Том дэлбэрэлт хэрхэн болсон. Том тэсрэлт

« Миний хувьд миний хяналтаас гадуур, бүр боломжгүй зүйлд санаа зовоход амьдрал дэндүү богинохон. Тиймээс тэд: "Хэрэв дэлхийг залгивал яах вэ? хар нүх, эсвэл орон зай-цаг хугацааны гажуудал үүсэх болно - энэ нь санаа зовох шалтгаан мөн үү? Миний хариулт бол үгүй, учир нь энэ нь бидний... орон зай-цаг хугацаандаа хүрэхэд л бид энэ тухай мэдэх болно. Байгаль цагаа зөв гэж шийдэх үед бид цочирддог: дууны хурд, гэрлийн хурд, цахилгаан импульсийн хурд гэх мэт - бид эргэн тойрныхоо мэдээлэл ба түүнийг хүлээн авах чадвар хоорондын цаг хугацааны хоцрогдлын хохирогч байх болно.»

Нил деГрасс Тайсон

Цаг хугацаа бол гайхалтай зүйл. Энэ нь бидэнд өнгөрсөн, одоо, ирээдүйг өгдөг. Цаг хугацаанаас болж бидний эргэн тойрон дахь бүх зүйл настай байдаг. Жишээлбэл, дэлхийн нас ойролцоогоор 4.5 тэрбум жил байна. Ойролцоогоор хэдэн жилийн өмнө бидэнтэй хамгийн ойрын од болох Нар мөн галд автсан. Хэрэв энэ зураг танд сэтгэл хөдөлгөм мэт санагдаж байвал манай уугуул иргэн үүсэхээс өмнө мартаж болохгүй нарны систембидний амьдарч буй галактик гарч ирэв - Сүүн зам. Эрдэмтдийн хамгийн сүүлийн үеийн тооцоогоор Сүүн замын нас 13.6 тэрбум жил байна. Гэхдээ бид галактикууд ч гэсэн өнгөрсөн үетэй гэдгийг баттай мэдэж байгаа бөгөөд сансар огторгуй нь ердөө л асар том, тиймээс бид цаашаа хайх хэрэгтэй. Энэхүү эргэцүүлэл нь биднийг бүх зүйл эхэлсэн тэр мөч буюу Их тэсрэлт рүү хөтөлдөг.

Эйнштейн ба орчлон ертөнц

Хүмүүсийн эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаарх ойлголт үргэлж хоёрдмол утгатай байсаар ирсэн. Хэн нэгэн оршин тогтнолд итгэдэггүй хэвээр байна өргөн уудам орчлонБидний эргэн тойронд зарим хүмүүс дэлхийг хавтгай гэж боддог. 20-р зуунд шинжлэх ухааны нээлт хийхээс өмнө дэлхийн гарал үүслийн хоёр хувилбар л байсан. Шашны үзлийг баримтлагчид бурханлаг оролцоо, бүтээлд итгэдэг байв өндөр оюун ухаан, санал нийлэхгүй байгаа хүмүүсийг заримдаа шатааж байсан. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц, мөн Орчлон ертөнц хязгааргүй гэдэгт итгэдэг өөр нэг тал байсан.

Альберт Эйнштейн 1917 онд өөрийн амьдралынхаа бүтээл болох Харьцангуйн ерөнхий онолыг олон нийтэд толилуулж үг хэлэхдээ олон хүний хувьд бүх зүйл өөрчлөгдсөн. 20-р зууны суут ухаантан өөрийн гаргаж авсан тэгшитгэлээ ашиглан орон зай-цаг хугацааг сансар огторгуйн асуудалтай холбосон. Үүний үр дүнд орчлон ертөнц хязгаарлагдмал, хэмжээ нь өөрчлөгдөөгүй, ердийн цилиндр хэлбэртэй болох нь тогтоогджээ.

Техникийн нээлтийн эхэн үед Эйнштейний онол нь 20-р зууны эхэн үеийн агуу оюун ухаанд хүртэл хэтэрхий төвөгтэй байсан тул хэн ч түүний үгийг үгүйсгэж чадахгүй байв. Өөр сонголт байхгүй байсан тул цилиндр хэлбэртэй суурин ертөнцийн загварыг шинжлэх ухааны нийгэмлэг манай дэлхийн нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн загвар болгон хүлээн зөвшөөрсөн. Гэсэн хэдий ч тэр хэдхэн жил амьдрах боломжтой байв. Физикчид Эйнштейний шинжлэх ухааны бүтээлүүдээс сэргэж, тэдгээрийг салгаж эхэлсний дараа үүнтэй зэрэгцэн харьцангуйн онол болон Германы эрдэмтний тусгай тооцоололд тохируулга хийж эхлэв.

1922 онд "Известия Физик" сэтгүүлд гэнэт нэгэн нийтлэл хэвлэгджээ Оросын математикчАлександр Фридман, Эйнштейн буруу байсан бөгөөд бидний орчлон ертөнц хөдөлгөөнгүй биш гэж хэлсэн. Фридман сансар огторгуйн муруйлтын радиусын хувиршгүй байдлын тухай Германы эрдэмтдийн хэлсэн үг нь үнэн хэрэгтээ цаг хугацааны хувьд радиус өөрчлөгддөг гэж тайлбарлав. Үүний дагуу орчлон ертөнц тэлэх ёстой.

Түүгээр ч барахгүй Фридман Ертөнц яг хэрхэн тэлэх тухай таамаглалаа энд өгүүлэв. Нийтдээ гурван загвар байсан: лугшилттай орчлон ертөнц (Орчлон ертөнц тодорхой давтамжтайгаар тэлж, хумигддаг гэсэн таамаглал); массаас тэлж буй ертөнц, гурав дахь загвар нь цэгээс тэлэлт. Тэр үед тэнгэрлэг оролцоог эс тооцвол өөр ямар ч загвар байгаагүй тул физикчид Фридманы гурван загварыг бүгдийг нь хурдан анзаарч, өөрсдийн чиглэлд хөгжүүлж эхлэв.

Оросын математикчийн ажил Эйнштейнийг бага зэрэг хатгаж, тэр жилдээ тэрээр Фридманы бүтээлийн талаархи санал бодлоо илэрхийлсэн нийтлэлээ хэвлүүлжээ. Үүнд Германы физикч өөрийн тооцоолол зөв болохыг батлахыг оролдсон байна. Энэ нь үнэхээр үнэмшилгүй зүйл болж, өөрийгөө үнэлэх сэтгэлийн зовиур бага зэрэг намдахад Эйнштейн "Известия Физик" сэтгүүлд өөр нэгэн тэмдэглэл нийтэлжээ.

« Өмнөх нийтлэлдээ дээрх ажлыг шүүмжилсэн. Гэсэн хэдий ч ноён Крутковын надад мэдэгдсэн Фридманы захидлаас миний шүүмжлэл тооцооны алдаан дээр үндэслэсэн болно. Фридманы үр дүн зөв, шинэ гэрэл тусгаж байна гэж бодож байна».

Эрдэмтэд манай орчлон ертөнцийн харагдах байдал, оршин тогтнох тухай Фридманы гурван загвар нь туйлын логик бөгөөд амьд явах эрхтэй гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх ёстой байв. Энэ гурвыг математикийн тодорхой тооцоололоор тайлбарласан бөгөөд ямар ч асуулт үлдээхгүй. Нэг зүйлийг эс тооцвол: Орчлон ертөнц яагаад тэлэх болов?

Дэлхийг өөрчилсөн онол

Эйнштейн, Фридман нарын мэдэгдэл нь шинжлэх ухааны нийгэмлэгийг орчлон ертөнцийн үүсэл гарлыг нухацтай асуухад хүргэв. Баярлалаа ерөнхий онолХарьцангуй онол нь бидний өнгөрсөнд гэрэл гэгээ тусгах боломж байсан бөгөөд физикчид үүнийг ашиглаж чадаагүй юм. Манай дэлхийн загварыг танилцуулахыг оролдсон эрдэмтдийн нэг бол Бельгийн астрофизикч Жорж Лемайтр юм. Лемайтр нь католик шашны санваартан байсан боловч нэгэн зэрэг математик, физикийн чиглэлээр суралцсан нь бидний цаг үеийн хувьд жинхэнэ утгагүй зүйл байсан нь анхаарал татаж байна.

Жорж Лемайтр Эйнштейний тэгшитгэлийг сонирхож, тэдний тусламжтайгаар бидний орчлон ертөнц хуваагдал эхлэхээс өмнө орон зай, цаг хугацааны гадна байсан тодорхой нэг супер бөөмийн задралын үр дүнд үүссэн болохыг тооцоолж чадсан. дэлбэрэлт. Үүний зэрэгцээ, физикчид Лемайтр бол Орчлон ертөнц үүссэнийг анх удаа гэрэлтүүлсэн гэдгийг тэмдэглэж байна.

Дэлбэрсэн суператомын онол нь зөвхөн эрдэмтдэд төдийгүй орчин үеийн байдалд сэтгэл дундуур байсан лам нарт тохиромжтой. шинжлэх ухааны нээлтүүд, үүний дагуу бид Библийн шинэ тайлбарыг гаргаж ирэх ёстой байсан. Их тэсрэлт нь шашинтай нэг их зөрчилдсөнгүй, магадгүй энэ нь зөвхөн шинжлэх ухаанд төдийгүй Бурханд үйлчлэхэд зориулагдсан Леметрийн хүмүүжилд нөлөөлсөн байх;

1951 оны 11-р сарын 22-нд Ромын хамба лам XII Пиус Их тэсрэлтийн онол нь дэлхийн гарал үүслийн талаарх Библи болон католик шашны сургаалтай зөрчилддөггүй гэж мэдэгдэв. Ортодокс лам нар ч энэ онолыг эерэгээр харж байгаагаа мэдэгдэв. Энэ онолыг бусад шашныг дэмжигчид ч харьцангуй төвийг сахисан хүлээн авсан бөгөөд тэдний зарим нь бүр өөрсдийнхөө тухай ярьж байсан. судрууд Big Bang-ийн тухай ишлэлүүд байдаг.

Гэсэн хэдий ч Их тэсрэлтийн онол нь одоогоор нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн сансар судлалын загвар боловч олон эрдэмтдийг мухардалд оруулаад байна. Нэг талаас супер бөөмийн дэлбэрэлт нь орчин үеийн физикийн логикт бүрэн нийцэж байгаа боловч нөгөө талаас ийм дэлбэрэлтийн үр дүнд зөвхөн хүнд металл, ялангуяа төмөр үүсэх боломжтой байв. Гэсэн хэдий ч, Орчлон ертөнц нь ихэвчлэн хэт хөнгөн хий болох устөрөгч ба гелиээс бүрддэг. Ямар нэг зүйл тохирохгүй байсан тул физикчид дэлхийн гарал үүслийн онол дээр үргэлжлүүлэн ажиллав.

Эхэндээ "Big Bang" гэсэн нэр томъёо байгаагүй. Леметр болон бусад физикчид зөвхөн "динамик хувьслын загвар" гэсэн уйтгартай нэрийг санал болгосон нь оюутнуудын эвшээх шалтгаан болсон. Зөвхөн 1949 онд Британийн одон орон судлаач, сансар судлаач Фрейд Хойл лекцүүдийнхээ нэг дээр:

"Энэ онол нь орчлон ертөнц нэг хүчтэй дэлбэрэлтийн явцад үүссэн, тиймээс зөвхөн хязгаарлагдмал хугацаанд оршин тогтнодог гэсэн таамаглал дээр суурилдаг ... Их тэсрэлтийн тухай энэ санаа надад огт хангалтгүй санагдаж байна.".

Тэр цагаас хойш энэ нэр томъёог шинжлэх ухааны хүрээлэлд өргөнөөр ашиглах болсон ба Орчлон ертөнцийн бүтцийн талаарх олон нийтийн ойлголт.

Устөрөгч ба гели хаанаас ирсэн бэ?

Гэрлийн элементүүд байгаа нь физикчдийг төөрөлдүүлж, Их тэсрэлтийн онолыг баримтлагч олон хүн тэдгээрийн эх үүсвэрийг олохоор зорьсон. Олон жилийн турш тэд тийм ч их амжилтанд хүрч чадаагүй бөгөөд 1948 онд Ленинградын гайхалтай эрдэмтэн Георгий Гамов эцэст нь энэ эх сурвалжийг тогтоож чадсан юм. Гамов Фридманы шавь нарын нэг байсан тул багшийнхаа онолыг хөгжүүлэх ажлыг дуртайяа авчээ.

Гамов орчлон ертөнцийн амьдралыг эсрэгээр нь төсөөлөхийг хичээж, цаг хугацааг ухрааж, дөнгөж тэлж эхэлсэн үе хүртэл эргүүлэв. Тэр үед бидний мэдэж байгаагаар хүн төрөлхтөн термоядролын нэгдлийн зарчмуудыг аль хэдийн нээсэн тул Фридман-Лемейрийн онол амьд явах эрхийг олж авсан. Орчлон ертөнц маш жижиг байх үед физикийн хуулийн дагуу маш халуун байсан.

Гамоугийн хэлснээр, Их тэсрэлтээс хэдхэн секундын дараа шинэ ертөнцийн орон зай бие биетэйгээ харилцан үйлчилж эхэлсэн энгийн бөөмсөөр дүүрсэн байна. Үүний үр дүнд гелийн термоядролын нэгдэл эхэлсэн бөгөөд Одессын математикч Ральф Ашер Алфер Гамовын тооцоолж чадсан юм. Альферийн тооцоолсноор, Их тэсрэлтийн дараа ердөө тавхан минутын дараа орчлон ертөнц гелийээр дүүрсэн тул Их тэсрэлтийн онолыг эрс эсэргүүцэгчид хүртэл энэ загвартай эвлэрч, сансар судлалын гол загвар гэж хүлээн зөвшөөрөх хэрэгтэй болно. Гамов судалгааныхаа ачаар орчлон ертөнцийг судлах шинэ арга замыг нээж өгөөд зогсохгүй Леметрийн онолыг дахин амилуулсан юм.

Эрдэмтдийн талаарх хэвшмэл ойлголтыг үл харгалзан романтизмыг үгүйсгэх аргагүй юм. Гамов 1948 онд Их тэсрэлтийн үеийн супер халуун орчлон ертөнцийн онолын талаархи судалгаагаа "Химийн элементүүдийн үүсэл" бүтээлдээ нийтлүүлсэн. Туслах ажилтнуудын хувьд тэрээр зөвхөн Ральф Ашер Альферийг төдийгүй Америкийн астрофизикч, ирээдүйн шагналтан Ханс Бетийг мөн онцолжээ. Нобелийн шагнал. Номын нүүрэн дээр: Альфер, Бете, Гамов нар гарч ирэв. Танд юу ч сануулахгүй байна уу?

