3. დედამიწის ირგვლივ სივრცე ივსება ფონის მიკროტალღური ღუმელებით

4. დედამიწის, მეტეორიტებისა და უძველესი ვარსკვლავების ასაკი ბევრი არ არის

5. მთელ დაკვირვებად სამყაროში, ახლომდებარე ვარსკვლავებიდან ყველაზე შორეულ გალაქტიკებამდე, წყალბადის ყოველ 10 ატომზე არის 1 ჰელიუმის ატომი. წარმოუდგენელია, რომ ადგილობრივი პირობები ყველგან ასე იდენტური იყოს. დიდი აფეთქების მოდელის სიძლიერე ის არის, რომ ის ყველგან ჰელიუმსა და წყალბადს შორის თანაფარდობას პროგნოზირებს.

6. სამყაროს რეგიონებში, რომლებიც ჩვენგან შორს არიან სივრცეში და დროში, უფრო აქტიური გალაქტიკები და კვაზარებია, ვიდრე ჩვენთან ახლოს. ეს მიუთითებს სამყაროს ევოლუციაზე და ეწინააღმდეგება სტაციონარული სამყაროს თეორიას.

სწორედ ასეთ წარმოუდგენლად მაღალი ტემპერატურისა და სიმკვრივის პირობებში მოხდა სამყაროს დაბადება. უფრო მეტიც, ეს შეიძლება იყოს პირდაპირი გაგებით დაბადება: ზოგიერთი კოსმოლოგი (მაგალითად, ია.ბ. ზელდოვიჩი სსრკ-ში და ლ. პარკერი აშშ-ში) თვლიდნენ, რომ ნაწილაკები და გამა-გამოსხივების ფოტონები იმ ეპოქაში იბადებიან გრავიტაციული ველით. . ფიზიკის თვალსაზრისით, ეს პროცესი შეიძლებოდა მომხდარიყო, თუ სინგულარობა იყო ანისოტროპული, ე.ი. გრავიტაციული ველი არაერთგვაროვანი იყო. ამ შემთხვევაში, მოქცევის გრავიტაციულ ძალებს შეუძლიათ "გამოიყვანონ" რეალური ნაწილაკები ვაკუუმიდან, რითაც შექმნან სამყაროს მატერია.

დიდი აფეთქების შემდეგ მომხდარი პროცესების შესწავლით, ჩვენ გვესმის, რომ ჩვენი ფიზიკური თეორიები ჯერ კიდევ ძალიან არასრულყოფილია. ადრეული სამყაროს თერმული ევოლუცია დამოკიდებულია მასიური ელემენტარული ნაწილაკების, ჰადრონების შექმნაზე, რომლის შესახებაც ბირთვულმა ფიზიკამ ჯერ კიდევ ცოტა რამ იცის. ამ ნაწილაკებიდან ბევრი არასტაბილური და ხანმოკლეა. შვეიცარიელი ფიზიკოსი რ. ჰაგედორნი თვლის, რომ შესაძლოა არსებობდეს მზარდი მასის ჰადრონების დიდი მრავალფეროვნება, რომლებიც შეიძლება უხვად წარმოიქმნას 10 გრადუსამდე ტემპერატურაზე.

სხვა თვალსაზრისის მიხედვით, მასიური ელემენტარული ნაწილაკების ტიპების რაოდენობა შეზღუდულია, ამიტომ ტემპერატურა და სიმკვრივე ჰადრონის ეპოქაში უსასრულო მნიშვნელობებს უნდა მიაღწიოს. პრინციპში, ამის გადამოწმება შეიძლებოდა: თუ ჰადრონების კვარკების კომპონენტები სტაბილური ნაწილაკები იყო, მაშინ გარკვეული რაოდენობის კვარკები და ანტიკვარკები უნდა ყოფილიყო დაცული იმ ცხელი ეპოქიდან. მაგრამ კვარკების ძიება ამაო იყო; სავარაუდოდ, ისინი არასტაბილურია. Სმ . ასევე ELEMENTARY PARTICLES.

სამყაროს გაფართოების პირველი მილიწამის შემდეგ, ძლიერმა (ბირთვულმა) ურთიერთქმედებამ შეწყვიტა მასში გადამწყვეტი როლის თამაში: ტემპერატურა იმდენად დაეცა, რომ ატომის ბირთვებმა შეწყვიტეს ნგრევა. შემდგომი ფიზიკური პროცესები განისაზღვრა სუსტი ურთიერთქმედებით, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან სინათლის ნაწილაკების - ლეპტონების (ანუ ელექტრონები, პოზიტრონები, მეზონები და ნეიტრინო) შექმნაზე თერმული გამოსხივების გავლენის ქვეშ. როდესაც გაფართოების დროს რადიაციის ტემპერატურა დაეცა დაახლოებით 10-მდე

შემდეგი გაფართოების ფაზა, ფოტონების ერა, ხასიათდება თერმული გამოსხივების აბსოლუტური დომინირებით. ყველა შენახულ პროტონზე ან ელექტრონზე არის მილიარდი ფოტონი. თავიდან ეს იყო გამა კვანტები, მაგრამ სამყაროს გაფართოების შედეგად დაკარგეს ენერგია და გახდნენ რენტგენი, ულტრაიისფერი, ოპტიკური, ინფრაწითელი და, ბოლოს, ახლა ისინი გახდნენ რადიოკვანტები, რომლებსაც ჩვენ ვიღებთ, როგორც შავი სხეულის ფონის (რელიქტური) რადიოს. ემისია.

1. სინგულარობის პრობლემა: ბევრს ეჭვი ეპარება ზოგადი ფარდობითობის გამოყენებადობაში, რომელიც წარსულში სინგულარობას იძლევა. შემოთავაზებულია სინგულარობისგან თავისუფალი ალტერნატიული კოსმოლოგიური თეორიები.

2. სამყაროს იზოტროპიის პრობლემა მჭიდროდ არის დაკავშირებული სინგულარულობასთან. უცნაურია, რომ გაფართოება, რომელიც დაიწყო სინგულარული მდგომარეობიდან, ასეთი იზოტროპული აღმოჩნდა. თუმცა შესაძლებელია, რომ თავდაპირველად ანიზოტროპული გაფართოება თანდათან იზოტროპული გამხდარიყო გაფანტული ძალების გავლენის ქვეშ.

3. უდიდეს მასშტაბებზე ჰომოგენური, უფრო მცირე მასშტაბებზე სამყარო ძალიან ჰეტეროგენულია (გალაქტიკები, გალაქტიკათა გროვები). ძნელია იმის გაგება, თუ როგორ შეიძლება გამოიწვიოს მარტო გრავიტაციამ ასეთი სტრუქტურის გამოჩენა. ამიტომ, კოსმოლოგები იკვლევენ დიდი აფეთქების არაჰომოგენური მოდელების შესაძლებლობებს.

4. და ბოლოს, შეიძლება ვიკითხოთ, როგორია სამყაროს მომავალი? პასუხის გასაცემად, თქვენ უნდა იცოდეთ მატერიის საშუალო სიმკვრივე სამყაროში. თუ ის გადააჭარბებს გარკვეულ კრიტიკულ მნიშვნელობას, მაშინ სივრცე-დროის გეომეტრია დახურულია და მომავალში სამყარო აუცილებლად შეკუმშდება. დახურულ სამყაროს არ აქვს საზღვრები, მაგრამ მისი მოცულობა სასრულია. თუ სიმკვრივე კრიტიკულზე დაბალია, მაშინ სამყარო ღიაა და სამუდამოდ გაფართოვდება. ღია სამყარო უსასრულოა და დასაწყისში მხოლოდ ერთი სინგულარობა აქვს. ჯერჯერობით, დაკვირვებები უკეთესად შეესაბამება ღია სამყაროს მოდელს.

ყველაზე რადიკალური ის არის, რომ თავიდან ქაოსი იყო. ადრეული სამყაროს გაფართოება იყო უკიდურესად ანისოტროპული და არაჰომოგენური, მაგრამ შემდეგ დისიპაციურმა პროცესებმა გაათანაბრა ანისოტროპია და გაფართოება უფრო მიუახლოვდა ფრიდმან-ლემაიტრის მოდელს. არაჰომოგენურობის ბედი ძალიან ცნობისმოყვარეა: თუ მათი ამპლიტუდა დიდი იყო, მაშინ მათ აუცილებლად მოუწიათ შავ ხვრელებში დაშლა ამჟამინდელი ჰორიზონტით განსაზღვრული მასით. მათი ფორმირება შეიძლება დაწყებულიყო სწორედ პლანკის დროიდან, ასე რომ სამყაროს შეეძლო ჰქონოდა ბევრი პატარა შავი ხვრელი 10-მდე მასით.

