિગ્રેવિટેશનલ" કહી શકાય, જો કે કોસ્મિક રિસ્પ્લેશનના બળ વિશે વાત કરવી વધુ યોગ્ય રહેશે. આ કિસ્સામાં આઈન્સ્ટાઈને માત્ર મનસ્વી રીતે આ બળની શોધ કરી ન હતી. તેણે તેના સમીકરણોમાં તે બતાવ્યું ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રતમે એક વધારાનો શબ્દ દાખલ કરી શકો છો, જે ઇચ્છિત ગુણધર્મો ધરાવતા બળના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે.

ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો વિરોધ કરતી પ્રતિકૂળ બળનો વિચાર એકદમ સરળ અને સ્વાભાવિક હોવા છતાં, વાસ્તવમાં આવા બળના ગુણધર્મો સંપૂર્ણપણે અસામાન્ય છે. અલબત્ત, પૃથ્વી પર આવું કોઈ બળ જોવા મળ્યું નથી, અને ગ્રહોની ખગોળશાસ્ત્રની ઘણી સદીઓ દરમિયાન તેનો કોઈ સંકેત મળ્યો નથી. દેખીતી રીતે, જો બ્રહ્માંડ પ્રતિકૂળ બળ અસ્તિત્વમાં છે, તો તેની નાના અંતર પર કોઈ નોંધપાત્ર અસર થવી જોઈએ નહીં, પરંતુ તેની તીવ્રતા ખગોળીય ધોરણે નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. આ વર્તણૂક દળોની પ્રકૃતિના અભ્યાસમાં અગાઉના તમામ અનુભવોનો વિરોધાભાસ કરે છે: તેઓ સામાન્ય રીતે ટૂંકા અંતરે તીવ્ર હોય છે અને વધતા અંતર સાથે નબળા પડે છે. આમ, ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વ્યસ્ત ચોરસ નિયમ અનુસાર સતત ઘટતી જાય છે. જો કે, આઈન્સ્ટાઈનના સિદ્ધાંતમાં આવા અસામાન્ય ગુણધર્મો સાથેનું બળ કુદરતી રીતે દેખાયું.

કોઈએ આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા રજૂ કરાયેલ કોસ્મિક રિપ્લેશનના બળને પ્રકૃતિમાં પાંચમી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરીકે વિચારવું જોઈએ નહીં. તે ગુરુત્વાકર્ષણ પોતે જ એક વિચિત્ર અભિવ્યક્તિ છે. જો અસામાન્ય ગુણધર્મ ધરાવતું માધ્યમ ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રના સ્ત્રોત તરીકે પસંદ કરવામાં આવે તો બ્રહ્માંડ પ્રતિકૂળની અસરો સામાન્ય ગુરુત્વાકર્ષણને આભારી હોઈ શકે છે તે દર્શાવવું મુશ્કેલ નથી. નિયમિત ભૌતિક વાતાવરણ(દા.ત. ગેસ) દબાણ લાવે છે, જ્યારે અહીં ચર્ચા કરેલ અનુમાનિત માધ્યમમાં હોવું જોઈએ નકારાત્મકદબાણ અથવા તાણ. આપણે જેની વાત કરી રહ્યા છીએ તેની વધુ સ્પષ્ટ કલ્પના કરવા માટે, ચાલો કલ્પના કરીએ કે આપણે આવા કોસ્મિક પદાર્થથી એક જહાજ ભરવામાં વ્યવસ્થાપિત છીએ. પછી, સામાન્ય ગેસથી વિપરીત, કાલ્પનિક અવકાશ પર્યાવરણતે જહાજની દિવાલો પર દબાણ નહીં કરે, પરંતુ તેને જહાજની અંદર ખેંચી લેશે.

આમ, આપણે કોસ્મિક રિસ્પ્લેશનને ગુરુત્વાકર્ષણના પૂરક તરીકે અથવા અદ્રશ્ય વાયુ માધ્યમમાં સહજ સામાન્ય ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે બનેલી ઘટના તરીકે ગણી શકીએ જે બધી જગ્યાને ભરે છે અને નકારાત્મક દબાણ ધરાવે છે. આ હકીકતમાં કોઈ વિરોધાભાસ નથી કે, એક તરફ, નકારાત્મક દબાણ વહાણની દિવાલની અંદર ચૂસતું હોય તેવું લાગે છે, અને, બીજી તરફ, આ કાલ્પનિક વાતાવરણ તારાવિશ્વોને આકર્ષવાને બદલે તેને દૂર કરે છે. છેવટે, પ્રતિકૂળ પર્યાવરણના ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે થાય છે, અને કોઈ યાંત્રિક ક્રિયા દ્વારા નહીં. કોઈપણ રીતે, યાંત્રિક દળોદબાણ દ્વારા નહીં, પરંતુ દબાણના તફાવત દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, પરંતુ એવું માનવામાં આવે છે કે કાલ્પનિક માધ્યમ સમગ્ર જગ્યાને ભરે છે. તેને સીમિત કરી શકાય નહીં જહાજની દિવાલો, અને આ વાતાવરણમાં નિરીક્ષક તેને મૂર્ત પદાર્થ તરીકે બિલકુલ સમજી શકશે નહીં. જગ્યા સંપૂર્ણપણે ખાલી લાગશે અને લાગશે.

કાલ્પનિક પર્યાવરણની આટલી અદ્ભુત વિશેષતાઓ હોવા છતાં, આઈન્સ્ટાઈને એક સમયે જાહેર કર્યું હતું કે તેણે બ્રહ્માંડનું એક સંતોષકારક મોડેલ બનાવ્યું છે, જેમાં ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણ અને તેણે શોધેલા કોસ્મિક રિસ્પ્લેશન વચ્ચે સંતુલન જાળવવામાં આવે છે. સરળ ગણતરીઓનો ઉપયોગ કરીને, આઈન્સ્ટાઈને બ્રહ્માંડમાં ગુરુત્વાકર્ષણને સંતુલિત કરવા માટે જરૂરી કોસ્મિક રિપ્લેશન ફોર્સની તીવ્રતાનો અંદાજ લગાવ્યો. તે એ વાતની પુષ્ટિ કરવામાં સક્ષમ હતા કે પ્રતિકૂળ સૂર્યમંડળમાં (અને ગેલેક્સી સ્કેલ પર પણ) એટલું નાનું હોવું જોઈએ કે તે પ્રાયોગિક રીતે શોધી શકાતું નથી. થોડા સમય માટે, એવું લાગતું હતું કે વર્ષો જૂનું રહસ્ય તેજસ્વી રીતે ઉકેલાઈ ગયું છે.

જો કે, પછી પરિસ્થિતિ વધુ ખરાબ માટે બદલાઈ ગઈ. સૌ પ્રથમ, સંતુલન સ્થિરતાની સમસ્યા ઊભી થઈ. આઈન્સ્ટાઈનનો મૂળ વિચાર આકર્ષક અને પ્રતિકૂળ દળોના કડક સંતુલન પર આધારિત હતો. પરંતુ, કડક સંતુલનના ઘણા કેસોની જેમ, સૂક્ષ્મ વિગતો પણ બહાર આવી. જો, ઉદાહરણ તરીકે, આઈન્સ્ટાઈનનું સ્થિર બ્રહ્માંડ થોડું વિસ્તરવાનું હતું, તો ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણ (અંતર સાથે નબળું પડવું) સહેજ ઘટશે, જ્યારે કોસ્મિક રિસ્પ્લેશનનું બળ (અંતર સાથે વધતું) થોડું વધશે. આ પ્રતિકૂળ દળોની તરફેણમાં અસંતુલન તરફ દોરી જશે, જે સર્વ-વિજયી પ્રતિક્રમણના પ્રભાવ હેઠળ બ્રહ્માંડના વધુ અમર્યાદિત વિસ્તરણનું કારણ બનશે. જો, તેનાથી વિપરિત, આઈન્સ્ટાઈનનું સ્થિર બ્રહ્માંડ થોડું સંકોચાઈ જશે, તો ગુરુત્વાકર્ષણ બળ વધશે અને કોસ્મિક રિસ્પ્લેશનનું બળ ઘટશે, જે આકર્ષણના દળોની તરફેણમાં અસંતુલન તરફ દોરી જશે અને પરિણામે, ક્યારેય નહીં. ઝડપી સંકોચન, અને આખરે પતન કે આઈન્સ્ટાઈને વિચાર્યું કે તેણે ટાળ્યું હતું. આમ, સહેજ વિચલન પર, કડક સંતુલન ખોરવાઈ જશે, અને વૈશ્વિક વિનાશ અનિવાર્ય બનશે.

પાછળથી, 1927 માં, હબલે તારાવિશ્વોની મંદીની ઘટના (એટલે ​​​​કે, બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ) શોધ્યું, જેણે સંતુલનની સમસ્યાને અર્થહીન બનાવી દીધી. તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે બ્રહ્માંડ સંકોચન અને પતનના જોખમમાં નથી, કારણ કે તે વિસ્તરી રહ્યું છે.જો આઈન્સ્ટાઈન બ્રહ્માંડના પ્રતિકૂળ બળની શોધથી વિચલિત ન થયા હોત, તો તેઓ કદાચ સૈદ્ધાંતિક રીતે આ નિષ્કર્ષ પર આવ્યા હોત, આમ બ્રહ્માંડના વિસ્તરણની આગાહી ખગોળશાસ્ત્રીઓએ તેને શોધવામાં વ્યવસ્થાપિત કરતાં દસ વર્ષ વહેલા કરી હતી. આવી આગાહી નિઃશંકપણે વિજ્ઞાનના ઈતિહાસમાં સૌથી ઉત્કૃષ્ટ ગણાશે (આવી આગાહી 1922-1923માં પેટ્રોગ્રાડ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર એ.એ. ફ્રિડમેન દ્વારા આઈન્સ્ટાઈનના સમીકરણના આધારે કરવામાં આવી હતી). અંતે, આઈન્સ્ટાઈને ગુસ્સાથી કોસ્મિક રિપ્લેશનનો ત્યાગ કરવો પડ્યો, જેને તેણે પાછળથી "તેમના જીવનની સૌથી મોટી ભૂલ" ગણાવી. જો કે, આ વાર્તાનો અંત નથી.

આઈન્સ્ટાઈને સ્થિર બ્રહ્માંડની અવિદ્યમાન સમસ્યાને ઉકેલવા માટે કોસ્મિક રિપ્લેશનની શોધ કરી હતી. પરંતુ, હંમેશની જેમ, એકવાર જીની બોટલમાંથી બહાર નીકળી જાય, પછી તેને પાછું મૂકવું અશક્ય છે. બ્રહ્માંડની ગતિશીલતા આકર્ષણ અને પ્રતિકૂળ શક્તિઓ વચ્ચેના સંઘર્ષને કારણે હોઈ શકે છે તે વિચાર જીવતો રહ્યો. અને જો કે ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનોએ બ્રહ્માંડના વિસર્જનના અસ્તિત્વના કોઈ પુરાવા આપ્યા નથી, તેઓ તેની ગેરહાજરી સાબિત કરી શક્યા નથી - તે પોતાને પ્રગટ કરવા માટે ખૂબ જ નબળું હોઈ શકે છે.

જોકે આઈન્સ્ટાઈનના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રના સમીકરણો પ્રતિકૂળ બળની હાજરી માટે પરવાનગી આપે છે, તેઓ તેની તીવ્રતા પર નિયંત્રણો લાદતા નથી. કડવા અનુભવ દ્વારા શીખવવામાં આવ્યું હતું કે, આઈન્સ્ટાઈનને એવું અનુમાન કરવાનો અધિકાર હતો કે આ બળની તીવ્રતા સખત રીતે શૂન્યની બરાબર છે, જેનાથી પ્રતિકૂળતા સંપૂર્ણપણે દૂર થઈ જાય છે. જો કે, આ કોઈ રીતે જરૂરી નહોતું. કેટલાક વૈજ્ઞાનિકોને સમીકરણોમાં પ્રતિકૂળતા જાળવી રાખવાનું જરૂરી લાગ્યું, જો કે મૂળ સમસ્યાના દૃષ્ટિકોણથી આ હવે જરૂરી નથી. આ વૈજ્ઞાનિકો માનતા હતા કે, યોગ્ય પુરાવાની ગેરહાજરીમાં, એવું માનવાનું કોઈ કારણ નથી કે પ્રતિકૂળ બળ શૂન્ય છે.

વિસ્તરતા બ્રહ્માંડના દૃશ્યમાં પ્રતિકૂળ બળ જાળવવાના પરિણામોને શોધી કાઢવું ​​મુશ્કેલ ન હતું. ચાલુ પ્રારંભિક તબક્કાવિકાસ, જ્યારે બ્રહ્માંડ હજી પણ સંકુચિત સ્થિતિમાં હોય, ત્યારે પ્રતિકૂળતાને અવગણી શકાય છે. આ તબક્કા દરમિયાન, ગુરુત્વાકર્ષણના આકર્ષણના કારણે વિસ્તરણનો દર ધીમો પડી ગયો - પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ જે રીતે ઊભી રીતે ઉપર તરફ પ્રક્ષેપિત રોકેટની ગતિને ધીમું કરે છે તેની સાથે સંપૂર્ણ સામ્યતામાં. જો આપણે કોઈ સમજૂતી વિના સ્વીકારીએ કે બ્રહ્માંડની ઉત્ક્રાંતિ ઝડપી વિસ્તરણ સાથે શરૂ થઈ, તો ગુરુત્વાકર્ષણે વર્તમાનમાં અવલોકન કરેલ મૂલ્યમાં સતત વિસ્તરણ દર ઘટાડવો જોઈએ. સમય જતાં, દ્રવ્ય વિખરાઈ જાય છે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનબળી પડે છે. તેના બદલે, તારાવિશ્વો એકબીજાથી દૂર જતા રહેવાથી કોસ્મિક રિસ્પ્યુલેશન વધે છે. આખરે, પ્રતિક્રમણ ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણને દૂર કરશે અને બ્રહ્માંડનો વિસ્તરણ દર ફરીથી વધવા લાગશે. આના પરથી આપણે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે બ્રહ્માંડમાં બ્રહ્માંડ પ્રતિકૂળ પ્રભુત્વ ધરાવે છે, અને વિસ્તરણ હંમેશ માટે ચાલુ રહેશે.