Гэсэн хэдий ч Леметрийн бүтээлүүд хоёр дахь амьдралаа авч байсан ч физикчид хамгийн их хариулт өгч чадаагүй хэвээр байна. сэтгэл хөдөлгөм асуулт: Big Bang-аас өмнө юу болсон бэ?

Эйнштейний хөдөлгөөнгүй ертөнцийг сэргээх оролдлого

Бүх эрдэмтэд Фридман-Лемейрийн онолыг хүлээн зөвшөөрөөгүй ч нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онолыг заах шаардлагатай болсон. сансар судлалын загвар. Жишээлбэл, "Их тэсрэлт" гэсэн нэр томъёог өөрөө бүтээсэн одон орон судлаач Фред Хойл үнэндээ дэлбэрэлт болоогүй гэдэгт итгэж, үүнийг батлахын тулд бүх амьдралаа зориулжээ.
Хойл бидний цаг үед өөр үзэл бодлыг санал болгодог эрдэмтдийн нэг болжээ орчин үеийн ертөнц. Ихэнх физикчид нэхэмжлэлийн талаар дажгүй ханддаг ижил төстэй хүмүүс, гэхдээ энэ нь тэдэнд огтхон ч саад болохгүй.

Гамоу болон түүний Их тэсрэлтийн онолын үндэслэлийг ичгүүртэй болгохын тулд Хойл болон ижил төстэй хүмүүс орчлон ертөнцийн үүслийн талаархи өөрсдийн загварыг боловсруулахаар шийджээ. Тэд орчлон ертөнц хөдөлгөөнгүй гэсэн Эйнштейний саналыг үндэс болгон авч, орчлонг тэлэх өөр шалтгааныг санал болгосон зарим зохицуулалтыг хийсэн.

Лемайтр-Фридманы онолыг баримтлагчид орчлон ертөнц хязгааргүй жижиг радиустай нэг хэт нягт цэгээс үүссэн гэж үздэг бол Хойл бие биенээсээ холдож буй галактикуудын хооронд байрлах цэгүүдээс матери байнга үүсдэг гэж үздэг. Эхний тохиолдолд хязгааргүй тооны од, галактик бүхий бүх ертөнц нэг бөөмсөөс үүссэн. Өөр нэг тохиолдолд нэг цэг нь зөвхөн нэг галактик үүсгэх хангалттай бодисоор хангадаг.

Хойлын онолын бүтэлгүйтэл нь хэдэн зуун тэрбум оддыг агуулсан галактикийг үүсгэсээр байгаа бодис хаанаас гарсныг хэзээ ч тайлбарлаж чадаагүй явдал юм. Чухамдаа Фред Хойл орчлон ертөнцийн бүтэц гэнэт гарч ирдэг гэдэгт хүн бүр итгэхийг санал болгосон. Хэдийгээр олон физикчид Хойлийн онолын шийдлийг олох гэж оролдсон ч хэн ч үүнийг хийж чадаагүй бөгөөд хэдэн арван жилийн дараа энэ санал ач холбогдлоо алджээ.

Хариулаагүй асуултууд

Үнэн хэрэгтээ, Их тэсрэлтийн онол бидэнд олон асуултын хариултыг өгдөггүй. Жишээлбэл, оюун ухаанд жирийн хүнБидний эргэн тойрон дахь бүх бодис хэзээ нэгэн цагт атомаас хамаагүй жижиг хэмжээтэй нэг цэгт шахагдсан байсныг бид ойлгож чадахгүй. Энэ супер бөөмс хэрхэн халсан бол дэлбэрэлтийн урвал эхэлсэн бэ?

20-р зууны дунд үе хүртэл тэлж буй ертөнцийн онол туршилтаар хэзээ ч батлагдаагүй тул боловсролын байгууллагуудад өргөн хэрэглэгддэггүй байв. 1964 онд Америкийн хоёр астрофизикч Арно Пензиас, Роберт Вилсон нар одтой тэнгэрийн радио дохиог судлахаар шийдсэнээр бүх зүйл өөрчлөгдсөн.

Тэнгэрийн биетүүдийн цацрагийг, тухайлбал Кассиопея А (одтой тэнгэр дэх радио ялгаруулалтын хамгийн хүчирхэг эх үүсвэрүүдийн нэг) -ийн цацрагийг сканнердаж байхдаа эрдэмтэд цацрагийн үнэн зөв мэдээллийг бүртгэхэд байнга саад болдог гадны дуу чимээг анзаарчээ. Тэд антенаа хаашаа чиглүүлсэн, өдрийн аль ч цагт судалгаагаа эхлүүлсэн бай энэ шинж чанар, байнгын дуу чимээ тэднийг үргэлж дагаж мөрддөг. Өмнө нь уурласан тодорхой хэмжээгээр, Пензиас, Вилсон нар энэ чимээ шуугианы эх үүсвэрийг судлахаар шийдэж, гэнэтийн байдлаар дэлхийг өөрчилсөн нээлт хийсэн байна. Тэд ижил Big Bang-ийн цуурай болох реликт цацрагийг нээсэн.

Манай орчлон нэг аяга халуун цайнаас хамаагүй удаан хөргөж байгаа бөгөөд бидний эргэн тойрон дахь бодис урьд өмнө нь маш халуун байсан бөгөөд одоо орчлон ертөнц тэлэхийн хэрээр хөрж байна гэж НМХ үзэж байна. Ийнхүү хүйтэн орчлонтой холбоотой бүх онолууд үлдэж, эцэст нь Их тэсрэлтийн онолыг баталсан.

Георгий Гамов өөрийн зохиолууддаа Их тэсрэлтээс хойш байгаа фотонуудыг сансарт илрүүлэх боломжтой гэж үзсэн техникийн тоног төхөөрөмж. Реликт цацраг нь Орчлон ертөнцийн оршин тогтнох тухай түүний бүх таамаглалыг баталжээ. Мөн манай орчлон ертөнцийн нас ойролцоогоор 14 тэрбум жил гэдгийг тогтоох боломжтой байв.

Ердийнх шиг, хэзээ практик нотолгооАливаа онол, олон өөр санал бодол шууд гарч ирдэг. Зарим физикчид энэ нээлтийг шоолж байв сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацрагИх тэсрэлтийн нотолгоо. Хэдийгээр Пензиас, Вилсон нар түүхэн нээлтээрээ Нобелийн шагнал хүртэж байсан ч тэдний судалгаатай санал нийлэхгүй хүмүүс олон байсан.

Орчлон ертөнцийн тэлэлт бүтэлгүйтсэнийг дэмжсэн гол аргументууд нь үл нийцэх байдал, логик алдаа байв. Жишээлбэл, дэлбэрэлт нь сансар огторгуйн бүх галактикуудыг адилхан хурдасгасан боловч Андромеда галактик нь биднээс холдохын оронд аажмаар Сүүн зам руу ойртож байна. Эрдэмтэд энэ хоёр галактик 4 тэрбум жилийн дараа бие биетэйгээ мөргөлдөх болно гэж таамаглаж байна. Харамсалтай нь хүн төрөлхтөн энэ болон бусад асуултад хариулахад хэтэрхий залуу хэвээр байна.

Тэнцвэрийн онол

Өнөө үед физикчид орчлон ертөнцийн оршин тогтнох янз бүрийн загварыг санал болгож байна. Тэдний олонх нь энгийн шүүмжлэлийг ч тэвчиж чаддаггүй бол зарим нь амьд явах эрхийг авдаг.

20-р зууны төгсгөлд Америкийн астрофизикч Эдвард Трайон Австралийн хамтран зүтгэгч Уоррен Керригийн хамт нэгэн үндсэн санааг дэвшүүлжээ. шинэ загварОрчлон, бие биенээсээ хамааралгүйгээр үүнийг хийсэн. Эрдэмтэд орчлон ертөнцийн бүх зүйл тэнцвэртэй байдаг гэсэн таамаглал дээр үндэслэн судалгаа хийсэн. Масс нь энергийг устгадаг ба эсрэгээр. Энэ зарчмыг зарчим гэж нэрлэх болсон Тэг орчлон. Энэ орчлонд материйн таталцал, түлхэлт тэнцвэртэй байдаг галактикуудын хоорондох онцгой цэгүүдэд шинэ матери үүсдэг.

Эрдэмтэд хэсэг хугацааны дараа манай орчлон ертөнцийн бараг 27 хувийг бүрдүүлдэг нууцлаг бодис болох харанхуй бодис байдгийг олж мэдсэн учраас тэг ертөнцийн онол эвдэрсэнгүй. Орчлон ертөнцийн өөр 68.3% нь илүү нууцлаг, нууцлаг хар энергиэс бүрддэг.

Энэ нь таталцлын нөлөөллөөс үүдэлтэй хар энергимөн орчлон ертөнцийн тэлэлтийг хурдасгасан гэж үздэг. Дашрамд хэлэхэд, сансар огторгуйд харанхуй энерги байгааг Эйнштейн өөрөө таамаглаж байсан бөгөөд түүний тэгшитгэл дэх ямар нэг зүйл орчлон ертөнцийг хөдөлгөөнгүй болгох боломжгүй гэдгийг олж харсан. Тиймээс тэрээр сансар судлалын тогтмолыг тэгшитгэлд нэвтрүүлсэн - Ламбда нэр томъёо, үүний төлөө тэрээр өөрийгөө дахин дахин буруутгаж, өөрийгөө үзэн яддаг байв.

Орчлон ертөнцийн онолын хувьд хоосон орон зай нь Эйнштейний загварыг хэрэгжүүлэхэд хүргэдэг тусгай талбараар дүүрсэн юм. Ухаантай, тэр үеийн логикоор бол ийм талбар оршин тогтнох нь ердөө боломжгүй байсан ч үнэн хэрэгтээ Германы физикч харанхуй энергийг хэрхэн дүрслэхээ мэдэхгүй байв.

***
Бидний орчлон ертөнц хэрхэн, юунаас үүссэнийг бид хэзээ ч мэдэхгүй байж магадгүй юм. Түүний оршин тогтнохоос өмнө юу болсныг тогтоох нь бүр ч хэцүү байх болно. Хүмүүс тайлбарлаж чадахгүй зүйлээсээ эмээх хандлагатай байдаг тул цаг хугацааны төгсгөл хүртэл хүн төрөлхтөн бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийг бүтээхэд бурханлаг нөлөөнд итгэх болно.

Цаг бол хамгийн нууцлаг зүйл гэж тэд хэлдэг. Хүн хэчнээн түүний хуулийг ойлгож, захирч сурахыг хичээсэн ч үргэлж асуудалд ордог. Агуу нууцыг тайлах сүүлчийн алхмыг хийж, энэ нь бидний халаасанд байгаа гэдгийг харгалзан үзэхэд энэ нь одоо ч гэсэн хэцүү хэвээр байгаа гэдэгт бид үргэлж итгэлтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч хүн бол сониуч амьтан бөгөөд олон хүний мөнхийн асуултын хариултыг хайх нь амьдралын утга учир болдог.

Эдгээр нууцуудын нэг нь ертөнцийг бүтээсэн явдал байв. Дэлхий дээрх амьдрал үүссэнийг логикоор тайлбарладаг "Их тэсрэлтийн онол"-ын дагагчид Их тэсрэлтийн өмнө юу болсон, ямар нэгэн зүйл байсан эсэхийг гайхаж эхлэв. Судалгааны сэдэв нь үржил шимтэй бөгөөд үр дүн нь олон нийтэд сонирхолтой байж магадгүй юм.

Дэлхий дээрх бүх зүйл өнгөрсөн үетэй байдаг - Нар, Дэлхий, Орчлон ертөнц, гэхдээ энэ олон янз байдал хаанаас ирсэн бэ, түүнээс өмнө юу байсан бэ?

Тодорхой хариулт өгөх боломжгүй ч таамаглал дэвшүүлж, нотлох баримт хайх бүрэн боломжтой. Үнэнийг олохын тулд судлаачид "Их тэсрэлтийн өмнө юу болсон бэ?" Гэсэн асуултад нэг биш, хэд хэдэн хариулт авсан. Тэдгээрийн хамгийн алдартай нь бага зэрэг урам хугарах бөгөөд нэлээд зоримог сонсогдож байна - Юу ч биш. Байгаа бүхэн оргүйгээс үүссэн байж болох уу? Юу ч байгаа бүхнийг төрүүлээгүй гэж үү?

Үнэн хэрэгтээ үүнийг туйлын хоосон чанар гэж нэрлэж болохгүй бөгөөд тэнд зарим үйл явц үргэлжилж байна уу? Бүх зүйл оргүйгээс үүссэн үү? Юу ч биш - бүрэн байхгүйзөвхөн бодис, молекул, атом төдийгүй цаг хугацаа, орон зай. Шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолчдын үйл ажиллагааны баялаг хөрс!

Их тэсрэлтийн өмнөх үеийн талаарх эрдэмтдийн санал бодол

Гэсэн хэдий ч, юу ч хөндөгдөхгүй, энгийн хууль тогтоомжууд үүнд хамаарахгүй бөгөөд энэ нь та таамаглаж, онолыг бий болгох, эсвэл Big Bang-д хүргэсэн нөхцөлтэй ойролцоо нөхцөлийг бий болгохыг хичээж, өөрийн таамаглал зөв эсэхийг шалгаарай гэсэн үг юм. Бодисын тоосонцорыг зайлуулсан тусгай тасалгаанд температурыг бууруулж, сансрын нөхцөлд ойртуулсан. Ажиглалтын үр дүн нь шууд бус баталгааг өгсөн шинжлэх ухааны онолууд: Эрдэмтэд онолын хувьд Их тэсрэлт үүсч болох орчныг судалсан боловч энэ орчныг "Юу ч биш" гэж нэрлэсэн нь огт зөв биш байсан. Гэнэтийн жижиг дэлбэрэлтүүд нь орчлон ертөнцийг төрүүлсэн илүү том дэлбэрэлтэд хүргэж болзошгүй юм.

Их тэсрэлтийн өмнөх орчлон ертөнцийн онолууд

Өөр онолыг баримтлагчид Их тэсрэлтээс өмнө өөр хоёр орчлон ертөнц өөрийн хуулийн дагуу хөгжиж байсан гэж маргадаг. Тэд яг юу байсан бэ гэдэгт хариулахад хэцүү ч гэсэн дэвшүүлсэн онолын дагуу Их тэсрэлт нь тэдний мөргөлдөөний үр дүнд үүссэн бөгөөд өмнөх орчлон ертөнцийг бүрэн сүйрүүлэхэд хүргэсэн бөгөөд үүний зэрэгцээ бидний төрөлт өнөөдөр байгаа.