პირველადი ქაოსი შეიძლება შეიცავდეს ნებისმიერი მასშტაბის და ამპლიტუდის დარღვევას; მათგან ყველაზე დიდი, ხმის ტალღების სახით, შეიძლებოდა გადარჩენილიყო ადრეული სამყაროს ეპოქიდან რადიაციის ეპოქამდე, როდესაც მატერია ჯერ კიდევ საკმარისად ცხელი იყო გამოსხივების, შთანთქმისა და გაფანტვისთვის. მაგრამ ამ ეპოქის დასასრულის შემდეგ, გაცივებული პლაზმა ხელახლა გაერთიანდა და შეწყვიტა ურთიერთქმედება რადიაციასთან. აირში ხმის წნევა და სიჩქარე დაეცა, რის გამოც ბგერითი ტალღები გადაიზარდა დარტყმის ტალღებად, შეკუმშვა აირი და გამოიწვია მისი კოლაფსი გალაქტიკებად და გროვებად. საწყისი ტალღების ტიპებიდან გამომდინარე, გამოთვლები პროგნოზირებს ძალიან განსხვავებულ სურათს, რომელიც ყოველთვის არ შეესაბამება დაკვირვებულს. კოსმოლოგიური მოდელების შესაძლო ვარიანტებს შორის არჩევისთვის მნიშვნელოვანია ერთი ფილოსოფიური იდეა, რომელიც ცნობილია როგორც ანთროპიული პრინციპი: თავიდანვე სამყაროს უნდა ჰქონოდა ისეთი თვისებები, რაც მათზე გალაქტიკების, ვარსკვლავების, პლანეტების და ინტელექტუალური სიცოცხლის წარმოქმნის საშუალებას იძლეოდა. თორემ კოსმოლოგიის შემსწავლელი არავინ იქნებოდა.

ალტერნატიული შეხედულებაა, რომ სამყაროს თავდაპირველი სტრუქტურის შესახებ მეტის სწავლა არ შეიძლება, ვიდრე დაკვირვებები გვაწვდიან. ამ კონსერვატიული მიდგომის მიხედვით, ახალგაზრდა სამყარო არ შეიძლება ჩაითვალოს ქაოტურად, რადგან ის ახლა ძალიან იზოტროპული და ერთგვაროვანია. ერთგვაროვნებიდან ის გადახრები, რომლებსაც ჩვენ ვაკვირდებით გალაქტიკების სახით, შეიძლება გაიზარდოს გრავიტაციის გავლენის ქვეშ მცირე საწყისი სიმკვრივის არაერთგვაროვნებისგან. თუმცა, გალაქტიკების ფართომასშტაბიანი გავრცელების კვლევები (ძირითადად ჯ. პიბლსმა პრინსტონში) არ ადასტურებს ამ იდეას. კიდევ ერთი საინტერესო შესაძლებლობა არის ის, რომ შავი ხვრელების გროვები, რომლებიც დაიბადა ჰადრონის ეპოქაში, შეიძლება გახდეს გალაქტიკების ფორმირების საწყისი რყევები.

იმისათვის, რომ სამყარო დაიხუროს, მასში მატერიის საშუალო სიმკვრივე უნდა აღემატებოდეს გარკვეულ კრიტიკულ მნიშვნელობას. ხილული და უხილავი მატერიის სიმკვრივის შეფასება ძალიან ახლოს არის ამ მნიშვნელობასთან.

გალაქტიკების განაწილება სივრცეში ძალიან ჰეტეროგენულია. ჩვენი გალაქტიკათა ადგილობრივი ჯგუფი, რომელიც მოიცავს ირმის ნახტომს, ანდრომედას და რამდენიმე პატარა გალაქტიკას, მდებარეობს გალაქტიკათა უზარმაზარი სისტემის პერიფერიაზე, რომელიც ცნობილია როგორც ქალწულის სუპერგროვა, რომლის ცენტრი ემთხვევა ქალწულის გალაქტიკის გროვას. თუ სამყაროს საშუალო სიმკვრივე მაღალია და სამყარო დახურულია, მაშინ უნდა შეინიშნოს იზოტროპული გაფართოებიდან ძლიერი გადახრა, რომელიც გამოწვეულია ჩვენი და მეზობელი გალაქტიკების მიზიდვით სუპერგროვის ცენტრში. ღია სამყაროში ეს გადახრა უმნიშვნელოა. დაკვირვებები უფრო შეესაბამება ღია მოდელს.

კოსმოლოგებისთვის დიდ ინტერესს იწვევს წყალბადის დეიტერიუმის მძიმე იზოტოპის შემცველობა კოსმოსურ მატერიაში, რომელიც წარმოიქმნა ბირთვული რეაქციების დროს დიდი აფეთქების შემდეგ პირველ მომენტებში. დეიტერიუმის შემცველობა უკიდურესად მგრძნობიარე იყო მატერიის სიმკვრივის მიმართ იმ ეპოქაში და, შესაბამისად, ჩვენშიც. თუმცა, „დეიტერიუმის ტესტის“ ჩატარება ადვილი არ არის, რადგან აუცილებელია პირველადი ნივთიერების გამოკვლევა, რომელიც კოსმოლოგიური სინთეზის მომენტიდან არ ყოფილა ვარსკვლავების ნაწლავებში, სადაც დეიტერიუმი ადვილად იწვის. უკიდურესად შორეული გალაქტიკების შესწავლამ აჩვენა, რომ დეიტერიუმის შემცველობა შეესაბამება მატერიის დაბალ სიმკვრივეს და, შესაბამისად, სამყაროს ღია მოდელს.

1. მოდელი, სიმეტრიული მატერიისა და ანტიმატერიის მიმართ, ვარაუდობს ამ ორი ტიპის მატერიის თანაბარ არსებობას სამყაროში. თუმცა აშკარაა, რომ ჩვენი გალაქტიკა პრაქტიკულად არ შეიცავს ანტიმატერიას, მეზობელი ვარსკვლავური სისტემები შეიძლება მთლიანად შედგებოდეს მისგან; უფრო მეტიც, მათი გამოსხივება ზუსტად ისეთივე იქნება, როგორც ჩვეულებრივი გალაქტიკების. თუმცა, ადრე გაფართოების ეპოქებში, როდესაც მატერია და ანტიმატერია უფრო მჭიდრო კავშირში იყო, მათი განადგურება უნდა გამოემუშავებინა ძლიერი გამა გამოსხივება. დაკვირვებები მას არ ავლენს, რაც სიმეტრიულ მოდელს ნაკლებად სავარაუდოს ხდის.

2. ცივი დიდი აფეთქების მოდელი ვარაუდობს, რომ გაფართოება დაიწყო აბსოლუტურ ნულოვან ტემპერატურაზე. მართალია, ამ შემთხვევაში ბირთვული შერწყმა უნდა მოხდეს და გაათბოს მატერია, მაგრამ მიკროტალღური ფონის გამოსხივება აღარ შეიძლება პირდაპირ იყოს დაკავშირებული დიდ აფეთქებასთან, არამედ სხვაგვარად უნდა აიხსნას. ეს თეორია მიმზიდველია, რადგან მასში არსებული მატერია ექვემდებარება ფრაგმენტაციას და ეს აუცილებელია სამყაროს ფართომასშტაბიანი ჰეტეროგენურობის ასახსნელად.

3. სტაციონარული კოსმოლოგიური მოდელი ითვალისწინებს მატერიის უწყვეტ დაბადებას. ამ თეორიის მთავარი პრინციპი, რომელიც ცნობილია როგორც იდეალური კოსმოლოგიური პრინციპი, ამბობს, რომ სამყარო ყოველთვის იყო და დარჩება ისეთი, როგორიც არის ახლა. დაკვირვებები ამას უარყოფს.

4. განიხილება აინშტაინის გრავიტაციის თეორიის შეცვლილი ვერსიები. მაგალითად, კ. ბრუნსის და რ. დიკის თეორია პრინსტონიდან, ზოგადად, შეესაბამება მზის სისტემაში დაკვირვებებს. ბრუნს-დიკის მოდელს, ისევე როგორც უფრო რადიკალურ ფ. ჰოილის მოდელს, რომელშიც გარკვეული ფუნდამენტური მუდმივები იცვლება დროთა განმავლობაში, ჩვენს ეპოქაში თითქმის იგივე კოსმოლოგიური პარამეტრები აქვთ, რაც დიდი აფეთქების მოდელს.

5. აინშტაინის შეცვლილ თეორიაზე დაყრდნობით, ჯ. ლემაიტრმა 1925 წელს ააგო კოსმოლოგიური მოდელი, რომელიც აერთიანებს დიდ აფეთქებას ხანგრძლივ წყნარ ფაზასთან, რომლის დროსაც გალაქტიკები შეიძლება წარმოიქმნას. აინშტაინი დაინტერესდა ამ შესაძლებლობით, რათა გაემართლებინა სტატიკური სამყაროს მისი საყვარელი კოსმოლოგიური მოდელი, მაგრამ როდესაც სამყაროს გაფართოება აღმოაჩინეს, მან საჯაროდ მიატოვა იგი.