ખગોળશાસ્ત્રીઓએ બતાવ્યું છે કે બ્રહ્માંડની આ અસામાન્ય વર્તણૂક, જ્યારે વિસ્તરણ પહેલા ધીમો પડી જાય છે અને પછી ફરીથી વેગ આપે છે, તે તારાવિશ્વોની અવલોકન કરેલ હિલચાલમાં પ્રતિબિંબિત થવી જોઈએ. પરંતુ સૌથી વધુ સાવચેતીભર્યું ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનો આવી વર્તણૂકના કોઈ ખાતરીપૂર્વકના પુરાવાને જાહેર કરવામાં નિષ્ફળ રહ્યા છે, જો કે સમયાંતરે વિપરીત નિવેદનો કરવામાં આવે છે.

તે રસપ્રદ છે કે વિસ્તરતા બ્રહ્માંડનો વિચાર ડચ ખગોળશાસ્ત્રી વિલેમ ડી સિટર દ્વારા 1916 માં આગળ મૂકવામાં આવ્યો હતો - હબલે પ્રાયોગિક રીતે આ ઘટનાની શોધ કરી તેના ઘણા વર્ષો પહેલા. ડી સિટરે દલીલ કરી હતી કે જો બ્રહ્માંડમાંથી સામાન્ય પદાર્થ દૂર કરવામાં આવે તો ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણ અદૃશ્ય થઈ જશે અને અવકાશમાં પ્રતિકૂળ દળો સર્વોચ્ચ શાસન કરશે. આ બ્રહ્માંડના વિસ્તરણનું કારણ બનશે - તે સમયે આ એક નવીન વિચાર હતો.

નિરીક્ષક નકારાત્મક દબાણ સાથે વિચિત્ર અદ્રશ્ય વાયુ માધ્યમને સમજવામાં અસમર્થ હોવાથી, તે ખાલી જગ્યા વિસ્તરી રહી હોય તેમ તેને ખાલી દેખાશે. વિસ્તરણને અલગ-અલગ જગ્યાએ લટકાવીને અને એકબીજાથી તેમના અંતરનું નિરીક્ષણ કરીને શોધી શકાય છે. તે સમયે ખાલી જગ્યાને વિસ્તૃત કરવાનો વિચાર એક જિજ્ઞાસા માનવામાં આવતો હતો, જો કે, જેમ આપણે જોઈશું, તે ભવિષ્યવાણીનું બન્યું.

તો, આ વાર્તામાંથી શું નિષ્કર્ષ કાઢી શકાય? હકીકત એ છે કે ખગોળશાસ્ત્રીઓ બ્રહ્માંડના પ્રતિકૂળતાને શોધી શકતા નથી તે પ્રકૃતિમાં તેની ગેરહાજરીના તાર્કિક પુરાવા તરીકે સેવા આપી શકતું નથી. તે તદ્દન શક્ય છે કે તે આધુનિક સાધનો દ્વારા શોધી શકાય તેટલું નબળું છે. નિરીક્ષણની ચોકસાઈ હંમેશા મર્યાદિત હોય છે, અને તેથી આ શક્તિની માત્ર ઉપરની મર્યાદાનો અંદાજ લગાવી શકાય છે. તેની સામે એવી દલીલ કરી શકાય છે કે, સૌંદર્યલક્ષી દૃષ્ટિકોણથી, કોસ્મિક રિપ્લેશનની ગેરહાજરીમાં કુદરતના નિયમો વધુ સરળ લાગશે. આવી ચર્ચાઓ ઘણા વર્ષો સુધી કોઈ ચોક્કસ પરિણામો તરફ દોરી ગયા વિના ચાલતી રહી, જ્યાં સુધી અચાનક સમસ્યાને સંપૂર્ણપણે નવા ખૂણાથી જોવામાં ન આવી, જેણે તેને અણધારી સુસંગતતા આપી.

ફુગાવો: બિગ બેંગ સમજાવ્યું

અગાઉના વિભાગોમાં, અમે કહ્યું હતું કે જો બ્રહ્માંડ પ્રતિકૂળ બળ અસ્તિત્વમાં છે, તો તે ખૂબ જ નબળું હોવું જોઈએ, એટલું નબળું હોવું જોઈએ કે તેની બિગ બેંગ પર કોઈ નોંધપાત્ર અસર ન થાય. જો કે, આ નિષ્કર્ષ એ ધારણા પર આધારિત છે કે પ્રતિકૂળતાની તીવ્રતા સમય સાથે બદલાતી નથી. આઈન્સ્ટાઈનના સમયમાં, આ અભિપ્રાય બધા વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા શેર કરવામાં આવ્યો હતો, કારણ કે કોસ્મિક રિપ્લેશનને "માનવસર્જિત" સિદ્ધાંતમાં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. કોસ્મિક રિસ્પ્લેશન થઈ શકે છે તે ક્યારેય કોઈને થયું નથી બોલાવવામાં આવશેઅન્ય ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ જે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ સાથે ઉદભવે છે. જો આવી શક્યતા પૂરી પાડવામાં આવી હોત, તો બ્રહ્માંડ વિજ્ઞાન અલગ રીતે બહાર આવ્યું હોત. ખાસ કરીને, બ્રહ્માંડના ઉત્ક્રાંતિ માટેના એક દૃશ્યને બાકાત રાખવામાં આવતું નથી, જે ધારે છે કે ઉત્ક્રાંતિના પ્રારંભિક તબક્કાની આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓમાં, બ્રહ્માંડની વિકૃતિ એક ક્ષણ માટે ગુરુત્વાકર્ષણ પર પ્રવર્તતી હતી, જેના કારણે બ્રહ્માંડ વિસ્ફોટ થયો હતો, જે પછી તેની ભૂમિકા વ્યવહારીક રીતે હતી. શૂન્ય સુધી ઘટાડ્યું.

આ સામાન્ય ચિત્ર પરથી ઉભરી આવે છે નવીનતમ કાર્યોબ્રહ્માંડના વિકાસના ખૂબ જ પ્રારંભિક તબક્કામાં દ્રવ્ય અને દળોના વર્તનનો અભ્યાસ કરવા. તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે મહાશક્તિની ક્રિયાનું અનિવાર્ય પરિણામ કદાવર કોસ્મિક રિસ્પ્લેશન હતું. તેથી, આઈન્સ્ટાઈને જે “એન્ટિગ્રેવિટી” બારણું બહાર મોકલ્યું હતું તે બારીમાંથી પાછું આવ્યું!

કોસ્મિક રિસ્પ્લેશનની નવી શોધને સમજવાની ચાવી ક્વોન્ટમ વેક્યૂમની પ્રકૃતિમાંથી આવે છે. અમે જોયું છે કે કેવી રીતે આવા અદ્રશ્ય માધ્યમ, ખાલી જગ્યાથી અસ્પષ્ટ, પરંતુ નકારાત્મક દબાણ ધરાવતા, અસામાન્ય અદ્રશ્ય માધ્યમને કારણે આવી શકે છે. આજે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માને છે કે ક્વોન્ટમ વેક્યુમમાં ચોક્કસપણે આ ગુણધર્મો છે.

પ્રકરણ 7 માં નોંધ્યું હતું કે શૂન્યાવકાશને વર્ચ્યુઅલ કણોથી ભરપૂર અને જટિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સાથે સંતૃપ્ત, ક્વોન્ટમ પ્રવૃત્તિના એક પ્રકારનું "એન્ઝાઇમ" તરીકે ગણવામાં આવવું જોઈએ. તે અંદર સમજવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે ક્વોન્ટમ વર્ણનવેક્યૂમ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. આપણે જેને કણો કહીએ છીએ તે માત્ર દુર્લભ વિક્ષેપ છે, જેમ કે પ્રવૃત્તિના સમગ્ર સમુદ્રની સપાટી પરના "પરપોટા".

70 ના દાયકાના અંતમાં, તે સ્પષ્ટ બન્યું કે ચાર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના એકીકરણ માટે શૂન્યાવકાશની ભૌતિક પ્રકૃતિ વિશેના વિચારોના સંપૂર્ણ પુનરાવર્તનની જરૂર છે. સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે શૂન્યાવકાશ ઊર્જા અસ્પષ્ટપણે પ્રગટ થતી નથી. સાદી ભાષામાં કહીએ તો, શૂન્યાવકાશ ઉત્તેજિત થઈ શકે છે અને વ્યાપકપણે અલગ-અલગ ઊર્જા સાથેના ઘણા રાજ્યોમાંના એકમાં હોઈ શકે છે, જેમ અણુ ઉચ્ચ ઊર્જા સ્તરો પર જવા માટે ઉત્સાહિત થઈ શકે છે. આ eigenstatesશૂન્યાવકાશ - જો આપણે તેનું અવલોકન કરી શકીએ - તો તે બરાબર એક જ દેખાશે, જો કે તેમની પાસે સંપૂર્ણપણે અલગ ગુણધર્મો છે.

સૌ પ્રથમ, શૂન્યાવકાશમાં રહેલી ઊર્જા એક રાજ્યથી બીજા રાજ્યમાં વિશાળ માત્રામાં વહે છે. સિદ્ધાંતોમાં મહાન એકીકરણઉદાહરણ તરીકે, સૌથી ઓછી અને ઉચ્ચતમ શૂન્યાવકાશ ઊર્જા વચ્ચેનો તફાવત અકલ્પનીય રીતે મોટો છે. આ જથ્થાઓના વિશાળ સ્કેલનો થોડો ખ્યાલ મેળવવા માટે, ચાલો સૂર્ય દ્વારા તેના અસ્તિત્વના સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન (લગભગ 5 અબજ વર્ષ) છોડવામાં આવતી ઊર્જાનો અંદાજ લગાવીએ. ચાલો કલ્પના કરીએ કે સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત થતી ઊર્જાનો આટલો મોટો જથ્થો સૂર્યમંડળ કરતા નાના કદના ક્ષેત્રમાં સમાયેલ છે. આ કિસ્સામાં પ્રાપ્ત થયેલ ઉર્જા ઘનતા TVO માં શૂન્યાવકાશની સ્થિતિને અનુરૂપ ઉર્જા ઘનતાની નજીક છે.

જબરદસ્ત ઉર્જા તફાવતો સાથે, વિવિધ શૂન્યાવકાશ અવસ્થાઓ સમાન રીતે વિશાળ દબાણ તફાવતોને અનુરૂપ છે. પરંતુ અહીં "યુક્તિ" છે: આ બધા દબાણ - નકારાત્મકક્વોન્ટમ શૂન્યાવકાશ અગાઉ ઉલ્લેખિત કાલ્પનિક માધ્યમની જેમ બરાબર વર્તે છે જે કોસ્મિક પ્રતિકૂળ બનાવે છે, ફક્ત આ સમયે સંખ્યાત્મક મૂલ્યોદબાણો એટલા મહાન છે કે સ્થિર બ્રહ્માંડમાં સંતુલન જાળવવા માટે આઈન્સ્ટાઈનને જરૂરી બળ કરતા 10^120 ગણું વધુ પ્રતિક્રમણ છે.

બિગ બેંગને સમજાવવાનો રસ્તો હવે ખુલ્લો છે. ચાલો ધારીએ કે શરૂઆતમાં બ્રહ્માંડ વેક્યૂમની ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં હતું, જેને "ખોટા" શૂન્યાવકાશ કહેવામાં આવે છે. આ અવસ્થામાં, બ્રહ્માંડમાં એટલી તીવ્રતાનું કોસ્મિક રિસ્પ્લેશન હતું કે તે બ્રહ્માંડના અનિયંત્રિત અને ઝડપી વિસ્તરણનું કારણ બનશે. અનિવાર્યપણે, આ તબક્કામાં બ્રહ્માંડ અગાઉના વિભાગમાં ચર્ચા કરાયેલ ડી સિટર મોડેલને અનુરૂપ હશે. જો કે, તફાવત એ છે કે ડી સિટર માટે બ્રહ્માંડ ખગોળશાસ્ત્રીય સમયના ધોરણો પર શાંતિથી વિસ્તરી રહ્યું છે, જ્યારે "ખોટા" ક્વોન્ટમ શૂન્યાવકાશમાંથી બ્રહ્માંડના ઉત્ક્રાંતિમાં "ડી સિટર તબક્કો" વાસ્તવિકતામાં શાંત નથી. બ્રહ્માંડ દ્વારા કબજે કરેલી જગ્યાનું પ્રમાણ આ કિસ્સામાં દર 10^-34 સેકંડ (અથવા સમાન ક્રમમાં સમય અંતરાલ) બમણું થવું જોઈએ.

બ્રહ્માંડના આવા સુપરવિસ્તરણમાં સંખ્યાબંધ છે લાક્ષણિક લક્ષણો: બધા અંતર સાથે વધે છે ઘાતાંકીય કાયદો(અમે પહેલાથી જ પ્રકરણ 4 માં ઘાતાંકની વિભાવનાનો સામનો કરી ચૂક્યા છીએ). આનો અર્થ એ છે કે દર 10^-34 સેકેન્ડમાં બ્રહ્માંડના તમામ પ્રદેશો તેમના કદને બમણા કરે છે, અને પછી આ બમણી પ્રક્રિયા ભૌમિતિક પ્રગતિમાં ચાલુ રહે છે. આ પ્રકારનું વિસ્તરણ, સૌપ્રથમ 1980 માં ગણવામાં આવ્યું હતું. એમઆઈટીના એલન ગુથ (મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી, યુએસએ), તેમના દ્વારા "ફુગાવા" તરીકે ઓળખાતું હતું. અત્યંત ઝડપી અને સતત વેગ આપતા વિસ્તરણના પરિણામે, તે ખૂબ જ ટૂંક સમયમાં બહાર આવશે કે બ્રહ્માંડના તમામ ભાગો વિસ્ફોટની જેમ અલગ થઈ જશે. અને આ બિગ બેંગ છે!