"Шахалтын" онол нь орчлон ертөнц оршдог бөгөөд үргэлж оршин тогтнож ирсэн, зөвхөн түүний хөгжлийн нөхцөл нь өөрчлөгдөж, нэг бүс нутагт амьдрал алга болж, нөгөө хэсэгт бий болоход хүргэдэг гэж хэлдэг. Амьдрал "нуралтын" үр дүнд алга болж, дэлбэрэлтийн дараа гарч ирдэг. Хичнээн парадокс сонсогдож байсан ч хамаагүй. Энэхүү таамаглал нь олон тооны дэмжигчидтэй.

Өөр нэг таамаглал бий: Их тэсрэлтийн үр дүнд шинэ орчлон ертөнц оргүйгээс үүсч, савангийн хөөс шиг асар том хэмжээтэй болтлоо хөөрөв. Энэ үед түүнээс "бөмбөлөг" үүссэн бөгөөд энэ нь хожим бусад Галактикууд болон Орчлон ертөнцүүд болжээ.

"Байгалийн шалгарал"-ын онол нь бид Дарвины хэлсэн шиг "байгалийн сансар огторгуйн сонгон шалгаруулалт"-ын тухай ярьж байна гэдгийг харуулж байна. том хэмжээтэй. Манай орчлон ертөнц өөрийн өвөг дээдэстэй байсан бөгөөд энэ нь эргээд өөрийн өвөг дээдэстэй байсан. Энэ онолын дагуу манай орчлон ертөнцийг Хар нүхээр бүтээсэн. эрдэмтдийн сонирхлыг их татаж байна. Энэхүү онолын дагуу шинэ ертөнц бий болохын тулд "нөхөн үржихүйн" механизм шаардлагатай. Хар нүх ийм механизм болж хувирдаг.

Эсвэл бидний орчлон ертөнц өсөн нэмэгдэж, хөгжихийн хэрээр шинэ ертөнцийн эхлэл болох Их тэсрэлт рүү тэмүүлж байна гэж итгэдэг хүмүүсийн зөв байж магадгүй юм. Энэ нь хэзээ нэгэн цагт үл мэдэгдэх, харамсалтай нь алга болсон орчлон ертөнц бидний шинэ ертөнцийн өвөг дээдэс болсон гэсэн үг юм. Энэ системийн мөчлөгийн шинж чанар нь логик мэт харагддаг бөгөөд энэ онол олон баримтлагчтай байдаг.

Энэ эсвэл тэр таамаглалыг дагагчид үнэнд хэр ойртсоныг хэлэхэд бэрх. Хүн бүр оюун санаа, ойлголтын хувьд илүү ойр байгаа зүйлийг сонгодог. Шашны ертөнцбүх асуултад хариултаа өгч, ертөнцийг бүтээх дүр зургийг бурханлаг хүрээнд оруулдаг. Атеистууд хариулт хайж, юмны ёроолд хүрч, энэ мөн чанарыг өөрсдийн гараар барихыг хичээдэг. Их тэсрэлтээс өмнө юу болсон бэ гэсэн асуултын хариултыг хайхдаа ийм тууштай байдал юунаас болсон бол гэж гайхаж магадгүй. практик ашиг тусЭнэ мэдлэгээс олж авах нь нэлээд асуудалтай: хүн өөрийн үг, хүслээр орчлон ертөнцийн захирагч болохгүй, шинэ одод асахгүй, одоо байгаа нь унтардаггүй. Гэхдээ хамгийн сонирхолтой зүйл бол судлагдаагүй зүйл юм! Хүн төрөлхтөн нууцыг тайлах гэж тэмцэж байгаа бөгөөд магадгүй тэд эрт орой хэзээ нэгэн цагт хүний гарт орохыг хэн мэдлээ. Гэхдээ тэр энэ нууц мэдлэгээ хэрхэн ашиглах вэ?

Зураг: KLAUS BACHMANN, GEO сэтгүүл

(25 санал, дундаж: 4,84 5-аас)

12. Их тэсрэлт юунаас үүдэлтэй вэ?

Үүсэх парадокс

Миний уншиж байсан сансар судлалын лекцүүдийн нэг нь Их тэсрэлт юунаас үүдэлтэй вэ гэсэн асуултгүйгээр бүрэн дүүрэн байгаагүй гэж үү?

Хэдэн жилийн өмнө би жинхэнэ хариултыг мэдэхгүй байсан; Өнөөдөр тэр алдартай гэдэгт би итгэдэг. Үндсэндээ энэ асуулт нь далд хэлбэрээр хоёр асуултыг агуулдаг. Юуны өмнө бид Орчлон ертөнцийн хөгжил яагаад дэлбэрэлтээс эхэлсэн бэ, юуны түрүүнд энэ дэлбэрэлт юунаас үүдэлтэй болохыг мэдэхийг хүсч байна. Гэхдээ үүний төлөөбие махбодийн асуудал гүн ухааны шинж чанартай өөр нэг гүнзгий асуудал нуугдаж байна. Хэрэв Их тэсрэлт нь орчлон ертөнцийн бие махбодийн оршин тогтнох эхлэл, түүний дотор орон зай, цаг хугацаа үүссэн бол бид ямар утгаараа ярьж болох вэ?юунаас болсон

энэ дэлбэрэлт?

Физикийн үүднээс авч үзвэл асар том дэлбэрэлтийн үр дүнд Орчлон ертөнц гэнэт бий болсон нь зарим талаараа парадокс юм шиг санагддаг. Дэлхий ертөнцийг удирдаж буй дөрвөн харилцан үйлчлэлийн дотроос зөвхөн таталцал нь сансар огторгуйн хэмжээнд илэрдэг бөгөөд бидний туршлагаас харахад таталцал нь таталцлын шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч орчлон ертөнцийн мэндэлснийг тэмдэглэсэн дэлбэрэлт нь сансар огторгуйг буталж, тэлэхэд хүргэж болох гайхалтай хүчтэй зэвүүн хүчийг шаардаж байсан нь өнөөг хүртэл үргэлжилж байна. Энэ нь хачирхалтай санагдаж байна, учир нь хэрэв таталцлын хүч Орчлон ертөнцөд давамгайлж байвал энэ нь тэлэх биш, харин агших ёстой.Үнэн хэрэгтээ таталцлын хүч нь биет биетүүдийг тэсрэхээс илүүтэйгээр агшаахад хүргэдэг. Жишээлбэл, маш нягт од нь өөрийн жинг тэсвэрлэх чадвараа алдаж, нурж, үүснэ. нейтрон одэсвэл хар нүх. Бодисын шахалтын зэрэг нь маш их байдаг

Үүний ердийн хариулт бол анхдагч дэлбэрэлтийг зүгээр л анхны нөхцөл болгон авах ёстой. Энэ хариулт нь сэтгэл ханамжгүй байгаа нь тодорхой бөгөөд төөрөгдөл үүсгэдэг. Мэдээжийн хэрэг, таталцлын нөлөөгөөр сансрын тэлэлтийн хурд анхнаасаа тасралтгүй буурч байсан ч түүнийг төрөх мөчид Орчлон ертөнц хязгааргүй хурдан тэлж байв.

Дэлбэрэлт нь ямар ч хүчнээс шалтгаалаагүй - орчлон ертөнцийн хөгжил ердөө л тэлэлтээс эхэлсэн. Хэрэв дэлбэрэлт бага хүчтэй байсан бол таталцал тун удахгүй бодис тархахаас урьдчилан сэргийлэх байсан. Үүний үр дүнд тэлэлт нь шахалтад орсноор гамшиг болж, орчлон ертөнцийг хар нүхтэй төстэй зүйл болгон хувиргах болно. Гэвч бодит байдал дээр дэлбэрэлт нэлээд "том" болж хувирсан бөгөөд энэ нь өөрийн таталцлыг даван туулж, анхдагч дэлбэрэлтийн хүчээр үүрд тэлэх эсвэл ядаж л оршин тогтнох боломжийг олгосон юм. шахагдаж, мартагдахаас олон тэрбум жилийн өмнө.Энэхүү уламжлалт зургийн асуудал нь Их тэсрэлтийг ямар ч байдлаар тайлбарлаагүй явдал юм. Орчлон ертөнцийн үндсэн шинж чанарыг хүлээн зөвшөөрсөн анхны нөхцөл гэж дахин энгийнээр тайлбарлав

Нарийвчилсан дүн шинжилгээ хийхэд орчлон ертөнцийн гарал үүслийн парадокс нь дээр дурдсанаас ч илүү төвөгтэй болох нь харагдаж байна.

Нарийвчлалтай хэмжилтүүд нь Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь Орчлон ертөнц өөрийн таталцлыг даван туулж, үүрд тэлэх чадвартай эгзэгтэй утгатай маш ойрхон байгааг харуулж байна. Хэрэв энэ хурд арай бага байсан бол Орчлон сүйрч, арай илүү байсан бол сансар огторгуйн матери аль эрт бүрэн сарних байсан. Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь боломжит хоёр гамшгийн хоорондох хүлээн зөвшөөрөгдөх энэ маш нарийн интервалд хэр үнэн зөв багтаж байгааг олж мэдэх нь сонирхолтой байх болно. Хэрэв тэлэлтийн загвар нь аль хэдийн тодорхой тодорхойлогдсон 1 секундэд тохирох агшинд тэлэлтийн хурд нь бодит үнэ цэнээсээ 10^-18-аас их зөрүүтэй байсан бол энэ нь нарийн тэнцвэрийг бүрэн тасалдуулахад хангалттай байх болно. Ийнхүү Орчлон ертөнцийн дэлбэрэлтийн хүч нь түүний таталцлын харилцан үйлчлэлтэй бараг гайхалтай нарийвчлалтай нийцдэг. Тиймээс Их тэсрэлт бол зүгээр нэг алс холын дэлбэрэлт биш бөгөөд энэ нь маш тодорхой хүчний тэсрэлт байсан юм. Big Bang-ийн онолын уламжлалт хувилбарт дэлбэрэлт болсон баримтыг төдийгүй тэсрэлт нь маш хачирхалтай байдлаар болсон гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх ёстой.Өөрөөр хэлбэл, анхны нөхцөл нь маш тодорхой болж хувирдаг. Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь сансар огторгуйн хэд хэдэн тодорхой нууцуудын зөвхөн нэг нь юм. Нөгөө нь сансар огторгуйд орчлон ертөнц тэлэх зурагтай холбоотой. дагууорчин үеийн ажиглалтууд . Орчлон ертөнцих хэмжээгээр

Орчлон ертөнц тэлэхийн хэрээр орчлон ертөнцийн том хэмжээний нэгэн төрлийн байдал хадгалагдана. Эндээс харахад тэлэлт нь жигд, изотроп байдлаар маш өндөр нарийвчлалтайгаар явагддаг. Энэ нь Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд бүх чиглэлд ижил төдийгүй өөр өөр бүс нутагт тогтмол байна гэсэн үг юм. Хэрэв орчлон ертөнц нэг чиглэлд бусдаасаа илүү хурдан тэлж байсан бол энэ нь тухайн чиглэлд арын дулааны цацрагийн температур буурч, дэлхийгээс харагдах галактикийн хөдөлгөөний хэв маягийг өөрчлөх болно. Ийнхүү Орчлон ертөнцийн хувьсал зөвхөн тодорхой хүчний тэсрэлтээр эхэлсэнгүй - дэлбэрэлт нь тодорхой "зохион байгуулалттай" байсан, өөрөөр хэлбэл. бүх цэг, бүх чиглэлд яг ижил хүчээр нэгэн зэрэг тохиолдсон.

Ийм нэгэн зэрэг, зохицсон дэлбэрэлт нь аяндаа тохиолдох магадлал тун бага бөгөөд анхдагч сансар огторгуйн янз бүрийн бүсүүд хоорондоо учир шалтгааны холбоогүй байдаг нь уламжлалт Big Bang онолын хүрээнд энэ эргэлзээг бэхжүүлдэг. Баримт нь харьцангуйн онолын дагуу үгүй физик нөлөөгэрлээс хурдан явж чадахгүй. Тиймээс тодорхой хугацаа өнгөрсний дараа л орон зайн янз бүрийн бүсүүд бие биетэйгээ учир шалтгааны холбоотой болж болно. Жишээлбэл, дэлбэрэлтээс хойш 1 секундын дараа гэрэл нэг гэрлийн секундээс илүүгүй зайг туулж чаддаг бөгөөд энэ нь 300 мянган км-тэй тэнцэнэ. Их зайгаар тусгаарлагдсан орчлон ертөнцийн бүсүүд 1 секундын дараа ч бие биедээ нөлөөлөхгүй. Гэвч энэ мөчид бидний ажигласан Орчлон ертөнцийн бүс нутаг аль хэдийн дор хаяж 10^14 км диаметртэй орон зайг эзэлжээ. Үүний үр дүнд Орчлон ертөнц нь бие биенээсээ хамааралгүй ойролцоогоор 10^27 бүс нутгаас бүрдэх бөгөөд тус бүр нь яг ижил хурдаар өргөжиж байв. Өнөөдрийг хүртэл дулааны сансрын цацрагийг ажиглаж байнаэсрэг талууд

одтой тэнгэр, бид асар их зайд тусгаарлагдсан орчлон ертөнцийн бүс нутгуудын яг ижил "хурууны хээ" -ийг бүртгэдэг: эдгээр зай нь дулааны цацраг ялгарах мөчөөс эхлэн гэрлийн туулах зайнаас 90 дахин их байдаг. Бие биетэйгээ хэзээ ч холбогдоогүй байсан сансрын янз бүрийн хэсгүүдийн гайхалтай уялдаа холбоог хэрхэн тайлбарлах вэ? Ийм зүйл яаж үүссэн бэ?? Уламжлалт хариулт нь анхны тусгай нөхцөлийг дахин хэлнэ. Анхдагч дэлбэрэлтийн шинж чанаруудын онцгой нэгэн төрлийн байдлыг зүгээр л баримт гэж үздэг: Орчлон ертөнц ингэж үүссэн юм.

