Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн: шинжлэх ухааны хандлага ба хувилбарууд. Орчлон ертөнцийн үүслийн онолууд ба түүний загварууд Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн

Энэ нь яаж эцэс төгсгөлгүй мэт сансар огторгуй болон хувирсан бэ? Олон сая, тэрбум жилийн дараа энэ нь юу болох вэ? Эдгээр асуултууд нь эрт дээр үеэс философич, эрдэмтдийн оюун ухааныг зовоож (түүнчлэн тарчлаасаар) олон сонирхолтой, заримдаа бүр галзуу онолыг бий болгосон бололтой.

Өнөөдөр ихэнх одон орон судлаачид болон сансар судлаачид бидний мэдэх орчлон ертөнц нь асар том дэлбэрэлтийн үр дүнд үүссэн бөгөөд энэ нь зөвхөн материйн дийлэнх хэсгийг бий болгоод зогсохгүй, сансар огторгуйг бий болгох физикийн үндсэн хуулиудын эх сурвалж байсан гэдэгтэй ерөнхий санал нэгдэв. Бидний эргэн тойронд оршдог. Энэ бүхнийг их тэсрэлтийн онол гэдэг.

Их тэсрэлтийн онолын үндэс нь харьцангуй энгийн. Товчхондоо, түүгээр бол орчлон ертөнцөд байсан болон одоо байгаа бүх бодис нэгэн зэрэг буюу 13,8 тэрбум жилийн өмнө үүссэн. Тухайн үед бүх бодис хязгааргүй нягт, температуртай маш авсаархан хийсвэр бөмбөг (эсвэл цэг) хэлбэрээр оршдог байв. Энэ төлөвийг онцгой байдал гэж нэрлэдэг байв. Гэнэт онцгой шинж чанар нь өргөжиж, бидний мэдэх орчлон ертөнцийг төрүүлэв.

Их тэсрэлтийн онол нь орчлон ертөнцийн гарал үүслийн талаархи олон таамаглалуудын зөвхөн нэг нь гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй (жишээлбэл, суурин ертөнцийн онол бас байдаг), гэхдээ энэ нь хамгийн өргөн хүлээн зөвшөөрөгдөж, алдартай болсон. Энэ нь зөвхөн мэдэгдэж буй бүх материйн эх сурвалж, физикийн хууль тогтоомж, орчлон ертөнцийн том бүтцийг тайлбарлахаас гадна орчлон ертөнц тэлэх шалтгаан болон бусад олон тал, үзэгдлийн талаар тайлбарладаг.

Их тэсрэлтийн онол дахь үйл явдлын он дараалал.

Эрдэмтэд орчлон ертөнцийн өнөөгийн байдлын талаарх мэдлэгт үндэслэн бүх зүйл хязгааргүй нягтралтай, хязгаарлагдмал цаг хугацаатай нэг цэгээс эхэлж, тэлж эхэлсэн байх ёстой гэсэн онол гаргажээ. Анхны тэлэлтийн дараа орчлон ертөнц хөргөлтийн үе шатыг туулж, субатомын тоосонцор, дараа нь энгийн атомууд үүсэх боломжийг олгосон. Эдгээр эртний элементүүдийн аварга үүлс дараа нь таталцлын ачаар од, галактик үүсгэж эхлэв.

Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар энэ бүхэн 13.8 тэрбум жилийн өмнө эхэлсэн тул энэ эхлэлийг орчлон ертөнцийн нас гэж үздэг. Эрдэмтэд янз бүрийн онолын зарчмуудыг судалж, бөөмийн хурдасгуур болон өндөр энергийн төлөвийг хамарсан туршилт хийж, орчлон ертөнцийн алс хязгаарт одон орон судлалын судалгаа хийснээр их тэсрэлтээс эхэлж, орчлон ертөнцийг эцсийн дүндээ бий болгоход хүргэсэн үйл явдлын он дарааллыг гаргаж, санал болгов. одоо болж буй сансрын хувьслын тэр төлөв.

Их тэсрэлтээс хойшхи 10-43-аас 10-11 секунд хүртэл үргэлжилсэн орчлон ертөнцийн үүслийн хамгийн эртний үеүүд одоо ч маргаан, маргаан дагуулсаар байна гэж эрдэмтэд үзэж байна. Анхаар! Гагцхүү бидний одоо мэдэж байгаа физикийн хуулиуд тухайн үед оршин тогтнох боломжгүй байсныг харгалзан үзвэл энэ анхны орчлон ертөнцийн үйл явц хэрхэн зохицуулагдаж байсныг ойлгоход маш хэцүү болно. Үүнээс гадна, тухайн үед байж болох эрчим хүчний боломжит төрлүүдийг ашиглах туршилт хараахан хийгдээгүй байна. Ямар ч байсан орчлон ертөнцийн гарал үүслийн тухай олон онол эцсийн дүндээ хэзээ нэгэн цагт бүх зүйл эхэлсэн эхлэлийн цэг байсан гэдэгтэй санал нийлдэг.

Өвөрмөц байдлын эрин үе.

Планкийн эрин үе (эсвэл Планкийн эрин үе) гэж нэрлэгддэг бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн хувьслын хамгийн эртний мэдэгдэж буй үе гэж тооцогддог. Энэ үед бүх бодис хязгааргүй нягт ба температурын нэг цэгт агуулагдаж байв. Энэ хугацаанд таталцлын харилцан үйлчлэлийн квант нөлөө нь физикт давамгайлж, таталцлын хүч чадалтай тэнцэхүйц физик хүч байгаагүй гэж эрдэмтэд үзэж байна.

Планкийн эрин үе нь 0-ээс 10-43 секунд хүртэл үргэлжилсэн гэж үздэг бөгөөд түүний үргэлжлэх хугацааг зөвхөн Планкийн цагаар хэмжиж болдог тул ийнхүү нэрлэсэн байна. Хэт их температур, бодисын хязгааргүй нягтын улмаас энэ хугацаанд орчлон ертөнцийн байдал туйлын тогтворгүй байв. Үүний дараа физикийн үндсэн хүчийг үүсгэсэн тэлэлт, хөргөлтийн үеүүд бий болсон.

Ойролцоогоор 10-43 секундээс 10-36 секундын хооронд орчлон ертөнцөд шилжилтийн температурын төлөвүүдийн мөргөлдөх үйл явц явагдсан. Яг энэ үед л одоогийн орчлон ертөнцийг удирдаж буй үндсэн хүчнүүд бие биенээсээ салж эхэлсэн гэж үздэг. Энэхүү тусгаарлах эхний алхам нь таталцлын хүч, хүчтэй ба сул цөмийн харилцан үйлчлэл, цахилгаан соронзон хүч үүсэх явдал байв.

Их тэсрэлтээс хойш ойролцоогоор 10-36 секундээс 10-32 секундын хооронд орчлон ертөнцийн температур хангалттай бага (1028 К) болж, цахилгаан соронзон хүч (хүчтэй хүч) ба сул цөмийн хүч (хүчтэй) хуваагдахад хүргэв. сул хүч).

Инфляцийн эрин үе.

Орчлон ертөнцөд анхны суурь хүч гарч ирснээр инфляцийн эрин үе эхэлсэн бөгөөд энэ нь Планкийн цагаар 10-32 секундээс тодорхойгүй цэг хүртэл үргэлжилсэн. Сансар судлалын ихэнх загварууд нь энэ хугацаанд орчлон ертөнц өндөр нягтралтай эрчим хүчээр жигд дүүрэн байсан бөгөөд гайхалтай өндөр температур, даралт нь түүнийг хурдан тэлж, хөргөхөд хүргэсэн гэж үздэг.

Энэ нь хүчийг салгахад хүргэсэн шилжилтийн үе шат дараа нь орчлон ертөнцийн экспоненциал тэлэлтийн үед 10-37 секундэд эхэлсэн. Яг ижил хугацаанд орчлон ертөнц бариогенезийн төлөв байдалд байсан бөгөөд температур маш өндөр байсан тул орон зайд бөөмсийн санамсаргүй хөдөлгөөн гэрлийн хурдтай явагддаг байв.

Энэ үед хос бөөмс - эсрэг бөөмс үүсч тэр даруй мөргөлдөж устаж үгүй болдог нь орчин үеийн орчлон ертөнцөд материйн эсрэг бодисыг давамгайлахад хүргэсэн гэж үздэг. Инфляци зогссоны дараа орчлон ертөнц кварк-глюоны плазм болон бусад энгийн хэсгүүдээс бүрдсэн байв. Энэ мөчөөс эхлэн орчлон ертөнц хөргөж, бодис үүсч, нэгдэж эхлэв.

Хөргөлтийн эрин үе.

Орчлон ертөнц дэх нягтрал, температур буурах тусам бөөм бүрийн энерги буурч эхэлсэн. Энэхүү шилжилтийн төлөв үндсэн хүч ба элементийн бөөмс одоогийн хэлбэртээ хүрэх хүртэл үргэлжилсэн. Бөөмийн энерги нь өнөөдөр туршилтаар хүрч болох хэмжээнд хүртэл буурсан тул энэ хугацааны бодит оршин тогтнох нь эрдэмтдийн дунд бага маргаантай байдаг.

Тухайлбал, их тэсрэлтийн дараа 10-11 секундын дараа бөөмсийн энерги мэдэгдэхүйц буурсан гэж эрдэмтэд үзэж байна. Ойролцоогоор 10-6 секундын дараа кварк ба глюонууд барионууд - протон ба нейтронуудыг үүсгэж эхлэв. Кваркууд антикваркуудаас давамгайлж эхэлсэн бөгөөд энэ нь эргээд антибарионуудаас илүү барионууд давамгайлахад хүргэсэн.

Температур нь шинэ протон-антипротон хос (эсвэл нейтрон-антинейтроны хос) үүсгэх хангалттай өндөр байхаа больсон тул эдгээр бөөмсийг их хэмжээгээр устгаж, улмаар анхны протон ба нейтроны тооноос ердөө 1/1010 үлдсэн хэсэг нь бүрэн хэмжээгээр устсан. тэдгээрийн эсрэг бөөмс алга болох. Их тэсрэлтийн дараа 1 секундын дараа ижил төстэй үйл явц болсон. Энэ удаад зөвхөн "хохирогчид" нь электрон ба позитрон байв. Масс устгалын дараа үлдсэн протон, нейтрон, электронууд санамсаргүй хөдөлгөөнөө зогсоож, орчлон ертөнцийн энергийн нягтрал нь фотоноор, бага хэмжээгээр нейтриногоор дүүрсэн.