જો કે, એક યા બીજી રીતે, ફુગાવાનો તબક્કો સમાપ્ત થવો જ જોઈએ. તમામ ઉત્તેજિત ક્વોન્ટમ સિસ્ટમ્સની જેમ, "ખોટા" શૂન્યાવકાશ અસ્થિર છે અને તે ક્ષીણ થવાનું વલણ ધરાવે છે. જ્યારે સડો થાય છે, ત્યારે પ્રતિકૂળતા અદૃશ્ય થઈ જાય છે. આ બદલામાં ફુગાવાના સમાપ્તિ અને બ્રહ્માંડના સામાન્ય ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણની શક્તિ તરફ સંક્રમણ તરફ દોરી જાય છે. અલબત્ત, બ્રહ્માંડ આ કિસ્સામાં વિસ્તરણ કરવાનું ચાલુ રાખશે, ફુગાવાના સમયગાળા દરમિયાન પ્રાપ્ત થયેલા પ્રારંભિક આવેગને આભારી છે, પરંતુ વિસ્તરણ દર સતત ઘટશે. આમ, બ્રહ્માંડના વિસ્તરણમાં ક્રમશઃ મંદી એ આજ સુધી બ્રહ્માંડ પ્રતિકૂળતાથી બચી ગયેલો એકમાત્ર નિશાન છે.

"ફુગાવાના દૃશ્ય" અનુસાર, બ્રહ્માંડ તેના અસ્તિત્વની શરૂઆત શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાંથી, દ્રવ્ય અને કિરણોત્સર્ગથી રહિત છે. પરંતુ જો તેઓ શરૂઆતમાં હાજર હતા, તો પણ ફુગાવાના તબક્કા દરમિયાન પ્રચંડ વિસ્તરણ દરને કારણે તેમના નિશાન ઝડપથી ખોવાઈ જશે. આ તબક્કાને અનુરૂપ સમયના અત્યંત ટૂંકા ગાળામાં, અવકાશનો પ્રદેશ કે જે આજે સમગ્ર અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડ પર કબજો કરે છે તે પ્રોટોનના કદના અબજમા ભાગથી વધીને કેટલાક સેન્ટિમીટર થઈ ગયો છે. મૂળ અસ્તિત્વમાં રહેલા કોઈપણ પદાર્થની ઘનતા અસરકારક રીતે શૂન્ય બની જશે.

તેથી, ફુગાવાના તબક્કાના અંત સુધીમાં, બ્રહ્માંડ ખાલી અને ઠંડુ હતું. જો કે, જ્યારે ફુગાવો સુકાઈ ગયો, ત્યારે બ્રહ્માંડ અચાનક અત્યંત "ગરમ" બની ગયું. ઉષ્માનો આ વિસ્ફોટ જે જગ્યાને પ્રકાશિત કરે છે તે "ખોટા" શૂન્યાવકાશમાં રહેલા ઊર્જાના પ્રચંડ ભંડારને કારણે છે. જ્યારે શૂન્યાવકાશ સ્થિતિ ક્ષીણ થઈ ગઈ, ત્યારે તેની ઊર્જા કિરણોત્સર્ગના રૂપમાં મુક્ત થઈ, જેણે તરત જ બ્રહ્માંડને આશરે 10^27 K સુધી ગરમ કર્યું, જે GUT માં પ્રક્રિયાઓ થવા માટે પૂરતી છે. તે ક્ષણથી, બ્રહ્માંડ "ગરમ" બિગ બેંગના પ્રમાણભૂત સિદ્ધાંત અનુસાર વિકસિત થયું. થર્મલ ઉર્જા માટે આભાર, દ્રવ્ય અને એન્ટિમેટર ઉદભવ્યા, પછી બ્રહ્માંડ ઠંડુ થવા લાગ્યું, અને ધીમે ધીમે તેના આજે અવલોકન કરાયેલા તમામ તત્વો "જામવા લાગ્યા."

તેથી મુશ્કેલ સમસ્યા એ છે કે બિગ બેંગનું કારણ શું છે? - ફુગાવાના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને ઉકેલવામાં વ્યવસ્થાપિત; ક્વોન્ટમ શૂન્યાવકાશમાં સહજ પ્રતિકૂળતાના પ્રભાવ હેઠળ ખાલી જગ્યા સ્વયંભૂ વિસ્ફોટ થાય છે. જો કે હજુ પણ રહસ્ય યથાવત છે. પ્રાથમિક વિસ્ફોટની પ્રચંડ ઊર્જા, જે બ્રહ્માંડમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા દ્રવ્ય અને કિરણોત્સર્ગની રચનામાં ગઈ હતી, તે ક્યાંકથી આવવાની હતી! જ્યાં સુધી આપણે પ્રાથમિક ઉર્જાનો સ્ત્રોત ન શોધીએ ત્યાં સુધી આપણે બ્રહ્માંડના અસ્તિત્વને સમજાવી શકતા નથી.

સ્પેસ બુટસ્ટ્રેપ

અંગ્રેજી બુટસ્ટ્રેપશાબ્દિક અર્થમાં તેનો અર્થ "લેસિંગ" થાય છે, અલંકારિક અર્થમાં તેનો અર્થ સ્વ-સંગતતા, પ્રાથમિક કણોની સિસ્ટમમાં પદાનુક્રમની ગેરહાજરી છે.

બ્રહ્માંડનો જન્મ ઊર્જાના વિશાળ પ્રકાશનની પ્રક્રિયામાં થયો હતો. અમે હજી પણ તેના નિશાનો શોધીએ છીએ - આ પૃષ્ઠભૂમિ થર્મલ રેડિયેશન અને કોસ્મિક દ્રવ્ય છે (ખાસ કરીને, અણુઓ કે જે તારાઓ અને ગ્રહો બનાવે છે), "દળ" ના સ્વરૂપમાં ચોક્કસ ઊર્જા સંગ્રહિત કરે છે. આ ઊર્જાના નિશાન તારાવિશ્વોના એકાંતમાં અને ખગોળીય પદાર્થોની હિંસક પ્રવૃત્તિમાં પણ દેખાય છે. પ્રાથમિક ઉર્જા એ નવજાત બ્રહ્માંડની "વસંતની શરૂઆત" કરી અને તે આજ સુધી તેને શક્તિ આપવાનું ચાલુ રાખે છે.

આપણા બ્રહ્માંડમાં શ્વાસ લીધેલા જીવનમાંથી આ ઊર્જા ક્યાંથી આવી? ફુગાવાના સિદ્ધાંત મુજબ, આ ખાલી જગ્યાની ઊર્જા છે, અન્યથા ક્વોન્ટમ વેક્યુમ તરીકે ઓળખાય છે. જો કે, શું આવો જવાબ આપણને સંપૂર્ણ રીતે સંતુષ્ટ કરી શકે છે? શૂન્યાવકાશ કેવી રીતે ઊર્જા પ્રાપ્ત કરે છે તે પૂછવું સ્વાભાવિક છે.

સામાન્ય રીતે, જ્યારે આપણે ઊર્જા ક્યાંથી આવે છે તે પ્રશ્ન પૂછીએ છીએ, ત્યારે આપણે આવશ્યકપણે તે ઊર્જાની પ્રકૃતિ વિશે એક મહત્વપૂર્ણ ધારણા કરીએ છીએ. ભૌતિકશાસ્ત્રના મૂળભૂત નિયમોમાંનો એક છે ઊર્જા સંરક્ષણનો કાયદો,જે મુજબ ઊર્જાના વિવિધ સ્વરૂપો બદલાઈ શકે છે અને એકબીજામાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે, પરંતુ ઊર્જાનો કુલ જથ્થો યથાવત રહે છે.

એવા ઉદાહરણો આપવા મુશ્કેલ નથી કે જેમાં આ કાયદાની અસર ચકાસી શકાય. ધારો કે અમારી પાસે એક એન્જિન અને બળતણનો પુરવઠો છે, અને એન્જિનનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર માટે ડ્રાઇવ તરીકે થાય છે, જે બદલામાં હીટરને વીજળી સપ્લાય કરે છે. જ્યારે બળતણ બળે છે, ત્યારે તેમાં સંગ્રહિત રાસાયણિક ઊર્જા યાંત્રિક ઊર્જામાં, પછી વિદ્યુત ઊર્જામાં અને અંતે થર્મલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. અથવા ધારો કે ટાવરની ટોચ પર ભાર ઉપાડવા માટે મોટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેના પછી ભાર મુક્તપણે પડે છે; જમીન સાથે અસર થવા પર, હીટર સાથેના ઉદાહરણની જેમ જ થર્મલ ઉર્જા બરાબર ઉત્પન્ન થાય છે. હકીકત એ છે કે, ઊર્જા કેવી રીતે પ્રસારિત થાય છે અથવા તેનું સ્વરૂપ કેવી રીતે બદલાય છે તે કોઈ બાબત નથી, તે દેખીતી રીતે બનાવી અથવા નાશ કરી શકાતી નથી. એન્જિનિયરો રોજિંદા વ્યવહારમાં આ કાયદાનો ઉપયોગ કરે છે.

જો ઉર્જા ન તો બનાવી શકાતી હોય કે ન તો તેનો નાશ થઈ શકે, તો પછી પ્રાથમિક ઉર્જા કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય? શું તે ફક્ત પ્રથમ ક્ષણે ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવતું નથી (એક પ્રકારની નવી પ્રારંભિક સ્થિતિ લેવામાં આવે છે તદર્થ)? જો એમ હોય તો, શા માટે બ્રહ્માંડમાં આ નથી અને અન્ય કેટલીક ઊર્જા શા માટે છે? અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડમાં લગભગ 10^68 J (જૌલ્સ) ઊર્જા છે - શા માટે નહીં, કહો, 10^99 અથવા 10^10000 અથવા અન્ય કોઈ સંખ્યા?

ફુગાવો સિદ્ધાંત આ રહસ્ય માટે એક સંભવિત વૈજ્ઞાનિક સમજૂતી આપે છે. આ સિદ્ધાંત મુજબ. શરૂઆતમાં બ્રહ્માંડમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે શૂન્ય ઊર્જા હતી, અને પ્રથમ 10^32 સેકન્ડમાં તે ઊર્જાના સમગ્ર વિશાળ જથ્થાને જીવંત કરવામાં સફળ થયું. આ ચમત્કારને સમજવાની ચાવી એમાં શોધવાની છે નોંધપાત્ર હકીકતકે સામાન્ય અર્થમાં ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો લાગુ પડતું નથીવિસ્તરતા બ્રહ્માંડમાં.

અનિવાર્યપણે, અમે પહેલાથી જ સમાન હકીકતનો સામનો કર્યો છે. કોસ્મોલોજિકલ વિસ્તરણ બ્રહ્માંડના તાપમાનમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે: તદનુસાર, થર્મલ રેડિયેશનની ઉર્જા, પ્રાથમિક તબક્કામાં એટલી મોટી છે, ક્ષીણ થઈ જાય છે અને તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીકના મૂલ્યો સુધી ઘટી જાય છે. આ બધું ક્યાં ગયું? ઉષ્મા ઉર્જા? એક અર્થમાં, બ્રહ્માંડ દ્વારા તેનો ઉપયોગ વિસ્તરણ માટે કરવામાં આવ્યો હતો અને બિગ બેંગના બળને પૂરક બનાવવા દબાણ પૂરું પાડવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે સામાન્ય પ્રવાહી વિસ્તરે છે, ત્યારે તેનું બાહ્ય દબાણ પ્રવાહીની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને કામ કરે છે. જ્યારે સામાન્ય ગેસ વિસ્તરે છે, ત્યારે તે આંતરિક ઊર્જાકામ કરવામાં ખર્ચ થાય છે. IN સંપૂર્ણ વિરુદ્ધઆ સંદર્ભમાં, કોસ્મિક પ્રતિકૂળ એ માધ્યમના વર્તન જેવું જ છે નકારાત્મકદબાણ. જ્યારે આવું માધ્યમ વિસ્તરે છે, ત્યારે તેની ઊર્જા ઘટતી નથી, પરંતુ વધે છે. ફુગાવાના સમયગાળા દરમિયાન આવું જ બન્યું હતું, જ્યારે કોસ્મિક રિસ્પ્લેશનને કારણે બ્રહ્માંડ ઝડપી દરે વિસ્તર્યું હતું. આ સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન, શૂન્યાવકાશની કુલ ઉર્જા સતત વધતી રહી જ્યાં સુધી, ફુગાવાના સમયગાળાના અંતે, તે એક પ્રચંડ મૂલ્ય સુધી પહોંચી ન જાય. એકવાર ફુગાવાનો સમયગાળો સમાપ્ત થયા પછી, તમામ સંગ્રહિત ઊર્જા એક વિશાળ વિસ્ફોટમાં મુક્ત કરવામાં આવી હતી, જે બિગ બેંગના સંપૂર્ણ સ્કેલ પર ગરમી અને દ્રવ્ય ઉત્પન્ન કરે છે. આ ક્ષણથી, હકારાત્મક દબાણ સાથે સામાન્ય વિસ્તરણ શરૂ થયું, જેથી ઉર્જા ફરી ઓછી થવા લાગી.

પ્રાથમિક ઊર્જાનો ઉદભવ અમુક પ્રકારના જાદુ દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે. રહસ્યમય નકારાત્મક દબાણ સાથેનો શૂન્યાવકાશ દેખીતી રીતે એકદમ અકલ્પનીય ક્ષમતાઓથી સંપન્ન છે. એક તરફ, તે એક વિશાળ પ્રતિકૂળ બળ બનાવે છે, તેના સતત ઝડપી વિસ્તરણને સુનિશ્ચિત કરે છે, અને બીજી તરફ, વિસ્તરણ પોતે જ શૂન્યાવકાશની ઊર્જામાં વધારો કરવા દબાણ કરે છે. શૂન્યાવકાશ અનિવાર્યપણે મોટી માત્રામાં ઊર્જા સાથે પોતાને ફીડ કરે છે. તેમાં આંતરિક અસ્થિરતા છે જે સતત વિસ્તરણ અને અમર્યાદિત ઉર્જા ઉત્પાદનને સુનિશ્ચિત કરે છે. અને ખોટા શૂન્યાવકાશનો માત્ર ક્વોન્ટમ સડો આ "કોસ્મિક ઉડાઉ" ને મર્યાદા મૂકે છે.