Орчлон ертөнцийн өргөн цар хүрээтэй нэгэн төрлийн байдал нь жижиг хэмжээний хувьд огтхон ч нэг төрлийн байдаггүй гэж үзвэл илүү нууцлаг харагдаж байна. Галактикууд болон галактикуудын бөөгнөрөл бүр байгаа нь хатуу нэгэн төрлийн байдлаас хазайж байгааг харуулж байгаа бөгөөд энэ хазайлт нь хаа сайгүй цар хүрээ, цар хүрээний хувьд ижил байдаг. Таталцал нь материйн анхны хуримтлалыг нэмэгдүүлэх хандлагатай байдаг тул галактик үүсгэхэд шаардагдах гетероген байдлын зэрэг нь Их тэсрэлтийн үед одоогийнхоос хамаагүй бага байсан. Гэсэн хэдий ч, онд эхний үе шат Big Bang-д зарим нэг жижиг жигд бус байдал байсаар байх ёстой, эс тэгвээс галактикууд хэзээ ч үүсэхгүй байх байсан. Хуучин Big Bang онолд эдгээр эрт тасалдлыг мөн "анхны нөхцөл"-тэй холбодог байсан. Тиймээс бид Орчлон ертөнцийн хөгжил бүрэн төгс төлөв байдлаас биш, харин туйлын ер бусын төлөв байдлаас эхэлсэн гэдэгт итгэх ёстой байв.

Дээр дурдсан бүх зүйлийг дараах байдлаар нэгтгэн дүгнэж болно: хэрэв орчлон ертөнцийн цорын ганц хүч бол таталцлын хүч юм бол Их тэсрэлтийг "Бурханаас илгээсэн" гэж тайлбарлах хэрэгтэй. шалтгаангүйгээр, өгөгдсөн анхны нөхцөлтэй. Энэ нь бас гайхалтай тууштай байдлаар тодорхойлогддог; Өнөөгийн бүтцэд хүрэхийн тулд Орчлон ертөнц эхнээсээ зөв хувьссан байх ёстой. Энэ бол орчлон ертөнцийн үүслийн парадокс юм.

Эсрэг таталцлыг хайх

Орчлон ертөнцийн үүслийн парадокс зөвхөн онд л шийдэгдсэн өнгөрсөн жил; Гэсэн хэдий ч уг шийдлийн үндсэн санааг алс холын түүх, Орчлон ертөнц тэлэлтийн онол ч, Их тэсрэлтийн онол ч байгаагүй тэр үеэс улбаатай. Ньютон бас яаж гэдгийг ойлгосон нарийн төвөгтэй асуудалОрчлон ертөнцийн тогтвортой байдлыг илэрхийлдэг. Одууд ямар ч дэмжлэггүйгээр сансарт хэрхэн байр сууриа хадгалдаг вэ? Бүх нийтийн дүр төрхтаталцлын таталцал

Энэхүү утгагүй байдлаас зайлсхийхийн тулд Ньютон маш сонин үндэслэлийг ашигласан. Хэрэв орчлон ертөнц өөрийн таталцлын дор сүйрвэл од бүр оддын бөөгнөрөлийн төв рүү "унана". Гэхдээ орчлон ертөнц хязгааргүй бөгөөд одод хязгааргүй орон зайд дунджаар жигд тархсан гэж бодъё. Энэ тохиолдолд байхгүй байх болнонийтлэг төв , бүх одод унаж болох чиглэлд, - эцэст нь, доторхязгааргүй ертөнц бүх талбай ижил байна. Аливаа од хөршүүдийнхээ таталцлын нөлөөг мэдрэх боловч янз бүрийн чиглэлд эдгээр нөлөөллийг дунджаар тооцдог тул хөдөлдөг цэвэр хүч байхгүй болно.энэ од

бүх оддын багцтай харьцуулахад тодорхой байрлалд. Эйнштейн Ньютоноос 200 жилийн дараа таталцлын шинэ онолыг бий болгохдоо Орчлон ертөнц сүйрлээс хэрхэн зайлсхийдэг вэ гэсэн асуудалд бас эргэлзэж байв. Хаббл орчлон ертөнцийн тэлэлтийг нээхээс өмнө түүний сансар судлалын анхны бүтээл хэвлэгдсэн; Тиймээс Эйнштейн Ньютонтой адил Орчлон ертөнцийг хөдөлгөөнгүй гэж үзсэн.Гэсэн хэдий ч Эйнштейн Орчлон ертөнцийн тогтвортой байдлын асуудлыг илүү шууд шийдвэрлэхийг оролдсон. Орчлон ертөнц өөрийн таталцлын нөлөөн дор сүйрэхгүй байхын тулд таталцлыг эсэргүүцэх өөр нэг сансрын хүч байх ёстой гэж тэрээр үзэж байв. Энэ хүч нь таталцлын хүчийг нөхөх сонирхол татахуйц биш харин түлхэх хүч байх ёстой.

Хэдийгээр таталцлын хүчийг эсэргүүцэх зэвүүн хүчний тухай санаа нь өөрөө маш энгийн бөгөөд байгалийн зүйл боловч бодит байдал дээр ийм хүчний шинж чанар нь ер бусын болж хувирдаг. Мэдээжийн хэрэг, дэлхий дээр ийм хүч ажиглагдаагүй бөгөөд хэдэн зуун жилийн гаригийн одон орон судлалын явцад түүний ямар ч сэжүүр олдсонгүй. Мэдээжийн хэрэг, хэрэв сансрын түлхэлтийн хүч байгаа бол энэ нь бага зайд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэх ёсгүй, гэхдээ түүний хэмжээ нь одон орны хэмжээнд мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Энэ зан үйл нь хүчний мөн чанарыг судлах өмнөх бүх туршлагатай зөрчилдөж байна: тэдгээр нь ихэвчлэн богино зайд эрчимтэй байдаг бөгөөд зай нэмэгдэх тусам сулардаг. Тиймээс урвуу квадрат хуулийн дагуу цахилгаан соронзон ба таталцлын харилцан үйлчлэл тасралтгүй буурдаг.

Гэсэн хэдий ч Эйнштейний онолд ийм ер бусын шинж чанартай хүч байгалиасаа гарч ирэв. Эйнштейний оруулсан сансрын түлхэлтийн хүчийг байгаль дахь тав дахь харилцан үйлчлэл гэж бодож болохгүй. Энэ бол зүгээр л таталцлын өөрийнх нь хачирхалтай илрэл юм. Хэрэв таталцлын талбайн эх үүсвэрээр ер бусын шинж чанартай орчин сонговол сансрын түлхэлтийн нөлөөг ердийн таталцлын хүчинтэй холбож болохыг харуулахад хэцүү биш юм. Тогтмолматериаллаг орчин (жишээ нь, хий) дарамт шахалт үзүүлдэг бол энд авч үзсэн таамаглал нь байх ёстойсөрөг даралт эсвэл хурцадмал байдал.Бидний юу ярьж байгааг илүү тодорхой төсөөлөхийн тулд бид ийм сансрын бодисоор савыг дүүргэж чадсан гэж төсөөлөөд үз дээ. Дараа нь ердийн хийнээс ялгаатай нь таамаглал

сансрын орчин хөлөг онгоцны хананд дарамт учруулахгүй, харин тэдгээрийг хөлөг онгоцны дотор татах хандлагатай болно.Тиймээс бид сансар огторгуйн түлхэлтийг таталцлын нэг төрөл, эсвэл бүх орон зайг дүүргэж, сөрөг даралттай үл үзэгдэх хийн орчинд байдаг ердийн таталцлын улмаас үүссэн үзэгдэл гэж үзэж болно. Нэг талаас сөрөг даралт нь савны хананд шингэж байгаа мэт санагдах, нөгөө талаар энэ таамаг орчин нь галактикуудыг татах биш харин тэднийг түлхэж байдаг нь зөрчилдөөнгүй юм. Эцсийн эцэст, түлхэлт нь аливаа механик үйлдлээс бус хүрээлэн буй орчны таталцлаас үүдэлтэй байдаг. хөлөг онгоцны хана, мөн энэ орчинд байгаа ажиглагч үүнийг биет бодис гэж огт хүлээж авахгүй. Орон зай нь бүрэн хоосон мэт харагдах болно.

Таамаглалтай орчны ийм гайхалтай шинж чанаруудыг үл харгалзан Эйнштейн нэгэн цагт таталцлын таталцал болон түүний нээсэн сансар огторгуйн түлхэлтийн хоорондын тэнцвэрт байдлыг хадгалсан Орчлон ертөнцийн сэтгэл ханамжтай загварыг бүтээсэн гэж мэдэгджээ. Энштейн энгийн тооцоолол ашиглан Орчлон ертөнц дэх таталцлыг тэнцвэржүүлэхэд шаардагдах сансрын түлхэлтийн хүчийг тооцоолсон.

Тэр түлхэлт нь Нарны аймгийн дотор (тэр ч байтугай Галактикийн масштабаар ч) маш бага байх ёстойг туршилтаар илрүүлэх боломжгүй гэдгийг баталж чадсан. Хэсэг хугацаанд олон жилийн нууцыг гайхалтайгаар тайлсан юм шиг санагдав.

Гэсэн хэдий ч дараа нь байдал улам дордлоо. Юуны өмнө тэнцвэрийн тогтвортой байдлын асуудал гарч ирэв. Эйнштейний үндсэн санаа нь татах ба зэвүүн хүчний хатуу тэнцвэрт байдалд суурилж байв. Гэхдээ хатуу тэнцвэртэй олон тохиолдлын нэгэн адил нарийн ширийн зүйлс бас гарч ирэв. Жишээлбэл, Эйнштейний статик ертөнц бага зэрэг тэлэх байсан бол таталцлын хүч (зайны дагуу сулрах) бага зэрэг буурч, харин сансрын түлхэлтийн хүч (зайны дагуу нэмэгдэх) бага зэрэг нэмэгдэх болно.Хэрэв Эйнштейн сансар огторгуйн түлхэлтийн хүчийг эрэлхийлээгүй байсан бол онолын хувьд ийм дүгнэлтэд хүрч, одон орон судлаачдын нээсэн хугацаанаас арван жилийн өмнө орчлон ертөнц тэлэхийг урьдчилан таамаглах байсан байх.

Ийм таамаглал нь шинжлэх ухааны түүхэнд хамгийн гайхамшигтай (ийм таамаглалыг 1922-1923 онд Петроградын их сургуулийн профессор А.А. Фридман Эйнштейний тэгшитгэлд үндэслэн хийсэн) гэж нэрлэх нь дамжиггүй. Эцэст нь Эйнштейн сансар огторгуйн зэвүүцлээс ууртайгаар татгалзаж, үүнийгээ хожим нь "амьдралынхаа хамгийн том алдаа" гэж үзэв. Гэсэн хэдий ч энэ нь түүхийн төгсгөл биш юм.

Эйнштейн статик орчлон ертөнцийн оршин тогтнодоггүй асуудлыг шийдэхийн тулд сансрын түлхэлтийг зохион бүтээсэн. Гэхдээ урьдын адил нэгэнт гавь савнаас гарсан бол түүнийг буцааж тавих боломжгүй юм. Орчлон ертөнцийн динамик нь таталцлын болон түлхэлтийн хүчний хоорондын сөргөлдөөнөөс үүдэлтэй байж магадгүй гэсэн санаа үргэлжилсээр байв. Хэдийгээр одон орны ажиглалтууд нь сансар огторгуйн түлхэлт байгааг нотлох ямар ч нотолгоо өгөөгүй ч түүний байхгүйг баталж чадаагүй - энэ нь өөрийгөө илэрхийлэхэд хэтэрхий сул байж магадгүй юм.

Эйнштейний таталцлын талбайн тэгшитгэлүүд нь түлхэх хүч байхыг зөвшөөрдөг ч түүний хэмжээнд хязгаарлалт тавьдаггүй. Гашуун туршлагаараа сургасан Эйнштейн энэ хүчний хэмжээ нь яг тэгтэй тэнцүү байна гэж таамаглах эрхтэй байсан бөгөөд ингэснээр түлхэлтийг бүрмөсөн арилгасан. Гэсэн хэдий ч энэ нь ямар ч шаардлагагүй байсан. Зарим эрдэмтэд тэгшитгэлд түлхэлтийг хадгалах шаардлагатай гэж үзсэн боловч анхны асуудлын үүднээс энэ нь шаардлагагүй болсон.Эдгээр эрдэмтэд зохих нотлох баримт байхгүй үед түлхэлтийн хүчийг тэг гэж үзэх үндэслэл байхгүй гэж үзсэн. Өргөж буй орчлон ертөнцийн хувилбарт зэвүүн хүчийг хадгалахын үр дагаврыг олоход хэцүү байсангүй. Асаалттайсулардаг. Харин галактикууд бие биенээсээ холдсоор сансар огторгуйн түлхэлт нэмэгддэг. Эцсийн эцэст түлхэлт нь таталцлын таталцлыг даван туулж, Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд дахин нэмэгдэж эхэлнэ.

Эндээс бид сансар огторгуйн түлхэлт давамгайлж, тэлэлт үүрд үргэлжлэх болно гэж дүгнэж болно.

Одон орон судлаачид орчлон ертөнцийн тэлэлт эхлээд удааширч, дараа нь дахин түргэсдэг энэ ер бусын зан үйл нь галактикуудын ажиглагдаж буй хөдөлгөөнд тусгагдах ёстойг харуулсан. Гэвч одон орон судлалын хамгийн нарийн ажиглалтууд нь ийм зан үйлийн талаархи итгэл үнэмшилтэй нотолгоог гаргаж чадаагүй ч үе үе эсрэг заалттай байдаг.

Хаббл энэ үзэгдлийг туршилтаар нээхээс олон жилийн өмнө буюу 1916 онд Нидерландын одон орон судлаач Вилем де Ситтер тэлж буй орчлон ертөнцийн санааг дэвшүүлсэн нь сонирхолтой юм. Де Ситтер орчлон ертөнцөөс ердийн бодисыг зайлуулбал таталцлын таталцал алга болж, түлхэлтийн хүч сансарт ноёрхох болно гэж үзжээ. Энэ нь орчлон ертөнцийг тэлэх болно - тэр үед энэ нь шинэлэг санаа байсан юм.

Ажиглагч сөрөг даралттай хачирхалтай үл үзэгдэгч хийн орчинг мэдрэх чадваргүй тул түүнд хоосон орон зай тэлж байгаа мэт харагдах болно. Туршилтын биеийг өөр өөр газар өлгөж, бие биенээсээ хол зайд нь ажигласнаар тэлэлт илрүүлж болно. Хоосон орон зайг тэлэх санаа нь тухайн үед сониуч зан гэж тооцогддог байсан ч бидний харж байгаагаар энэ нь зөгнөлийн шинж чанартай болсон.

Тэгэхээр энэ түүхээс ямар дүгнэлт хийж болох вэ? Одон орон судлаачид сансар огторгуйн түлхэлтийг илрүүлээгүй нь байгальд байхгүй гэдгийг логик нотолгоо болж чадахгүй.