სამყაროს მრავალფოთლიანი მოდელის ჰიპოთეზა

საიტის ავტორის წინასიტყვაობა:საიტის "ცოდნა ძალაა" მკითხველთა საყურადღებოდ გთავაზობთ ფრაგმენტებს ანდრეი დმიტრიევიჩ სახაროვის წიგნის "მოგონებები" 29-ე თავიდან. აკადემიკოსი სახაროვი საუბრობს კოსმოლოგიის სფეროში მოღვაწეობაზე, რომელიც მან ჩაატარა მას შემდეგ, რაც მან დაიწყო აქტიური მონაწილეობა ადამიანის უფლებების დამცველ საქმიანობაში - კერძოდ, გორკის გადასახლებაში. ეს მასალა უდავოდ საინტერესოა ჩვენი საიტის ამ თავში განხილული თემაზე "სამყარო". ჩვენ გავეცნობით სამყაროს მრავალფოთლიანი მოდელის ჰიპოთეზას და კოსმოლოგიისა და ფიზიკის სხვა პრობლემებს. ...და, რა თქმა უნდა, გავიხსენოთ ჩვენი უახლოესი ტრაგიკული წარსული.

აკადემიკოსი ანდრეი დიმიტრიევიჩ სახაროვი (1921-1989 წწ).

70-იან წლებში მოსკოვში და გორკიში გავაგრძელე ფიზიკისა და კოსმოლოგიის შესწავლის მცდელობები. ამ წლების განმავლობაში მე ვერ მოვახერხე მნიშვნელოვანი ახალი იდეების წამოყენება და გავაგრძელე იმ მიმართულებების განვითარება, რომლებიც უკვე იყო წარმოდგენილი 60-იანი წლების ჩემს ნამუშევრებში (და აღწერილია ამ წიგნის პირველ ნაწილში). ეს არის ალბათ მეცნიერთა უმრავლესობა, როდესაც ისინი მიაღწევენ მათთვის გარკვეულ ასაკობრივ ზღვარს. თუმცა, იმედს არ ვკარგავ, რომ ალბათ სხვა რამე „გაბრწყინდება“. ამავდროულად, უნდა ითქვას, რომ უბრალოდ იმ მეცნიერულ პროცესზე დაკვირვება, რომელშიც შენ თვითონ არ მონაწილეობ, მაგრამ იცი რა არის, ღრმა შინაგან სიხარულს მოაქვს. ამ თვალსაზრისით, მე არ ვარ „ხარბი“.

1974 წელს გავაკეთე და 1975 წელს გამოვაქვეყნე ნაშრომი, რომელშიც განვავითარე გრავიტაციული ველის ნულოვანი ლაგრანგის იდეა, ისევე როგორც გაანგარიშების მეთოდები, რომლებიც გამოვიყენე წინა სამუშაოებში. ამავდროულად, აღმოჩნდა, რომ მე მივედი მრავალი წლის წინ ვლადიმერ ალექსანდროვიჩ ფოკის, შემდეგ კი ჯულიან შვინგერის მიერ შემოთავაზებულ მეთოდზე. თუმცა, ჩემი დასკვნა და მშენებლობის გზა, მეთოდები სრულიად განსხვავებული იყო. სამწუხაროდ, ჩემი ნამუშევარი ფოკს ვერ გავუგზავნე - ის სწორედ მაშინ გარდაიცვალა.

მოგვიანებით აღმოვაჩინე რამდენიმე შეცდომა ჩემს სტატიაში. გაურკვეველი დარჩა კითხვა იმის შესახებ, იძლევა თუ არა „ინდუცირებული გრავიტაცია“ (თანამედროვე ტერმინი, რომელიც გამოიყენება ტერმინის „ნულოვანი ლაგრანგის“ ნაცვლად) გრავიტაციული მუდმივის სწორ ნიშანს ნებისმიერ ვარიანტში, რომელიც მე განვიხილე.<...>

სამი ნაშრომი - ერთი ჩემს გაძევებამდე გამოქვეყნებული და ორი ჩემი განდევნის შემდეგ - კოსმოლოგიურ პრობლემებს ეძღვნება. პირველ ნაშრომში განვიხილავ ბარიონის ასიმეტრიის მექანიზმებს. შესაძლოა, გარკვეულ ინტერესს იწვევს სამყაროს ბარიონის ასიმეტრიისკენ მიმავალი რეაქციების კინეტიკის ზოგადი მოსაზრებები. თუმცა, კონკრეტულად ამ ნაშრომში მე ვმსჯელობ ჩემი ძველი ვარაუდის ფარგლებში „კომბინირებული“ კონსერვაციის კანონის არსებობის შესახებ (კვარკებისა და ლეპტონების რიცხვების ჯამი შენარჩუნებულია). მე უკვე დავწერე ჩემი მოგონებების პირველ ნაწილში, როგორ მივედი ამ აზრამდე და რატომ მიმაჩნია ახლა არასწორად. საერთო ჯამში, სამუშაოს ეს ნაწილი წარუმატებლად მეჩვენება. ბევრად უფრო მომწონს საქმის ის ნაწილი, რომელზეც ვწერ სამყაროს მრავალფოთლიანი მოდელი . ეს არის ვარაუდი, რომ სამყაროს კოსმოლოგიური გაფართოება იცვლება შეკუმშვით, შემდეგ ახალი გაფართოება ისე, რომ შეკუმშვის - გაფართოების ციკლები მეორდება უსასრულოდ.. ასეთი კოსმოლოგიური მოდელები დიდი ხანია იპყრობს ყურადღებას. მათ სხვადასხვა ავტორები უწოდებდნენ "პულსირებადი"ან "რხევადი"სამყაროს მოდელები. მე უფრო მომწონს ეს ტერმინი "მრავალფოთლიანი მოდელი" . ის უფრო გამომხატველი ჩანს, უფრო მეტად შეესაბამება არსებობის ციკლების განმეორებითი გამეორების გრანდიოზული სურათის ემოციურ და ფილოსოფიურ მნიშვნელობას.

სანამ კონსერვაციას ვარაუდობდნენ, მრავალფოთლიან მოდელს წააწყდა, თუმცა, გადაულახავი სირთულე, რომელიც გამომდინარეობდა ბუნების ერთ-ერთი ფუნდამენტური კანონიდან - თერმოდინამიკის მეორე კანონიდან.

უკან დახევა. თერმოდინამიკაში შემოტანილია სხეულების მდგომარეობის გარკვეული მახასიათებელი, ე.წ. ერთხელ მამაჩემს გაახსენდა ძველი პოპულარული სამეცნიერო წიგნი სახელწოდებით "მსოფლიოს დედოფალი და მისი ჩრდილი". (სამწუხაროდ, დამავიწყდა ვინ არის ამ წიგნის ავტორი.) დედოფალი, რა თქმა უნდა, ენერგიაა, ჩრდილი კი ენტროპიაა. ენერგიისგან განსხვავებით, რომლისთვისაც არსებობს კონსერვაციის კანონი, ენტროპიისთვის თერმოდინამიკის მეორე კანონი ადგენს ზრდის კანონს (უფრო ზუსტად, არაკლებადობას). პროცესებს, რომლებშიც სხეულების მთლიანი ენტროპია არ იცვლება, შექცევადს უწოდებენ (მიიჩნევა). შექცევადი პროცესის მაგალითია მექანიკური მოძრაობა ხახუნის გარეშე. შექცევადი პროცესები არის აბსტრაქცია, შეუქცევადი პროცესების შემზღუდველი შემთხვევა, რომელსაც თან ახლავს სხეულების მთლიანი ენტროპიის ზრდა (ხახუნის, სითბოს გადაცემის დროს და ა.შ.). მათემატიკურად, ენტროპია განისაზღვრება, როგორც სიდიდე, რომლის ზრდა უდრის სითბოს შემოდინებას გაყოფილი აბსოლუტურ ტემპერატურაზე (დამატებით ვარაუდობენ - უფრო ზუსტად, ზოგადი პრინციპებიდან გამომდინარეობს - რომ ენტროპია აბსოლუტურ ნულოვან ტემპერატურაზე და ვაკუუმის ენტროპია ტოლია. ნულამდე).

რიცხვითი მაგალითი სიცხადისთვის. გარკვეული სხეული, რომელსაც აქვს 200 გრადუსი ტემპერატურა, სითბოს გაცვლის დროს გადასცემს 400 კალორიას მეორე სხეულზე, რომლის ტემპერატურაა 100 გრადუსი. პირველი სხეულის ენტროპია შემცირდა 400/200-ით, ე.ი. 2 ერთეულით, ხოლო მეორე სხეულის ენტროპია გაიზარდა 4 ერთეულით; ჯამური ენტროპია გაიზარდა 2 ერთეულით, მეორე კანონის მოთხოვნის შესაბამისად. გაითვალისწინეთ, რომ ეს შედეგი იმის შედეგია, რომ სითბო ცხელი სხეულიდან ცივზე გადადის.