શૂન્યાવકાશ પ્રકૃતિમાં ઊર્જાના જાદુઈ, તળિયા વગરના જગ તરીકે કામ કરે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, ઊર્જાના જથ્થાની કોઈ મર્યાદા નથી જે દરમિયાન છોડવામાં આવી શકે છે ફુગાવો વિસ્તરણ. આ વિધાન પરંપરાગત વિચારસરણીમાં તેની સદીઓ જૂની "કંઈમાંથી કંઈ જ જન્મતું નથી" (આ કહેવત ઓછામાં ઓછા પરમેનાઈડ્સના યુગની છે, એટલે કે 5મી સદી બીસી) સાથેની ક્રાંતિને ચિહ્નિત કરે છે. તાજેતરમાં સુધી, કંઈપણમાંથી "સર્જન" ની શક્યતાનો વિચાર સંપૂર્ણપણે ધર્મોના કાર્યક્ષેત્રમાં હતો. ખાસ કરીને, ખ્રિસ્તીઓ લાંબા સમયથી માને છે કે ભગવાને કંઈપણમાંથી વિશ્વનું સર્જન કર્યું છે, પરંતુ સંપૂર્ણ ભૌતિક પ્રક્રિયાઓના પરિણામે તમામ પદાર્થો અને ઊર્જાના સ્વયંસ્ફુરિત ઉદભવની સંભાવનાનો વિચાર દસ વર્ષ પહેલાં વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા સંપૂર્ણપણે અસ્વીકાર્ય માનવામાં આવતો હતો.

જેઓ આંતરિક રીતે "કંઈ નથી" માંથી "કંઈક" ના ઉદભવની સંપૂર્ણ ખ્યાલ સાથે શરતોમાં આવી શકતા નથી તેઓને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ દરમિયાન ઊર્જાના ઉદભવને અલગ રીતે જોવાની તક મળે છે. સામાન્ય ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષક હોવાથી, દ્રવ્યના ભાગોને એકબીજાથી દૂર ખસેડવા માટે, આ ભાગો વચ્ચે કાર્ય કરતી ગુરુત્વાકર્ષણને દૂર કરવા માટે કાર્ય કરવું આવશ્યક છે. આનો અર્થ એ છે કે શરીરની સિસ્ટમની ગુરુત્વાકર્ષણ ઊર્જા નકારાત્મક છે; જ્યારે સિસ્ટમમાં નવા શરીર ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે, અને પરિણામે, ગુરુત્વાકર્ષણ ઊર્જા "વધુ નકારાત્મક" બને છે. જો આપણે આ તર્કને ફુગાવાના તબક્કે બ્રહ્માંડ પર લાગુ કરીએ, તો તે ગરમી અને પદાર્થનો દેખાવ છે જે રચાયેલી જનતાની નકારાત્મક ગુરુત્વાકર્ષણ ઊર્જા માટે "વળતર" કરે છે. આ કિસ્સામાં, સમગ્ર બ્રહ્માંડની કુલ ઊર્જા શૂન્ય છે અને કોઈ નવી ઊર્જા ઊભી થતી નથી! "વિશ્વની રચના" ની પ્રક્રિયાનો આવો દૃષ્ટિકોણ, અલબત્ત, આકર્ષક છે, પરંતુ તે હજી પણ ખૂબ ગંભીરતાથી લેવો જોઈએ નહીં, કારણ કે સામાન્ય રીતે ગુરુત્વાકર્ષણના સંબંધમાં ઊર્જાની વિભાવનાની સ્થિતિ શંકાસ્પદ બને છે.

શૂન્યાવકાશ વિશે અહીં જે કંઈપણ કહેવામાં આવ્યું છે તે એક છોકરા વિશે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દ્વારા પ્રિય વાર્તાની ખૂબ જ યાદ અપાવે છે, જે સ્વેમ્પમાં પડીને, તેના પોતાના જૂતાની ફીટ દ્વારા પોતાને બહાર કાઢે છે. સ્વ-નિર્માણ કરનાર બ્રહ્માંડ આ છોકરાની યાદ અપાવે છે - તે તેના પોતાના "લેસ" (આ પ્રક્રિયાને "બૂટસ્ટ્રેપ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) દ્વારા પોતાને પણ ખેંચે છે. ખરેખર, તેના પોતાના ભૌતિક સ્વભાવને લીધે, બ્રહ્માંડ દ્રવ્યના "સર્જન" અને "પુનરુત્થાન" માટે જરૂરી તમામ ઊર્જાને ઉત્તેજિત કરે છે, અને તે વિસ્ફોટ પણ શરૂ કરે છે જે તેને ઉત્પન્ન કરે છે. આ કોસ્મિક બુટસ્ટ્રેપ છે; આપણે આપણું અસ્તિત્વ તેની અદ્ભુત શક્તિના ઋણી છીએ.

ફુગાવાના સિદ્ધાંતમાં પ્રગતિ

બ્રહ્માંડ અત્યંત ઝડપી વિસ્તરણના પ્રારંભિક સમયગાળામાંથી પસાર થયું છે તેવો મુખ્ય વિચાર ગુથે આગળ મૂક્યા પછી, તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે આ પ્રકારનું દૃશ્ય બિગ બેંગ બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનની ઘણી વિશેષતાઓને સારી રીતે સમજાવી શકે છે જે અગાઉ ગ્રાન્ટેડ તરીકે લેવામાં આવ્યા હતા.

અગાઉના વિભાગોમાંના એકમાં અમને વિરોધાભાસનો સામનો કરવો પડ્યો ઉચ્ચ ડિગ્રીપ્રાથમિક વિસ્ફોટનું સંગઠન અને સંકલન. માનૂ એક અદ્ભુત ઉદાહરણોઆ વિસ્ફોટના બળને કારણે છે, જે અવકાશના ગુરુત્વાકર્ષણની તીવ્રતા માટે ચોક્કસપણે "વ્યવસ્થિત" હોવાનું બહાર આવ્યું છે, જેના પરિણામે આપણા સમયમાં બ્રહ્માંડનો વિસ્તરણ દર સીમા મૂલ્યની વિભાજનની ખૂબ નજીક છે. સંકોચન (પતન) અને ઝડપી વિસ્તરણ. નિર્ણાયક કસોટીફુગાવાને લગતું દૃશ્ય એ ચોક્કસ છે કે શું તેમાં આવા ચોક્કસ વ્યાખ્યાયિત તીવ્રતાના બિગ બેંગનો સમાવેશ થાય છે. તે તારણ આપે છે કે ફુગાવાના તબક્કામાં ઘાતાંકીય વિસ્તરણને કારણે (જે તેની સૌથી વધુ છે લાક્ષણિક મિલકત) વિસ્ફોટનું બળ બ્રહ્માંડની પોતાની ગુરુત્વાકર્ષણને પાર કરવાની ક્ષમતાને આપમેળે સખત રીતે સુનિશ્ચિત કરે છે. ફુગાવો વિસ્તરણના બરાબર દર તરફ દોરી શકે છે જે વાસ્તવમાં જોવા મળે છે.

અન્ય " મહાન રહસ્ય"મોટા સ્કેલ પર બ્રહ્માંડની એકરૂપતા સાથે સંકળાયેલ છે. તે પણ ફુગાવાના સિદ્ધાંતના આધારે તરત જ ઉકેલાઈ જાય છે. બ્રહ્માંડની રચનામાં કોઈપણ પ્રારંભિક અસંગતતા તેના કદમાં જબરદસ્ત વધારા સાથે સંપૂર્ણપણે ભૂંસી નાખવી જોઈએ, જેમ કે ડિફ્લેટેડ પરના ફોલ્ડ્સ. ગરમ હવા ભરેલો ફુગૌજ્યારે ફૂલેલું હોય ત્યારે સરળ કરો. અને અવકાશી વિસ્તારોના કદમાં આશરે 10^50 ગણો વધારો થવાના પરિણામે, કોઈપણ પ્રારંભિક ખલેલ નજીવી બની જાય છે.

જો કે, તેના વિશે વાત કરવી ખોટું હશે સંપૂર્ણએકરૂપતા તે દેખાય તે શક્ય બનાવવા માટે આધુનિક તારાવિશ્વોઅને ગેલેક્સી ક્લસ્ટરો, પ્રારંભિક બ્રહ્માંડની રચનામાં થોડીક "ગંઠાઈ" હોવી જોઈએ. શરૂઆતમાં, ખગોળશાસ્ત્રીઓએ આશા વ્યક્ત કરી હતી કે મહાવિસ્ફોટ પછી ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ પદાર્થના સંચય દ્વારા તારાવિશ્વોનું અસ્તિત્વ સમજાવી શકાય છે. ગેસના વાદળને તેના પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ સંકુચિત થવું જોઈએ, અને પછી નાના ટુકડાઓમાં વિભાજીત થવું જોઈએ, અને તે બદલામાં, તેનાથી પણ નાનામાં, વગેરે. કદાચ મહાવિસ્ફોટના પરિણામે ગેસનું વિતરણ સંપૂર્ણપણે એકસરખું હતું, પરંતુ સંપૂર્ણપણે રેન્ડમ પ્રક્રિયાઓને લીધે, ઘનીકરણ અને દુર્લભતાઓ અહીં અને ત્યાં ઊભી થઈ. ગુરુત્વાકર્ષણે આ વધઘટને વધુ તીવ્ર બનાવી છે, જેના કારણે ઘનીકરણના વિસ્તારોની વૃદ્ધિ અને વધારાના પદાર્થોના તેમના શોષણ તરફ દોરી જાય છે. પછી આ પ્રદેશો સંકુચિત અને ક્રમિક રીતે વિઘટિત થયા, અને નાનામાં નાના ઘનીકરણ તારાઓમાં ફેરવાઈ ગયા. આખરે, રચનાઓનો વંશવેલો ઉભો થયો: તારાઓ જૂથોમાં એક થયા, તે તારાવિશ્વોમાં અને પછી તારાવિશ્વોના ક્લસ્ટરોમાં.

કમનસીબે, જો શરૂઆતથી જ ગેસમાં કોઈ અસંગતતા ન હોત, તો તારાવિશ્વોની રચના માટેની આવી પદ્ધતિ બ્રહ્માંડની ઉંમર કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી ગયેલા સમયમાં કામ કરી શકી હોત. હકીકત એ છે કે જાડું થવું અને ફ્રેગમેન્ટેશનની પ્રક્રિયાઓ સાથે સ્પર્ધા કરે છે બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ, જે ગેસ વિખેરી સાથે હતું. બિગ બેંગ થિયરીના મૂળ સંસ્કરણમાં, એવું માનવામાં આવતું હતું કે તારાવિશ્વોના "બીજ" મૂળ બ્રહ્માંડની રચનામાં તેના મૂળમાં અસ્તિત્વમાં છે. તદુપરાંત, આ પ્રારંભિક અસંગતતાઓમાં ખૂબ ચોક્કસ કદ હોવા જોઈએ: ખૂબ નાના નહીં, અન્યથા તેઓ ક્યારેય રચાયા ન હોત, પરંતુ ખૂબ મોટા ન હોત, અન્યથા ઉચ્ચ ઘનતાવાળા વિસ્તારો ખાલી પડી જશે અને વિશાળ બ્લેક હોલમાં ફેરવાઈ જશે. તે જ સમયે, તે સંપૂર્ણપણે અસ્પષ્ટ છે કે શા માટે તારાવિશ્વો બરાબર આવા કદ ધરાવે છે અથવા શા માટે આવા સંખ્યાબંધ તારાવિશ્વો ક્લસ્ટરમાં સમાવિષ્ટ છે.

ફુગાવાવાળું દૃશ્ય આકાશ ગંગાના બંધારણનું વધુ સુસંગત સમજૂતી પ્રદાન કરે છે. મૂળ વિચાર એકદમ સરળ છે. ફુગાવો એ હકીકતને કારણે છે કે બ્રહ્માંડની ક્વોન્ટમ સ્થિતિ ખોટા શૂન્યાવકાશની અસ્થિર સ્થિતિ છે. આખરે, આ શૂન્યાવકાશ અવસ્થા તૂટી જાય છે અને તેની વધારાની ઉર્જા ગરમી અને દ્રવ્યમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ ક્ષણે, કોસ્મિક પ્રતિકૂળ અદૃશ્ય થઈ જાય છે - અને ફુગાવો અટકે છે. જો કે, ખોટા શૂન્યાવકાશનો સડો તમામ જગ્યામાં સખત રીતે એકસાથે થતો નથી. કોઈપણ ક્વોન્ટમ પ્રક્રિયાઓની જેમ, ખોટા શૂન્યાવકાશના સડો દરમાં વધઘટ થાય છે. બ્રહ્માંડના કેટલાક વિસ્તારોમાં, ક્ષીણ અન્યની તુલનામાં કંઈક અંશે ઝડપથી થાય છે. આ વિસ્તારોમાં મોંઘવારી વહેલા સમાપ્ત થશે. પરિણામે, અસંગતતા અંતિમ સ્થિતિમાં જાળવી રાખવામાં આવે છે. શક્ય છે કે આ વિજાતીયતા "બીજ" (કેન્દ્રો) તરીકે સેવા આપી શકે. ગુરુત્વાકર્ષણ સંકોચનઅને, આખરે, તારાવિશ્વો અને તેમના ક્લસ્ટરોની રચના તરફ દોરી. આયોજિત ગણિત મોડેલિંગવધઘટ પદ્ધતિ, જોકે, ખૂબ જ મર્યાદિત સફળતા સાથે. એક નિયમ તરીકે, અસર ખૂબ મોટી હોવાનું બહાર આવ્યું છે, ગણતરી કરેલ અસંગતતાઓ ખૂબ નોંધપાત્ર છે. સાચું છે, વપરાયેલ મોડેલો ખૂબ ક્રૂડ હતા અને કદાચ વધુ સૂક્ષ્મ અભિગમ વધુ સફળ થયો હોત. જો કે સિદ્ધાંત સંપૂર્ણથી દૂર છે, તે ઓછામાં ઓછું તે પદ્ધતિની પ્રકૃતિનું વર્ણન કરે છે જે ખાસ પ્રારંભિક પરિસ્થિતિઓની જરૂરિયાત વિના તારાવિશ્વોની રચના તરફ દોરી શકે છે.