Өмнөх хэсгүүдэд бид сансар огторгуйн түлхэлтийн хүч байгаа бол энэ нь Их тэсрэлтэд ямар ч чухал нөлөө үзүүлэхгүй тул маш сул байх ёстой гэж хэлсэн. Гэсэн хэдий ч энэ дүгнэлт нь түлхэлтийн хэмжээ цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй гэсэн таамаглал дээр үндэслэсэн болно. Эйнштейний үед сансар огторгуйн түлхэлтийг "хүний бүтээсэн" онолд оруулснаас хойш бүх эрдэмтэд энэ үзэл бодолтой байсан. Сансар огторгуйн түлхэлт болно гэж хэний ч санаанд орж байгаагүй дуудагдахОрчлон ертөнц тэлэх үед үүсдэг бусад физик процессууд. Хэрэв ийм боломж олгосон бол сансар судлал өөр болж болох байсан. Ялангуяа хувьслын эхэн үеийн эрс тэс нөхцөлд сансрын түлхэлт нь таталцлаас түр зуур давамгайлж, орчлон ертөнцийг дэлбэрэхэд хүргэсэн гэж үздэг бөгөөд үүний дараа түүний үүрэг бараг л өөрчлөгдсөн гэж үздэг. тэг хүртэл бууруулсан.

Энэ ерөнхий дүр зураг эндээс гарч байна сүүлийн үеийн бүтээлүүдОрчлон ертөнцийн хөгжлийн хамгийн эхний үе шатанд матери ба хүчний зан үйлийг судлах.

Сансар огторгуйн асар том түлхэлт нь Их гүрний үйл ажиллагааны зайлшгүй үр дүн байсан нь тодорхой болов. Тиймээс Эйнштейний хаалгаар илгээсэн "эсрэг таталцал" цонхоор буцаж ирэв!

Сансар огторгуйн түлхэлтийн шинэ нээлтийг ойлгох түлхүүр нь квант вакуумын мөн чанараас үүдэлтэй. Ер бусын үл үзэгдэх орчин, хоосон орон зайнаас ялгагдахгүй, гэхдээ сөрөг даралттай байдаг нь ийм түлхэлтийг хэрхэн үүсгэж болохыг бид харсан. Өнөөдөр физикчид квант вакуум яг ийм шинж чанартай гэж үздэг. 7-р бүлэгт вакуум нь виртуал бөөмсөөр дүүрэн, нарийн төвөгтэй харилцан үйлчлэлээр ханасан квант үйл ажиллагааны нэг төрлийн "фермент" гэж үзэх ёстой гэж тэмдэглэсэн. Үүнийг дотроо ойлгох нь маш чухал юм

квант тодорхойлолт вакуум нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.вакуум - хэрэв бид тэдгээрийг ажиглаж чадвал тэд огт өөр шинж чанартай ч яг адилхан харагдах болно.

Юуны өмнө, вакуумд агуулагдах энерги нь нэг төлөвөөс нөгөө рүү асар их хэмжээгээр урсдаг. Онолын хувьд Их нэгдэлЖишээлбэл, хамгийн бага ба хамгийн их вакуум энергийн ялгаа нь төсөөлшгүй их юм. Эдгээр хэмжигдэхүүний асар том хэмжээний талаар ойлголттой болохын тулд нарны оршин тогтнох бүх хугацаанд (5 тэрбум жил) ялгарах энергийг тооцоолъё.

Нарнаас ялгарах энэ асар их энерги нь нарны аймгаас бага хэмжээтэй орон зайн бүсэд агуулагддаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ тохиолдолд олж авсан эрчим хүчний нягтрал нь ТВО дахь вакуум төлөвт тохирсон эрчим хүчний нягтралтай ойролцоо байна. Эрчим хүчний асар их ялгааны зэрэгцээ янз бүрийн вакуум төлөвүүд нь даралтын асар том зөрүүтэй тохирч байна.Гэхдээ энд "заль мэх" оршдог: эдгээр бүх дарамтууд - сөрөг.Квантын вакуум нь сансар огторгуйн түлхэлтийг бий болгодог урьд дурьдсан таамаглалтай яг л энэ удаад ажилладаг.

тоон утгууд

, АНУ), түүнийг "инфляци" гэж нэрлэсэн. Асар хурдтай, тасралтгүй хурдацтай тэлэлтийн үр дүнд тун удахгүй орчлон ертөнцийн бүх хэсгүүд тэсрэлт болж буй мэт салж нисэх нь тодорхой болно. Мөн энэ бол Big Bang!

Гэсэн хэдий ч ямар нэг байдлаар инфляцийн үе шат дуусах ёстой.

Бүх өдөөгдсөн квант системүүдийн нэгэн адил "хуурамч" вакуум нь тогтворгүй бөгөөд задрах хандлагатай байдаг. Ялзрах үед түлхэлт алга болдог. Энэ нь эргээд инфляцийг зогсоож, Ертөнцийг ердийн таталцлын хүч рүү шилжүүлэхэд хүргэдэг. Мэдээжийн хэрэг, энэ тохиолдолд инфляцийн үед олж авсан анхны импульсийн ачаар орчлон ертөнц тэлэх болно, гэхдээ тэлэлтийн хурд тогтвортой буурах болно. Ийнхүү сансар огторгуйн түлхэлтээс өнөөг хүртэл үлдсэн цорын ганц ул мөр бол орчлон ертөнцийн тэлэлт аажмаар удааширч байгаа явдал юм.

Тэгэхээр хамгийн хэцүү асуудал бол Их тэсрэлтийг юу үүсгэсэн бэ?

- инфляцийн онолыг ашиглан шийдэж чадсан; хоосон орон зай квант вакуумд хамаарах түлхэлтийн нөлөөн дор аяндаа дэлбэрчээ. Гэсэн хэдий ч нууц хэвээр байна. Орчлон ертөнцөд орших бодис, цацраг үүсэхэд орсон анхдагч дэлбэрэлтийн асар их энерги нь хаа нэгтээгээс ирэх ёстой байв!

Бид анхдагч энергийн эх үүсвэрийг олох хүртэл орчлон ертөнцийн оршин тогтнолыг тайлбарлаж чадахгүй. Сансрын ачаалагчАнгли

ачаалах оосор

Энэ нь шууд утгаараа "уях" гэсэн утгатай бөгөөд дүрслэлийн хувьд энэ нь бие даасан тууштай байдал, энгийн бөөмсийн систем дэх шатлал байхгүй гэсэн үг юм.

Орчлон ертөнц асар их энерги ялгарах явцад үүссэн. Бид түүний ул мөрийг илрүүлсээр байгаа - энэ нь дулааны цацраг ба сансрын бодис (ялангуяа од, гаригийг бүрдүүлдэг атомууд) бөгөөд тодорхой энергийг "масс" хэлбэрээр хадгалдаг.Энэ энергийн ул мөр нь галактикуудын ухралт, одон орны объектуудын хүчирхийллийн үйл ажиллагаанд ч илэрдэг. Анхдагч энерги нь үүсэж буй орчлон ертөнцийн "хаварыг эхлүүлсэн" бөгөөд өнөөг хүртэл эрчим хүчээр хангасаар байна.

Энэ хуулийн үр нөлөөг баталгаажуулах жишээг хэлэхэд хэцүү биш. Бидэнд хөдөлгүүр, түлшний нөөц байгаа гэж бодъё, хөдөлгүүрийг цахилгаан үүсгүүрийн хөтөч болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь эргээд халаагуурыг цахилгаанаар хангадаг.

Түлш шатаах үед түүнд хуримтлагдсан химийн энерги нь механик энерги, дараа нь цахилгаан эрчим хүч, эцэст нь дулааны энерги болж хувирдаг. Гэвч бодит байдал дээр дэлбэрэлт нэлээд "том" болж хувирсан бөгөөд энэ нь өөрийн таталцлыг даван туулж, анхдагч дэлбэрэлтийн хүчээр үүрд тэлэх эсвэл ядаж л оршин тогтнох боломжийг олгосон юм. шахагдаж, мартагдахаас олон тэрбум жилийн өмнө.Эсвэл цамхагийн орой дээр ачаа өргөхөд мотор ашигладаг бөгөөд үүний дараа ачаалал чөлөөтэй унадаг гэж бодъё; газар цохих үед халаагчтай жишээн дээрхтэй яг ижил хэмжээний дулааны энерги үүсдэг. Үнэн хэрэгтээ энерги хэрхэн дамждаг, хэлбэр нь хэрхэн өөрчлөгдсөн ч түүнийг бий болгож, устгах боломжгүй нь ойлгомжтой. Инженерүүд энэ хуулийг өдөр тутмын амьдралдаа ашигладаг.

Хэрэв энергийг үүсгэх эсвэл устгах боломжгүй бол анхдагч энерги яаж үүсдэг вэ? Энэ нь зүгээр л эхний мөчид тарьсан биш гэж үү (анхны шинэ нөхцөл байдал үүссэн )? Хэрэв тийм бол Орчлон яагаад өөр энерги биш харин үүнийг агуулдаг вэ? Ажиглах боломжтой орчлон ертөнцөд ойролцоогоор 10^68 Ж (жоуль) энерги байдаг - яагаад 10^99 эсвэл 10^10000 эсвэл өөр тоо байж болохгүй гэж?Инфляцийн онол нь энэ нууцыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй тайлбарыг санал болгодог. Энэ онолын дагуу. Орчлон ертөнц эхэн үедээ бараг тэг энергитэй байсан бөгөөд эхний 10^32 секундэд асар их энергийг бүхэлд нь авчирч чадсан юм. Энэ гайхамшгийг ойлгох түлхүүр нь эндээс олох явдал юм гайхалтай баримтердийн утгаараа энерги хадгалагдах хууль

хамаарахгүй тэлж буй орчлон руу.Үндсэндээ бид үүнтэй төстэй баримттай аль хэдийн тулгарсан. Сансар огторгуйн тэлэлт нь орчлон ертөнцийн температур буурахад хүргэдэг: үүний дагуу анхдагч үе шатанд маш их хэмжээний дулааны цацрагийн энерги шавхагдаж, температур үнэмлэхүй тэг хүртэл буурдаг. Энэ бүхэн хаашаа явсан бэ?дулааны энерги ? Нэг ёсондоо үүнийг орчлон ертөнц тэлэхийн тулд ашиглаж, Их тэсрэлтийн хүчийг нөхөх шахалт үзүүлсэн. Энгийн шингэн тэлэх үед түүний гаднах даралт нь шингэний энергийг ашиглан ажилладаг.Энгийн хий тэлэх үед энэ нь (жишээ нь, хий) дарамт шахалт үзүүлдэг бол энд авч үзсэн таамаглал нь байх ёстойдаралт. Ийм орчин тэлэх үед түүний энерги багасдаггүй, харин нэмэгддэг. Сансар огторгуйн түлхэлт нь орчлон ертөнцийг хурдацтай тэлэх үед инфляцийн үед яг ийм зүйл болсон юм. Энэ хугацаанд вакуумын нийт энерги инфляцийн үеийн төгсгөлд асар их утгад хүрэх хүртэл нэмэгдсээр байв.

Инфляцийн үе дууссаны дараа бүх хуримтлагдсан энерги нь нэг аварга том тэсрэлтээр ялгарч, Их тэсрэлтийн бүрэн хэмжээний дулаан, бодисыг үүсгэсэн. Энэ мөчөөс эхлэн эерэг даралттай ердийн тэлэлт эхэлсэн бөгөөд ингэснээр энерги дахин буурч эхлэв.

Анхдагч энерги гарч ирэх нь ямар нэгэн ид шидээр тэмдэглэгдсэн байдаг. Нууцлаг сөрөг даралттай вакуум нь үнэхээр гайхалтай чадвартай байдаг. Нэг талаас, энэ нь асар их түлхэлтийн хүчийг бий болгож, түүний байнга хурдасч тэлэхийг баталгаажуулдаг, нөгөө талаас тэлэлт нь өөрөө вакуум энергийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Вакуум нь үндсэндээ асар их хэмжээний эрчим хүчээр өөрийгөө тэжээдэг. Энэ нь тасралтгүй тэлэлт, хязгааргүй эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг баталгаажуулдаг дотоод тогтворгүй байдлыг агуулдаг. Зөвхөн хуурамч вакуумын квант задрал нь энэхүү "сансар огторгуйн үрэлгэн байдалд" хязгаарлалт тавьдаг.Вакуум нь байгальд ид шидийн, ёроолгүй энергийн сав болж өгдөг.

"Юуг ч биш"-ээс "ямар нэгэн зүйл" бий болох тухай бүхэл бүтэн ойлголттой дотооддоо эвлэрч чадахгүй байгаа хүмүүст орчлон ертөнц тэлэх үед эрчим хүч үүсэхийг өөрөөр харах боломжтой. Ердийн таталцал нь сэтгэл татам байдаг тул материйн хэсгүүдийг бие биенээсээ холдуулахын тулд эдгээр хэсгүүдийн хооронд үйлчилж буй таталцлыг даван туулах ажлыг хийх ёстой. Энэ нь биеийн системийн таталцлын энерги сөрөг байна гэсэн үг юм; Системд шинэ биетүүд нэмэгдэхэд энерги ялгарч, үүний үр дүнд таталцлын энерги "бүр ч сөрөг" болдог. Хэрэв бид инфляцийн үе шатанд Орчлон ертөнцөд энэ үндэслэлийг хэрэглэвэл үүссэн массын сөрөг таталцлын энергийг "нөхөн нөхдөг" нь дулаан, материйн дүр төрх юм. Энэ тохиолдолд Орчлон ертөнцийн нийт энерги тэг болж, шинэ энерги огт үүсэхгүй!

"Ертөнцийг бүтээх" үйл явцын талаархи ийм үзэл бодол нь мэдээжийн хэрэг сонирхол татахуйц боловч таталцалтай холбоотой энергийн тухай ойлголтын байдал ерөнхийдөө эргэлзээтэй болж байгаа тул үүнийг нухацтай авч үзэх ёсгүй.

Вакуумын тухай энд өгүүлсэн бүхэн намагт унаж гутлынхаа үдээсээр өөрийгөө татаж гаргасан хүүгийн тухай физикчдийн дуртай түүхийг маш их санагдуулдаг. Өөрийгөө бүтээдэг орчлон ертөнц энэ хүүг санагдуулам - тэр мөн өөрийн "нэхсэн тор"-оор өөрийгөө татдаг (энэ үйл явцыг "ачаалах" гэж нэрлэдэг). Үнэн хэрэгтээ, Орчлон ертөнц өөрийн физик шинж чанараас шалтгаалан материйг "бүтээж", "сэргээхэд" шаардлагатай бүх энергийг өдөөж, түүнийг үүсгэдэг дэлбэрэлтийг эхлүүлдэг. Энэ бол сансрын ачаалах оосор юм; Бид түүний гайхалтай хүч чадалд оршин тогтнох өртэй.