Орчлон ертөнц тэлэлтийн эхний минутуудад нуклеосинтезийн үе (химийн элементүүдийн нийлэгжилт) эхэлж, температур 1 тэрбум келвин хүртэл буурч, энергийн нягтрал нь агаар, нейтрон ба энергийн нягтралтай тэнцэхүйц хэмжээнд буурчээ. протонууд холилдож, устөрөгчийн анхны тогтвортой изотоп (дейтерий) ба гелийн атомыг үүсгэж эхэлсэн боловч орчлон ертөнц дэх протонуудын ихэнх нь устөрөгчийн атомын салангид цөм хэвээр байв.

Ойролцоогоор 379,000 жилийн дараа электронууд эдгээр устөрөгчийн цөмтэй нийлж атом (дахин голчлон устөрөгч) үүсгэсэн бол цацраг нь бодисоос салж, сансар огторгуйд бараг саадгүй тэлсээр байв. Энэ цацрагийг сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацраг гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн хамгийн эртний гэрлийн эх үүсвэр юм.

Өргөлтийн явцад НМХ нь нягтрал, эрчим хүчээ аажмаар алдаж, одоогийн байдлаар түүний температур 2.7260 0.0013 К (- 270.424 C), эрчим хүчний нягтрал нь 0.25 эВ (эсвэл 4.005x10-14 Ж/м? ; 400-500 фотон) байна. /см CMB нь бүх чиглэлд, ойролцоогоор 13.8 тэрбум гэрлийн жилийн зайд тархдаг боловч түүний бодит тархалтын тооцоогоор орчлон ертөнцийн төвөөс 46 тэрбум гэрлийн жилийн зайд оршдог.

Бүтцийн эрин үе (шаталсан эрин үе).

Дараагийн хэдэн тэрбум жилийн хугацаанд орчлон ертөнц даяар бараг жигд тархсан материйн нягт хэсгүүд бие биенээ татаж эхлэв. Үүний үр дүнд тэд улам нягт болж, хийн үүл, одод, галактик болон бидний өнөөдрийн ажиглаж болох одон орны бусад бүтцийг үүсгэж эхлэв. Энэ үеийг шаталсан эрин гэж нэрлэдэг. Энэ үед бидний одоо харж буй орчлон ертөнц хэлбэрээ авч эхэлсэн. Матери нь янз бүрийн хэмжээтэй бүтцэд нэгдэж эхлэв - од, гариг, галактик, галактикийн бөөгнөрөл, түүнчлэн хэдхэн галактик агуулсан галактик хоорондын гүүрээр тусгаарлагдсан галактикийн супер бөөгнөрөл.

Энэ үйл явцын нарийн ширийн зүйлийг хүйтэн, дулаан, халуун харанхуй бодис, барион матери гэж төлөөлдөг орчлон ертөнцөд тархсан бодисын хэмжээ, төрлөөс хамаарч тайлбарлаж болно. Гэхдээ их тэсрэлтийн одоогийн стандарт сансар судлалын загвар нь lambda-CDM загвар бөгөөд үүний дагуу харанхуй материйн бөөмс гэрлийн хурдаас удаан хөдөлдөг. Сансар судлалын бусад загварт гарч байсан бүх зөрчилдөөнийг шийдэж байгаа учраас үүнийг сонгосон.

Энэ загварын дагуу хүйтэн харанхуй бодис нь орчлон ертөнцийн бүх бодис/эрчим хүчний 23 орчим хувийг эзэлдэг. Барионы бодисын эзлэх хувь 4.6 орчим хувь байна. Ламбда - ЦХМ нь сансар судлалын тогтмол хэмжигдэхүүнийг хэлдэг: Альберт Эйнштейний санал болгосон онол нь вакуумын шинж чанарыг тодорхойлж, масс ба энергийн тэнцвэрийн хамаарлыг тогтмол статик хэмжигдэхүүн болгон харуулдаг. Энэ тохиолдолд энэ нь харанхуй энергитэй холбоотой бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийг тэлэх хурдасгуур болж, асар том сансар судлалын бүтцийг үндсэндээ нэгэн төрлийн байлгадаг.

Орчлон ертөнцийн ирээдүйн талаарх урт хугацааны таамаглал.

Орчлон ертөнцийн хувьсал эхлэх цэгтэй гэсэн таамаглал нь эрдэмтдийг энэ үйл явцын төгсгөлийн цэгийн талаархи асуултад хүргэдэг. Гагцхүү орчлон ертөнц гэнэт тэлж эхэлсэн хязгааргүй нягтралтай жижиг цэгээс түүхээ эхлүүлсэн бол энэ нь мөн л хязгааргүй тэлэх болно гэсэн үг биш, эсвэл нэг л өдөр тэлэх хүчээ шавхаж, урвуу шахалтын процесс эхэлнэ гэсэн үг биш юм. , эцсийн үр дүн нь яг ижил төгсгөлгүй нягт цэг хэвээр байх вэ?

Эдгээр асуултад хариулах нь орчлон ертөнцийн ямар сансрын загвар зөв болох тухай мэтгэлцээний эхэн үеэс эхлэн сансар судлаачдын гол зорилго байсаар ирсэн. Их тэсрэлтийн онолыг хүлээн зөвшөөрснөөр, гэхдээ 1990-ээд оны харанхуй энергийн ажиглалтын ачаар эрдэмтэд орчлон ертөнцийн хувьслын хамгийн магадлалтай хоёр хувилбарын талаар зөвшилцөлд хүрсэн.

Big Crunch гэж нэрлэгддэг эхнийх нь дагуу орчлон ертөнц хамгийн дээд хэмжээндээ хүрч, сүйрч эхэлнэ. Орчлон ертөнцийн массын нягт нь эгзэгтэй нягтралаас их болсон тохиолдолд л энэ хувилбар боломжтой болно. Өөрөөр хэлбэл, материйн нягт тодорхой хэмжээнд (м-т 1-3х10-26 кг бодис) хүрэх буюу түүнээс дээш байвал орчлон ертөнц агшиж эхэлнэ.

Орчлон ертөнц дэх нягтрал нь чухал нягтын утгатай тэнцүү буюу түүнээс бага байвал түүний тэлэлт удаашрах боловч хэзээ ч бүрэн зогсохгүй гэсэн өөр хувилбар юм. "Орчлонгийн халуун үхэл" гэж нэрлэгддэг энэхүү таамаглалын дагуу од үүсэх нь хүрээлэн буй галактик бүрийн доторх од хоорондын хийг ашиглахаа болих хүртэл тэлэлт үргэлжлэх болно. Өөрөөр хэлбэл, энерги, бодисыг нэг объектоос нөгөөд шилжүүлэх нь бүрэн зогсох болно. Энэ тохиолдолд одоо байгаа бүх одод шатаж, цагаан одой, нейтрон од, хар нүх болж хувирна.

Аажмаар хар нүхнүүд бусад хар нүхнүүдтэй мөргөлдөж, том, том нүхнүүд үүсэх болно. Орчлон ертөнцийн дундаж температур үнэмлэхүй тэг рүү ойртох болно. Хар нүхнүүд эцэстээ "ууршиж" хамгийн сүүлийн цацрагаа ялгаруулна. Эцэст нь орчлон ертөнц дэх термодинамик энтропи дээд цэгтээ хүрнэ. Дулааны үхэл тохиолдох болно.

Хар энерги байгаа эсэх, түүний сансар огторгуйн тэлэлтэд үзүүлэх нөлөөг харгалзан үзсэн орчин үеийн ажиглалтууд нь цаг хугацаа өнгөрөх тусам орчлон ертөнц бидний үйл явдлын давхрагаас хальж, бидэнд үл үзэгдэх болно гэсэн дүгнэлтэд эрдэмтэд хүргэсэн. Үүний эцсийн бөгөөд логик үр дүн нь эрдэмтэдэд хараахан мэдэгдээгүй байгаа ч "Халууны үхэл" нь ийм үйл явдлын төгсгөлийн цэг байж магадгүй юм.

Харанхуй энергийн тархалт, эсвэл илүү тодорхой хэлбэл, түүний боломжит төрлүүдийн (жишээлбэл, хий үзэгдэл энерги. Тэдний үзэж байгаагаар галактикийн бөөгнөрөл, од, гариг, атом, атомын цөм болон матери өөрөө хуваагдах болно) өөр таамаглал байдаг. Түүний эцэс төгсгөлгүй тэлэлтийн ийм хувилбарыг "Их хагарал" гэж нэрлэдэг.

Их тэсрэлтийн онолын түүх.

Их тэсрэлтийн тухай хамгийн эртний дурдагдсан зүйл нь 20-р зууны эхэн үеэс эхэлсэн бөгөөд сансар огторгуйн ажиглалттай холбоотой юм. 1912 онд Америкийн одон орон судлаач Весто Слифер спираль галактикуудыг (анх мананцар гэж үздэг байсан) хэд хэдэн ажиглалт хийж, тэдний Доплерийн улаан шилжилтийг хэмжсэн. Бараг бүх тохиолдолд спираль галактикууд манай Сүүн замаас холдож байгааг ажиглалт харуулсан.

1922 онд Оросын нэрт математикч, сансар судлаач Александр Фридман харьцангуйн ерөнхий онолын хувьд Эйнштейний тэгшитгэлээс Фридманы тэгшитгэл гэж нэрлэгддэг тэгшитгэлийг гаргаж авсан. Эйнштейн сансар судлалын тогтмолыг дэмжсэн онолыг сурталчилсан хэдий ч Фридманы ажил орчлон ертөнц илүү тэлэх төлөвт байгааг харуулсан.

1924 онд Эдвин Хаббл ойролцоох спираль мананцар хүртэлх зайг хэмжсэн нь эдгээр системүүд нь үнэхээр өөр галактикууд болохыг харуулсан. Үүний зэрэгцээ Хаббл Вилсон уулын ажиглалтын төвд 2.5 метрийн Хукер дуран ашиглан зайнаас хасах хэд хэдэн хэмжигдэхүүнийг боловсруулж эхэлсэн. 1929 он гэхэд Хаббл галактикуудын ухрах зай болон хурд хоёрын хоорондын хамаарлыг нээсэн бөгөөд энэ нь хожим Хабблын хууль болсон юм.