ફુગાવાના દૃશ્યના ગુથના સંસ્કરણમાં, ખોટા શૂન્યાવકાશ પ્રથમ "સાચા" શૂન્યાવકાશમાં ફેરવાય છે, અથવા સૌથી ઓછી ઊર્જા શૂન્યાવકાશ સ્થિતિ કે જેને આપણે ખાલી જગ્યા સાથે ઓળખીએ છીએ. આ પરિવર્તનની પ્રકૃતિ તબક્કાના સંક્રમણ જેવી જ છે (ઉદાહરણ તરીકે, ગેસથી પ્રવાહીમાં). આ કિસ્સામાં, ખોટા વેક્યુમમાં હશે આકસ્મિક શિક્ષણસાચા શૂન્યાવકાશના પરપોટા, જે પ્રકાશની ઝડપે વિસ્તરીને, અવકાશના ક્યારેય મોટા વિસ્તારોને કબજે કરશે. ફુગાવાને તેનું "ચમત્કારિક" કાર્ય કરવા માટે ખોટા શૂન્યાવકાશ લાંબા સમય સુધી અસ્તિત્વમાં રહે તે માટે, આ બે અવસ્થાઓ ઊર્જા અવરોધ દ્વારા અલગ હોવી જોઈએ જેના દ્વારા સિસ્ટમની "ક્વોન્ટમ ટનલીંગ" થવી જોઈએ, જે ઇલેક્ટ્રોન સાથે થાય છે (જુઓ પ્રકરણ.) જો કે, આ મોડેલમાં એક ગંભીર ખામી છે: ખોટા શૂન્યાવકાશમાંથી મુક્ત થતી તમામ ઊર્જા પરપોટાની દિવાલોમાં કેન્દ્રિત છે અને સમગ્ર બબલમાં તેના પુનઃવિતરણ માટે કોઈ પદ્ધતિ નથી. જેમ જેમ પરપોટા અથડાતા અને મર્જ થતા, ઉર્જા આખરે અવ્યવસ્થિત રીતે મિશ્રિત સ્તરોમાં સંચિત થશે. પરિણામે, બ્રહ્માંડમાં ખૂબ જ મજબૂત અસંગતતા હશે, અને મોટા પાયે એકરૂપતા બનાવવા માટે ફુગાવાના તમામ કાર્ય નિષ્ફળ જશે.

ફુગાવાના માહોલમાં વધુ સુધારા સાથે, આ મુશ્કેલીઓ દૂર થઈ. IN નવો સિદ્ધાંતબે શૂન્યાવકાશ અવસ્થાઓ વચ્ચે કોઈ ટનલીંગ નથી; તેના બદલે, પરિમાણો પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી ખોટા શૂન્યાવકાશનો ક્ષય ખૂબ જ ધીરે ધીરે થાય છે અને આ રીતે બ્રહ્માંડને ફૂલવા માટે પૂરતો સમય મળે છે. જ્યારે સડો પૂર્ણ થાય છે, ત્યારે ખોટા શૂન્યાવકાશની ઊર્જા "બબલ" ના સમગ્ર જથ્થામાં મુક્ત થાય છે, જે ઝડપથી 10^27 K સુધી ગરમ થાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે સમગ્ર અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડ આવા એક બબલમાં સમાયેલું છે. આમ, અતિ-મોટા ભીંગડા પર બ્રહ્માંડ અત્યંત અનિયમિત હોઈ શકે છે, પરંતુ આપણા અવલોકન માટે સુલભ પ્રદેશ (અને બ્રહ્માંડના ઘણા મોટા ભાગો પણ) સંપૂર્ણપણે સજાતીય ઝોનમાં આવેલું છે.

તે વિચિત્ર છે કે ગુથે શરૂઆતમાં એક સંપૂર્ણપણે અલગ બ્રહ્માંડ સંબંધી સમસ્યા - પ્રકૃતિમાં ચુંબકીય મોનોપોલ્સની ગેરહાજરી ઉકેલવા માટે તેનો ફુગાવો સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો હતો. પ્રકરણ 9 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, પ્રમાણભૂત બિગ બેંગ સિદ્ધાંત આગાહી કરે છે કે બ્રહ્માંડના ઉત્ક્રાંતિના પ્રાથમિક તબક્કામાં, એકાધિકાર પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉદભવવું જોઈએ. તેઓ સંભવતઃ તેમના એક- અને દ્વિ-પરિમાણીય સમકક્ષો સાથે હોય છે - વિચિત્ર વસ્તુઓ કે જેમાં "સ્ટ્રિંગ" અને "શીટ" અક્ષર હોય છે. સમસ્યા બ્રહ્માંડને આ "અનિચ્છનીય" વસ્તુઓમાંથી મુક્ત કરવાની હતી. મોનોપોલ અને અન્ય સમાન સમસ્યાઓની સમસ્યાને ફુગાવો આપોઆપ હલ કરે છે, કારણ કે જગ્યાનું વિશાળ વિસ્તરણ અસરકારક રીતે તેમની ઘનતાને શૂન્ય સુધી ઘટાડે છે.

જો કે ફુગાવાની સ્થિતિ માત્ર આંશિક રીતે વિકસિત કરવામાં આવી છે અને તે માત્ર બુદ્ધિગમ્ય છે, વધુ કંઈ નથી, તેણે અમને સંખ્યાબંધ વિચારો ઘડવાની મંજૂરી આપી છે જે બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનના ચહેરાને બદલી ન શકાય તેવું વચન આપે છે. હવે આપણે બિગ બેંગના કારણ માટે માત્ર સમજૂતી જ આપી શકતા નથી, પરંતુ આપણે એ પણ સમજવાનું શરૂ કરીએ છીએ કે તે શા માટે આટલું "મોટું" હતું અને શા માટે તેણે આ પ્રકારનું પાત્ર લીધું. હવે આપણે બ્રહ્માંડની મોટા પાયે એકરૂપતા કેવી રીતે ઊભી થઈ તે પ્રશ્નને સંબોધવાનું શરૂ કરી શકીએ છીએ, અને તેની સાથે, નાના પાયે (ઉદાહરણ તરીકે, તારાવિશ્વો) ની અવલોકિત અસંગતતાઓ. પ્રાથમિક વિસ્ફોટ, જેમાં આપણે જેને બ્રહ્માંડ કહીએ છીએ તે ઉદ્ભવ્યું, તે હવેથી ભૌતિક વિજ્ઞાનની સીમાઓથી બહાર રહેલું રહસ્ય બનવાનું બંધ થઈ ગયું છે.

એક બ્રહ્માંડ જે પોતે બનાવે છે

અને હજુ સુધી, પ્રચંડ સફળતા હોવા છતાં ફુગાવો સિદ્ધાંતબ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિ સમજાવવામાં, રહસ્ય રહે છે. બ્રહ્માંડ શરૂઆતમાં ખોટા શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાં કેવી રીતે સમાપ્ત થયું? મોંઘવારી પહેલા શું થયું?

બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિનું સુસંગત, સંપૂર્ણ સંતોષકારક વૈજ્ઞાનિક વર્ણન એ સમજાવવું જોઈએ કે કેવી રીતે અવકાશ પોતે (વધુ ચોક્કસ રીતે, અવકાશ-સમય) ઉદભવ્યો, જે પછી ફુગાવો થયો. કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો સ્વીકારવા તૈયાર છે કે અવકાશ હંમેશા અસ્તિત્વમાં છે, અન્ય માને છે કે આ મુદ્દો સામાન્ય રીતે વૈજ્ઞાનિક અભિગમના અવકાશની બહાર જાય છે. અને માત્ર થોડા જ વધુ દાવો કરે છે અને ખાતરી છે કે સામાન્ય રીતે જગ્યા (અને ખાસ કરીને ખોટા શૂન્યાવકાશ) ભૌતિક પ્રક્રિયાઓના પરિણામે શાબ્દિક રીતે "કંઈ નથી" માંથી કેવી રીતે ઉદ્ભવે છે તે પ્રશ્ન ઉભો કરવો તદ્દન કાયદેસર છે, જે સિદ્ધાંતમાં, અભ્યાસ કરી શકાય છે.

નોંધ્યું છે તેમ, અમે તાજેતરમાં જ “કંઈથી કંઈ આવતું નથી” એવી સતત માન્યતાને પડકારી છે. કોસ્મિક બુટસ્ટ્રેપ એ વિશ્વના સર્જન ના થિયોલોજીકલ ખ્યાલની નજીક છે (ભૂતપૂર્વ નિહિલો).કોઈ શંકા વિના, આપણી આસપાસની દુનિયામાં, કેટલીક વસ્તુઓનું અસ્તિત્વ સામાન્ય રીતે અન્ય પદાર્થોની હાજરીને કારણે છે. આમ, પૃથ્વી પ્રોટોસોલર નેબ્યુલામાંથી ઊભી થઈ, જે બદલામાં - ગેલેક્ટીક વાયુઓ વગેરેમાંથી. જો આપણે કોઈ વસ્તુને અચાનક “કંઈ બહાર” દેખાતી જોઈ હોય, તો આપણે કદાચ તેને એક ચમત્કાર ગણીશું; ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઈ બંધ, ખાલી સેફમાં અમને અચાનક સિક્કા, છરીઓ અથવા મીઠાઈઓનો સમૂહ મળી આવે તો અમે આશ્ચર્યચકિત થઈ જઈશું. રોજિંદા જીવનમાં, આપણે એ ઓળખવા માટે ટેવાયેલા છીએ કે બધું ક્યાંકથી અથવા કંઈકથી આવે છે.

જો કે, જ્યારે ઓછી વિશિષ્ટ વસ્તુઓની વાત આવે છે ત્યારે બધું એટલું સ્પષ્ટ નથી હોતું. ઉદાહરણ તરીકે, પેઇન્ટિંગ શું આવે છે? અલબત્ત, આ માટે બ્રશ, પેઇન્ટ અને કેનવાસની જરૂર છે, પરંતુ આ ફક્ત સાધનો છે. જે રીતે ચિત્ર દોરવામાં આવે છે - આકાર, રંગ, પોત, રચનાની પસંદગી - બ્રશ અને પેઇન્ટથી જન્મતી નથી. આ પરિણામ છે સર્જનાત્મક કલ્પનાકલાકાર

વિચારો અને વિચારો ક્યાંથી આવે છે? વિચારો, કોઈ શંકા વિના, ખરેખર અસ્તિત્વમાં છે અને દેખીતી રીતે, હંમેશા મગજની ભાગીદારીની જરૂર હોય છે. પરંતુ મગજ ફક્ત વિચારોના અમલીકરણની ખાતરી કરે છે, અને તેનું કારણ નથી. મગજ પોતે જ વિચારો પેદા કરતું નથી, ઉદાહરણ તરીકે, કમ્પ્યુટર ગણતરીઓ જનરેટ કરે છે. વિચારો અન્ય વિચારોને કારણે થઈ શકે છે, પરંતુ આ વિચારની પ્રકૃતિને છતી કરતું નથી. કેટલાક વિચારો સંવેદના દ્વારા જન્મી શકે છે; યાદશક્તિ વિચારોને પણ જન્મ આપે છે. જોકે મોટાભાગના કલાકારો તેમના કામને પરિણામ તરીકે જુએ છે અનપેક્ષિતપ્રેરણા જો આ ખરેખર કેસ છે, તો પછી પેઇન્ટિંગની રચના - અથવા ઓછામાં ઓછું તેના વિચારનો જન્મ - ચોક્કસપણે કંઇકમાંથી કંઇકના જન્મનું ઉદાહરણ છે.

અને તેમ છતાં, શું આપણે ધ્યાનમાં લઈ શકીએ કે ભૌતિક વસ્તુઓ અને તે પણ સમગ્ર બ્રહ્માંડ શૂન્યમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે? આ બોલ્ડ પૂર્વધારણાની ખૂબ ગંભીરતાથી ચર્ચા કરવામાં આવી રહી છે, ઉદાહરણ તરીકે, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના પૂર્વ કિનારે વૈજ્ઞાનિક સંસ્થાઓમાં, જ્યાં ઘણા સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અને બ્રહ્માંડ વિજ્ઞાનના નિષ્ણાતો એક ગાણિતિક ઉપકરણ વિકસાવી રહ્યા છે જે કોઈ વસ્તુના જન્મની શક્યતાને સ્પષ્ટ કરવામાં મદદ કરશે. કંઈ નથી. આ પસંદગીના વર્તુળમાં એમઆઈટીના એલન ગુથ, સિડની કોલમેનનો સમાવેશ થાય છે હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટી, ટફ્ટ્સ યુનિવર્સિટીમાંથી એલેક્સ વિલેન્કીન, ન્યૂ યોર્કના એડ ટેલોન અને હેઇન્ઝ પેજલ્સ. તેઓ બધા માને છે કે એક અથવા બીજા અર્થમાં "કંઈપણ અસ્થિર નથી" અને ભૌતિક બ્રહ્માંડ સ્વયંભૂ "કંઈમાંથી ખીલેલું" છે, જે ફક્ત ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો દ્વારા સંચાલિત છે. ગુથ કબૂલે છે કે, "આવા વિચારો સંપૂર્ણપણે અનુમાનિત છે," પરંતુ અમુક સ્તરે તેઓ સાચા પણ હોઈ શકે છે... કેટલીકવાર તેઓ કહે છે કે ત્યાં કોઈ મફત લંચ નથી, પરંતુ બ્રહ્માંડ, દેખીતી રીતે, આવા "મફત લંચ" છે.

આ તમામ પૂર્વધારણાઓમાં, ક્વોન્ટમ વર્તન મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. જેમ આપણે પ્રકરણ 2 માં ચર્ચા કરી છે, ક્વોન્ટમ વર્તનનું મુખ્ય લક્ષણ એ છે કે સખત કારણ-અને-અસર સંબંધોનું નુકસાન. શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, મિકેનિક્સની રજૂઆત કાર્યકારણનું સખત પાલન કરતી હતી. દરેક કણની હિલચાલની તમામ વિગતો ગતિના નિયમો દ્વારા સખત રીતે પૂર્વનિર્ધારિત હતી. એવું માનવામાં આવતું હતું કે ચળવળ સતત અને સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત છે સક્રિય દળો. માં ગતિના નિયમો શાબ્દિકકારણ અને અસર વચ્ચેના સંબંધને મૂર્ત બનાવે છે. બ્રહ્માંડને એક વિશાળ ઘડિયાળની પદ્ધતિ તરીકે જોવામાં આવતું હતું, જેનું વર્તન આ ક્ષણે શું થઈ રહ્યું છે તેના દ્વારા સખત રીતે નિયંત્રિત થાય છે. તે આવા વ્યાપક અને એકદમ કડક કાર્યકારણમાંની માન્યતા હતી જેણે પિયર લેપ્લેસને દલીલ કરવા માટે પ્રેરિત કર્યા કે એક સુપર-શક્તિશાળી કેલ્ક્યુલેટર, સૈદ્ધાંતિક રીતે, મિકેનિક્સના નિયમોના આધારે, બ્રહ્માંડના ઇતિહાસ અને ભાગ્ય બંનેની આગાહી કરી શકે છે. આ મત મુજબ, બ્રહ્માંડ તેના નિર્ધારિત માર્ગને કાયમ માટે અનુસરવા માટે વિનાશકારી છે.

ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રે પદ્ધતિસરની પરંતુ જંતુરહિત લેપ્લેસિયન યોજનાનો નાશ કર્યો છે. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને ખાતરી થઈ ગઈ છે કે અણુ સ્તરે, પદાર્થ અને તેની હિલચાલ અનિશ્ચિત અને અણધારી છે. કણો "ઉન્મત્ત" વર્તન કરી શકે છે, જેમ કે સખત રીતે નિર્ધારિત હલનચલનનો પ્રતિકાર કરે છે, અચાનક સૌથી વધુ દેખાય છે અણધાર્યા સ્થાનોકોઈ દેખીતા કારણ વિના, અને કેટલીકવાર "ચેતવણી વિના" દેખાય છે અને અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

ક્વોન્ટમ વિશ્વ કાર્યકારણથી સંપૂર્ણપણે મુક્ત નથી, પરંતુ તે પોતાને બદલે અચકાતા અને અસ્પષ્ટપણે પ્રગટ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો એક અણુ બીજા અણુ સાથે અથડામણના પરિણામે ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં હોય, તો તે સામાન્ય રીતે ફોટોન ઉત્સર્જન કરીને તેની સૌથી નીચી ઉર્જા અવસ્થામાં પાછો ફરે છે. ફોટોનનો દેખાવ, અલબત્ત, એ હકીકતનું પરિણામ છે કે અણુ અગાઉ ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં પસાર થઈ ગયો છે. અમે વિશ્વાસ સાથે કહી શકીએ કે તે ઉત્તેજના હતી જેણે ફોટોનની રચના તરફ દોરી, અને આ અર્થમાં કારણ અને અસરનો સંબંધ રહે છે. જો કે, વાસ્તવિક ક્ષણ કે જેમાં ફોટોન દેખાય છે તે અણધારી છે: અણુ તેને કોઈપણ સમયે ઉત્સર્જિત કરી શકે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ફોટોનની ઘટનાના સંભવિત, અથવા સરેરાશ, સમયની ગણતરી કરવામાં સક્ષમ છે, પરંતુ દરેક ચોક્કસ કિસ્સામાં આ ઘટના ક્યારે બનશે તેની ક્ષણની આગાહી કરવી અશક્ય છે. દેખીતી રીતે પાત્રાલેખન માટે સમાન પરિસ્થિતિતે કહેવું શ્રેષ્ઠ છે કે અણુની ઉત્તેજનાથી ફોટોન દેખાવા તરફ દોરી જતું નથી જેટલું તેને આ તરફ "દબાણ" કરે છે.

આમ, ક્વોન્ટમ માઇક્રોવર્લ્ડ કારણભૂત સંબંધોના ગાઢ જાળમાં ફસાયેલ નથી, પરંતુ હજુ પણ અસંખ્ય સ્વાભાવિક આદેશો અને સૂચનોને "સાંભળે છે". જૂની ન્યુટોનિયન સ્કીમમાં, બળ અણધાર્યા આદેશ સાથે ઑબ્જેક્ટને સંબોધિત કરતું હોય તેવું લાગતું હતું: "ચલો!" ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, બળ અને પદાર્થ વચ્ચેનો સંબંધ આદેશને બદલે આમંત્રણનો એક છે.

શા માટે આપણે સામાન્ય રીતે કોઈ વસ્તુના અચાનક જન્મના વિચારને આટલું અસ્વીકાર્ય માનીએ છીએ? આપણને ચમત્કારો અને અલૌકિક ઘટનાઓ વિશે શું વિચારે છે? કદાચ આખો મુદ્દો ફક્ત આવી ઘટનાઓની અસામાન્યતામાં છે: રોજિંદા જીવનમાં આપણે ક્યારેય કોઈ કારણ વિના વસ્તુઓના દેખાવનો સામનો કરતા નથી. જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ જાદુગર ટોપીમાંથી સસલાને ખેંચે છે, ત્યારે આપણે જાણીએ છીએ કે આપણને મૂર્ખ બનાવવામાં આવી રહ્યા છે.

ધારો કે આપણે વાસ્તવમાં એવી દુનિયામાં રહીએ છીએ જ્યાં વસ્તુઓ સમય સમય પર દેખીતી રીતે "ક્યાંયની બહાર", કોઈ કારણ વિના અને સંપૂર્ણપણે અણધારી રીતે દેખાય છે. આવી ઘટનાઓથી ટેવાઈ ગયા પછી, આપણે તેમનાથી આશ્ચર્ય પામવાનું બંધ કરીશું. સ્વયંસ્ફુરિત જન્મને કુદરતની વિચિત્રતાઓમાંની એક તરીકે જોવામાં આવશે. કદાચ આવા વિશ્વમાં આપણે સમગ્ર ભૌતિક બ્રહ્માંડમાંથી અચાનક ઉદભવવાની કલ્પના કરવા માટે હવે આપણી વિશ્વસનીયતાને તાણવી પડશે નહીં.

આ કાલ્પનિક વિશ્વ આવશ્યકપણે વાસ્તવિક વિશ્વથી એટલું અલગ નથી. જો આપણે આપણી ઇન્દ્રિયોની મદદથી અણુઓની વર્તણૂકને સીધી રીતે સમજી શકીએ (અને ખાસ સાધનોની મધ્યસ્થી દ્વારા નહીં), તો આપણે ઘણી વખત સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત કારણો વિના દેખાતા અને અદૃશ્ય થતી વસ્તુઓનું અવલોકન કરવું પડશે.

"કંઈમાંથી જન્મ" ની સૌથી નજીકની ઘટના પર્યાપ્ત મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં થાય છે. ક્ષેત્રની શક્તિના નિર્ણાયક મૂલ્ય પર, ઇલેક્ટ્રોન અને પોઝિટ્રોન સંપૂર્ણપણે અવ્યવસ્થિત રીતે "કંઈ બહાર" દેખાવાનું શરૂ કરે છે. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસની સપાટીની નજીક વિદ્યુત ક્ષેત્રની શક્તિ તે મર્યાદાની એકદમ નજીક છે જેની બહાર આ અસર થાય છે. જો ત્યાં 200 પ્રોટોન (યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસમાં 92 છે) ધરાવતા અણુ ન્યુક્લિયસ હોત, તો ઇલેક્ટ્રોન અને પોઝીટ્રોનનું સ્વયંભૂ સર્જન થયું હોત. કમનસીબે, આવા સાથે કર્નલ મોટી સંખ્યામાંપ્રોટોન દેખીતી રીતે અત્યંત અસ્થિર બની જાય છે, પરંતુ આ અંગે કોઈ સંપૂર્ણ નિશ્ચિતતા નથી.

જ્યારે ખાલી જગ્યા, શૂન્યાવકાશમાં ક્ષય થાય છે ત્યારે મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રોન અને પોઝીટ્રોનની સ્વયંસ્ફુરિત રચનાને ખાસ પ્રકારની કિરણોત્સર્ગીતા તરીકે ગણી શકાય. અમે પહેલાથી જ સડોના પરિણામે એક શૂન્યાવકાશ સ્થિતિના બીજામાં સંક્રમણ વિશે વાત કરી છે. આ કિસ્સામાં, શૂન્યાવકાશ એવી સ્થિતિમાં તૂટી જાય છે જેમાં કણો હાજર હોય છે.

જોકે જગ્યાના સડોને કારણે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર, સમજવું મુશ્કેલ છે ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ સમાન પ્રક્રિયા પ્રકૃતિમાં સારી રીતે થઈ શકે છે. બ્લેક હોલ્સની સપાટીની નજીક, ગુરુત્વાકર્ષણ એટલું મજબૂત છે કે શૂન્યાવકાશ સતત જન્મેલા કણોથી ભરાઈ જાય છે. સ્ટીફન હોકિંગ દ્વારા શોધાયેલ બ્લેક હોલમાંથી આ પ્રખ્યાત રેડિયેશન છે. છેવટે, આ કિરણોત્સર્ગના જન્મ માટે ગુરુત્વાકર્ષણ જ જવાબદાર છે, પરંતુ એવું કહી શકાય નહીં કે આવું "જૂના ન્યુટોનિયન અર્થમાં" થાય છે: એવું કહી શકાય નહીં કે કોઈ ચોક્કસ કણ એક સમયે અથવા બીજા સમયે ચોક્કસ જગ્યાએ દેખાવા જોઈએ. ગુરુત્વાકર્ષણ દળોની ક્રિયાના પરિણામે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, ગુરુત્વાકર્ષણ માત્ર અવકાશ-સમયની વક્રતા હોવાથી, આપણે કહી શકીએ કે અવકાશ-સમય પદાર્થના જન્મનું કારણ બને છે.

ખાલી જગ્યામાંથી દ્રવ્યના સ્વયંસ્ફુરિત ઉદભવને ઘણીવાર "કંઈમાંથી બહાર" જન્મ તરીકે કહેવામાં આવે છે, જે જન્મની ભાવના સમાન છે. ભૂતપૂર્વ નિહિલોખ્રિસ્તી સિદ્ધાંતમાં. જો કે, ભૌતિકશાસ્ત્રી માટે, ખાલી જગ્યા એ બિલકુલ "કંઈ" નથી, પરંતુ ભૌતિક બ્રહ્માંડનો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે. જો આપણે હજી પણ બ્રહ્માંડ કેવી રીતે અસ્તિત્વમાં આવ્યું તે પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માંગીએ છીએ, તો એવું માનવું પૂરતું નથી કે ખાલી જગ્યા શરૂઆતથી જ અસ્તિત્વમાં છે. આ જગ્યા ક્યાંથી આવી તે સમજાવવું જરૂરી છે. જન્મનો વિચાર જગ્યા પોતેતે વિચિત્ર લાગે છે, પરંતુ એક અર્થમાં આ દરેક સમયે આપણી આસપાસ થાય છે. બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ એ અવકાશના સતત "સોજો" સિવાય બીજું કંઈ નથી. દરરોજ આપણા ટેલિસ્કોપ માટે સુલભ બ્રહ્માંડનો વિસ્તાર 10^18 ઘન પ્રકાશ વર્ષ વધે છે. આ જગ્યા ક્યાંથી આવે છે? રબરની સામ્યતા અહીં ઉપયોગી છે. જો સ્થિતિસ્થાપક રબર બેન્ડ ખેંચાય છે, તો તે "મોટા બને છે." સ્પેસ તેમાં સુપરઇલાસ્ટિક જેવું લાગે છે, જ્યાં સુધી આપણે જાણીએ છીએ, તે તોડ્યા વિના અનિશ્ચિત સમય સુધી ખેંચાઈ શકે છે.

અવકાશનું ખેંચાણ અને વળાંક એ સ્થિતિસ્થાપક શરીરના વિરૂપતા જેવું લાગે છે જેમાં અવકાશની "ચળવળ" મિકેનિક્સના નિયમો અનુસાર સામાન્ય પદાર્થની હિલચાલની જેમ જ થાય છે. આ કિસ્સામાં, આ ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમો છે. ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત પદાર્થ, અવકાશ અને સમયને સમાન રીતે લાગુ પડે છે. અગાઉના પ્રકરણોમાં અમે કહ્યું હતું કે ક્વોન્ટમ ગુરુત્વાકર્ષણને સુપરપાવરની શોધમાં જરૂરી પગલા તરીકે જોવામાં આવે છે. આ એક રસપ્રદ શક્યતા ઊભી કરે છે; જો, અનુસાર ક્વોન્ટમ થિયરી, દ્રવ્યના કણો "કંઈમાંથી બહાર" ઉત્પન્ન થઈ શકે છે, તો પછી ગુરુત્વાકર્ષણના સંબંધમાં, શું તે અવકાશના "કંઈ બહાર" ના ઉદભવનું વર્ણન કરશે નહીં? જો આવું થાય, તો શું 18 અબજ વર્ષ પહેલાં બ્રહ્માંડનો જન્મ આવી જ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ નથી?

મફત લંચ?

મુખ્ય વિચાર ક્વોન્ટમ કોસ્મોલોજીસમગ્ર બ્રહ્માંડમાં ક્વોન્ટમ થિયરી લાગુ કરવામાં સમાવે છે: અવકાશ-સમય અને દ્રવ્ય માટે; સિદ્ધાંતવાદીઓ આ વિચારને ખાસ કરીને ગંભીરતાથી લે છે. પ્રથમ નજરમાં, અહીં એક વિરોધાભાસ છે: ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્ર સૌથી નાની સિસ્ટમો સાથે વહેવાર કરે છે, જ્યારે બ્રહ્માંડવિજ્ઞાન સૌથી મોટી સિસ્ટમો સાથે વહેવાર કરે છે. જો કે, બ્રહ્માંડ એક સમયે ખૂબ જ નાના પરિમાણો સુધી મર્યાદિત હતું અને તેથી, ક્વોન્ટમ અસરો તે સમયે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ હતી. ગણતરીના પરિણામો દર્શાવે છે કે ક્વોન્ટમ કાયદા GUT યુગ (10^-32 સે) માં ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ, અને પ્લાન્ક યુગમાં (10^-43 સે) તેઓએ કદાચ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવવી જોઈએ. કેટલાક સિદ્ધાંતવાદીઓ (ઉદાહરણ તરીકે, વિલેન્કિન) અનુસાર, આ બે યુગ વચ્ચે સમયનો એક ક્ષણ હતો જ્યારે બ્રહ્માંડ ઉદ્ભવ્યું. સિડની કોલમેનના જણાવ્યા અનુસાર, અમે નથિંગ ટુ ટાઈમ સુધીની ક્વોન્ટમ લીપ કરી છે. દેખીતી રીતે, અવકાશ-સમય એ આ યુગનો અવશેષ છે. કોલમેન જે ક્વોન્ટમ લીપ વિશે વાત કરે છે તે એક પ્રકારની "ટનલ પ્રક્રિયા" તરીકે વિચારી શકાય છે. અમે નોંધ્યું છે કે ફુગાવાના સિદ્ધાંતના મૂળ સંસ્કરણમાં, ખોટા શૂન્યાવકાશની સ્થિતિ ઉર્જા અવરોધ દ્વારા સાચી શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાં પ્રવેશવાની હતી. જો કે, ક્વોન્ટમ બ્રહ્માંડના સ્વયંસ્ફુરિત ઉદભવના કિસ્સામાં "કંઈ નથી," આપણું અંતર્જ્ઞાન તેની ક્ષમતાઓની મર્યાદા સુધી પહોંચે છે. ટનલનો એક છેડો અવકાશ અને સમયમાં ભૌતિક બ્રહ્માંડનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જે ત્યાં સુધી પહોંચે છે ક્વોન્ટમ ટનલીંગ"કંઈ નથી." તેથી, ટનલનો બીજો છેડો આ ખૂબ જ કંઈ નથી રજૂ કરે છે! કદાચ તે કહેવું વધુ સારું રહેશે કે ટનલનો માત્ર એક છેડો છે, અને બીજો ફક્ત "અસ્તિત્વમાં નથી."

બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિને સમજાવવાના આ પ્રયાસોની મુખ્ય મુશ્કેલી ખોટા શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાંથી તેના જન્મની પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરવાની છે. જો નવનિર્મિત અવકાશ-સમય સાચી શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાં હોત, તો ફુગાવો ક્યારેય ન આવી શકે. બિગ બેંગ એક નબળા વિસ્ફોટમાં ઘટાડો થશે, અને અવકાશ-સમય એક ક્ષણ પછી ફરીથી અસ્તિત્વમાં બંધ થઈ જશે - તે ખૂબ જ ક્વોન્ટમ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નાશ પામશે જેના કારણે તે મૂળરૂપે ઉદ્ભવ્યું હતું. જો બ્રહ્માંડ પોતાને ખોટા શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાં ન મળ્યું હોત, તો તે ક્યારેય કોસ્મિક બુટસ્ટ્રેપમાં સામેલ ન હોત અને તેના ભ્રામક અસ્તિત્વને સાકાર ન કરી શક્યું હોત. કદાચ ખોટા શૂન્યાવકાશની સ્થિતિ તેની લાક્ષણિકતાને કારણે પ્રાધાન્યક્ષમ છે આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ. ઉદાહરણ તરીકે, જો બ્રહ્માંડ પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચા પ્રારંભિક તાપમાન સાથે ઊભું થાય અને પછી ઠંડુ થાય, તો તે ખોટા શૂન્યાવકાશમાં પણ "ભૂકી શકે છે", પરંતુ હજી સુધી આ પ્રકારના ઘણા તકનીકી પ્રશ્નો વણઉકેલ્યા છે.

પરંતુ આ મૂળભૂત સમસ્યાઓની વાસ્તવિક પરિસ્થિતિ ગમે તે હોય, બ્રહ્માંડને એક યા બીજી રીતે જોઈએ ઊભી થવાની રીત, અને ક્વોન્ટમ ફિઝિક્સ એ વિજ્ઞાનની એકમાત્ર શાખા છે જેમાં કોઈ દેખીતા કારણ વગર બનતી ઘટના વિશે વાત કરવી અર્થપૂર્ણ છે. જો આપણે અવકાશ-સમય વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, તો કોઈ પણ સંજોગોમાં સામાન્ય અર્થમાં કાર્યકારણ વિશે વાત કરવાનો કોઈ અર્થ નથી. સામાન્ય રીતે, કાર્યકારણની વિભાવના સમયની વિભાવના સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે, અને તેથી સમયના ઉદ્ભવની પ્રક્રિયાઓ અથવા તેના "અસ્તિત્વમાંથી ઉદભવ" વિશેની કોઈપણ વિચારણા કાર્યકારણના વ્યાપક વિચાર પર આધારિત હોવી જોઈએ.

જો અવકાશ ખરેખર દસ-પરિમાણીય છે, તો સિદ્ધાંત પ્રારંભિક તબક્કામાં તમામ દસ પરિમાણને તદ્દન સમાન માને છે. ફુગાવાની ઘટનાને દસમાંથી સાત પરિમાણોના સ્વયંસ્ફુરિત કોમ્પેક્ટિફિકેશન (ફોલ્ડિંગ) સાથે જોડવામાં સક્ષમ બનવું આકર્ષક છે. આ દૃશ્ય મુજબ, ફુગાવાનું "ચાલક બળ" એ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની આડપેદાશ છે. વધારાના પરિમાણોજગ્યા આગળ, દસ-પરિમાણીય અવકાશ કુદરતી રીતે એવી રીતે વિકસિત થઈ શકે છે કે ફુગાવા દરમિયાન, ત્રણ અવકાશી પરિમાણો સાત અન્યના ખર્ચે મોટા પ્રમાણમાં વિસ્તરે છે, જે તેનાથી વિપરીત, સંકોચાઈને અદ્રશ્ય બની જાય છે? આમ, દસ-પરિમાણીય અવકાશના ક્વોન્ટમ માઇક્રોબબલને સંકુચિત કરવામાં આવે છે, અને તેના દ્વારા ત્રણ પરિમાણ ફૂલેલા હોય છે, બ્રહ્માંડ બનાવે છે: બાકીના સાત પરિમાણ માઇક્રોકોઝમમાં કેપ્ટિવ રહે છે, જ્યાંથી તેઓ ફક્ત આડકતરી રીતે - ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સ્વરૂપમાં પ્રગટ થાય છે. આ સિદ્ધાંત ખૂબ જ આકર્ષક લાગે છે.

જો કે સિદ્ધાંતવાદીઓ પાસે ખૂબ જ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડની પ્રકૃતિનો અભ્યાસ કરવા માટે હજુ ઘણું કામ છે, તે ઘટનાઓની સામાન્ય રૂપરેખા આપવાનું પહેલેથી જ શક્ય છે જેના પરિણામે બ્રહ્માંડ આજે આપણે જે આકાર જોઈ રહ્યા છીએ તે ધારણ કરે છે. ખૂબ જ શરૂઆતમાં, બ્રહ્માંડ સ્વયંભૂ રીતે "કંઈ બહાર" ઉભું થયું. ક્ષમતા માટે આભાર ક્વોન્ટમ ઊર્જાએક પ્રકારના એન્ઝાઇમ તરીકે સેવા આપતા, ખાલી જગ્યાના પરપોટા સતત વધતી ઝડપે ફૂલી શકે છે, જે બુટસ્ટ્રેપને આભારી ઊર્જાના પ્રચંડ ભંડાર બનાવે છે. આ ખોટા શૂન્યાવકાશ, સ્વ-ઉત્પાદિત ઊર્જાથી ભરેલું, અસ્થિર બન્યું અને વિઘટન કરવાનું શરૂ કર્યું, ઉષ્માના સ્વરૂપમાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે, જેથી દરેક પરપોટો અગ્નિ-શ્વાસના પદાર્થ (અગ્નિનો ગોળો) થી ભરેલો હતો. પરપોટાનો ફુગાવો બંધ થયો, પરંતુ બિગ બેંગ શરૂ થયો. બ્રહ્માંડની "ઘડિયાળ" પર તે ક્ષણે તે 10^-32 સે.

આવા અગનગોળામાંથી તમામ પદાર્થો અને તમામ ભૌતિક પદાર્થો ઉત્પન્ન થયા. જેમ જેમ બ્રહ્માંડ સામગ્રી ઠંડું થયું તેમ, તેને ક્રમિક અનુભવ થયો તબક્કા સંક્રમણો. દરેક સંક્રમણ સાથે, પ્રાથમિક નિરાકાર સામગ્રીમાંથી વધુને વધુ વિવિધ બંધારણો "સ્થિર થઈ ગયા" હતા. એક પછી એક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ એકબીજાથી અલગ થતી ગઈ. સ્ટેપ બાય સ્ટેપ ઑબ્જેક્ટ્સ જેને આપણે હવે કૉલ કરીએ છીએ સબએટોમિક કણો, આજે તેમનામાં રહેલી સુવિધાઓ પ્રાપ્ત કરી છે. જેમ જેમ “કોસ્મિક સૂપ” ની રચના વધુ ને વધુ જટિલ બની રહી છે તેમ, ફુગાવાના સમયથી બાકી રહેલી મોટા પાયે અનિયમિતતાઓ આકાશગંગામાં વિકસતી ગઈ. રચનાઓની વધુ રચના અને વિવિધ પ્રકારના પદાર્થોના વિભાજનની પ્રક્રિયામાં, બ્રહ્માંડે વધુને વધુ પરિચિત સ્વરૂપો પ્રાપ્ત કર્યા; ગરમ પ્લાઝ્મા અણુઓમાં ઘટ્ટ થઈને તારાઓ, ગ્રહો અને છેવટે જીવન બનાવે છે. આ રીતે બ્રહ્માંડ પોતાને "અનુભૂતિ" કરે છે.

પદાર્થ, ઊર્જા, અવકાશ, સમય, ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, ક્ષેત્રો, ક્રમ અને માળખું - બધાઆ વિભાવનાઓ, "સર્જકની કિંમત સૂચિ"માંથી ઉછીના લીધેલા, બ્રહ્માંડની અભિન્ન લાક્ષણિકતાઓ તરીકે સેવા આપે છે. નવું ભૌતિકશાસ્ત્ર આ બધી વસ્તુઓની ઉત્પત્તિ માટે વૈજ્ઞાનિક સમજૂતીની અદભૂત શક્યતા ખોલે છે. આપણે હવે તેમને શરૂઆતથી જ "મેન્યુઅલી" દાખલ કરવાની જરૂર નથી. આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે ભૌતિક વિશ્વના તમામ મૂળભૂત ગુણધર્મો કેવી રીતે અસ્તિત્વમાં આવી શકે છે આપમેળેભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમોના પરિણામો તરીકે, અત્યંત વિશિષ્ટ પ્રારંભિક પરિસ્થિતિઓનું અસ્તિત્વ ધારણ કરવાની જરૂર વગર. નવી કોસ્મોલોજી દાવો કરે છે કે કોસ્મોસની પ્રારંભિક સ્થિતિ કોઈ ભૂમિકા ભજવતી નથી, કારણ કે ફુગાવા દરમિયાન તેના વિશેની તમામ માહિતી ભૂંસી નાખવામાં આવી હતી. આપણે જે બ્રહ્માંડનું અવલોકન કરીએ છીએ તે માત્ર તે ભૌતિક પ્રક્રિયાઓની છાપ ધરાવે છે જે ફુગાવાની શરૂઆતથી થઈ છે.

હજારો વર્ષોથી, માનવતા માને છે કે "કંઈપણમાંથી કંઈપણ જન્મી શકતું નથી." આજે આપણે કહી શકીએ કે બધું જ નકામું છે. બ્રહ્માંડ માટે "ચુકવણી" કરવાની કોઈ જરૂર નથી - તે એકદમ "મફત લંચ" છે.

બ્રહ્માંડના વિકાસનો વિચાર સ્વાભાવિક રીતે બ્રહ્માંડના ઉત્ક્રાંતિ (જન્મ)ની શરૂઆતની સમસ્યાની રચના તરફ દોરી ગયો અને તેના

અંત (મૃત્યુ). હાલમાં, બ્રહ્માંડમાં પદાર્થના ઉદભવના અમુક પાસાઓને સમજાવતા કેટલાક કોસ્મોલોજિકલ મોડલ્સ છે, પરંતુ તેઓ બ્રહ્માંડના જન્મના કારણો અને પ્રક્રિયાને સમજાવતા નથી. આધુનિક કોસ્મોલોજિકલ થિયરીઓના સમગ્ર સમૂહમાંથી, માત્ર જી. ગેમોવની બિગ બેંગ થિયરી જ આજ સુધી આ સમસ્યા સાથે સંબંધિત લગભગ તમામ હકીકતોને સંતોષકારક રીતે સમજાવવામાં સક્ષમ છે. બિગ બેંગ મોડલની મુખ્ય વિશેષતાઓ આજદિન સુધી સાચવવામાં આવી છે, જો કે તે પછીથી ફુગાવાના સિદ્ધાંત દ્વારા પૂરક બનાવવામાં આવ્યા હતા, અથવા અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો એ. ગુથ અને પી. સ્ટેઈનહાર્ડ દ્વારા વિકસિત કરવામાં આવ્યા હતા અને તેને પૂરક બનાવવામાં આવ્યા હતા. સોવિયેત ભૌતિકશાસ્ત્રી એ.ડી. લિન્ડા.

1948 માં, રશિયન મૂળના ઉત્કૃષ્ટ અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી જી. ગામોએ પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે લગભગ 15 અબજ વર્ષો પહેલા થયેલા એક વિશાળ વિસ્ફોટના પરિણામે ભૌતિક બ્રહ્માંડની રચના થઈ હતી. પછી બ્રહ્માંડની તમામ બાબતો અને તમામ ઊર્જા એક નાના અતિ-ગીચ ઝુંડમાં કેન્દ્રિત થઈ ગઈ. જો તમે ગાણિતિક ગણતરીઓ પર વિશ્વાસ કરો છો, તો પછી વિસ્તરણની શરૂઆતમાં બ્રહ્માંડની ત્રિજ્યા સંપૂર્ણપણે શૂન્યની બરાબર હતી, અને તેની ઘનતા અનંત જેટલી હતી. આ પ્રારંભિક સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે એકલતા -સાથે બિંદુ વોલ્યુમ અનંત ઘનતા. ભૌતિકશાસ્ત્રના જાણીતા નિયમો એકલતામાં લાગુ પડતા નથી. આ સ્થિતિમાં, અવકાશ અને સમયની વિભાવનાઓ તેમનો અર્થ ગુમાવે છે, તેથી આ બિંદુ ક્યાં હતું તે પૂછવાનો કોઈ અર્થ નથી. ઉપરાંત, આધુનિક વિજ્ઞાન આ સ્થિતિના દેખાવના કારણો વિશે કશું કહી શકતું નથી.