Инфляцийн онолын дэвшил

Гут орчлон ертөнц маш хурдацтай тэлэлтийн үеийг туулсан гэсэн үндсэн санааг дэвшүүлсний дараа ийм хувилбар нь Big Bang-ийн сансар судлалын урьд өмнө нь энгийн гэж үздэг байсан олон шинж чанарыг сайхан тайлбарлаж чадах нь тодорхой болсон. Өмнөх хэсгүүдийн нэгэнд бид парадоксуудтай маш их тулгарсанөндөр зэрэгтэй анхан шатны дэлбэрэлтийн зохион байгуулалт, зохицуулалт. Нэг ньгайхалтай жишээнүүд Энэ нь дэлбэрэлтийн хүчнээс үүдэлтэй бөгөөд энэ нь сансрын таталцлын хэмжээнд яг тохирч, үүний үр дүнд бидний цаг үеийн орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь тусгаарлах хилийн утгатай маш ойрхон байна. шахалт (нуралт) ба хурдацтай тэлэлт.Инфляцийн хувилбар нь ийм нарийн тодорхойлогдсон том тэсрэлттэй холбоотой эсэхээс хамаарна. Инфляцийн үе дэх экспоненциал тэлэлтийн улмаас (энэ нь хамгийн их онцлог шинж чанар) дэлбэрэлтийн хүч нь Орчлон ертөнц өөрийн таталцлыг даван туулах чадварыг автоматаар баталгаажуулдаг. Инфляци яг үнэндээ ажиглагдаж байгаа тэлэлтийн хурдыг хүргэж чадна.

Өөр " агуу нууц"Энэ нь өргөн цар хүрээтэй орчлон ертөнцийн нэгэн төрлийн байдалтай холбоотой юм. Мөн инфляцийн онол дээр үндэслэн шууд шийддэг. Орчлон ертөнцийн бүтэц дэх анхны нэгэн төрлийн бус байдал нь унтарсан атираа шиг хэмжээ нь асар их хэмжээгээр нэмэгдэн бүрэн арилах ёстой. халуун агаарын бөмбөлөгхийлэх үед жигдрүүлнэ. Мөн орон зайн бүс нутгийн хэмжээ ойролцоогоор 10^50 дахин нэмэгдсэний үр дүнд аливаа анхны эвдрэл нь ач холбогдолгүй болдог.

Гэсэн хэдий ч энэ талаар ярих нь буруу байх болно дүүрэннэгэн төрлийн байдал. Үзэгдэх боломжтой болгохын тулдорчин үеийн галактикууд

болон галактикийн бөөгнөрөл, орчлон ертөнцийн эхэн үеийн бүтцэд зарим нэг "бөглөрөл" байсан байх. Анх одон орон судлаачид галактикийн оршин тогтнохыг Их тэсрэлтийн дараа таталцлын нөлөөгөөр материйн хуримтлагдсанаар тайлбарлаж болно гэж найдаж байсан. Хийн үүл нь өөрийн таталцлын нөлөөн дор шахагдаж, дараа нь жижиг хэсгүүдэд хуваагдаж, тэдгээр нь эргээд бүр жижиг хэсгүүдэд хуваагдах ёстой. Магадгүй Big Bang-ийн үр дүнд үүссэн хийн тархалт бүрэн жигд байсан ч цэвэр санамсаргүй үйл явцын улмаас конденсац, ховор үзэгдэл энд тэнд үүссэн. Таталцлын хүч нь эдгээр хэлбэлзлийг улам эрчимжүүлж, конденсацын талбайн өсөлт, нэмэлт бодисыг шингээхэд хүргэсэн. Дараа нь эдгээр мужууд шахагдаж, дараалан задарч, хамгийн жижиг конденсацууд нь од болж хувирав. Эцэст нь бүтцийн шатлал үүссэн: одод бүлгүүд, тэдгээр нь галактикууд, дараа нь галактикуудын бөөгнөрөл болж нэгдсэн., энэ нь хийн тархалт дагалдаж байсан. Их тэсрэлтийн онолын анхны хувилбарт галактикийн "үр" нь орчлон ертөнцийн бүтцэд анх үүссэн үед оршин байсан гэж үздэг.

Түүгээр ч барахгүй эдгээр анхны нэгэн төрлийн бус байдал нь маш тодорхой хэмжээтэй байх ёстой: хэтэрхий жижиг биш, эс тэгвээс тэдгээр нь хэзээ ч үүсэхгүй, гэхдээ хэтэрхий том биш, эс тэгвээс өндөр нягтралтай хэсгүүд зүгээр л нурж, асар том хар нүх болж хувирах болно. Үүний зэрэгцээ галактикууд яагаад яг ийм хэмжээтэй байдаг, яагаад яг ийм тооны галактикууд бөөгнөрөлд орсон нь бүрэн тодорхойгүй байна. Инфляцийн хувилбар нь галактикийн бүтцийн талаар илүү тогтвортой тайлбарыг өгдөг. Үндсэн санаа нь маш энгийн. Орчлон ертөнцийн квант төлөв нь хуурамч вакуумын тогтворгүй төлөв байдгаас инфляци үүсдэг. Эцэст нь энэ вакуум төлөв задарч, илүүдэл энерги нь дулаан, бодис болж хувирдаг.Энэ мөчид сансрын түлхэлт алга болж, инфляци зогсдог. Гэсэн хэдий ч хуурамч вакуум задрах нь бүх орон зайд нэгэн зэрэг тохиолддоггүй. Аливаа квант процессын нэгэн адил хуурамч вакуум задрах хурд нь хэлбэлздэг. Орчлон ертөнцийн зарим хэсэгт ялзрал бусадтай харьцуулахад арай хурдан явагддаг. Эдгээр бүс нутагт инфляци эрт дуусна. Үүний үр дүнд нэгэн төрлийн бус байдал эцсийн төлөвт хадгалагдана. Эдгээр ялгаатай байдал нь "цөм" (төв) болж чаддаг байж магадгүй юм.таталцлын шахалт

эцэст нь галактик, тэдгээрийн бөөгнөрөл үүсэхэд хүргэсэн. явуулсанЖинхэнэ вакуум бөмбөлгүүд гэрлийн хурдаар өргөжиж, сансар огторгуйн илүү том талбайг эзэлнэ.

Инфляци "гайхамшигтай" ажлаа хийхэд хангалттай урт хугацаанд хуурамч вакуум оршин тогтнохын тулд эдгээр хоёр төлөвийг энергийн хаалтаар тусгаарлах ёстой бөгөөд энэ нь электронуудад тохиолддогтой адил системийн "квант туннел" хийгдэх ёстой (харна уу). бүлэг). Гэсэн хэдий ч энэ загвар нь нэг ноцтой сул талтай: хуурамч вакуумаас ялгарах бүх энерги нь бөмбөлгийн хананд төвлөрч, бөмбөлөг даяар дахин хуваарилах механизм байдаггүй. Бөмбөлөгүүд мөргөлдөж, нэгдэх үед энерги нь эцэстээ санамсаргүй холилдсон давхаргад хуримтлагдах болно. Үүний үр дүнд Орчлон ертөнц маш хүчтэй нэг төрлийн бус байдлыг агуулж, том хэмжээний нэгэн төрлийн байдлыг бий болгох инфляцийн бүх ажил бүтэлгүйтэх болно. Цаашид инфляцийн хувилбарыг сайжруулснаар эдгээр хүндрэлийг даван туулсан. INшинэ онол

хоёр вакуум төлөвийн хооронд хонгил байхгүй; оронд нь хуурамч вакуум задрах нь маш удаан явагдахын тулд параметрүүдийг сонгосон бөгөөд ингэснээр орчлон ертөнцөд хөөрөх хангалттай хугацаа өгдөг. Эвдрэл дуусахад хуурамч вакуум энерги нь "бөмбөлөг"-ийн бүх эзэлхүүнд ялгардаг бөгөөд энэ нь 10^27 К хүртэл хурдан халдаг. Нэг ийм бөмбөлөгт ажиглагдаж болох бүх ертөнц агуулагддаг гэж үздэг. Тиймээс, хэт том масштабаар орчлон ертөнц туйлын жигд бус байж болох ч бидний ажиглахад хүртээмжтэй бүс (мөн орчлон ертөнцийн илүү том хэсгүүд) бүрэн нэгэн төрлийн бүсэд оршдог.

Хэдийгээр инфляцийн хувилбар нь зөвхөн хэсэгчлэн боловсруулагдсан бөгөөд зөвхөн үнэмшилтэй боловч өөр юу ч биш, энэ нь сансар судлалын нүүр царайг эргэлт буцалтгүй өөрчлөх амлалт өгөх хэд хэдэн санааг боловсруулах боломжийг бидэнд олгосон юм. Одоо бид Их тэсрэлтийн шалтгааныг тайлбарлаад зогсохгүй яагаад ийм "том" байсныг, яагаад ийм шинж чанартай болсныг ойлгож эхэлж байна. Одоо бид орчлон ертөнцийн том хэмжээний нэгэн төрлийн байдал хэрхэн үүссэн, түүнтэй хамт жижиг хэмжээний нэгэн төрлийн бус байдал (жишээлбэл, галактикууд) хэрхэн үүссэн тухай асуудлыг шийдэж эхэлж болно. Орчлон ертөнц гэж нэрлэгддэг анхны дэлбэрэлт нь одоог хүртэл физикийн шинжлэх ухааны хил хязгаараас давсан нууцлаг байхаа больсон.

Өөрийгөө бүтээдэг орчлон ертөнц

Гэсэн хэдий ч асар их амжилтанд хүрсэн ч гэсэн инфляцийн онолОрчлон ертөнцийн гарал үүслийг тайлбарлахад нууц хэвээр үлджээ. Орчлон ертөнц анх яаж хуурамч вакуум байдалд орсон бэ?

Инфляци үүсэхээс өмнө юу болсон бэ?

Орчлон ертөнцийн гарал үүслийн талаархи тууштай, бүрэн сэтгэл ханамжтай шинжлэх ухааны тайлбар нь орон зай өөрөө (илүү нарийвчлалтай, орон зай-цаг хугацаа) хэрхэн үүсч, улмаар инфляцид өртсөнийг тайлбарлах ёстой. Зарим эрдэмтэд орон зай үргэлж оршдог гэдгийг хүлээн зөвшөөрөхөд бэлэн байдаг бол зарим нь энэ асуудал ерөнхийдөө шинжлэх ухааны хандлагын хүрээнээс давсан гэж үздэг. Цөөхөн хэд нь илүү ихийг баталж байгаа бөгөөд зарчмын хувьд бие махбодийн үйл явцын үр дүнд орон зай (ялангуяа хуурамч вакуум) хэрхэн шууд утгаараа "юунаас ч" үүсч болох вэ гэсэн асуултыг тавих нь зүй ёсны хэрэг гэдэгт итгэлтэй байна. судалж болно.Өмнө дурьдсанчлан, бид "ороосноос юу ч бий болдоггүй" гэсэн тууштай итгэл үнэмшлийг саяхан л эсэргүүцсэн. Сансрын ачааны оосор нь ертөнцийг оргүйгээс бий болгох теологийн үзэл баримтлалд ойрхон байдаг

Гэсэн хэдий ч тодорхой бус зүйлсийн хувьд бүх зүйл тийм ч тодорхой биш юм. Жишээлбэл, уран зураг юунаас гардаг вэ? Мэдээжийн хэрэг, үүнд сойз, будаг, зотон хэрэгтэй, гэхдээ эдгээр нь зүгээр л хэрэгсэл юм. Зургийг будах арга - хэлбэр, өнгө, бүтэц, найрлагыг сонгох нь бийр, будгаар төрдөггүй. Энэ бол үр дүн юмбүтээлч төсөөлөл

зураач. Бодол санаа, санаа хаанаас гардаг вэ? Бодол санаа үнэхээр оршин байдаг нь эргэлзээгүй бөгөөд тархины оролцоог үргэлж шаарддаг бололтой. Гэхдээ тархи нь зөвхөн бодлын хэрэгжилтийг хангадаг бөгөөд тэдний шалтгаан биш юм.Тархи өөрөө бодлыг бий болгодог, жишээлбэл, компьютер тооцоо хийдэг. Бодол санаа нь өөр бодлоос үүдэлтэй байж болох ч энэ нь тухайн бодлын мөн чанарыг илчлэхгүй. Зарим бодол нь мэдрэмжээр төрж болно; Ой тогтоолт нь бас бодлыг төрүүлдэг. Гэхдээ ихэнх уран бүтээлчид бүтээлээ үр дүн гэж үздэг

гэнэтийн урам зориг. Хэрэв үнэхээр тийм юм бол уран зураг бүтээх буюу ядаж л түүний санаа төрсөн нь оргүйгээс ямар нэгэн зүйл төрсний яг жишээ юм.Гэсэн хэдий ч бид биет биетүүд, тэр ч байтугай орчлон ертөнц бүхэлдээ оргүй хоосон зүйлээс үүсдэг гэж үзэж болох уу? Энэхүү зоримог таамаглалыг жишээлбэл, АНУ-ын зүүн эрэг дэх шинжлэх ухааны байгууллагуудад нэлээд нухацтай хэлэлцэж байгаа бөгөөд эндээс онолын физикч, сансар судлалын хэд хэдэн мэргэжилтнүүд ямар нэгэн зүйл төрөх боломжийг тодруулахад туслах математикийн аппаратыг боловсруулж байна. юу ч биш.

Энэхүү сонгогдсон тойрогт MIT-ийн Алан Гут, Сидней Колеман зэрэг багтана Харвардын их сургууль, Тафтсын их сургуулийн Алекс Виленкин, Нью-Йоркийн Эд Тайллон, Хайнц Пегелс нар. Тэд бүгдээрээ нэг утгаараа "тогтворгүй зүйл байдаггүй" бөгөөд физикийн ертөнц аяндаа "ороосноос цэцэглэдэг" бөгөөд зөвхөн физикийн хуулиудад захирагддаг гэж үздэг. "Ийм санаанууд нь зөвхөн таамаглал юм" гэж Гут хүлээн зөвшөөрөв, "гэхдээ зарим түвшинд тэдгээр нь зөв байж магадгүй ... Заримдаа тэд үнэгүй өдрийн хоол байдаггүй гэж хэлдэг, гэхдээ Орчлон ертөнц яг ийм "үнэгүй үдийн хоол" юм. Эдгээр бүх таамаглалд квант зан үйл гол үүрэг гүйцэтгэдэг.шалтгаан ба үр дагаврын хоорондын хамаарлыг тусгасан. Орчлон ертөнцийг асар том цагийн механизм гэж үздэг байсан бөгөөд түүний зан байдал нь яг одоо болж буй үйл явдлаар хатуу зохицуулагддаг. Чухамхүү ийм өргөн хүрээтэй бөгөөд туйлын хатуу учир шалтгааны итгэл үнэмшил нь Пьер Лапласыг хэт хүчирхэг тооцоолуур нь механикийн хуулиудад үндэслэн ертөнцийн түүх, хувь заяаг урьдчилан таамаглах боломжтой гэж маргахад хүргэсэн юм. Энэ үзлийн дагуу орчлон ертөнц өөрийн тогтоосон замаар үүрд мөнхөд явах ёстой.