მთლიანი ენტროპიის ზრდა არათანაბარი პროცესების დროს საბოლოოდ იწვევს ნივთიერების გათბობას. მივმართოთ კოსმოლოგიას, მრავალფოთლიან მოდელებს. თუ დავუშვებთ, რომ ბარიონების რაოდენობა ფიქსირებულია, მაშინ ენტროპია ბარიონზე განუსაზღვრელი ვადით გაიზრდება. ნივთიერება გაცხელდება განუსაზღვრელი ვადით ყოველი ციკლით, ე.ი. სამყაროში არსებული პირობები აღარ განმეორდება!

სირთულე აღმოიფხვრება, თუ უარს ვიტყვით ბარიონის მუხტის კონსერვაციის ვარაუდზე და ჩავთვლით, რომ 1966 წლის ჩემი იდეისა და მრავალი სხვა ავტორის მიერ მისი შემდგომი განვითარების მიხედვით, ბარიონის მუხტი წარმოიქმნება "ენტროპიიდან" (ანუ ნეიტრალური ცხელი მატერია). სამყაროს კოსმოლოგიური გაფართოების ადრეულ ეტაპებზე. ამ შემთხვევაში წარმოქმნილი ბარიონების რაოდენობა ყოველ გაფართოება-შეკუმშვის ციკლში ენტროპიის პროპორციულია, ე.ი. მატერიის ევოლუციის და სტრუქტურული ფორმების ფორმირების პირობები შეიძლება იყოს დაახლოებით იგივე თითოეულ ციკლში.

ტერმინი „მრავალფოთლიანი მოდელი“ პირველად 1969 წელს გამოვიტანე. ჩემს ბოლო სტატიებში მე ვიყენებ იგივე ტერმინს ოდნავ განსხვავებული გაგებით; ამას აქ ვახსენებ, რათა თავიდან ავიცილოთ გაუგებრობა.

ბოლო სამი სტატიიდან პირველმა (1979) შეისწავლა მოდელი, რომელშიც სივრცე საშუალოდ ბრტყლად ითვლება. ასევე ვარაუდობენ, რომ აინშტაინის კოსმოლოგიური მუდმივი არ არის ნული და არის უარყოფითი (თუმცა ძალიან მცირე აბსოლუტური მნიშვნელობით). ამ შემთხვევაში, როგორც აინშტაინის გრავიტაციის თეორიის განტოლებები აჩვენებს, კოსმოლოგიური გაფართოება აუცილებლად უთმობს ადგილს შეკუმშვას. უფრო მეტიც, თითოეული ციკლი მთლიანად იმეორებს წინას მისი საშუალო მახასიათებლების მიხედვით. მნიშვნელოვანია, რომ მოდელი სივრცით ბრტყელი იყოს. ბრტყელ გეომეტრიასთან ერთად (ევკლიდური გეომეტრია), შემდეგი ორი ნაშრომი ასევე ეძღვნება ლობაჩევსკის გეომეტრიის და ჰიპერსფეროს გეომეტრიას (ორგანზომილებიანი სფეროს სამგანზომილებიანი ანალოგი). თუმცა ამ შემთხვევაში სხვა პრობლემა ჩნდება. ენტროპიის ზრდა იწვევს სამყაროს რადიუსის ზრდას ყოველი ციკლის შესაბამის მომენტებში. წარსულში ექსტრაპოლაციით, ჩვენ აღმოვაჩენთ, რომ თითოეულ მოცემულ ციკლს შეეძლო წინ უძღოდა მხოლოდ ციკლების სასრული რაოდენობა.

„სტანდარტულ“ (ერთფურცლიან) კოსმოლოგიაში არის პრობლემა: რა იყო იქ მაქსიმალური სიმკვრივის მომენტამდე? მრავალფურცლიან კოსმოლოგიაში (სივრცით ბრტყელი მოდელის შემთხვევის გარდა) ამ პრობლემის თავიდან აცილება შეუძლებელია - კითხვა გადადის პირველი ციკლის გაფართოების დაწყების მომენტში. შეიძლება ვიფიქროთ, რომ პირველი ციკლის გაფართოების დასაწყისი ან, სტანდარტული მოდელის შემთხვევაში, ერთადერთი ციკლი არის სამყაროს შექმნის მომენტი და, შესაბამისად, კითხვა იმაზე, თუ რა მოხდა მანამდე, სცილდება. სამეცნიერო კვლევის სფერო. თუმცა, ალბათ, ისევე - ან, ჩემი აზრით, უფრო - გამართლებული და ნაყოფიერია მიდგომა, რომელიც იძლევა მატერიალური სამყაროსა და სივრცე-დროის შეუზღუდავი მეცნიერული კვლევის საშუალებას. ამავდროულად, როგორც ჩანს, ადგილი არ არის შექმნის აქტისთვის, მაგრამ არსების ღვთაებრივი მნიშვნელობის ძირითადი რელიგიური კონცეფცია გავლენას არ ახდენს მეცნიერებაზე და დევს მის საზღვრებს მიღმა.

მე ვიცი განსახილველ პრობლემასთან დაკავშირებული ორი ალტერნატიული ჰიპოთეზა. ერთი მათგანი, მეჩვენება, პირველად ჩემ მიერ 1966 წელს გამოვთქვი და შემდგომ ნაშრომებში არაერთი დაზუსტება დაექვემდებარა. ეს არის „დროის ისრის შემობრუნების“ ჰიპოთეზა. იგი მჭიდროდ არის დაკავშირებული ე.წ. შექცევადობის პრობლემასთან.

როგორც უკვე დავწერე, სრულიად შექცევადი პროცესები ბუნებაში არ არსებობს. ხახუნი, სითბოს გადაცემა, სინათლის გამოსხივება, ქიმიური რეაქციები, სიცოცხლის პროცესები ხასიათდება შეუქცევადობით, თვალშისაცემი განსხვავება წარსულსა და მომავალს შორის. თუ რაიმე შეუქცევად პროცესს გადავიღებთ და შემდეგ ფილმს საპირისპირო მიმართულებით ვუკრავთ, ეკრანზე დავინახავთ რაღაცას, რაც სინამდვილეში შეუძლებელია (მაგალითად, ბორბალი, რომელიც ბრუნავს ინერციით, ზრდის მის ბრუნვის სიჩქარეს, ხოლო საკისრები გაცივდება). რაოდენობრივად შეუქცევადობა გამოიხატება ენტროპიის მონოტონური ზრდით. ამავდროულად ყველა სხეულის შემადგენელი ატომები, ელექტრონები, ატომის ბირთვები და ა.შ. იმოძრავეთ მექანიკის კანონების მიხედვით (კვანტური, მაგრამ ეს აქ უმნიშვნელოა), რომლებიც დროში სრულიად შექცევადია (ველის კვანტურ თეორიაში - ერთდროული CP ასახვით, იხ. პირველ ნაწილში). დროის ორი მიმართულების ასიმეტრია (როგორც იტყვიან „დროის ისრის“ არსებობა) მოძრაობის განტოლებების სიმეტრიასთან ერთად დიდი ხანია მიიპყრო სტატისტიკური მექანიკის შემქმნელების ყურადღება. ამ საკითხის განხილვა გასული საუკუნის ბოლო ათწლეულებში დაიწყო და ხანდახან საკმაოდ მწვავე იყო. გამოსავალი, რომელიც მეტ-ნაკლებად ყველას აკმაყოფილებდა, იყო ჰიპოთეზა, რომ ასიმეტრია განპირობებული იყო მოძრაობის საწყისი პირობებით და ყველა ატომისა და ველის პოზიციით „უსასრულოდ შორეულ წარსულში“. ეს საწყისი პირობები უნდა იყოს „შემთხვევითი“ გარკვეული კარგად განსაზღვრული გაგებით.

როგორც მე ვარაუდობდი (1966 წელს და უფრო მკაფიოდ 1980 წელს), კოსმოლოგიურ თეორიებში, რომლებსაც აქვთ დროის განსაზღვრული წერტილი, ეს შემთხვევითი საწყისი პირობები უნდა მიეწეროს არა უსასრულოდ შორეულ წარსულს (t -> - ∞), არამედ ამ შერჩეულ წერტილს. (t = 0).

მაშინ ავტომატურად ამ მომენტში ენტროპიას აქვს მინიმალური მნიშვნელობა და მისგან დროულად წინ ან უკან გადაადგილებისას ენტროპია იზრდება. ეს არის ის, რასაც მე ვუწოდებდი "დროის ისრის შემობრუნებას". მას შემდეგ, რაც დროის ისარი ბრუნავს, ყველა პროცესი, მათ შორის ინფორმაციული პროცესები (სიცოცხლის პროცესების ჩათვლით), საპირისპიროა, პარადოქსები არ წარმოიქმნება. ზემოხსენებულმა იდეებმა დროის ისრის შემობრუნების შესახებ, რამდენადაც მე ვიცი, არ მიუღია აღიარება სამეცნიერო სამყაროში. მაგრამ ისინი საინტერესო მეჩვენება.

დროის ისრის ბრუნვა აღადგენს სამყაროს კოსმოლოგიურ სურათში მოძრაობის განტოლებებს თანდაყოლილი დროის ორი მიმართულების სიმეტრიას!