1927 онд Бельгийн математикч, физикч, католик шашны лам Жорж Леметр бие даан Фридманы тэгшитгэлтэй ижил үр дүнд хүрч, галактикуудын зай ба хурдны хамаарлыг анх гаргаж, энэ харилцааны коэффициентийн анхны тооцоог санал болгосон. Лемайтр өнгөрсөн үед орчлон ертөнцийн бүх масс нэг цэгт (атом.

Эдгээр нээлт, таамаглал нь 20-30-аад оны физикчдийн дунд маш их маргаан үүсгэсэн бөгөөд тэдний ихэнх нь орчлон ертөнц хөдөлгөөнгүй байдалд байна гэж үздэг байв. Тухайн үед бий болсон загварын дагуу орчлон ертөнцийн хязгааргүй тэлэлттэй хамт шинэ матери бий болж, түүний нягтрал бүхий л хэмжээгээр жигд, жигд тархсан байна. Үүнийг дэмжсэн эрдэмтдийн дунд их тэсрэлтийн санаа нь шинжлэх ухаан гэхээсээ илүү теологийн санаа мэт санагдсан. Лемайтрыг шашны өрөөсгөл үзлийн үндсэн дээр нэг талыг барьсан гэж шүүмжилсэн.

Бусад онолууд нэгэн зэрэг байсан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Жишээлбэл, Милн ертөнцийн загвар ба мөчлөгийн загвар. Аль аль нь Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын үндсэн дээр үндэслэсэн бөгөөд дараа нь эрдэмтэн өөрөө дэмжлэг авсан. Эдгээр загваруудын дагуу орчлон ертөнц тэлэх, сүйрлийн давтагдах мөчлөгүүдийн эцэс төгсгөлгүй урсгалд оршдог.

1. Онцгой байдлын эрин үе (Планкийн). Энэ нь орчлон ертөнцийн анхны хувьслын үе болох анхдагч үе гэж тооцогддог. Матери нь өөрийн гэсэн температур, хязгааргүй нягттай нэг цэг дээр төвлөрч байв. Эрдэмтэд энэ эрин үе нь таталцлын харилцан үйлчлэлд хамаарах квант нөлөөг физикээс давамгайлж байгаагаараа онцлог бөгөөд тэр алс холын цаг үед оршин байсан физикийн нэг ч хүч таталцлын хүч чадалтай ижил байсангүй, өөрөөр хэлбэл түүнтэй тэнцүү биш байсан гэж эрдэмтэд үзэж байна. Планкийн эриний үргэлжлэх хугацаа нь 0-ээс 10-43 секундын хооронд төвлөрдөг. Зөвхөн Планкийн цаг түүний цар хүрээг бүрэн хэмжиж чаддаг байсан тул энэ нэрийг авсан. Энэ хугацааны интервалыг маш тогтворгүй гэж үздэг бөгөөд энэ нь эргээд бодисын хэт температур, хязгааргүй нягттай нягт холбоотой байдаг. Өвөрмөц байдлын эрин үеийг дагаад тэлэлтийн үе гарч, түүнийг дагаад хөргөх нь үндсэн физик хүч үүсэхэд хүргэсэн.

Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн. Хүйтэн төрөлт

Орчлон ертөнцийн өмнө юу болсон бэ? "Нойрсож буй" ертөнцийн загвар

Курт Хинтербихлер, Остин Жойс, Жастин Хури зэрэг физикчид "Магадгүй Их тэсрэлтээс өмнө орчлон ертөнц маш авсаархан, аажмаар хөгжиж буй статик орон зай байсан" гэж онолдог.

Энэхүү "дэлбэрэлтийн өмнөх" орчлон ертөнц метастабил төлөвтэй байх ёстой, өөрөөр хэлбэл илүү тогтвортой байдал гарч ирэх хүртэл тогтвортой байх ёстой. Үүнтэй адилтгаж үзвэл, ирмэг дээр нь чичиргээний байдалд байгаа чулуу байгаа хад цохио гэж төсөөлөөд үз дээ. Чулуутай ямар ч холбоо барих нь түүнийг ангал руу унахад хүргэдэг эсвэл бидний хувьд илүү ойрхон бол Big Bang үүснэ. Зарим онолын дагуу "тэсрэхээс өмнөх" орчлон ертөнц өөр хэлбэрээр, жишээлбэл, хавтгай, маш нягт орон зай хэлбэрээр оршин тогтнож болно. Үүний үр дүнд энэхүү хувирамтгай үе дуусч: энэ нь огцом өргөжиж, бидний одоо харж буй хэлбэр, төлөв байдлыг олж авсан.

"Нойрсож буй орчлон ертөнцийн загварт бас асуудал бий" гэж Кэрролл хэлэв.

"Энэ нь манай орчлон ертөнцийг энтропийн түвшин багатай гэж үздэг ч яагаад ийм байгааг тайлбарлаагүй байна."

Гэсэн хэдий ч Кэйс Вестерн Нөөцийн Их Сургуулийн онолын физикч Хинтербихлер бага энтропи харагдахыг асуудал гэж үзэхгүй байна.

"Бид зүгээр л Их тэсрэлтээс өмнө үүссэн динамикийн тайлбарыг хайж байгаа бөгөөд энэ нь бид яагаад одоо харж байгаа зүйлээ харж байгааг тайлбарлах болно. Одоохондоо энэ бол бидэнд үлдсэн цорын ганц зүйл" гэж Хинтербихлер хэлэв.

Гэсэн хэдий ч Кэррол манай орчлонд байгаа энтропийн бага түвшнийг тайлбарлаж болох "дэлбэрэлтийн өмнөх" орчлон ертөнцийн өөр нэг онол байдаг гэж үздэг.

Орчлон ертөнц оргүйгээс хэрхэн үүссэн. Орчлон ертөнц хэрхэн ажилладаг

Бидний үзэл баримтлалын дагуу физик хэрхэн ажилладаг талаар ярилцъя. Ньютоны үеэс хойш суурь физикийн парадигм өөрчлөгдөөгүй; энэ нь гурван хэсгээс бүрдэнэ. Эхнийх нь "төрийн орон зай": орчлон ертөнц оршин тогтнох боломжтой бүх боломжит тохиргооны жагсаалт юм. Хоёр дахь нь тодорхой цаг хугацааны хувьд Орчлон ертөнцийг төлөөлдөг тодорхой төлөв, ихэвчлэн одоогийнх юм. Гурав дахь нь орчлон ертөнц цаг хугацааны явцад хөгждөг тодорхой дүрэм юм. Өнөөдөр надад Ертөнцийг өгөөч, ирээдүйд юу болохыг физикийн хуулиуд танд хэлэх болно. Энэхүү сэтгэлгээ нь квант механик эсвэл харьцангуйн ерөнхий онол эсвэл квант талбайн онолд Ньютоны механик эсвэл Максвеллийн электродинамикаас дутахааргүй үнэн юм.

Ялангуяа квант механик нь энэ схемийн онцгой, гэхдээ маш олон талын хэрэгжилт юм. (Квантын талбайн онол бол квант механикийн тодорхой жишээ болохоос сэтгэлгээний шинэ арга биш). Төлөв байдал нь "долгионы функцууд" бөгөөд тодорхой системийн бүх боломжит долгионы функцүүдийн багцыг "Гилбертийн орон зай" гэж нэрлэдэг. Үүний давуу тал нь боломжуудын багцыг ихээхэн хязгаарладаг (учир нь энэ нь вектор орон зай юм: шинжээчдэд зориулсан тэмдэглэл). Хэмжээг нь (хэмжээний тоо) надад хэлсний дараа та Хильбертийн орон зайгаа бүрэн тодорхойлох болно. Энэ нь төрийн орон зай нь маш нарийн төвөгтэй болж чаддаг сонгодог механикаас эрс ялгаатай юм. Мөн түүнчлэн "Гамилтониан" машин байдаг бөгөөд энэ нь цаг хугацааны явцад нэг мужаас нөгөөд хэрхэн хөгжихийг яг таг зааж өгдөг. Гамильтончуудын олон сорт байдаггүй гэдгийг би давтан хэлье; тодорхой хэмжигдэхүүнүүдийн жагсаалтыг бичихэд хангалттай (эрчим хүчний хувийн үнэ цэнэ - танд зориулсан тодруулга, ядаргаатай мэргэжилтнүүд).

Дэлхий дээр амьдрал хэрхэн үүссэн. Дэлхий дээрх амьдрал

Манайхаас өөр химийн бодис ашигладаг амьдрал дэлхий дээр нэгээс олон удаа үүсч болно. Магадгүй. Хэрэв бид ийм үйл явцын нотолгоог олвол дэлхий дээр амьдрал үүссэнтэй адил ертөнцийн олон газарт бие биенээсээ хамааралгүйгээр амьдрал үүсэх магадлал өндөр байна гэсэн үг юм. Гэхдээ нөгөө талаас, хэрэв бид алс холын одыг тойрон эргэлдэж буй өөр гариг дээр амьдрал нээсэн бөгөөд энэ нь биднийхтэй ижил хими, магадгүй ижил ДНХ-ийн бүтэцтэй болсон бол бидэнд ямар мэдрэмж төрөхийг төсөөлөөд үз дээ.

Дэлхий дээрх амьдрал бүрэн аяндаа, санамсаргүй байдлаар үүссэн байх магадлал маш бага юм шиг санагддаг. Өөр газар яг ижил амьдрал үүсэх магадлал маш бага бөгөөд бараг тэгтэй тэнцүү байна. Гэхдээ Английн одон орон судлаач Фред Хойл, Чандра Викрамасингхе нар 1979 онд бичсэн "Амьдралын үүл" хэмээх ер бусын номондоо дурдсан эдгээр асуултын хариулт байж болох юм.

Дэлхий дээр амьдрал өөрөө бий болох магадлал маш бага байгааг харгалзан зохиогчид өөр тайлбарыг санал болгож байна. Энэ нь амьдрал үүсэх нь сансар огторгуйн хаа нэгтээ болж, дараа нь панспермиар дамжин орчлон даяар тархсантай холбоотой юм. Сансар огторгуйн мөргөлдөөний нурангид дарагдсан бичил харуурын амьдрал маш удаан хугацаанд унтаа байдалд байх боломжтой. Үүний дараа зорьсон газраа ирэхэд дахин хөгжиж эхэлнэ. Тиймээс орчлон ертөнцийн бүх амьдрал, түүний дотор дэлхий дээрх амьдрал нь үнэн хэрэгтээ ижил амьдрал юм.

Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн тухай видео

Орчлон ертөнц оргүйгээс хэрхэн үүссэн. Хүйтэн төрөлт

Гэсэн хэдий ч ийм нэгдэлд хүрэх замыг чанарын түвшинд бодож болох бөгөөд маш сонирхолтой хэтийн төлөв энд гарч ирдэг. Тэдний нэгийг алдарт сансар судлаач, Аризонагийн их сургуулийн профессор Лоуренс Краусс саяхан хэвлэгдсэн “Орчноос ирсэн ертөнц” номондоо авч үзсэн байна. Түүний таамаглал гайхалтай харагдаж байгаа ч физикийн тогтсон хуулиудтай огт зөрчилддөггүй.

Манай орчлон ертөнц 1032 Кельвин температуртай маш халуун анхны төлөвөөс үүссэн гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч орчлон ертөнцийн хүйтэн төрөлтийг цэвэр вакуумаас, илүү нарийвчлалтайгаар түүний квант хэлбэлзлээс төсөөлж болно. Ийм хэлбэлзэл нь оргүйгээс үүссэн, дараа нь ул мөргүй алга болсон маш олон виртуал бөөмсийг бий болгодог гэдгийг сайн мэддэг. Краусын хэлснээр вакуум хэлбэлзэл нь зарчмын хувьд ижил төстэй түр зуурын ертөнцийг бий болгох чадвартай бөгөөд тэдгээр нь тодорхой нөхцөлд виртуал төлөв байдлаас бодит байдалд шилждэг.

Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн тухай асуулт хүмүүсийн санааг зовоож ирсэн. Энэ нь гайхмаар зүйл биш юм, учир нь хүн бүр өөрсдийн гарал үүслийг мэдэхийг хүсдэг. Эрдэмтэд, санваартнууд, зохиолчид хэдэн мянган жилийн турш энэ асуултын төлөө тэмцэж ирсэн. Энэ асуулт нь зөвхөн мэргэжилтнүүдийн төдийгүй энгийн хүн бүрийн сэтгэлийг хөдөлгөдөг. Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн тухай асуултад 100% хариулт байхгүй гэдгийг шууд хэлэх нь зүйтэй болов уу. Ихэнх эрдэмтдийн дэмждэг онол л байдаг.

Энд бид дүн шинжилгээ хийх болно.

Хүнийг хүрээлж буй бүх зүйл өөрийн гэсэн эхлэлтэй байдаг тул эрт дээр үеэс хүн Орчлон ертөнцийн эхлэлийг олохыг хичээж ирсэн нь гайхах зүйл биш юм. Дундад зууны үеийн хүний хувьд энэ асуултын хариулт маш энгийн байсан - Бурхан ертөнцийг бүтээсэн. Гэсэн хэдий ч шинжлэх ухаан хөгжихийн хэрээр эрдэмтэд зөвхөн Бурханы тухай асуултаас гадна Орчлон ертөнц эхлэлтэй гэсэн санааг эргэлзэж эхлэв.

1929 онд Америкийн одон орон судлаач Хабблын ачаар эрдэмтэд орчлон ертөнцийн язгуурын тухай асуулт руу буцаж ирэв. Хаббл орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг галактикууд байнга хөдөлж байдаг гэдгийг баталсан нь баримт юм. Хөдөлгөөнөөс гадна тэд бас нэмэгдэж болох бөгөөд энэ нь Орчлон ертөнц нэмэгддэг гэсэн үг юм. Тэгээд ургавал энэ өсөлтийн үе шат байсан нь тогтоогдсон. Энэ нь орчлон ертөнц эхлэлтэй гэсэн үг юм.

Хэсэг хугацааны дараа Британийн одон орон судлаач Хойл нэгэн сенсаацтай таамаглал дэвшүүлэв: Орчлон ертөнц Их тэсрэлтийн үед үүссэн. Түүний онол энэ нэрээр түүхэнд бичигджээ. Хойлийн санааны мөн чанар нь энгийн бөгөөд нэгэн зэрэг төвөгтэй байдаг. Тэрээр нэгэн цагт сансар огторгуйн онцгой байдлын төлөв гэж нэрлэгддэг үе шат байдаг, өөрөөр хэлбэл цаг хугацаа тэг дээр зогсож, нягтрал, температур нь хязгааргүйтэй тэнцүү гэж үздэг байв. Нэгэн цагт дэлбэрэлт болж, үүний үр дүнд онцгой байдал эвдэрч, нягтрал, температур өөрчлөгдөж, материйн өсөлт эхэлсэн бөгөөд энэ нь цаг хугацаа тоолж эхэлсэн гэсэн үг юм. Хойл өөрөө онолыг үнэмшилгүй гэж нэрлэсэн боловч энэ нь түүнийг орчлон ертөнцийн гарал үүслийн талаархи хамгийн алдартай таамаглал болоход нь саад болоогүй юм.

Хойл том тэсрэлт гэж нэрлэсэн зүйл хэзээ болсон бэ? Эрдэмтэд олон тооны тооцоолол хийсний үр дүнд ихэнх нь 13.5 тэрбум жилийн тоон дээр санал нэгджээ. Тэр үед орчлон ертөнц хэдхэн секундын дотор атомаас жижиг хэмжээтэй болж, тэлэх үйл явц эхэлсэн. Таталцал гол үүрэг гүйцэтгэсэн. Хамгийн сонирхолтой нь хэрвээ жаахан хүчтэй байсан бол юу ч үүсэхгүй, дээд тал нь хар нүх байх байсан. Хэрэв таталцал бага зэрэг сул байсан бол юу ч үүсэхгүй.
Дэлбэрэлтээс хойш хэдхэн секундын дараа орчлон ертөнц дэх температур бага зэрэг буурч, энэ нь матери болон антиматерийг бий болгоход түлхэц өгсөн. Үүний үр дүнд атомууд гарч эхэлсэн. Тиймээс орчлон ертөнц монохромат байхаа больсон. Хаа нэгтээ илүү олон атом, хаа нэгтээ бага байсан. Зарим хэсэгт илүү халуун, заримд нь бага температуртай байв. Атомууд хоорондоо мөргөлдөж, нэгдлүүд, дараа нь шинэ бодисууд, дараа нь биетүүдийг үүсгэж эхлэв. Зарим объектууд асар их дотоод энергитэй байсан. Эдгээр нь одод байсан. Тэд өөрсдийн эргэн тойронд (таталцлын хүчний ачаар) бидний гариг гэж нэрлэдэг бусад биетүүдийг цуглуулж эхлэв. Системүүд ингэж үүссэн бөгөөд тэдгээрийн нэг нь манай Нарны аймаг юм.

Том тэсрэлт. Загварын асуудлууд ба тэдгээрийн шийдэл

Инфляцийн үе шатанд тэлэлт ер бусын өндөр хурдтай явагдсан тул орчлон ертөнцийн том хэмжээ, изотропийн асуудлыг шийдэж болно. Үүнээс үзэхэд ажиглагдаж буй орчлон ертөнцийн бүх орон зай нь инфляцийн өмнөх эрин үеийн нэг шалтгаантай холбоотой бүс нутгийн үр дүн юм.
Хавтгай ертөнцийн асуудлыг шийдэх. Инфляцийн үе шатанд орон зайн муруйлтын радиус нэмэгддэг тул энэ нь боломжтой юм. Энэ утга нь орчин үеийн нягтын параметрүүдийг эгзэгтэйтэй ойролцоо утгатай байлгах боломжийг олгодог.
Инфляцийн тэлэлт нь тодорхой далайц, спектрийн хэлбэртэй нягтын хэлбэлзэл үүсэхэд хүргэдэг. Энэ нь эдгээр хэлбэлзэл (хэлбэлзэл) нь том хэмжээний нэгэн төрлийн, изотропийг хадгалахын зэрэгцээ орчлон ертөнцийн одоогийн бүтэц болж хөгжих боломжийг олгодог. Энэ бол орчлон ертөнцийн том хэмжээний бүтцийн асуудлыг шийдэх шийдэл юм.

Инфляцийн загварын гол сул тал нь түүний хараахан нотлогдоогүй, бүрэн боловсруулагдаагүй онолуудаас хамааралтай гэж үзэж болно.

Жишээлбэл, загвар нь нэгдмэл талбайн онол дээр үндэслэсэн бөгөөд энэ нь зөвхөн таамаглал хэвээр байна. Үүнийг лабораторийн нөхцөлд туршилтаар турших боломжгүй. Загварын өөр нэг сул тал бол хэт халсан, тэлэх бодис хаанаас ирсэн нь ойлгомжгүй байдал юм. Гурван боломжийг энд авч үзнэ:

Стандарт Big Bang онол нь орчлон ертөнцийн хувьслын маш эрт үе шатанд инфляцийн эхлэлийг санал болгодог. Гэвч дараа нь онцгой байдлын асуудал шийдэгдэхгүй.
Хоёрдахь боломж бол орчлон ертөнц эмх замбараагүй байдлаас гарах явдал юм. Түүний өөр өөр хэсгүүд нь өөр өөр температуртай байсан тул зарим газарт шахалт, зарим газарт тэлэлт үүссэн. Орчлон ертөнцийн хэт халж, тэлж байсан бүс нутагт инфляци үүсэх байсан. Гэвч анхан шатны эмх замбараагүй байдал хаанаас үүссэн нь тодорхойгүй байна.
Гурав дахь сонголт бол квант механик зам бөгөөд түүгээр хэт халсан, өргөжиж буй материйн бөөгнөрөл үүссэн. Ер нь орчлон ертөнц оргүйгээс бий болсон.

Хүний ухамсараас гардаггүй гол асуултуудын нэг бол "Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн бэ?" Мэдээжийн хэрэг, энэ асуултад тодорхой хариулт байхгүй бөгөөд үүнийг удахгүй олж авах магадлал багатай ч шинжлэх ухаан энэ чиглэлд ажиллаж, манай Орчлон ертөнцийн гарал үүслийн тодорхой онолын загварыг бий болгож байна.

Юуны өмнө бид сансар судлалын загварын хүрээнд тайлбарлах ёстой Орчлон ертөнцийн үндсэн шинж чанаруудыг авч үзэх хэрэгтэй.