Квантын физик нь арга зүйн боловч ариутгасан Лапласын схемийг устгасан. Физикчид атомын түвшинд бодис, түүний хөдөлгөөн тодорхойгүй, урьдчилан таамаглах аргагүй байдаг гэдэгт итгэлтэй болсон. Бөөмс нь хатуу заасан хөдөлгөөнийг эсэргүүцэх мэт "галзуу" аашилж, гэнэт гарч ирдэг. гэнэтийн газруудямар ч шалтгаангүйгээр, заримдаа "анхааралгүйгээр" гарч ирээд алга болдог.

Квантын ертөнц нь учир шалтгааны холбооноос бүрэн ангид биш боловч нэлээд эргэлзээтэй, хоёрдмол байдлаар илэрдэг. Жишээлбэл, хэрэв нэг атом өөр атомтой мөргөлдсөний үр дүнд өдөөгдсөн төлөвт орсон бол энэ нь ихэвчлэн фотон ялгаруулж, хамгийн бага энергийн төлөвтөө хурдан буцаж ирдэг. Фотон үүсэх нь мэдээжийн хэрэг атом урьд өмнө нь өдөөгдсөн төлөвт шилжсэний үр дагавар юм. Энэ нь фотоныг бий болгоход хүргэсэн өдөөлт байсан гэж бид итгэлтэйгээр хэлж чадна, энэ утгаараа шалтгаан ба үр дагаврын хамаарал хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч фотон гарч ирэх бодит мөчийг урьдчилан таамаглах аргагүй юм: атом ямар ч үед үүнийг ялгаруулж чадна. Физикчид фотон үүсэх магадлал буюу дундаж хугацааг тооцоолж чаддаг боловч тодорхой тохиолдол бүрт энэ үйл явдал болох мөчийг урьдчилан таамаглах боломжгүй байдаг. Тодорхойлолтод зориулагдсан бололтой ижил төстэй нөхцөл байдалАтомын өдөөлт нь фотон үүсэхэд тийм ч их хүргэдэггүй, харин үүнийг "түлхдэг" гэж хэлэх нь дээр.

Тиймээс квантын бичил ертөнц нь учир шалтгааны хамаарлын нягт сүлжээнд орооцолдохгүй, олон тооны үл анзаарагдам тушаал, зөвлөмжийг "сонсосоор" байна. Хуучин Ньютоны схемд хүч нь "Хөдөлгөөн" гэсэн ямар ч маргаангүй тушаалаар объект руу хандсан мэт санагдаж байв. Квантын физикт хүч ба объектын харилцаа нь тушаал гэхээсээ илүү урилга юм.

Яагаад бид "ор ч үгүй" объект гэнэт төрөхийг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй гэж үздэг вэ? Гайхамшиг, ер бусын үзэгдлүүдийн талаар юу бодоход хүргэдэг вэ? Магадгүй бүх зүйл ийм үйл явдлын ер бусын байдалд л оршдог: өдөр тутмын амьдралд бид ямар ч шалтгаангүйгээр объектын дүр төрхтэй тулгардаггүй. Жишээлбэл, илбэчин туулайг малгайнаас гаргаж ирэхэд бид хууртагдаж байгаагаа мэддэг.

Бид үнэхээр ямар ч шалтгаангүйгээр, огт тааварлашгүй байдлаар объектууд үе үе гарч ирдэг ертөнцөд амьдарч байна гэж бодъё. Ийм үзэгдэлд дассан болохоор бид тэднийг гайхшруулахаа болино. Аяндаа төрөх нь байгалийн гажуудлын нэг гэж тооцогддог. Магадгүй ийм ертөнцөд бид бүхэл бүтэн биет орчлон ертөнц юу ч бишээс гэнэт гарч ирэхийг төсөөлөхийн тулд итгэл үнэмшилээ тайлах шаардлагагүй болсон байх.

Энэхүү төсөөллийн ертөнц нь үндсэндээ бодит ертөнцөөс тийм ч их ялгаатай биш юм. Хэрэв бид атомын зан төлөвийг мэдрэхүйн тусламжтайгаар (тусгай багажийн тусламжтайгаар биш) шууд мэдэрч чаддаг байсан бол тодорхой тодорхой шалтгаангүйгээр объектууд гарч ирж, алга болж байгааг ажиглах шаардлагатай болдог.

"Ороосноос төрөх"-тэй хамгийн ойр байдаг үзэгдэл нь хангалттай хүчтэй цахилгаан талбайд тохиолддог. Талбайн хүч чадлын эгзэгтэй утгын үед электронууд болон позитронууд санамсаргүй байдлаар "ор ч үгүй" гарч эхэлдэг. Тооцооллоос харахад ураны цөмийн гадаргуугийн ойролцоо цахилгаан талбайн хүч нь энэ нөлөөлөл үүсэх хязгаарт нэлээд ойрхон байгааг харуулж байна. Хэрэв 200 протон агуулсан атомын цөм (ураны цөмд 92 байдаг) байсан бол аяндаа электрон ба позитрон үүсэх болно. Харамсалтай нь ийм цөмтэй их тооПротонууд маш тогтворгүй болж байгаа нь тодорхой боловч энэ талаар бүрэн итгэлтэй байдаггүй.

Хүчтэй цахилгаан талбарт аяндаа электрон ба позитрон үүсэх нь хоосон орон зай, вакуумд задрал үүсэх үед цацраг идэвхт бодисын онцгой төрөл гэж үзэж болно. Ялзралын үр дүнд нэг вакуум төлөв нөгөөд шилжих талаар бид аль хэдийн ярьсан.

Энэ тохиолдолд вакуум нь бөөмс байх төлөвт задардаг. Хэдийгээр сансрын задралаас үүдэлтэй, ойлгоход хэцүү, таталцлын нөлөөн дор үүнтэй төстэй үйл явц байгальд тохиолдож болно. Хар нүхний гадаргуугийн ойролцоо таталцлын хүч маш хүчтэй тул вакуум нь байнга үүсдэг бөөмсөөр дүүрдэг.

Энэ бол Стивен Хокингийн нээсэн хар нүхний алдартай цацраг юм. Эцсийн эцэст, энэ цацрагийг бий болгоход таталцал нөлөөлдөг боловч энэ нь "хуучин Ньютоны утгаар" тохиолддог гэж хэлж болохгүй: ямар нэгэн тодорхой бөөмс тодорхой газар тодорхой цагт гарч ирэх ёстой гэж хэлж болохгүй. таталцлын хүчний үйл ажиллагааны үр дүнд . Ямар ч тохиолдолд таталцал нь зөвхөн орон зай-цаг хугацааны муруйлт учраас бид орон зай-цаг матери үүсэх шалтгаан болдог гэж хэлж болно.Хоосон орон зайгаас материйн аяндаа гарч ирэхийг ихэвчлэн "ороосноос" төрөлт гэж ярьдаг бөгөөд энэ нь төрөлттэй төстэй сүнс юм. ex nihiloХристийн шашны сургаалд. Гэсэн хэдий ч физикчдийн хувьд хоосон орон зай нь "юу ч биш" боловч физик ертөнцийн маш чухал хэсэг юм. Хэрэв бид Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн бэ гэсэн асуултад хариулахыг хүсч байгаа бол хоосон орон зай анхнаасаа оршин байсан гэж үзэх нь хангалтгүй юм. Энэ орон зай хаанаас ирснийг тайлбарлах хэрэгтэй. Төрөх тухай бодол

орон зай өөрөө Энэ нь хачирхалтай мэт санагдаж болох ч энэ нь бидний эргэн тойронд үргэлж тохиолддог. Орчлон ертөнцийн тэлэлт нь сансар огторгуйн тасралтгүй "хавдар"-аас өөр зүйл биш юм. Өдөр бүр манай телескопоор нэвтрэх боломжтой ертөнцийн талбай 10^18 шоо гэрлийн жилээр нэмэгддэг. Энэ орон зай хаанаас ирсэн бэ?, материйн тоосонцор "ор ч үгүйгээс" үүсч болно, тэгвэл таталцлын хүчний хувьд энэ нь сансар огторгуйгаас "ороосноос" гарч ирэхийг тайлбарлахгүй гэж үү?

Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол 18 тэрбум жилийн өмнө Орчлон ертөнц үүссэн нь яг ийм үйл явцын жишээ биш гэж үү?

Үнэгүй өдрийн хоол? гол утгаквант сансар судлал квант онолыг орчлон ертөнцийг бүхэлд нь хэрэгжүүлэхээс бүрддэг: орон зай-цаг хугацаа, матери;Онолчид энэ санааг ялангуяа нухацтай авч үздэг. Эхлээд харахад энд нэг зөрчил байна: квант физик нь хамгийн жижиг системүүдийг авч үздэг бол сансар судлал нь хамгийн том системийг авч үздэг. Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнц маш жижиг хэмжээсээр хязгаарлагдаж байсан тул квант нөлөөлөл нь тухайн үед маш чухал байсан. Тооцооллын үр дүн үүнийг харуулж байнаквант хуулиуд

Орчлон ертөнцийн гарал үүслийг тайлбарлах эдгээр оролдлогуудын гол бэрхшээл нь түүний хуурамч вакуум төлөв байдлаас үүсэх үйл явцыг дүрслэх явдал юм. Хэрэв шинээр бий болсон орон зай-цаг жинхэнэ вакуум байдалд байсан бол инфляци хэзээ ч үүсэхгүй.Их тэсрэлт нь сул цацралт болж багасч, орон зай-цаг агшин зуурын дараа дахин оршин тогтнохоо болино - энэ нь анх үүссэн квант процессоор устах болно. Хэрэв орчлон ертөнц хуурамч вакуум байдалд ороогүй бол сансар огторгуйн ачааны оосорт хэзээ ч оролцохгүй байсан бөгөөд хуурмаг оршихуйгаа бодитоор хэрэгжүүлэхгүй байх байсан.

Магадгүй шинж чанараараа хуурамч вакуум байх нь илүү дээр юм эрс тэс нөхцөл. Жишээлбэл, хэрэв Орчлон ертөнц хангалттай өндөр температурт үүсч, дараа нь хөргөсөн бол тэр хуурамч вакуумд "хөөрөх" боломжтой боловч өнөөг хүртэл энэ төрлийн техникийн олон асуулт шийдэгдээгүй хэвээр байна.

Гэхдээ эдгээр үндсэн асуудлуудтай холбоотой бодит нөхцөл байдал ямар ч байсан Орчлон ертөнц ямар нэг байдлаар байх ёстой үүсэх арга замзай. Цаашилбал, арван хэмжээст орон зай нь байгалийн жамаар хөгжихийн тулд инфляцийн үед орон зайн гурван хэмжээс нь бусад долоон хэмжээсийг дааж, харин эсрэгээрээ агшиж, үл үзэгдэх болж хувирдаг уу? Ийнхүү арван хэмжээст орон зайн квантын бичил хөөс шахагдаж, гурван хэмжээс нь хөөрч, орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг: үлдсэн долоон хэмжээсүүд нь бичил ертөнцөд баригдаж, зөвхөн шууд бус байдлаар - харилцан үйлчлэлийн хэлбэрээр илэрдэг. Энэ онол нь маш сонирхолтой юм шиг санагддаг.

Хэдийгээр онолчдод маш эрт Орчлон ертөнцийн мөн чанарыг судлахын тулд хийх ажил их байгаа ч Орчлон ертөнц бидний өнөөгийн дүр төрхийг олж авахад хүргэсэн үйл явдлуудын ерөнхий тоймыг аль хэдийн өгөх боломжтой болсон. Эхэндээ Орчлон ертөнц аяндаа “ор ч үгүйгээс” үүссэн. Чадварынхаа ачаар квант энергиНэг төрлийн ферментийн үүрэг гүйцэтгэдэг хоосон орон зайн бөмбөлөгүүд нь ачаалах оосорны ачаар эрчим хүчний асар их нөөцийг бий болгож, хурдацтай өсөж чаддаг. Өөрөө бий болсон энергиэр дүүрсэн энэхүү хуурамч вакуум нь тогтворгүй болж задарч, дулаан хэлбэрээр энерги ялгаруулж эхэлснээр бөмбөлөг бүр галаар амьсгалах бодисоор (галт бөмбөлөг) дүүрсэн байв. Бөмбөлөгүүдийн инфляци зогссон ч Big Bang эхэлсэн. Орчлон ертөнцийн "цаг" дээр тэр үед 10^-32 секунд байв.

Ийм галт бөмбөлөгөөс бүх бодис, бүх биет зүйл үүссэн. Сансар огторгуйн материал хөрөхөд дараалан мэдрэгдсэн фазын шилжилтүүд. Шилжилт бүрээр үндсэн хэлбэргүй материалаас илүү олон янзын бүтэц "хөлдөж" байв. Нэг нэгээр нь харилцан үйлчлэл нь бие биенээсээ салж байв. Бидний одоо дууддаг объектуудыг алхам алхмаар субатомын тоосонцор, өнөөдөр тэдгээрт байгаа шинж чанаруудыг олж авсан. "Сансар огторгуйн шөл"-ийн найрлага улам бүр нарийн төвөгтэй болохын хэрээр инфляцийн үеэс үлдсэн том хэмжээний жигд бус байдал нь галактик болж хувирав. Цаашид бүтцийг бий болгох, янз бүрийн төрлийн бодисыг салгах явцад орчлон ертөнц улам бүр танил хэлбэрийг олж авав; халуун плазм нь атом болон хувирч од, гариг, эцэст нь амьдралыг бий болгосон.