1966-1967 წლებში მე ვივარაუდე, რომ დროის ისრის შემობრუნების მომენტში CPT ასახვა ხდება. ეს ვარაუდი იყო ბარიონის ასიმეტრიაზე ჩემი მუშაობის ერთ-ერთი საწყისი წერტილი. აქ კიდევ ერთ ჰიპოთეზას წარმოგიდგენთ (ხელი ჰქონდათ კირჟნიცს, ლინდეს, გუტს, ტერნერს და სხვებს; აქ მხოლოდ შენიშვნა მაქვს, რომ არის დროის ისრის შემობრუნება).

თანამედროვე თეორიები ვარაუდობენ, რომ ვაკუუმი შეიძლება არსებობდეს სხვადასხვა მდგომარეობაში: სტაბილური, დიდი სიზუსტით ნულის ტოლი ენერგიის სიმკვრივით; და არასტაბილური, რომელსაც აქვს უზარმაზარი დადებითი ენერგიის სიმკვრივე (ეფექტური კოსმოლოგიური მუდმივი). ამ უკანასკნელ მდგომარეობას ზოგჯერ "ცრუ ვაკუუმს" უწოდებენ.

ასეთი თეორიების ფარდობითობის ზოგადი განტოლებების ერთ-ერთი გამოსავალი შემდეგია. სამყარო დახურულია, ე.ი. ყოველი მომენტი წარმოადგენს სასრული მოცულობის „ჰიპერსფეროს“ (ჰიპერსფერო არის სფეროს ორგანზომილებიანი ზედაპირის სამგანზომილებიანი ანალოგი; ჰიპერსფერო შეიძლება წარმოვიდგინოთ „ჩართული“ ოთხგანზომილებიან ევკლიდეს სივრცეში, ისევე როგორც ორგანზომილებიან სივრცეში. განზომილებიანი სფერო „ჩართულია“ სამგანზომილებიან სივრცეში). ჰიპერსფეროს რადიუსს აქვს მინიმალური სასრული მნიშვნელობა დროის გარკვეულ მომენტში (მოდით აღვნიშნოთ t = 0) და იზრდება ამ წერტილიდან დაშორებით, როგორც წინ, ისე უკან დროში. ენტროპია ნულოვანია ცრუ ვაკუუმისთვის (როგორც ზოგადად ნებისმიერი ვაკუუმისთვის) და t = 0 წერტილიდან დროში წინ ან უკან გადაადგილებისას, ის იზრდება ცრუ ვაკუუმის დაშლის გამო, გადაიქცევა ნამდვილი ვაკუუმის სტაბილურ მდგომარეობაში. . ამრიგად, t = 0 წერტილში დროის ისარი ბრუნავს (მაგრამ არ არსებობს კოსმოლოგიური CPT სიმეტრია, რომელიც მოითხოვს უსასრულო შეკუმშვას ასახვის წერტილში). ისევე, როგორც CPT სიმეტრიის შემთხვევაში, ყველა შენახული მუხტი აქაც ნულის ტოლია (ტრივიალური მიზეზის გამო - t = 0-ზე არის ვაკუუმური მდგომარეობა). ამიტომ, ამ შემთხვევაში ასევე აუცილებელია ვივარაუდოთ დაკვირვებული ბარიონის ასიმეტრიის დინამიური წარმოშობა, რომელიც გამოწვეულია CP ინვარიანტობის დარღვევით.

ალტერნატიული ჰიპოთეზა სამყაროს პრეისტორიის შესახებ არის ის, რომ სინამდვილეში არ არსებობს ერთი ან ორი სამყარო (როგორც - ამ სიტყვის გარკვეული გაგებით - დროის ისრის შემობრუნების ჰიპოთეზაში), მაგრამ ბევრი რადიკალურად განსხვავდება ერთმანეთისგან. და წარმოიქმნება რაღაც „პირველადი“ სივრციდან (ან მისი შემადგენელი ნაწილაკებიდან; ეს შეიძლება უბრალოდ სხვაგვარად იყოს ნათქვამი). სხვა სამყაროებს და პირველად სივრცეს, თუ აზრი აქვს ამაზე ლაპარაკს, შეიძლება, კერძოდ, "ჩვენს" სამყაროსთან შედარებით, ჰქონდეს განსხვავებული რაოდენობის "მაკროსკოპული" სივრცითი და დროითი განზომილებები - კოორდინატები (ჩვენს სამყაროში - სამი სივრცითი და ერთი დროითი განზომილება; სხვა სამყაროებში ყველაფერი შეიძლება სხვაგვარად იყოს!) გთხოვთ, განსაკუთრებული ყურადღება არ მიაქციოთ ბრჭყალებში ჩასმული ზედსართავი სახელი „მაკროსკოპიული“. იგი ასოცირდება „კომპაქტიზაციის“ ჰიპოთეზასთან, რომლის მიხედვითაც განზომილებების უმეტესობა კომპაქტურდება, ე.ი. დაიხურა საკუთარ თავზე ძალიან მცირე მასშტაბით.

"მეგა სამყაროს" სტრუქტურა

ვარაუდობენ, რომ არ არსებობს მიზეზობრივი კავშირი სხვადასხვა სამყაროს შორის. ეს არის ზუსტად ის, რაც ამართლებს მათ ინტერპრეტაციას, როგორც ცალკეულ სამყაროებს. მე ვუწოდებ ამ გრანდიოზულ სტრუქტურას "მეგა სამყაროს". რამდენიმე ავტორმა განიხილა ასეთი ჰიპოთეზის ვარიაციები. კერძოდ, დახურული (დაახლოებით ჰიპერსფერული) სამყაროების მრავალჯერადი დაბადების ჰიპოთეზა იცავს მის ერთ-ერთ ნაშრომში Ya.B. ზელდოვიჩი.

მეგა სამყაროს იდეები ძალიან საინტერესოა. ალბათ სიმართლე სწორედ ამ მიმართულებით მდგომარეობს. ჩემთვის, ზოგიერთ ამ კონსტრუქციაში არის, თუმცა, გარკვეულწილად ტექნიკური ხასიათის ერთი გაურკვევლობა. სავსებით მისაღებია ვივარაუდოთ, რომ სივრცის სხვადასხვა რეგიონში პირობები სრულიად განსხვავებულია. მაგრამ ბუნების კანონები აუცილებლად ერთნაირი უნდა იყოს ყველგან და ყოველთვის. ბუნება არ შეიძლება იყოს დედოფალი კეროლის ალისა საოცრებათა ქვეყანაში, რომელმაც თვითნებურად შეცვალა კროკეტის თამაშის წესები. არსებობა არ არის თამაში. ჩემი ეჭვები ეხება იმ ჰიპოთეზებს, რომლებიც საშუალებას იძლევა შესვენება სივრცე-დროის უწყვეტობაში. მისაღებია ასეთი პროცესები? განა ისინი არ არღვევენ ბუნების კანონების დარღვევას და არა „ყოფნის პირობებს“? ვიმეორებ, დარწმუნებული არ ვარ, რომ ეს არის მართებული შეშფოთება; შესაძლოა, ისევ, როგორც ფერმიონების რაოდენობის შენარჩუნების საკითხში, ძალიან ვიწრო თვალსაზრისით ვიწყებ. გარდა ამისა, ჰიპოთეზები, სადაც სამყაროების დაბადება ხდება უწყვეტობის დარღვევის გარეშე, საკმაოდ წარმოუდგენელია.

ვარაუდს, რომ მრავალი სამყაროს სპონტანური დაბადება და, შესაძლოა, უსასრულო რაოდენობის სამყარო, რომლებიც განსხვავდება მათი პარამეტრებით, და რომ ჩვენს გარშემო არსებული სამყარო გამოირჩევა მრავალი სამყაროდან ზუსტად სიცოცხლისა და ინტელექტის გაჩენის პირობით, ეწოდება "ანთროპიული პრინციპი". ” (AP). ზელდოვიჩი წერს, რომ მისთვის ცნობილი AP-ის პირველი განხილვა გაფართოებული სამყაროს კონტექსტში ეკუთვნის იდლისს (1958). მრავალფოთლიანი სამყაროს კონცეფციაში, ანთროპიულმა პრინციპმა ასევე შეიძლება შეასრულოს როლი, მაგრამ არჩევანის გაკეთებაში თანმიმდევრულ ციკლებს ან მათ რეგიონებს შორის. ეს შესაძლებლობა განხილულია ჩემს ნაშრომში "სამყაროს მრავალი მოდელი". მრავალფურცლიანი მოდელების ერთ-ერთი სირთულე ის არის, რომ „შავი ხვრელების“ წარმოქმნა და მათი შერწყმა იმდენად არღვევს სიმეტრიას შეკუმშვის ეტაპზე, რომ სრულიად გაურკვეველია, შესაფერისია თუ არა შემდეგი ციკლის პირობები მაღალორგანიზებული ფორმირებისთვის. სტრუქტურები. მეორეს მხრივ, საკმარისად ხანგრძლივ ციკლებში ხდება ბარიონის დაშლის და შავი ხვრელის აორთქლების პროცესები, რაც იწვევს ყველა სიმკვრივის არაერთგვაროვნების გლუვებას. მე ვვარაუდობ, რომ ამ ორი მექანიზმის ერთობლივი მოქმედება - შავი ხვრელების ფორმირება და არაჰომოგენურობის გასწორება - იწვევს "უფრო გლუვი" და უფრო "დარღვეული" ციკლების თანმიმდევრულ ცვლილებას. ჩვენს ციკლს წინ უნდა უძღოდა „გლუვი“ ციკლი, რომლის დროსაც შავი ხვრელები არ წარმოიქმნებოდა. კონკრეტულად რომ ვთქვათ, შეგვიძლია განვიხილოთ დახურული სამყარო „ცრუ“ ვაკუუმით დროის ისრის შემობრუნების წერტილში. ამ მოდელში კოსმოლოგიური მუდმივი შეიძლება ჩაითვალოს ნულის ტოლად; გაფართოებიდან შეკუმშვამდე ცვლილება ხდება უბრალოდ ჩვეულებრივი მატერიის ურთიერთმიზიდულობის გამო. ციკლების ხანგრძლივობა ყოველ ციკლთან ერთად იზრდება ენტროპიის გაზრდის გამო და აღემატება ნებისმიერ მოცემულ რიცხვს (მიდრეკილია უსასრულობისკენ), ასე რომ დაკმაყოფილებულია პროტონების დაშლისა და „შავი ხვრელების“ აორთქლების პირობები.