જો કે, હેઈઝનબર્ગના અનિશ્ચિતતાના સિદ્ધાંત મુજબ, દ્રવ્યને એક બિંદુમાં સંકુચિત કરી શકાતું નથી, તેથી એવું માનવામાં આવે છે કે બ્રહ્માંડ તેની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં ચોક્કસ ઘનતા અને કદ ધરાવે છે. કેટલીક ગણતરીઓ અનુસાર, જો અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડની તમામ બાબતો, જેનો અંદાજ અંદાજે 10 61 ગ્રામ છે, તેને 10 94 g/cm 3 ની ઘનતામાં સંકુચિત કરવામાં આવે, તો તે લગભગ 10 -33 cm 3 નું વોલ્યુમ ધરાવે છે. કોઈજ રીતે નહિ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપતેણીને જોવાનું અશક્ય હશે. લાંબા સમય સુધી, બિગ બેંગના કારણો અને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ માટેના સંક્રમણ વિશે કંઇ કહી શકાય નહીં. પરંતુ આજે કેટલીક પૂર્વધારણાઓ બહાર આવી છે જે આ પ્રક્રિયાઓને સમજાવવાનો પ્રયાસ કરે છે. તેઓ બ્રહ્માંડના વિકાસના ફુગાવાના મોડલને નીચે આપે છે.

બ્રહ્માંડની "શરૂઆત".

બિગ બેંગ ખ્યાલનો મુખ્ય વિચાર એ છે કે બ્રહ્માંડ તેના ઉદભવના પ્રારંભિક તબક્કામાં અસ્થિર શૂન્યાવકાશ જેવી સ્થિતિ ધરાવે છે. ઉચ્ચ ઘનતાઊર્જા આ ઉર્જામાંથી આવી છે ક્વોન્ટમ રેડિયેશન, એટલે કે જાણે ક્યાંય બહાર. હકીકત એ છે કે ભૌતિક શૂન્યાવકાશમાં કોઈ નિશ્ચિત નથી

કણો, ક્ષેત્રો અને તરંગો, પરંતુ તે નિર્જીવ રદબાતલ નથી. શૂન્યાવકાશમાં વર્ચ્યુઅલ કણો છે જે જન્મે છે, ક્ષણિક અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તરત જ અદૃશ્ય થઈ જાય છે. તેથી, શૂન્યાવકાશ વર્ચ્યુઅલ કણો સાથે "ઉકળે છે" અને તેમની વચ્ચે જટિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સાથે સંતૃપ્ત થાય છે. તદુપરાંત, શૂન્યાવકાશમાં સમાયેલ ઊર્જા સ્થિત છે, જેમ કે તે તેના વિવિધ માળ પર હતી, એટલે કે. શૂન્યાવકાશ ઊર્જા સ્તરોમાં તફાવતની ઘટના છે.

જ્યારે શૂન્યાવકાશ સંતુલિત સ્થિતિમાં હોય છે, ત્યારે તેમાં માત્ર વર્ચ્યુઅલ (ભૂત) કણો હોય છે, જે જન્મ લેવા માટે ટૂંકા ગાળા માટે શૂન્યાવકાશમાંથી ઉર્જા ઉછીના લે છે અને ઝડપથી અદૃશ્ય થઈ જવા માટે ઉધાર લીધેલી ઊર્જા પરત કરે છે. જ્યારે, કોઈ કારણસર, અમુક પ્રારંભિક બિંદુ (એકવચન) પર શૂન્યાવકાશ ઉત્તેજિત થઈ ગયો અને સંતુલનની સ્થિતિ છોડી દીધી, ત્યારે વર્ચ્યુઅલ કણોએ પાછા ફર્યા વિના ઊર્જા મેળવવાનું શરૂ કર્યું અને વાસ્તવિક કણોમાં ફેરવાઈ ગયું. આખરે, અવકાશમાં ચોક્કસ બિંદુએ, તેમની સાથે સંકળાયેલ ઊર્જા સાથે, વાસ્તવિક કણોની વિશાળ સંખ્યાની રચના થઈ. જ્યારે ઉત્તેજિત શૂન્યાવકાશ તૂટી પડ્યું, ત્યારે વિશાળ રેડિયેશન ઊર્જા બહાર પાડવામાં આવી, અને સુપરફોર્સે કણોને સુપરડેન્સ દ્રવ્યમાં સંકુચિત કર્યા. "શરૂઆત" ની આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ, જ્યારે અવકાશ-સમય પણ વિકૃત હતો, તે સૂચવે છે કે શૂન્યાવકાશ પણ ખાસ સ્થિતિ, જેને "ખોટા" વેક્યુમ કહેવામાં આવે છે. તે અત્યંત ઉચ્ચ ઘનતા ઊર્જા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે પદાર્થની અત્યંત ઊંચી ઘનતાને અનુરૂપ છે. દ્રવ્યની આ સ્થિતિમાં, તેનામાં મજબૂત તાણ અને નકારાત્મક દબાણો આવી શકે છે, જે એટલી તીવ્રતાના ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રતિકૂળતાની સમકક્ષ છે કે જેના કારણે બ્રહ્માંડના અનિયંત્રિત અને ઝડપી વિસ્તરણ - બિગ બેંગ. આ પ્રારંભિક પ્રેરણા હતી, આપણા વિશ્વની "શરૂઆત".

આ ક્ષણથી બ્રહ્માંડનું ઝડપી વિસ્તરણ શરૂ થાય છે, સમય અને અવકાશ ઉદ્ભવે છે. આ સમયે, "સ્પેસ બબલ્સ" ની અનિયંત્રિત ફુગાવો છે, એક અથવા અનેક બ્રહ્માંડના ગર્ભ, જે તેમના મૂળભૂત સ્થિરાંકો અને કાયદાઓમાં એકબીજાથી અલગ હોઈ શકે છે. તેમાંથી એક આપણા મેટાગાલેક્સીનો ગર્ભ બન્યો.

વિવિધ અંદાજો અનુસાર, "ફૂગાવો" નો સમયગાળો, જે ઝડપથી આગળ વધે છે, તે "શરૂઆત" પછી 10 - 33 સેકંડ સુધી - અકલ્પનીય રીતે ટૂંકા સમય લે છે. તે કહેવાય છે ફુગાવાનો સમયગાળો.આ સમય દરમિયાન, બ્રહ્માંડનું કદ 10 50 ગણું વધ્યું, પ્રોટોનના કદના અબજમા ભાગથી મેચબોક્સના કદ સુધી.

ફુગાવાના તબક્કાના અંત તરફ, બ્રહ્માંડ ખાલી અને ઠંડુ હતું, પરંતુ જ્યારે ફુગાવો સુકાઈ ગયો, ત્યારે બ્રહ્માંડ અચાનક અત્યંત "ગરમ" બની ગયું. ઉષ્માનો આ વિસ્ફોટ જે જગ્યાને પ્રકાશિત કરે છે તે "ખોટા" શૂન્યાવકાશમાં રહેલા ઊર્જાના પ્રચંડ ભંડારને કારણે છે. શૂન્યાવકાશની આ સ્થિતિ ખૂબ જ અસ્થિર છે અને તે ક્ષીણ થવાનું વલણ ધરાવે છે. ક્યારે

પતન પૂર્ણ થાય છે, પ્રતિકૂળતા અદૃશ્ય થઈ જાય છે, અને ફુગાવો સમાપ્ત થાય છે. અને ઊર્જા, ઘણા વાસ્તવિક કણોના રૂપમાં બંધાયેલી, રેડિયેશનના સ્વરૂપમાં પ્રકાશિત થઈ, જે તરત જ બ્રહ્માંડને 10 27 K પર ગરમ કરે છે. તે ક્ષણથી, બ્રહ્માંડ "ગરમ" બિગ બેંગના પ્રમાણભૂત સિદ્ધાંત અનુસાર વિકસિત થયું. .

બ્રહ્માંડના ઉત્ક્રાંતિનો પ્રારંભિક તબક્કો

બિગ બેંગ પછી તરત જ, બ્રહ્માંડ એ તમામ પ્રકારના પ્રાથમિક કણોનું પ્લાઝ્મા હતું અને 10 27 K તાપમાને થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની સ્થિતિમાં તેમના એન્ટિપાર્ટિકલ્સ હતા, જે મુક્તપણે એકબીજામાં રૂપાંતરિત થયા હતા. આ ગંઠાઈમાં માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ અને વિશાળ (મહાન) ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ હતી. પછી બ્રહ્માંડ વિસ્તરણ કરવાનું શરૂ કર્યું, અને તે જ સમયે તેની ઘનતા અને તાપમાનમાં ઘટાડો થયો. બ્રહ્માંડની આગળની ઉત્ક્રાંતિ તબક્કાવાર થઈ અને તેની સાથે, એક તરફ, ભિન્નતા દ્વારા, અને બીજી તરફ, તેની રચનાઓની ગૂંચવણ દ્વારા. બ્રહ્માંડના ઉત્ક્રાંતિના તબક્કા પ્રાથમિક કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની લાક્ષણિકતાઓમાં ભિન્ન છે અને તેને કહેવામાં આવે છે યુગસૌથી મહત્વપૂર્ણ ફેરફારોમાં ત્રણ મિનિટથી ઓછો સમય લાગ્યો.

હેડ્રોન યુગ 10-7 સેકન્ડ સુધી ચાલ્યું. આ તબક્કે, તાપમાન ઘટીને 10 13 K. તે જ સમયે, ચારેય મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દેખાય છે, ક્વાર્કનું મુક્ત અસ્તિત્વ બંધ થઈ જાય છે, તેઓ હેડ્રોનમાં ભળી જાય છે, જેમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે. સૌથી વધુ નોંધપાત્ર ઘટનાસમપ્રમાણતાનું વૈશ્વિક ઉલ્લંઘન બન્યું, જે આપણા બ્રહ્માંડના અસ્તિત્વની પ્રથમ ક્ષણોમાં થયું હતું. કણોની સંખ્યા એન્ટિપાર્ટિકલ્સની સંખ્યા કરતા થોડી વધારે હોવાનું બહાર આવ્યું. આ અસમપ્રમાણતાના કારણો હજુ પણ અજ્ઞાત છે. સામાન્ય પ્લાઝ્મા જેવા ઝુંડમાં, દરેક અબજ જોડી કણો અને એન્ટિપાર્ટિકલ્સ માટે, ત્યાં એક વધુ કણ હતું જે વિનાશ માટે પૂરતું નથી. આનાથી તેમાંથી કેટલાક પર તારાવિશ્વો, તારાઓ, ગ્રહો અને બુદ્ધિશાળી માણસો સાથે ભૌતિક બ્રહ્માંડનો વધુ ઉદભવ નક્કી થયો.

લેપ્ટન યુગશરૂઆત પછી 1 સેકન્ડ સુધી ચાલ્યું. બ્રહ્માંડનું તાપમાન ઘટીને 10 10 K. તેના મુખ્ય તત્વો લેપ્ટોન હતા, જે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનના પરસ્પર પરિવર્તનમાં ભાગ લેતા હતા. આ યુગના અંતમાં, દ્રવ્ય ન્યુટ્રિનો માટે પારદર્શક બન્યું, તેઓએ દ્રવ્ય સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાનું બંધ કર્યું અને ત્યારથી તે આજ સુધી ટકી રહ્યું છે.

રેડિયેશન એરા (ફોટોન એરા) 1 મિલિયન વર્ષ ચાલ્યું. આ સમય દરમિયાન, બ્રહ્માંડનું તાપમાન 10 અબજ K થી ઘટીને 3000 K થઈ ગયું. આ તબક્કા દરમિયાન, બ્રહ્માંડની વધુ ઉત્ક્રાંતિ માટે પ્રાથમિક ન્યુક્લિયોસિન્થેસિસની સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ થઈ - પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનું સંયોજન (ત્યાં લગભગ 8 હતા. તેમાંથી ગણી ઓછી).

પ્રોટોન કરતા વધારે) અણુ ન્યુક્લીમાં. આ પ્રક્રિયાના અંત સુધીમાં, બ્રહ્માંડની બાબતમાં 75% પ્રોટોન (હાઈડ્રોજન ન્યુક્લી)નો સમાવેશ થતો હતો, લગભગ 25% હિલીયમ ન્યુક્લી હતી, ટકાનો સોમો ભાગ ડ્યુટેરિયમ, લિથિયમ અને અન્ય પ્રકાશ તત્વો હતા, જેના પછી બ્રહ્માંડ ફોટોન માટે પારદર્શક બની ગયું હતું. , કારણ કે કિરણોત્સર્ગને પદાર્થોથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું અને તે રચના કરવામાં આવી હતી જે આપણા યુગમાં અવશેષ રેડિયેશન કહેવાય છે.

પછી, લગભગ 500 હજાર વર્ષો સુધી, કોઈ ગુણાત્મક ફેરફારો થયા નથી - બ્રહ્માંડની ધીમી ઠંડક અને વિસ્તરણ હતી. બ્રહ્માંડ, એકરૂપ રહીને, વધુને વધુ દુર્લભ બન્યું. જ્યારે તે 3000 K સુધી ઠંડુ થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ અણુઓના ન્યુક્લી પહેલાથી જ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનને પકડી શકે છે અને તટસ્થ હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ પરમાણુમાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે. પરિણામે, એક સજાતીય બ્રહ્માંડની રચના થઈ, જે ત્રણ લગભગ બિન-પરસ્પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા પદાર્થોનું મિશ્રણ હતું: બેરીયોનિક દ્રવ્ય (હાઈડ્રોજન, હિલીયમ અને તેમના આઇસોટોપ્સ), લેપ્ટોન્સ (ન્યુટ્રિનો અને એન્ટિન્યુટ્રિનો) અને રેડિયેશન (ફોટોન્સ). આ સમય સુધીમાં ત્યાં લાંબા સમય સુધી ઊંચા તાપમાન અને ઊંચા દબાણ હતા. એવું લાગતું હતું કે ભવિષ્યમાં બ્રહ્માંડ વધુ વિસ્તરણ અને ઠંડકમાંથી પસાર થશે, "લેપ્ટન રણ" ની રચના - થર્મલ મૃત્યુ જેવું કંઈક. પણ આવું ન થયું; તેનાથી વિપરિત, ત્યાં એક કૂદકો હતો જેણે આધુનિક માળખાકીય બ્રહ્માંડની રચના કરી, જે આધુનિક અનુમાન મુજબ, 1 થી 3 અબજ વર્ષ સુધીનો સમય લે છે.