Загвар нь объектуудын хоорондох зай, тэдгээрийн хөдөлгөөний хурд, чиглэлийг харгалзан үзэх ёстой. Ийм тооцоолол нь Хабблын хууль дээр суурилдаг: cz = H0D, энд z нь объектын улаан шилжилт, D нь энэ объект хүртэлх зай, c нь гэрлийн хурд юм.
Загвар дээрх Орчлон ертөнцийн нас нь дэлхийн хамгийн эртний объектуудын наснаас давсан байх ёстой.
Загвар нь элементүүдийн анхны элбэг дэлбэг байдлыг харгалзан үзэх ёстой.
Загвар нь Орчлон ертөнцийн ажиглагдсан том хэмжээний бүтцийг харгалзан үзэх ёстой.
Загвар нь ажиглагдсан реликт дэвсгэрийг харгалзан үзэх ёстой.

Орчлон ертөнцийн үүсэл ба эхэн үеийн хувьслын талаарх нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онолыг ихэнх эрдэмтдийн дэмжсэн онолыг товчхон авч үзье. Өнөөдөр Big Bang-ийн онол нь орчлон ертөнцийн халуун загварыг Big Bang-тай хослуулахыг хэлдэг. Хэдийгээр эдгээр ойлголтууд нь анхнаасаа бие биенээсээ хамааралгүй оршин тогтнож байсан боловч тэдгээрийг нэгтгэсний үр дүнд орчлон ертөнцийн анхны химийн найрлага, түүнчлэн сансрын богино долгионы цацраг туяа байгааг тайлбарлах боломжтой болсон.

Энэхүү онолын дагуу орчлон ертөнц 13.77 тэрбум жилийн өмнө ямар нэгэн өтгөн халсан объектоос үүссэн бөгөөд энэ нь орчин үеийн физикийн хүрээнд тайлбарлахад хэцүү байдаг. Сансар судлалын онцгой байдлын асуудал нь түүнийг дүрслэхдээ нягтрал, температур гэх мэт ихэнх физик хэмжигдэхүүнүүд хязгааргүй байх хандлагатай байдаг. Үүний зэрэгцээ, хязгааргүй нягтралтай үед энтропи (эмх замбараагүй байдлын хэмжүүр) тэг болох хандлагатай байх ёстой бөгөөд энэ нь хязгааргүй температуртай ямар ч байдлаар нийцэхгүй байна.

Орчлон ертөнцийн хувьсал

Их тэсрэлтийн дараах эхний 10-43 секундийг квант эмх замбараагүй байдлын үе шат гэж нэрлэдэг. Оршихуйн энэ үе шатанд байгаа орчлон ертөнцийн мөн чанарыг бидний мэддэг физикийн хүрээнд тайлбарлах боломжгүй юм. Үргэлжилсэн нэгдмэл орон зай цаг хугацаа нь квант болж задардаг.

Планкийн мөч бол квант эмх замбараагүй байдлын төгсгөлийн мөч бөгөөд -43 секундэд 10-д унадаг. Энэ мөчид орчлон ертөнцийн параметрүүд нь Планкийн температур (ойролцоогоор 1032 К) зэрэг Планкийн утгатай тэнцүү байв. Планкийн эрин үед бүх дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэл (сул, хүчтэй, цахилгаан соронзон ба таталцлын) нэгдмэл харилцан үйлчлэлд нэгдсэн. Орчин үеийн физик нь Планкийн моментоос бага параметртэй ажилладаггүй тул Планкийн моментийг тодорхой урт хугацаа гэж үзэх боломжгүй юм.
Инфляцийн үе шат. Орчлон ертөнцийн түүхэн дэх дараагийн үе шат бол инфляцийн үе шат юм. Инфляцийн эхний мөчид таталцлын харилцан үйлчлэл нь нэг супер тэгш хэмийн талбайгаас (өмнө нь үндсэн харилцан үйлчлэлийн талбаруудыг багтаасан) тусгаарлагдсан байв. Энэ хугацаанд матери сөрөг даралттай байдаг бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн кинетик энергийн экспоненциал өсөлтийг үүсгэдэг. Энгийнээр хэлэхэд, энэ хугацаанд Орчлон ертөнц маш хурдан хөөрч эхэлсэн бөгөөд төгсгөлд нь физик талбайн энерги нь энгийн бөөмсийн энерги болж хувирдаг. Энэ үе шатны төгсгөлд бодис, цацрагийн температур ихээхэн нэмэгддэг. Инфляцийн үе шат дуусахтай зэрэгцэн хүчтэй харилцан үйлчлэл бий болдог. Мөн энэ мөчид орчлон ертөнцийн барион тэгш бус байдал үүсч байна.

[Орчлон ертөнцийн барион тэгш бус байдал нь орчлон ертөнц дэх материйн эсрэг бодисыг давамгайлах ажиглагдсан үзэгдэл юм]

Цацрагийн давамгайллын үе шат. Хэд хэдэн үе шатыг багтаасан Орчлон ертөнцийн хөгжлийн дараагийн үе шат. Энэ үе шатанд орчлон ертөнцийн температур буурч, кваркууд, дараа нь адрон, лептонууд үүсдэг. Нуклеосинтезийн эрин үед анхны химийн элементүүд үүсч, гелий нийлэгждэг. Гэсэн хэдий ч цацраг туяа бодисыг давамгайлсан хэвээр байна.
Бодисын ноёрхлын эрин үе. 10,000 жилийн дараа бодисын энерги аажмаар цацрагийн энергийг давж, тэдгээрийн салалт үүсдэг. Энэ бодис цацрагт давамгайлж эхэлдэг бөгөөд реликт дэвсгэр гарч ирдэг. Мөн бодисыг цацрагаар тусгаарлах нь материйн тархалтын анхны жигд бус байдлыг эрс сайжруулж, үүний үр дүнд галактик, супер галактикууд үүсч эхлэв. Орчлон ертөнцийн хуулиуд өнөөдөр бидний дагаж мөрддөг хэлбэрт хүрсэн.

Дээрх зураг нь хэд хэдэн үндсэн онолуудаас бүрдсэн бөгөөд орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эхний үе шатанд үүссэн тухай ерөнхий ойлголтыг өгдөг.

Орчлон ертөнц хаанаас ирсэн бэ?

Хэрэв орчлон ертөнц сансар судлалын өвөрмөц байдлаас үүссэн бол онцгой байдал нь өөрөө хаанаас үүссэн бэ? Одоогоор энэ асуултад яг тодорхой хариулт өгөх боломжгүй байна. "Орчлон ертөнцийн төрөлт" -д нөлөөлж буй сансар судлалын зарим загварыг авч үзье.

Эдгээр загварууд нь Орчлон ертөнц үргэлж оршсоор ирсэн бөгөөд цаг хугацааны явцад түүний төлөв байдал зөвхөн өөрчлөгдөж, тэлэлтээс шахалт руу шилжиж, буцаж ирдэг гэсэн нотолгоо дээр үндэслэсэн болно.

Стейнхардт-Турок загвар. Энэ загвар нь "бран" гэх мэт объектыг ашигладаг тул мөрний онол (M-онол) дээр суурилдаг.

[Утасны онолын (М-онол) бран (мембранаас) нь түүний байрлаж буй орон зайн хэмжээнээс бага хэмжээтэй олон хэмжээст физик объект юм.]

Энэхүү загвараар үзэгдэх орчлон ертөнц гурван триллион дотор байрладаг бөгөөд энэ нь үе үе, хэдэн триллион жил тутамд өөр гурван судалтай мөргөлддөг бөгөөд энэ нь Big Bang шиг зүйлийг үүсгэдэг. Дараа нь, бидний гурван брень нөгөөгөөсөө холдож, өргөжиж эхэлдэг. Хэзээ нэгэн цагт харанхуй энергийн эзлэх хувь тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг бөгөөд гурван тэнхлэгийн тэлэлтийн хурд нэмэгддэг. Асар том тэлэлт нь бодис, цацрагийг маш ихээр тарааж, дэлхий бараг нэгэн төрлийн, хоосон болж хувирдаг. Эцэст нь гурван судал дахин мөргөлдөж, бидний мөчлөгийн эхний үе шатанд эргэн орж, "Орчлон ертөнц"-ийг дахин төрүүлэв.

Лорис Баум, Пол Фрамптон нарын онолд мөн орчлон ертөнц мөчлөгтэй гэж заасан байдаг. Тэдний онолоор бол сүүлийнх нь, Их тэсрэлтийн дараа, орон зай цаг хугацааны "задрах" мөч болох Big Rip-д ойртох хүртэл харанхуй энергийн улмаас өргөжих болно. Мэдэгдэж байгаагаар "хаалттай системд энтропи буурахгүй" (термодинамикийн хоёр дахь хууль). Энэ мэдэгдлээс харахад орчлон ертөнц анхны төлөвтөө буцаж чадахгүй, учир нь ийм үйл явцын үед энтропи буурах ёстой. Гэхдээ энэ онолын хүрээнд энэ асуудлыг шийддэг. Баум, Фрэмптон нарын онолоор бол Их хагарлаас хэдхэн хормын өмнө орчлон ертөнц олон "хэсэг" болж хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь нилээд бага энтропийн утгатай байдаг. Хэд хэдэн фазын шилжилтийг туулж, өмнөх Орчлон ертөнцийн эдгээр "хавчуурууд" нь матери үүсгэж, анхны Орчлон ертөнцтэй адил хөгждөг. Эдгээр шинэ ертөнцүүд гэрлийн хурдаас илүү хурдтайгаар бие биенээсээ салж нисдэг тул бие биетэйгээ харьцдаггүй. Тиймээс эрдэмтэд ихэнх сансар судлалын онолын дагуу орчлон ертөнцийн төрөлт эхэлдэг сансар судлалын өвөрмөц байдлаас зайлсхийсэн. Өөрөөр хэлбэл, мөчлөг дуусах мөчид Орчлон ертөнц харилцан үйлчлэлгүй бусад олон ертөнцүүдэд хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь шинэ ертөнц болж хувирдаг.
Тохиромжтой циклийн сансар судлал - Рожер Пенроуз, Вахагн Гурзадян нарын мөчлөгийн загвар. Энэ загварын дагуу орчлон ертөнц термодинамикийн хоёрдугаар хуулийг зөрчихгүйгээр шинэ мөчлөгт орох боломжтой. Энэ онол нь хар нүх нь шингэсэн мэдээллийг устгадаг гэсэн таамаглал дээр үндэслэсэн бөгөөд энэ нь ямар нэгэн байдлаар "хууль ёсоор" орчлон ертөнцийн энтропийг бууруулдаг. Дараа нь Орчлон ертөнцийн оршин тогтнох ийм мөчлөг бүр Их тэсрэлттэй төстэй зүйлээс эхэлж, өвөрмөц байдлаар төгсдөг.