მრავალფოთლიანი მოდელები იძლევა პასუხს ეგრეთ წოდებულ დიდი რიცხვების პარადოქსზე (სხვა შესაძლო ახსნა არის გუტისა და სხვების ჰიპოთეზა, რომელიც მოიცავს ხანგრძლივ „ინფლაციის“ სტადიას, იხ. თავი 18).

პლანეტა შორეული გლობული ვარსკვლავური გროვის გარეუბანში. მხატვარი © დონ დიქსონი

რატომ არის პროტონებისა და ფოტონების მთლიანი რაოდენობა სასრული მოცულობის სამყაროში ასე ძალიან დიდი, თუმცა სასრული? და ამ კითხვის კიდევ ერთი ფორმა, რომელიც ეხება „ღია“ ვერსიას, არის ის, თუ რატომ არის ნაწილაკების რაოდენობა ასე დიდი ლობაჩევსკის უსასრულო სამყაროს იმ რეგიონში, რომლის მოცულობა არის A 3-ის რიგის (A არის გამრუდების რადიუსი. )?

მრავალფოთლიანი მოდელის პასუხი ძალიან მარტივია. ვარაუდობენ, რომ ბევრი ციკლი უკვე გავიდა t = 0-დან; ყოველი ციკლის დროს გაიზარდა ენტროპია (ანუ ფოტონების რაოდენობა) და, შესაბამისად, ყოველ ციკლში წარმოიქმნა მზარდი ბარიონის ჭარბი. ბარიონების რაოდენობის თანაფარდობა ფოტონების რაოდენობასთან თითოეულ ციკლში მუდმივია, რადგან იგი განისაზღვრება მოცემულ ციკლში სამყაროს გაფართოების საწყისი ეტაპების დინამიკით. ციკლების ჯამური რაოდენობა t = 0-დან არის ზუსტად ისეთი, რომ მიღებულია ფოტონების და ბარიონების დაკვირვებული რაოდენობა. ვინაიდან მათი რიცხვი ექსპონენტურად იზრდება, ციკლების საჭირო რაოდენობისთვის ჩვენ არც კი მივიღებთ ასეთ დიდ მნიშვნელობას.

ჩემი 1982 წლის ნაშრომის გვერდითი პროდუქტია შავი ხვრელების გრავიტაციული შერწყმის ალბათობის ფორმულა (გამოყენებულია ზელდოვიჩისა და ნოვიკოვის წიგნში მოცემული შეფასება).

კიდევ ერთი დამაინტრიგებელი შესაძლებლობა, უფრო სწორად სიზმარი, დაკავშირებულია მრავალფოთლიან მოდელებთან. შესაძლოა, ძალიან ორგანიზებულმა გონებამ, რომელიც ვითარდება მილიარდობით მილიარდი წლის განმავლობაში ციკლის განმავლობაში, იპოვის გზას, რომ გადასცეს ინფორმაციის ზოგიერთი ყველაზე ღირებული ნაწილი მის მემკვიდრეებს მომდევნო ციკლებში, რომელიც გამოყოფილია ამ ციკლიდან დროში. სუპერ მკვრივი მდგომარეობის პერიოდი?.. ანალოგია - ცოცხალი არსებების მიერ განაყოფიერებული უჯრედის ბირთვის ქრომოსომებში „შეკუმშული“ და კოდირებული გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემა თაობიდან თაობამდე. ეს შესაძლებლობა, რა თქმა უნდა, აბსოლუტურად ფანტასტიკურია და მე ვერ გავბედე ამის შესახებ სამეცნიერო სტატიებში დაწერა, მაგრამ ამ წიგნის ფურცლებზე თავს თავისუფლება მივეცი. მაგრამ მიუხედავად ამ ოცნებისა, სამყაროს მრავალფოთლიანი მოდელის ჰიპოთეზა, როგორც ჩანს, მნიშვნელოვანია ფილოსოფიურ მსოფლმხედველობაში.

ძვირფასო სტუმრებო!

დღეს არც ერთი ფიზიკოსი არ კამათობს ფარდობითობის სპეციალურ თეორიაზე და მხოლოდ რამდენიმე კამათობს ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ძირითად პრინციპებზე. მართალია, ფარდობითობის ზოგადი თეორია ბევრ მნიშვნელოვან პრობლემას გადაუჭრელ ტოვებს. ასევე ეჭვგარეშეა, რომ ამ თეორიის მხარდამჭერი დაკვირვებები და ექსპერიმენტები ცოტაა და არა ყოველთვის დამაჯერებელი. მაგრამ მაშინაც კი, თუ საერთოდ არ არსებობდა მტკიცებულება, ზოგადი ფარდობითობა მაინც უკიდურესად მიმზიდველი იქნებოდა ფიზიკაში შემოტანილი დიდი გამარტივების გამო.

გამარტივებები? შეიძლება უცნაურად ჩანდეს ამ სიტყვის გამოყენება თეორიასთან მიმართებაში, რომელიც იყენებს მათემატიკას იმდენად მოწინავე, რომ ვიღაცამ ერთხელ თქვა, რომ მთელ მსოფლიოში თორმეტ ადამიანზე მეტს არ ესმოდა ეს (სხვათა შორის, ეს რიცხვი აშკარად არ იყო შეფასებული მაშინაც კი, როდესაც ეს აზრი ზოგადად მიღებული იყო).

ფარდობითობის თეორიის მათემატიკური აპარატი მართლაც რთულია, მაგრამ ეს სირთულე ანაზღაურდება საერთო სურათის არაჩვეულებრივი გამარტივებით. მაგალითად, გრავიტაციისა და ინერციის ერთსა და იმავე ფენომენამდე შემცირება საკმარისია იმისთვის, რომ ფარდობითობის ზოგადი თეორია გახდეს ყველაზე ნაყოფიერი მიმართულება სამყაროს ხედვის ჩამოყალიბებაში.

აინშტაინმა ეს აზრი გამოთქვა 1921 წელს, როდესაც კითხულობდა ლექციებს ფარდობითობის შესახებ პრინსტონის უნივერსიტეტში: ” ინერციისა და გრავიტაციის რიცხვითი თანასწორობის ახსნის უნარი მათი ბუნების ერთიანობით იძლევა ფარდობითობის ზოგად თეორიას, ჩემი აზრით, ისეთ უპირატესობებს ანიჭებს კლასიკური მექანიკის ცნებებს, რომ, შედარებით, აქ წარმოქმნილი ყველა სირთულე მცირედ უნდა ჩაითვალოს. ...»

გარდა ამისა, ფარდობითობის თეორიას აქვს ის, რასაც მათემატიკოსები უწოდებენ „ელეგანტურობას“. ეს ერთგვარი მხატვრული ნაწარმოებია. "სილამაზის ყველა მოყვარულს", - თქვა ერთხელ ლორენცმა, "უნდა სურდეს, რომ ეს სწორი აღმოჩნდეს".

ამ თავში, ფარდობითობის თეორიის მტკიცედ ჩამოყალიბებული ასპექტები განზე დაიდება და მკითხველი ჩაითრევს ინტენსიური დებატების არეალში, სადაც შეხედულებები ოდნავ მეტია, ვიდრე ვარაუდები, რომლებიც უნდა იქნას მიღებული ან უარყოფილი. სამეცნიერო მტკიცებულება.