Орчлон ертөнц ингэж л өөрийгөө “ухамсарласан” юм. Матери, энерги, орон зай, цаг хугацаа, харилцан үйлчлэл, талбар, дараалал, бүтэц -"Бүтээгчийн үнийн жагсаалт"-аас авсан эдгээр ойлголтууд нь Орчлон ертөнцийн салшгүй шинж чанар болдог. Шинэ физик нь эдгээр бүх зүйлийн гарал үүслийг шинжлэх ухааны үүднээс тайлбарлах гайхалтай боломжийг нээж өгдөг. Бид тэднийг анхнаасаа "гараар" тусгайлан оруулах шаардлагагүй болсон. Физик ертөнцийн бүх үндсэн шинж чанарууд хэрхэн үүсч болохыг бид харж болно автоматаарфизикийн хуулиудын үр дагавар болж, маш тодорхой анхны нөхцөлүүд байгаа гэж таамаглах шаардлагагүй.

Шинэ сансар судлал нь сансар огторгуйн анхны төлөв нь ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй, учир нь түүний талаарх бүх мэдээллийг инфляцийн үед устгасан гэж мэдэгджээ. Бидний ажиглаж буй орчлон ертөнц инфляцийн эхэн үеэс хойш үүссэн физик үйл явцын ул мөрийг л агуулдаг.

Мянга мянган жилийн турш хүн төрөлхтөн "юунаас ч бий" гэж итгэсээр ирсэн. Өнөөдөр бид бүх зүйл оргүй зүйлээс үүссэн гэж хэлж болно. Орчлон ертөнцөд "төлбөр төлөх" шаардлагагүй - энэ бол үнэхээр "үнэгүй өдрийн хоол" юм.

Орчлон ертөнцийг хөгжүүлэх санаа нь орчлон ертөнцийн хувьслын эхлэл (төрөлт) ба түүний хөгжлийн асуудлыг тодорхойлоход хүргэсэн.

төгсгөл (үхэл). Одоогийн байдлаар орчлон ертөнцөд материйн үүсэх тодорхой талуудыг тайлбарласан хэд хэдэн сансар судлалын загварууд байдаг боловч тэдгээр нь Орчлон ертөнц өөрөө үүссэн шалтгаан, үйл явцыг тайлбарладаггүй. Орчин үеийн сансар судлалын бүх онолуудаас зөвхөн Г.Гамовын Их тэсрэлтийн онол л өнөөг хүртэл энэ асуудалтай холбоотой бараг бүх баримтыг хангалттай тайлбарлаж чадсан. Их тэсрэлтийн загварын үндсэн шинж чанарууд нь хожим инфляцийн онол буюу хөөрөгдөж буй ертөнцийн онолоор нэмэгдэн, Америкийн эрдэмтэд А.Гут, П.Стейнхардт нарын боловсруулж, Зөвлөлтийн физикч А.Д. Линда. 1948 онд Оросын гарал үүсэлтэй Америкийн нэрт физикч Г.Гамов 15 тэрбум жилийн өмнө болсон асар том дэлбэрэлтийн үр дүнд биет ертөнц үүссэн гэж санал болгосон. Дараа нь орчлон ертөнцийн бүх бодис, бүх энерги нэг жижигхэн хэт нягт бөөгнөрөлд төвлөрчээ. Хэрэв та математик тооцоололд итгэдэг бол тэлэлтийн эхэн үед орчлон ертөнцийн радиус нь тэгтэй тэнцүү, нягтрал нь хязгааргүйтэй тэнцүү байв. Энэ анхны төлөв гэж нэрлэгддэгөвөрмөц байдал - цэгийн эзлэхүүн. Физикийн мэдэгдэж буй хуулиуд нь дангаараа үйлчилдэггүй. Энэ төлөвт орон зай, цаг хугацаа гэсэн ойлголтууд утгаа алддаг тул энэ цэг хаана байсныг асуух нь утгагүй юм. Түүнчлэн орчин үеийн шинжлэх ухаан энэ нөхцөл байдлын шалтгааны талаар юу ч хэлж чадахгүй.

Гэвч Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчмын дагуу матери нэг цэгт шахагдах боломжгүй тул орчлон ертөнц анхны төлөвтөө тодорхой нягт, хэмжээтэй байсан гэж үздэг. Зарим тооцооллоор, ойролцоогоор 10 61 г гэж тооцогддог ажиглагдаж буй ертөнцийн бүх бодисыг 10 94 г / см 3 нягттай болтол нь шахвал 10 -33 см 3 орчим эзэлхүүнтэй байх болно. Ямар ч тохиолдолд электрон микроскоптүүнийг харах боломжгүй болно. Их тэсрэлтийн шалтгаан болон орчлон ертөнц тэлэх шилжилтийн талаар удаан хугацааны туршид юу ч хэлж чадахгүй байв. Гэвч өнөөдөр эдгээр үйл явцыг тайлбарлахыг оролдсон зарим таамаглал гарч ирэв. Эдгээр нь Орчлон ертөнцийн хөгжлийн инфляцийн загварын үндэс суурь болдог.

Орчлон ертөнцийн "эхлэл"

Big Bang-ийн үзэл баримтлалын гол санаа бол орчлон ертөнц үүсэн бий болох эхний үе шатанд тогтворгүй вакуум хэлбэртэй байсан явдал юм. өндөр нягтралтайэрчим хүч. Энэ энерги нь үүнээс гаралтай квант цацраг, өөрөөр хэлбэл хаанаас ч юм шиг. Үнэн хэрэгтээ физик вакуумд тогтсон зүйл байдаггүй

бөөмс, талбар, долгион, гэхдээ энэ нь амьгүй хоосон орон зай биш юм. Вакуум орчинд төрж, түр зуурын оршин тогтнож, тэр даруй алга болдог виртуал бөөмс байдаг. Тиймээс вакуум нь виртуал тоосонцортой "буцалж", тэдгээрийн хоорондын нарийн төвөгтэй харилцан үйлчлэлээр ханасан байдаг. Түүгээр ч барахгүй вакуумд агуулагдах энерги нь түүний янз бүрийн давхарт байрладаг, жишээлбэл. вакуум энергийн түвшний ялгаатай үзэгдэл байдаг.

Вакуум тэнцвэрт байдалд байх үед түүний дотор зөвхөн виртуал (сүнс) хэсгүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь төрөхийн тулд богино хугацаанд вакуумаас эрчим хүч зээлж, алга болохын тулд зээлсэн энергийг хурдан буцааж өгдөг. Ямар нэг шалтгааны улмаас вакуум нь ямар нэгэн анхны цэг (ганц байдал) хөдөлж, тэнцвэрийн төлөвөөс гарах үед виртуал бөөмсүүд буцахгүйгээр энергийг барьж, жинхэнэ бөөмс болж хувирдаг. Эцэст нь сансар огторгуйн тодорхой цэгт асар олон тооны бодит бөөмс, тэдгээртэй холбоотой энергийн хамт үүссэн. Өдөөгдсөн вакуум нурах үед асар их цацрагийн энерги ялгарч, супер хүч бөөмсийг хэт нягт бодис болгон шахав. Орон зай цаг хүртэл гажигтай байсан "эхлэл"-ийн эрс тэс нөхцөл нь вакуум мөн дотор байсан гэдгийг харуулж байна. онцгой нөхцөл, үүнийг "хуурамч" вакуум гэж нэрлэдэг. Энэ нь маш өндөр нягтралтай эрчим хүчээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь бодисын маш өндөр нягтралтай тохирдог. Материйн энэ төлөвт хүчтэй стресс, сөрөг даралт үүсч болох бөгөөд энэ нь таталцлын түлхэлттэй тэнцэхүйц том тэсрэлт болох Орчлон ертөнцийн хяналтгүй, хурдацтай тэлэлтэд хүргэсэн юм. Энэ бол бидний ертөнцийн анхны түлхэц, "эхлэл" байсан юм.

Энэ мөчөөс эхлэн Орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлт эхэлж, цаг хугацаа, орон зай бий болно. Энэ үед нэг буюу хэд хэдэн орчлон ертөнцийн үр хөврөл болох "сансрын бөмбөлгүүдийн" хяналтгүй инфляци үүсч, тэдгээр нь үндсэн тогтмол хэмжигдэхүүн, хуулиудаа бие биенээсээ ялгаатай байж болно. Тэдний нэг нь манай Метагалактикийн үр хөврөл болсон.

Төрөл бүрийн тооцоогоор "инфляци"-ын үе нь экспоненциалаар үргэлжилдэг бөгөөд энэ нь "эхлэл"-ээс хойш 10-33 секундын дотор төсөөлшгүй богино хугацаа шаарддаг. гэж нэрлэдэг инфляцийн үе.Энэ хугацаанд орчлон ертөнцийн хэмжээ 1050 дахин нэмэгдэж, протоны тэрбумын хэмжээнээс шүдэнзний хайрцагны хэмжээтэй болтлоо өссөн байна.

Инфляцийн үе дуусах дөхөхөд Орчлон хоосон, хүйтэн байсан ч инфляци хатах үед Орчлон ертөнц гэнэт "халуун" болсон. Сансар огторгуйг гэрэлтүүлсэн дулааны тэсрэлт нь "хуурамч" вакуум дахь эрчим хүчний асар их нөөцтэй холбоотой юм. Энэ вакуум төлөв нь маш тогтворгүй бөгөөд ялзрах хандлагатай байдаг. Хэзээ

уналт дуусч, түлхэлт алга болж, инфляци дуусна. Мөн олон тооны бодит бөөмс хэлбэрээр холбогдсон энерги нь цацраг хэлбэрээр ялгарч, орчлон ертөнцийг тэр даруй 10 27 К хүртэл халаав. Тэр мөчөөс эхлэн орчлон ертөнц "халуун" Big Bang-ийн стандарт онолын дагуу хөгжсөн. .

Орчлон ертөнцийн хувьслын эхний үе шат

Их тэсрэлтийн дараахан Орчлон ертөнц нь 10 27 К температурт термодинамик тэнцвэрт байдалд байгаа бүх төрлийн энгийн бөөмс ба тэдгээрийн эсрэг хэсгүүдийн плазм байсан бөгөөд тэдгээр нь бие биедээ чөлөөтэй хувирдаг. Энэ бөөгнөрөлд зөвхөн таталцлын болон том (Агуу) харилцан үйлчлэл байсан. Дараа нь орчлон ертөнц тэлж эхэлсэн бөгөөд үүний зэрэгцээ түүний нягтрал, температур буурчээ. Орчлон ертөнцийн цаашдын хувьсал үе шаттайгаар явагдсан бөгөөд нэг талаас ялгаатай байдал, нөгөө талаас түүний бүтцийн нарийн төвөгтэй байдал дагалдаж байв. Орчлон ертөнцийн хувьслын үе шатууд нь энгийн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн онцлог шинж чанараараа ялгаатай байдаг. эрин үе.Хамгийн чухал өөрчлөлтүүд гурван минут хүрэхгүй хугацаа шаардагдана.

Адроны эрин үе 10-7 секунд үргэлжилсэн. Энэ үе шатанд температур 10 13 К хүртэл буурдаг. Үүний зэрэгцээ бүх дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэл гарч, кваркуудын чөлөөт оршин тогтнох нь зогсоход тэд адрон болон нийлдэг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь протон ба нейтрон юм. Ихэнх чухал үйл явдалЭнэ нь манай Орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эхний мөчүүдэд тохиолдсон тэгш хэмийн дэлхийн хэмжээний зөрчил болжээ. Бөөмүүдийн тоо нь эсрэг бөөмсийн тооноос арай илүү байсан. Энэ тэгш бус байдлын шалтгаан одоогоор тодорхойгүй байна. Цусны сийвэнтэй төстэй бөөмд нэг тэрбум хос бөөмс болон эсрэг бөөмс бүрт устгахад хангалттай хос байхгүй байв. Энэ нь галактикууд, одод, гаригууд болон тэдгээрийн зарим дээр нь оюун ухаант оршнолууд бүхий материаллаг орчлон ертөнцийн цаашдын үүсэхийг тодорхойлсон.

Лептон эрин үеэхэлснээс хойш 1 секунд хүртэл үргэлжилсэн. Орчлон ертөнцийн температур 10 10 К хүртэл буурсан. Түүний гол элементүүд нь протон ба нейтроны харилцан өөрчлөлтөд оролцдог лептонууд байв. Энэ эриний төгсгөлд матери нейтриногийн хувьд тунгалаг болж, тэд бодистой харьцахаа больж, өнөөг хүртэл амьд үлджээ.

Цацрагийн эрин (Фотоны эрин) 1 сая жил үргэлжилсэн. Энэ хугацаанд Орчлон ертөнцийн температур 10 тэрбум К-ээс 3000 К хүртэл буурчээ. Энэ үе шатанд орчлон ертөнцийн цаашдын хувьслын анхдагч нуклеосинтезийн хамгийн чухал процессууд болох протон ба нейтронуудын нэгдэл (8 орчим байсан) явагдсан. хэд дахин бага).

протоноос өндөр) атомын цөмд ордог. Энэ үйл явцын төгсгөлд Орчлон ертөнцийн матери нь 75% протон (устөрөгчийн цөм), 25 орчим хувь нь гелий цөм, зууны нэг хувь нь дейтерий, литий болон бусад гэрлийн элементүүдээс бүрдсэн бөгөөд үүний дараа Орчлон ертөнц фотонуудад тунгалаг болсон. , цацраг нь бодисоос салж, бидний эрин үед реликт цацраг гэж нэрлэгддэг зүйлийг бий болгосон.

Дараа нь бараг 500 мянган жилийн турш чанарын өөрчлөлт гарсангүй - орчлон ертөнц удаан хөргөж, тэлэх болов. Орчлон ертөнц нэгэн төрлийн хэвээр байгаа ч улам бүр ховордсон. 3000 К хүртэл хөргөхөд устөрөгч ба гелийн атомын цөмүүд аль хэдийн чөлөөт электронуудыг барьж, төвийг сахисан устөрөгч, гелийн атом болгон хувиргаж чадсан. Үүний үр дүнд нэг төрлийн орчлон ертөнц үүссэн бөгөөд энэ нь бараг харилцан үйлчилдэггүй гурван бодисын холимог байсан: барионы бодис (устөрөгч, гелий ба тэдгээрийн изотопууд), лептонууд (нейтринос ба антинейтрино) ба цацраг (фотон). Энэ үед өндөр температур, өндөр даралт байхаа больсон. Ирээдүйд орчлон ертөнц улам тэлж, хөргөж, дулааны үхэл гэх мэт "лептон цөл" үүсэх бололтой. Гэхдээ ийм зүйл болоогүй; эсрэгээр орчин үеийн бүтцийн орчлон ертөнцийг бий болгосон үсрэлт байсан бөгөөд энэ нь орчин үеийн тооцоогоор 1-3 тэрбум жил үргэлжилсэн.