Орчлон ертөнцийн үүслийн бусад загварууд

Үзэгдэх орчлон ертөнцийн дүр төрхийг тайлбарласан бусад таамаглалуудын дунд дараахь хоёр таамаг хамгийн алдартай нь:

Инфляцийн эмх замбараагүй онол - Андрей Линдэгийн онол. Энэ онолын дагуу бүхэл бүтэн эзэлхүүнээрээ жигд бус тодорхой скаляр орон байдаг. Өөрөөр хэлбэл, орчлон ертөнцийн янз бүрийн хэсэгт скаляр орон өөр өөр утгатай байдаг. Дараа нь талбайн сул талбарт юу ч тохиолддоггүй, харин хүчтэй талбартай газрууд нь эрчим хүчнийхээ ачаар тэлж (инфляци) шинэ ертөнцийг бүрдүүлдэг. Энэ хувилбар нь нэгэн зэрэг үүссэнгүй, өөрийн гэсэн энгийн бөөмс, улмаар байгалийн хуулиудтай олон ертөнц оршин тогтнож байгааг харуулж байна.
Ли Смолины онол нь Их тэсрэлт бол орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эхлэл биш, харин түүний хоёр төлөв хоорондын үе шат юм. Их тэсрэлтээс өмнө орчлон ертөнц нь хар нүхний өвөрмөц шинж чанартай ойролцоо сансар судлалын өвөрмөц хэлбэрээр оршдог байсан тул Смолин орчлон ертөнц хар нүхнээс үүссэн байж магадгүй гэж үздэг.

Орчлон ертөнц тасралтгүй үүсч, эцэг эхээсээ нахиалж, өөрсдийн байр сууриа олж авдаг загварууд бас байдаг. Түүгээр ч барахгүй ийм ертөнцөд ижил физик хуулиудыг бий болгох нь огт шаардлагагүй юм. Эдгээр бүх ертөнц нь нэг орон зай-цаг хугацааны үргэлжлэлд "суулгагдсан" боловч тэдгээр нь бие биенийхээ оршихуйг мэдэрдэггүй тул дотроо маш их тусгаарлагдсан байдаг. Ерөнхийдөө инфляцийн тухай ойлголт нь асар том мегакосмосод өөр өөр бүтэцтэй бие биенээсээ тусгаарлагдсан олон орчлон ертөнцүүд байдаг гэдгийг харгалзан үзэх боломжийг олгодог - үнэхээр хүчнүүд.

Цикл болон бусад загварууд нь Big Bang-ийн онолоор хариулж чадахгүй олон асуултанд хариулдаг ч сансар судлалын онцгой байдлын асуудал юм. Гэсэн хэдий ч, инфляцийн онолтой хослуулан Big Bang нь орчлон ертөнцийн гарал үүслийг илүү бүрэн тайлбарлаж, олон ажиглалттай санал нийлж байна.

Өнөөдөр судлаачид орчлон ертөнцийн үүслийн боломжит хувилбаруудыг эрчимтэй судалж байгаа боловч "Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн бэ?" Гэсэн асуултад няцаашгүй хариулт өгөх боломжгүй юм. - ойрын ирээдүйд амжилтанд хүрэх магадлал багатай. Үүний хоёр шалтгаан бий: сансар судлалын онолыг шууд нотлох нь бараг боломжгүй, зөвхөн шууд бус; Онолын хувьд ч Их тэсрэлтийн өмнөх ертөнцийн талаар үнэн зөв мэдээлэл олж авах боломжгүй. Эдгээр хоёр шалтгааны улмаас эрдэмтэд зөвхөн таамаглал дэвшүүлж, бидний ажиглаж буй Орчлон ертөнцийн мөн чанарыг хамгийн зөв дүрслэх сансар судлалын загварыг бий болгож чадна.

Өнөөдрөөс 13.7 тэрбум жилийн өмнөх бүх орчлон ертөнц ганц бие байсан үеийг төсөөлөхөд бэрх. Их тэсрэлтийн онолын дагуу орчлон ертөнц болон сансар дахь бүх бодис хаанаас ирснийг тайлбарлах гол өрсөлдөгчдийн нэг нь атомын доорх бөөмсөөс жижиг цэгт шахагдсан байв. Гэхдээ үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой хэвээр байгаа бол энэ талаар бодоорой: Их тэсрэлт болохоос өмнө юу болсон бэ?

Орчин үеийн сансар судлалын энэ асуулт МЭ 4-р зуунаас эхэлдэг. 1600 жилийн өмнө теологич Августин Ерөөлт ертөнцийг бүтээхээс өмнө Бурханы мөн чанарыг ойлгохыг оролдсон. Тэгээд тэр юунд хүрснийг та мэдэх үү? Цаг хугацаа бол Бурханы бүтээлийн нэг хэсэг байсан бөгөөд "өмнө" гэж байгаагүй.

20-р зууны шилдэг физикчдийн нэг Альберт Эйнштейн харьцангуйн онолоо боловсруулахдаа бараг ижил дүгнэлтэд хүрсэн. Массын үр нөлөөг цаг тухайд нь анхаарч үзэх нь хангалттай юм. Гаригийн асар их масс нь цаг хугацааг гажуудуулж, тойрог замд байгаа сансрын нисгэгчээс илүү гадаргуу дээрх хүний хувьд удаан урсдаг. Ялгаа нь дэндүү өчүүхэн боловч үнэндээ том хадны дэргэд зогсож байгаа хүн талбай дээр зогсож байгаа хүнээс удаан хөгширдөг. Гэхдээ хоёр дахь залуу болоход тэрбум жил шаардлагатай. Их тэсрэлтийн өмнөх онцгой байдал нь орчлон ертөнцийн бүх массыг агуулж байсан бөгөөд энэ нь цаг хугацааг үр дүнтэйгээр зогсоосон юм.

Эйнштейний харьцангуйн онолоор бол онцгой байдал өргөжиж, шахсан хязгааргүйг давж эхлэх тэр мөчид цаг хугацаа үүссэн. Эйнштейнийг нас барснаас хойш хэдэн арван жилийн дараа квант физикийн хөгжил, олон янзын шинэ онолууд Их тэсрэлтийн өмнөх орчлон ертөнцийн мөн чанарын тухай маргааныг дахин дахин эхлүүлэв. Ингээд харцгаая.

Branes, мөчлөг болон бусад санаанууд
"Бурхан нулимаад, гараад хаалгыг нь цохив.
Бид түүний ард байсан - гэхдээ хаалганууд алга болсон."
А.Непомнящий

Хэрэв манай орчлон өөр, хуучин ертөнцийн удам юм бол яах вэ? Зарим астрофизикчид их тэсрэлтээс үлдсэн цацраг туяа гэж үздэг: сансрын богино долгионы дэвсгэр нь энэ түүхийг тодруулахад тусална.

Одон орон судлаачид анх 1965 онд сансрын богино долгионы фон цацрагийг илрүүлсэн бөгөөд энэ нь их тэсрэлтийн онолд тодорхой асуудлуудыг үүсгэсэн бөгөөд энэ нь эрдэмтэд богино хугацаанд (1981 он хүртэл) эргэлзэж, инфляцийн онолыг хөгжүүлэхэд хүргэсэн. Энэхүү онолын дагуу орчлон ертөнц оршин тогтнох эхний мөчүүдэд асар хурдацтай тэлж эхэлсэн. Энэ онол нь CMB-ийн хэлбэлзлийн температур, нягтыг тайлбарлаж, эдгээр хэлбэлзэл нь ижил байх ёстой гэж үздэг.

Гэвч тодорхой болсон шиг, үгүй. Сүүлийн үеийн судалгаагаар орчлон ертөнц үнэндээ нэг талт, зарим газар бусдаасаа илүү хэлбэлзэлтэй байдаг нь тодорхой болсон. Зарим сансар судлаачид энэхүү ажиглалт нь манай орчлон ертөнц "ээж"(!)-тэй байсныг баталж байна гэж үздэг.

Эмх замбараагүй инфляцийн онолд энэ санаа хүчээ авч байна: инфляцийн хөөсүүдийн эцэс төгсгөлгүй дэвшил нь орчлон ертөнцийн элбэг дэлбэг байдлыг бий болгож, тэдгээр нь тус бүр нь асар олон тооны Multiverses-д илүү их инфляцийн хөөс үүсгэдэг.

Гэсэн хэдий ч их тэсрэлтийн өмнөх онцгой байдал үүсэхийг тайлбарлахыг оролддог загварууд байдаг. Хэрэв та хар нүхийг аварга том хогийн сав гэж бодож байвал тэдгээр нь анхдагч сүйрлийн гол нэр дэвшигчид тул бидний тэлж буй орчлон ертөнц нь цагаан нүх буюу хар нүхний гаралтын нүх байж болох бөгөөд манай орчлон дахь хар нүх бүр өөр өөр орчлон ертөнцийг байрлуулж болох юм.

Бусад эрдэмтэд өвөрмөц байдал үүсэхийн ард "их тэсрэлт" гэж нэрлэгддэг мөчлөг байдаг гэж үздэг бөгөөд энэ нь тэлж буй орчлон ертөнц эцэст нь өөрөө сүйрч, өөр нэг онцгой байдлыг бий болгодог бөгөөд энэ нь дахин их тэсрэлт үүсгэдэг. Энэ үйл явц нь мөнхийн байх бөгөөд бүх онцгой байдал, бүх уналт нь Орчлон ертөнцийн оршин тогтнох өөр үе шат руу шилжихээс өөр зүйлийг илэрхийлэхгүй.

Бидний авч үзэх сүүлчийн тайлбар нь утсан онолоор бий болсон мөчлөгт ертөнцийн санааг ашигладаг. Энэ нь бидний хэмжээсээс давсан хоёр мембран, эс бөгөөс бие биетэйгээ мөргөлдөхөд хэдэн триллион жил тутамд шинэ бодис, энергийн урсгал үүсдэг болохыг харуулж байна.

Их тэсрэлтийн өмнө юу болсон бэ? Асуулт нээлттэй хэвээр байна. Магадгүй юу ч биш. Магадгүй өөр Орчлон ертөнц эсвэл бидний өөр хувилбар. Магадгүй бие махбодийн бодит байдлын мөн чанарыг тодорхойлдог өөрийн гэсэн хууль тогтоомж, тогтмол хэмжигдэхүүнтэй орчлон ертөнцийн далай байж магадгүй юм.