რა არის სამყარო მთლიანობაში? ჩვენ ვიცით, რომ დედამიწა მზიდან მესამე პლანეტაა ცხრა პლანეტისგან შემდგარ სისტემაში და რომ მზე ერთ-ერთია დაახლოებით ას მილიარდი ვარსკვლავიდან, რომლებიც ქმნიან ჩვენს გალაქტიკას. ჩვენ ვიცით, რომ კოსმოსის იმ რეგიონში, რომელსაც ყველაზე მძლავრი ტელესკოპებით ამოწმებენ, სხვა გალაქტიკებია მიმოფანტული, რომელთა რიცხვი ასევე მილიარდობით უნდა იყოს. ეს უსასრულოდ გრძელდება?

არის თუ არა გალაქტიკების რაოდენობა უსასრულო? ან სივრცეს ჯერ კიდევ აქვს სასრული ზომები? (ალბათ უნდა ვთქვათ „ჩვენი სივრცე“, რადგან თუ ჩვენი სივრცე შეზღუდულია, მაშინ ვინ იტყვის, რომ სხვა შეზღუდული სივრცეები არ არის?)

ასტრონომები ბევრს მუშაობენ ამ კითხვებზე პასუხის გასაცემად. ისინი აშენებენ სამყაროს ეგრეთ წოდებულ მოდელებს - სამყაროს წარმოსახვით სურათებს, თუ იგი მთლიანობაში განიხილება. მეცხრამეტე საუკუნის დასაწყისში, ბევრმა ასტრონომმა ჩათვალა, რომ სამყარო უსაზღვრო იყო და შეიცავს უსასრულო რაოდენობის მზეს. სივრცე ევკლიდესად ითვლებოდა. პირდაპირი წვიმა ყველა მიმართულებით უსასრულობისკენ წავიდა. თუ კოსმოსური ხომალდი რაიმე მიმართულებით დაიძრა და სწორი ხაზით მოძრაობდა, მისი მოგზაურობა სამუდამოდ გაგრძელდებოდა და ის ვერასოდეს მიაღწევდა საზღვარს. ეს შეხედულება სათავეს იღებს ძველი ბერძნებიდან. უყვარდათ იმის თქმა, რომ თუ მეომარი შუბს უფრო და უფრო შორს ესროდა კოსმოსში, ვერასოდეს მიაღწევდა ბოლომდე; თუ ასეთი დასასრული წარმოედგინა, მაშინ მეომარი შეიძლება იქ დადგეს და შუბი კიდევ უფრო შორს ესროლა!

ამ მოსაზრებას აქვს ერთი მნიშვნელოვანი წინააღმდეგობა. გერმანელმა ასტრონომმა ჰაინრიხ ოლბერსმა 1826 წელს აღნიშნა, რომ თუ მზეთა რიცხვი უსასრულო იყო და ეს მზეები შემთხვევით განაწილებულნი იყვნენ სივრცეში, მაშინ დედამიწიდან ნებისმიერი მიმართულებით გამოყვანილი სწორი ხაზი საბოლოოდ გაივლის რომელიმე ვარსკვლავს. ეს ნიშნავს, რომ მთელი ღამის ცა იქნებოდა ერთი უწყვეტი ზედაპირი, რომელიც ასხივებდა დამაბრმავებელ ვარსკვლავურ შუქს. ჩვენ ვიცით, რომ ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. ღამის ცის სიბნელის გარკვეული ახსნა უნდა მოიგონოს, რათა ახსნას ის, რასაც ახლა ალბერსის პარადოქსი ეწოდება. მეცხრამეტე საუკუნის ბოლოს და მეოცე საუკუნის დასაწყისის ასტრონომების უმეტესობას სჯეროდა, რომ მზის რაოდენობა შეზღუდული იყო. მათი მტკიცებით, ჩვენი გალაქტიკა შეიცავს ყველა მზეს, რაც არსებობს. რა არის გალაქტიკის გარეთ? არაფერი! (მხოლოდ ამ საუკუნის ოციანი წლების შუა ხანებში გაჩნდა უტყუარი მტკიცებულება იმისა, რომ მილიონობით გალაქტიკა არსებობდა ჩვენგან უზარმაზარ მანძილზე.) სხვა ასტრონომები ვარაუდობდნენ, რომ შორეული ვარსკვლავების სინათლე შეიწოვებოდა ვარსკვლავთშორისი მტვრის გროვებით.

ყველაზე გენიალური ახსნა მისცა შვედმა მათემატიკოსმა W.K. Charlier-მა. მისი თქმით, გალაქტიკები დაჯგუფებულია ასოციაციებად, ასოციაციები სუპერ ასოციაციებად, სუპერ-ასოციაციები სუპერ-სუპერ ასოციაციებად და ასე შემდეგ უსასრულოდ. გაერთიანების თითოეულ ეტაპზე ჯგუფებს შორის მანძილი უფრო სწრაფად იზრდება, ვიდრე ჯგუფების ზომები. თუ ეს სწორია, მაშინ რაც უფრო შორს გაგრძელდება სწორი ხაზი ჩვენი გალაქტიკიდან, მით ნაკლებია ალბათობა იმისა, რომ ის შეხვდება სხვა გალაქტიკას. ამავდროულად, ასოციაციების ეს იერარქია უსასრულოა, ამიტომ მაინც შეგვიძლია ვთქვათ, რომ სამყარო შეიცავს ვარსკვლავების უსასრულო რაოდენობას. ალბერსის პარადოქსის შარლიეს ახსნაში ცუდი არაფერია, გარდა იმისა, რომ არსებობს შემდეგი მარტივი ახსნა.

სამყაროს პირველი მოდელი, რომელიც დაფუძნებულია ფარდობითობის თეორიაზე, თავად აინშტაინმა შემოგვთავაზა 1917 წელს გამოქვეყნებულ ნაშრომში. ეს იყო ელეგანტური და ლამაზი მოდელი, თუმცა მოგვიანებით აინშტაინი იძულებული გახდა დაეტოვებინა იგი. ზემოთ უკვე იყო ახსნილი, რომ გრავიტაციული ველები არის სივრცე-დროის სტრუქტურის გამრუდება, რომელიც წარმოიქმნება მატერიის დიდი მასების არსებობით. ამრიგად, თითოეული გალაქტიკის შიგნით არის სივრცე-დროის მრავალი მსგავსი გადახვევა და მოხვევა. რაც შეეხება გალაქტიკებს შორის ცარიელი სივრცის ვრცელ უბნებს? ერთი თვალსაზრისი არის ის, რომ რაც უფრო დიდია მანძილი გალაქტიკებისგან, მით უფრო ბრტყელი (უფრო ევკლიდური) სივრცე ხდება. სამყარო რომ თავისუფალი იყოს ყოველგვარი მატერიისგან, მაშინ სივრცე სრულიად ბრტყელი იქნებოდა; თუმცა ზოგიერთი მიიჩნევს, რომ ამ შემთხვევაში უაზრო იქნება იმის თქმა, რომ მას რაიმე სტრუქტურა აქვს. ორივე შემთხვევაში, სივრცე-დროის სამყარო უსაზღვროდ ვრცელდება ყველა მიმართულებით.

აინშტაინმა ერთი მაცდური კონტრშემოთავაზება გააკეთა. დავუშვათ, თქვა მან, რომ სამყაროში მატერიის რაოდენობა საკმარისად დიდია იმისათვის, რომ უზრუნველყოს საერთო დადებითი გამრუდება. სივრცე მაშინ დაიხურება თავის თავზე ყველა მიმართულებით. ამის სრულად გაგება შეუძლებელია ოთხგანზომილებიანი არაევკლიდური გეომეტრიის შესწავლის გარეშე, მაგრამ მნიშვნელობის გაგება საკმაოდ მარტივად შეიძლება ორგანზომილებიანი მოდელის გამოყენებით. წარმოვიდგინოთ ბრტყელი ქვეყანა, სახელად პლოსკოვია, სადაც ორგანზომილებიანი არსებები ცხოვრობენ. ისინი თავიანთ ქვეყანას ევკლიდეს თვითმფრინავად თვლიან, რომელიც უსაზღვროდ ვრცელდება ყველა მიმართულებით. მართალია, პლოსკოვიის მზეები იწვევენ ამ სიბრტყეზე სხვადასხვა გამონაყარის გაჩენას, მაგრამ ეს არის ადგილობრივი გამონაყარი, რომელიც გავლენას არ ახდენს მთლიან სიგლუვეზე. თუმცა, არსებობს კიდევ ერთი შესაძლებლობა, რომლის წარმოდგენა შეუძლიათ ამ ქვეყნის ასტრონომებს. შესაძლოა, ყოველი ლოკალური ამოზნექილი წარმოქმნის მთელი სიბრტყის უმნიშვნელო გამრუდებას ისე, რომ ყველა მზის მთლიანი მოქმედება გამოიწვევს ამ სიბრტყის დეფორმაციას ერთგვაროვანი სფეროს ზედაპირის მსგავსი. ასეთი ზედაპირი მაინც უსაზღვრო იქნება იმ გაგებით, რომ სამუდამოდ შეგეძლოთ ნებისმიერი მიმართულებით მოძრაობა და არასოდეს მიაღწიოთ საზღვრებს. პლოსკოვიის მეომარმა ვერ იპოვა ადგილი, რომლის იქითაც არსად ექნებოდა თავისი ბრტყელი შუბის გადაყრა. თუმცა, ქვეყნის ზედაპირი სასრული იქნებოდა. მოგზაური, რომელიც საკმარისად დიდხანს მოგზაურობდა „სწორ ხაზზე“, საბოლოოდ დაბრუნდებოდა იქ, სადაც დაიწყო.