Оддын массууд... Манай шинжлэх ухаан төөрөлдсөн бөгөөд нэгэн зэрэг атом шиг ажилладаг, гэхдээ бүтэц нь асар том бөгөөд (зөвхөн бололтой?) санамсаргүй ээдрээтэй гэдгээрээ биднийг төөрөлдүүлдэг асар том биетүүдийг гайхшруулж байна. Магадгүй, цаг хугацаа өнгөрөхөд оддын бүтцэд найрлага, байршлын аль алинд нь ямар нэгэн дэг журам, үе үе гарч ирэх болно. (Н.А. Садовский)

Одтой шөнө толгойгоо өргөцгөөе. Хаа нэгтээ, хар хөх хөшигний цаанаас бүх зүйл эхэлсэн. Тэгээд бүх зүйл ердийнх шигээ юу ч биш байсан юм. Гэхдээ бид 15 тэрбум жилийн өмнө орчлон ертөнцөд болсон Их тэсрэлтийг америкчуудын нэрлэж заншсанаар Big Bang-аас эхэлнэ. Үүнээс өмнө орчлон ертөнц ямар байсныг бид төсөөлж ч чадахгүй.

Бидэнд цаг байна. Дэлхий даяар цаг тасарсан ч нар мандаж, жаргаж, нарны өдрүүдийг тоолж, модны цагираг моднууд дээр тогтсон хэвээр байх болно, цаг хугацаа зогсохгүй. Одоо цаг байхгүй гэж төсөөлөөд үз дээ. Цаг хугацаа зогссонгүй. Энэ нь зүгээр л байхгүй. Мөн зай байхгүй. Ямар ч бодис байхгүй. Асар их нягттай материйн бөөгнөрөл байдаг. Дэлхий ертөнцийн ирээдүйн бүх зүйл, дараа нь од болох бүх зүйл, гаригууд - бүх зүйл хязгааргүй өндөр температуртай нэг цэгт шахагдсан байдаг. Ийнхүү орчлон ертөнц "эхлэв". Энэ үйл явдлын мөчид орон зай, цаг хугацаа үүссэн.

Их тэсрэлтийн өмнө юу болсныг асуух нь утгагүй юм. Хойд туйлаас хойшоо юу вэ, өмнөд туйлаас өмнө юу вэ гэж асуухтай адил. “Энэ хаана болсон бэ?” гэсэн асуултад “хаа сайгүй” гэсэн ганцхан үгээр хариулж болно. Үнэн хэрэгтээ, тэр үед Орчлон ертөнц өөр орон зайд тусгаарлагдсан цэг биш байв. Тэр энэ бүх цэг байсан бөгөөд тэр үед түүний хэмжээсүүд маш бага буюу электрон хэмжээтэй ойролцоо байв. Ийм цэгийг зөвхөн хүчирхэг электрон микроскопоор харж болно. Гэхдээ масс нь харьцангуй том юм: 100 биш, 1000 биш, бүр 1,000,000 тонн ч биш - илүү их. Дэлхий, Нарны массаас илүү, манай Галактикийн массаас зуун мянган тэрбум (100,000,000,000,000) дахин их. Тэнд тийм ч бага зүйл байдаггүй - нар шиг жинтэй, илүү хүнд жинтэй 150 тэрбум од!

Дараа нь энэ цэг асар их хүчээр "тэсэрч", энгийн тоосонцороос бүрдсэн асар том үүл бүх чиглэлд ургаж эхлэв. Бөөм бүр нь хүнд байсан бөгөөд богино боловч шуургатай амьдралыг туулсан. Орчлон ертөнц үүсэх эхний үе шатыг адроник гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь секундын зөвхөн нэг хэсэг буюу арван мянганы нэг (0.0001 сек) үргэлжилсэн! Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь вакуум дахь гэрлийн хурдаас давж, 300,000,000 м/с (300,000 км/с) хүрчээ. Харьцуул: Калашниковын автомат буугаар буудсан сумны анхны хурд нь 715 м/с, энэ нь секундэд нэг километр хүрэхгүй эхний зугтах хурд нь 8 км/с; Орбит дахь сансрын хөлөг ойролцоогоор ижил хурдтай хөдөлдөг.

Орчлон ертөнц оршин тогтнох эхний мөчүүдэд маш халуун байсан бөгөөд хамгийн халуун одны дотоод хэсгээс хамаагүй халуун байв. 10 тэрбум хэмээс дээш температурт орчлон ертөнцийн температуртай яг ижил температурт ямар ч бодис оршин тогтнох боломжгүй. Тийм ээ, тэр хараахан тэнд байгаагүй. Орчлон ертөнцийн бараг бүх энерги нь цахилгаан соронзон цацраг (фотон) хэлбэрээр оршдог, өөрөөр хэлбэл Орчлон ертөнц "гялалзсан", бүр тодруулбал энэ нь өөрөө тод, төгсгөлгүй гэрэл байв.

Адрон бол хамгийн хүнд энгийн бөөмс юм. Харин одоо хөнгөн тоосонцор болох лептонуудын цаг иржээ. Хоёр дахь шат эхэллээ.

Та бүхний мэдэж байгаагаар бөөмс хөдөлгөөнгүй зогсохгүй хөдөлж, мөргөлдөж, алга болж, өөрчлөгддөг. Ийм "бүжгийн" үр дүнд бөөмс ба эсрэг бөөмс үүсдэг. Тэд хамтдаа оршин тогтнох боломжгүй. Энд хэн ялах нь тодорхой байна. Санамсаргүй байдлаар бөөмсийн тоо нь эсрэг бөөмсийн тооноос арай илүү болж хувирав. Бөөмүүд "амьд үлдсэн" бөгөөд одоо бүх дэлхий тэднээс бүтээгдсэн.

Хэрэв эсрэг бөөмс ялвал юу болох вэ? Эрдэмтэд хариулахдаа: онцгой зүйл байхгүй, дэлхий хэвээрээ үлдэх болно, зөвхөн атомын бүтэц бага зэрэг өөрчлөгдөх болно. "Манай" атомууд нь эерэг цэнэгтэй цөмтэй, бүрхүүлүүд дээр сөрөг цэнэгтэй электронууд байдаг. Гэхдээ энэ нь эсрэгээрээ байх болно. Мөн электроныг позитрон гэж нэрлэнэ... Эрдэмтэд лабораторийн нөхцөлд эсрэг бөөмсийг олж авч сурсан ч дэлхий дээр чөлөөт төлөвт антиматер байдаггүй.

10 секундын дотор орчлон ертөнц хоёр дахь (лептон) шатыг термоядролын урвалаараа "гулсав". Дэлхий ямар бодисоос бүрдэхийг аль хэдийн тодорхойлсон. Устөрөгчийн атомууд, дараа нь гелийн цөмүүд гарч ирэв. Нэг өдрийн дотор орчлон ертөнц хэт нягтралаа алджээ. Эхний өдрийн эцэс гэхэд түүний нягт нь энгийн агаарын нягтаас 100 дахин бага байв.

Энд л өндөр хурдны ертөнц дуусав. Гурав дахь эрин - цацрагийн эрин үе нь сая жил үргэлжилсэн. Хэдийгээр энэ нь орчлон ертөнцийн олон тэрбум долларын амьдралтай харьцуулахад тийм ч их биш боловч хэдхэн секунд үргэлжилдэг хурдан эхлэлтэй харьцуулбал тийм ээ, энэ нь маш их юм. Сансар огторгуйд одоог хүртэл илэрсэн реликт цацраг нь тэр эрин үеийг санагдуулдаг. Реликт цацрагийг 2.7 К-ийн температурт туйлын хар биетийн цацраг гэж нэрлэдэг. Тийм ээ, бүү гайх, туйлын хар биет бас "цацрааж" болно. Хөндий бөмбөгийг төсөөлөөд үз дээ. Бид үүнийг халааж эхлэв гэж бодъё. Дотор юу болоод байна аа? Манай бөмбөг хоосон байна. Ийм хөндийн доторх "дулаан" нь дотоод хананы хоорондох цахилгаан соронзон долгион юм. Хэрэв биеийг 6000 ° C хүртэл халаавал долгион нь голчлон спектрийн харагдах хэсэгт гарч ирнэ. Манай бөмбөгийг "хар бие" гэж нэрлэж болно, учир нь цацраг нь түүний ханаар дамждаггүй бөгөөд гаднах ажиглагчийн хувьд "хар" байдаг ч дотроо халдаг. Хар биеийн янз бүрийн температурт цацраг туяа нь өөр өөр байдаг. 6000 градусын температурт ногоон өнгөтэй, нэг сая Кельвин температурт энэ нь рентген туяа юм. Үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт (-273 ° C) - богино долгионы зуух. Орчлон ертөнцөд ийм зүйл тохиолддог. Энэ тохиолдолд CMB нь орчлон ертөнцийн хөгжлийн гурав дахь үе шат болох цацрагийн эрин үеийн дурсамж юм.

Цацрагийн эрин үе нь матери үүссэнээр дуусч, бидний амьдарч буй өөр эрин эхэлсэн. Энэ бол бодисын эрин үе юм. Квазарууд, галактикууд, одууд, гаригийн системүүд - бидний одоо дэлхийгээс ажиглаж буй бүх зүйл бий.

Санал өгсөн Баярлалаа!

Та сонирхож магадгүй:

Загвар нь объектуудын хоорондох зай, тэдгээрийн хөдөлгөөний хурд, чиглэлийг харгалзан үзэх ёстой. Ийм тооцоог Хабблын хууль дээр үндэслэсэн болно. cz =H 0Д, Хаана z- объектын улаан шилжилт, Д- энэ объект хүртэлх зай, в- гэрлийн хурд.
Загвар дээрх Орчлон ертөнцийн нас нь дэлхийн хамгийн эртний объектуудын наснаас давсан байх ёстой.
Загвар нь элементүүдийн анхны элбэг дэлбэг байдлыг харгалзан үзэх ёстой.
Загвар нь ажиглагдаж болох зүйлийг харгалзан үзэх ёстой.
Загвар нь ажиглагдсан реликт дэвсгэрийг харгалзан үзэх ёстой.

Орчлон ертөнцийн үүсэл ба эхэн үеийн хувьслын талаарх нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онолыг ихэнх эрдэмтдийн дэмжсэн онолыг товчхон авч үзье. Өнөөдөр Big Bang-ийн онол нь орчлон ертөнцийн халуун загварыг Big Bang-тай хослуулахыг хэлдэг. Эдгээр ойлголтууд нь анхнаасаа бие биенээсээ хамааралгүй оршин тогтнож байсан боловч тэдгээрийг нэгтгэсний үр дүнд орчлон ертөнцийн анхны химийн найрлага, түүнчлэн сансрын богино долгионы цацраг туяа байгааг тайлбарлах боломжтой болсон.

Энэхүү онолын дагуу орчлон ертөнц 13.77 тэрбум жилийн өмнө ямар нэгэн өтгөн халсан объектоос үүссэн бөгөөд орчин үеийн физикийн хүрээнд тайлбарлахад хэцүү байдаг. Сансар судлалын онцгой байдлын асуудал нь түүнийг дүрслэхдээ нягтрал, температур гэх мэт ихэнх физик хэмжигдэхүүнүүд хязгааргүй байх хандлагатай байдаг. Үүний зэрэгцээ, хязгааргүй нягтралд (эмх замбараагүй байдлын хэмжүүр) тэг рүү чиглэх ёстой гэдгийг мэддэг бөгөөд энэ нь хязгааргүй температуртай ямар ч байдлаар нийцдэггүй.

- Их тэсрэлтийн дараах эхний 10-43 секундийг квант эмх замбараагүй байдлын үе шат гэж нэрлэдэг. Оршихуйн энэ үе шатанд байгаа орчлон ертөнцийн мөн чанарыг бидний мэддэг физикийн хүрээнд тайлбарлах боломжгүй юм. Үргэлжилсэн нэгдмэл орон зай цаг хугацаа нь квант болж задардаг.

Планкийн мөч бол квант эмх замбараагүй байдлын төгсгөлийн мөч бөгөөд 10 -43 секундэд унадаг. Энэ мөчид орчлон ертөнцийн параметрүүд нь Планкийн температуртай (ойролцоогоор 10 32 К) тэнцүү байв. Планкийн эрин үед бүх дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэл (сул, хүчтэй, цахилгаан соронзон ба таталцлын) нэгдмэл харилцан үйлчлэлд нэгдсэн. Орчин үеийн физик нь Планкийн моментоос бага параметртэй ажилладаггүй тул Планкийн моментийг урт хугацаа гэж үзэх боломжгүй юм.
Үе шат. Орчлон ертөнцийн түүхэн дэх дараагийн үе шат бол инфляцийн үе шат юм. Инфляцийн эхний мөчид таталцлын харилцан үйлчлэл нь нэг супер тэгш хэмийн талбайгаас (өмнө нь үндсэн харилцан үйлчлэлийн талбаруудыг багтаасан) тусгаарлагдсан байв. Энэ хугацаанд матери сөрөг даралттай байдаг бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн кинетик энергийн экспоненциал өсөлтийг үүсгэдэг. Энгийнээр хэлэхэд, энэ хугацаанд Орчлон ертөнц маш хурдан хөөрч эхэлсэн бөгөөд төгсгөлд нь физик талбайн энерги нь энгийн бөөмсийн энерги болж хувирдаг. Энэ үе шатны төгсгөлд бодис, цацрагийн температур ихээхэн нэмэгддэг. Инфляцийн үе шат дуусахтай зэрэгцэн хүчтэй харилцан үйлчлэл бий болдог. Мөн энэ мөчид энэ нь үүсдэг.
Цацрагийн давамгайллын үе шат. Хэд хэдэн үе шатыг багтаасан Орчлон ертөнцийн хөгжлийн дараагийн үе шат. Энэ үе шатанд орчлон ертөнцийн температур буурч, кваркууд, дараа нь адрон, лептонууд үүсдэг. Нуклеосинтезийн эрин үед анхны химийн элементүүд үүсч, гелий нийлэгждэг. Гэсэн хэдий ч цацраг туяа бодисыг давамгайлсан хэвээр байна.
Бодисын ноёрхлын эрин үе. 10,000 жилийн дараа бодисын энерги аажмаар цацрагийн энергийг давж, тэдгээрийн салалт үүсдэг. Энэ бодис цацрагт давамгайлж эхэлдэг бөгөөд реликт дэвсгэр гарч ирдэг. Мөн бодисыг цацрагаар тусгаарлах нь материйн тархалтын анхны жигд бус байдлыг эрс сайжруулж, үүний үр дүнд галактик, супер галактикууд үүсч эхлэв. Орчлон ертөнцийн хуулиуд өнөөдөр бидний дагаж мөрддөг хэлбэрт хүрсэн.

Орчлон ертөнц хаанаас ирсэн бэ?

Циклийн загварууд

Стейнхардт-Турок загвар. Энэ загвар нь "бран" гэх мэт объектыг ашигладаг тул мөрний онол (M-онол) дээр суурилдаг. Энэхүү загварт үзэгдэх орчлон ертөнц нь 3-бөмбөрцөг дотор байрладаг бөгөөд энэ нь үе үе, хэдэн их наяд жил тутам өөр 3-брантай мөргөлддөг бөгөөд энэ нь Big Bang шиг зүйлийг үүсгэдэг. Дараа нь бидний 3-төмөр нөгөөгөөсөө холдож, өргөжиж эхэлдэг. Хэзээ нэгэн цагт харанхуй энергийн эзлэх хувь тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг бөгөөд 3-браны тэлэлтийн хурд нэмэгддэг. Асар том тэлэлт нь бодис, цацрагийг маш ихээр тарааж, дэлхий бараг нэгэн төрлийн, хоосон болж хувирдаг. Эцэст нь 3-бран дахин мөргөлдөж, бидний мөчлөгийн эхний үе шатанд эргэн орж, дахин "Орчлон ертөнц"-ийг төрүүлэв.

Лорис Баум, Пол Фрамптон нарын онолд мөн орчлон ертөнц мөчлөгтэй гэж заасан байдаг. Тэдний онолоор бол сүүлийнх нь Их тэсрэлтийн дараа харанхуй энергийн улмаас орон зай-цаг хугацааны өөрөө "мөхөх" мөч болох Big Rip-д ойртох хүртлээ тэлэх болно. Мэдэгдэж байгаагаар "хаалттай системд энтропи буурахгүй" (термодинамикийн хоёр дахь хууль). Энэ мэдэгдлээс харахад орчлон ертөнц анхны төлөвтөө буцаж чадахгүй, учир нь ийм үйл явцын үед энтропи буурах ёстой. Гэхдээ энэ онолын хүрээнд энэ асуудлыг шийддэг. Баум, Фрэмптон нарын онолоор бол Их хагарлаас хэдхэн хормын өмнө орчлон ертөнц олон "хэсэг" болж хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь нилээд бага энтропийн утгатай байдаг. Хэд хэдэн фазын шилжилтийг туулж, өмнөх Орчлон ертөнцийн эдгээр "хавчуурууд" нь матери үүсгэж, анхны Орчлон ертөнцтэй адил хөгждөг. Эдгээр шинэ ертөнцүүд гэрлийн хурдаас илүү хурдтайгаар бие биенээсээ салж нисдэг тул бие биетэйгээ харьцдаггүй. Тиймээс эрдэмтэд ихэнх сансар судлалын онолын дагуу орчлон ертөнцийн төрөлт эхэлдэг сансар судлалын өвөрмөц байдлаас зайлсхийсэн. Өөрөөр хэлбэл, мөчлөг дуусах мөчид Орчлон ертөнц харилцан үйлчлэлгүй бусад олон ертөнцүүдэд хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь шинэ ертөнц болж хувирдаг.
Тохиромжтой циклийн сансар судлал - Рожер Пенроуз, Вахагн Гурзадян нарын мөчлөгийн загвар. Энэ загварын дагуу орчлон ертөнц термодинамикийн хоёрдугаар хуулийг зөрчихгүйгээр шинэ мөчлөгт орох боломжтой. Энэ онол нь хар нүх нь шингэсэн мэдээллийг устгадаг гэсэн таамаглал дээр үндэслэсэн бөгөөд энэ нь ямар нэгэн байдлаар "хууль ёсоор" орчлон ертөнцийн энтропийг бууруулдаг. Дараа нь Орчлон ертөнцийн оршин тогтнох ийм мөчлөг бүр Их тэсрэлттэй төстэй зүйлээс эхэлж, өвөрмөц байдлаар төгсдөг.

Орчлон ертөнцийн үүслийн бусад загварууд

Инфляцийн эмх замбараагүй онол - Андрей Линдэгийн онол. Энэ онолын дагуу бүхэл бүтэн эзэлхүүнээрээ жигд бус тодорхой скаляр орон байдаг. Өөрөөр хэлбэл, орчлон ертөнцийн янз бүрийн хэсэгт скаляр орон өөр өөр утгатай байдаг. Дараа нь талбайн сул талбарт юу ч тохиолддоггүй, харин хүчтэй талбартай газрууд нь эрчим хүчнийхээ ачаар тэлж (инфляци) шинэ ертөнцийг бүрдүүлдэг. Энэ хувилбар нь нэгэн зэрэг үүссэн, өөрийн гэсэн энгийн бөөмс, улмаар байгалийн хуулиудтай олон ертөнц оршин тогтнож байгааг харуулж байна.
Ли Смолины онол нь Их тэсрэлт бол орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эхлэл биш, харин түүний хоёр төлөв хоорондын үе шат юм. Их тэсрэлтээс өмнө орчлон ертөнц нь хар нүхний өвөрмөц шинж чанартай ойролцоо сансар судлалын өвөрмөц хэлбэрээр оршдог байсан тул Смолин орчлон ертөнц хар нүхнээс үүссэн байж магадгүй гэж үздэг.

Үр дүн

Өнөөдөр судлаачид орчлон ертөнцийн үүслийн боломжит хувилбаруудыг эрчимтэй судалж байгаа боловч "Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн бэ?" Гэсэн асуултад няцаашгүй хариулт өгөх боломжгүй юм. - Ойрын ирээдүйд амжилтанд хүрэх магадлал багатай. Үүний хоёр шалтгаан бий: сансар судлалын онолыг шууд нотлох нь бараг боломжгүй, зөвхөн шууд бус; Онолын хувьд ч Их тэсрэлтийн өмнөх ертөнцийн талаар үнэн зөв мэдээлэл олж авах боломжгүй. Эдгээр хоёр шалтгааны улмаас эрдэмтэд зөвхөн таамаглал дэвшүүлж, бидний ажиглаж буй Орчлон ертөнцийн мөн чанарыг хамгийн зөв дүрслэх сансар судлалын загварыг бий болгож чадна.