მათემატიკოსები ამბობენ, რომ ასეთი ზედაპირი "დახურულია". ეს, რა თქმა უნდა, არ არის უსაზღვრო. უსასრულო ევკლიდური სივრცის მსგავსად, მისი ცენტრი ყველგანაა, პერიფერია არ არსებობს. ეს "დახურულობა", ასეთი ზედაპირის ტოპოლოგიური თვისება, ამ ქვეყნის მაცხოვრებლებს მარტივად შეუძლიათ გადაამოწმონ. ერთი კრიტერიუმი უკვე აღინიშნა: სფეროს გარშემო მოძრაობა ყველა მიმართულებით. შემოწმების კიდევ ერთი გზა იქნება ამ ზედაპირის შეღებვა. თუ ამ ქვეყნის მკვიდრი, გარკვეული ადგილიდან დაწყებული, უფრო და უფრო დიდი წრეების დახატვას დაიწყებდა, ის საბოლოოდ მოექცევა სფეროს მოპირდაპირე მხარეს მდებარე ადგილზე. თუმცა, თუ ეს სფერო დიდია და მის მცირე ნაწილს მოსახლეობა დაიკავებს, ასეთ ტოპოლოგიურ ტესტებს ვერ ჩაატარებენ.

აინშტაინმა თქვა, რომ ჩვენი სივრცე არის უზარმაზარი ჰიპერსფეროს სამგანზომილებიანი „ზედაპირი“ (ოთხგანზომილებიანი სფერო). დრო მის მოდელში უცვლელი რჩება; ეს არის პირდაპირი კოორდინატი, რომელიც გადაჭიმულია უსასრულოდ წარსულში და ვრცელდება უსასრულოდ წინ მომავალში. თუ ეს მოდელი განიხილება, როგორც ოთხგანზომილებიანი სივრცე-დროის სტრუქტურა, ის უფრო ჰიპერცილინდრის ჰგავს, ვიდრე ჰიპერსფეროს. ამ მიზეზით, ასეთ მოდელს ჩვეულებრივ უწოდებენ "ცილინდრული სამყაროს" მოდელს. ნებისმიერ დროს, ჩვენ ვხედავთ სივრცეს, როგორც ჰიპერცილინდრის სამგანზომილებიანი ჯვრის მონაკვეთს. თითოეული განივი მონაკვეთი წარმოადგენს ჰიპერსფეროს ზედაპირს.

ჩვენი გალაქტიკა ამ ზედაპირის მხოლოდ მცირე ნაწილს იკავებს, ამიტომ ჯერ არ არის შესაძლებელი ტოპოლოგიური ექსპერიმენტის ჩატარება, რომელიც დაადასტურებს მის დახურულობას. მაგრამ არსებობს დახურვის დადასტურების ფუნდამენტური შესაძლებლობა. საკმარისად ძლიერი ტელესკოპის ერთი მიმართულებით განთავსებით, შეგიძლიათ მისი ფოკუსირება კონკრეტულ გალაქტიკაზე და შემდეგ, ტელესკოპის საპირისპირო მიმართულებით მობრუნებით, დაინახოთ იმავე გალაქტიკის შორეული მხარე. თუ არსებობდნენ კოსმოსური ხომალდები სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით, მათ შეეძლოთ სამყაროს შემოვლითი წრე, მოძრაობდნენ ნებისმიერი მიმართულებით ყველაზე სწორი ხაზით.

სამყარო არ შეიძლება იყოს „გაფერადებული“ ამ სიტყვის პირდაპირი მნიშვნელობით, მაგრამ არსებითად იგივე შეიძლება გაკეთდეს სამყაროს უფრო და უფრო დიდი ზომის სფერული რუქების შექმნით. თუ კარტოგრაფი აკეთებს ამას საკმარისად დიდხანს, მან შეიძლება აღმოაჩინოს, რომ ის არის იმ სფეროს შიგნით, რომელსაც ასახავს. ეს სფერო უფრო და უფრო პატარა გახდება, როცა ის აგრძელებს თავის საქმიანობას, ისევე როგორც წრე, რომელიც მცირდება, როდესაც პლოსკოვიელი თავს იკავებს ადგილს.

გარკვეული თვალსაზრისით, აინშტაინის არაევკლიდური მოდელი უფრო მარტივია, ვიდრე კლასიკური მოდელი, რომელშიც სივრცე არ არის მრუდი. ეს უფრო მარტივია იმავე გაგებით, როდესაც წრე შეიძლება ითქვას, რომ უფრო მარტივია, ვიდრე სწორი ხაზი. სწორი ხაზი უსასრულობამდე ვრცელდება ორივე მიმართულებით, უსასრულობა კი მათემატიკაში ძალიან რთული რამაა! წრის მოხერხებულობა ის არის, რომ ის შეზღუდულია. მას არ აქვს დასასრული, არავის არ უნდა ინერვიულოს იმაზე, თუ რა მოუვა ამ ხაზს უსასრულობაში. აინშტაინურ სამყაროში არავის უნდა ადარდებდეს უსასრულობის ყველა ფხვიერი ბოლოების შესახებ, რასაც კოსმოლოგებს მოსწონთ "სასაზღვრო პირობების" დარქმევა. აინშტაინის მყუდრო სამყაროში არ არსებობს საზღვრების პრობლემები, რადგან მას არ აქვს საზღვრები.

სხვა კოსმოლოგიური მოდელები, რომლებიც სრულად შეესაბამება ფარდობითობის ზოგად თეორიას, განიხილეს ოციან წლებში. ზოგიერთ მათგანს უფრო უჩვეულო თვისებები აქვს, ვიდრე აინშტაინის ცილინდრული სამყარო. ჰოლანდიელმა ასტრონომმა ბილემ დე სიტერმა შეიმუშავა დახურული, შეზღუდული სამყაროს მოდელი, რომელშიც დრო ისეა მრუდი, როგორც სივრცე. რაც უფრო შორს უყურებთ დე სიტერის სივრცეს, მით უფრო ნელა მოძრაობს საათი. თუ საკმარისად შორს გაიხედავთ, შეგიძლიათ დაინახოთ ის ადგილები, სადაც დრო მთლიანად გაჩერდა, „როგორც ჩაის წვეულებაზე შეშლილ შლიაპოჩკინთან“, წერს ედინგტონი, „სადაც ყოველთვის საღამოს ექვსი საათია“.

"არ არის საჭირო ვიფიქროთ, რომ არსებობს რაიმე სახის საზღვარი", - განმარტავს ბერტრანდ რასელი "ფარდობითობის ABCs". „ქვეყანაში მცხოვრები ხალხი, რომელსაც ჩვენი დამკვირვებელი ლოტოფაგების ქვეყნად თვლის, ცხოვრობენ ზუსტად იმავე აურზაურში, როგორც თავად დამკვირვებელი და ეჩვენებათ, რომ ის თავად არის გაყინული მარადიულ სიჩუმეში. ფაქტობრივად, თქვენ ვერასდროს გაიგებდით ამ ლოტიმორთა მიწის შესახებ, რადგან უსაზღვროდ დიდი დრო დასჭირდებოდა მისგან სინათლეს თქვენამდე მისვლას. თქვენ შეგეძლოთ გაეგოთ მისგან არც თუ ისე შორს მდებარე ადგილების შესახებ, მაგრამ ის თავად ყოველთვის დარჩებოდა ჰორიზონტის მიღმა“. რა თქმა უნდა, თუ ამ მხარეში კოსმოსური ხომალდით გაემგზავრებით, ტელესკოპით მუდმივი დაკვირვების ქვეშ იქნებით, დაინახავთ, რომ დროის გასვლა ნელ-ნელა აჩქარდება, როცა მიუახლოვდებით. იქ მისვლისას ყველაფერი ნორმალური სიჩქარით წავა. ლოტის მჭამელთა ქვეყანა ახლა ახალი ჰორიზონტის ზღვარზე იქნება.

შეგიმჩნევიათ, რომ როდესაც თვითმფრინავი თქვენს ზემოთ დაფრინავს და მკვეთრად აფრინდება, მისი ძრავებიდან მიღებული ხმის სიმაღლე მაშინვე ოდნავ იკლებს? ამას დოპლერის ეფექტს უწოდებენ, რომელსაც ავსტრიელი ფიზიკოსის კრისტიან იოჰან დოპლერის სახელი ეწოდა, რომელმაც ეს ეფექტი მეცხრამეტე საუკუნის შუა ხანებში აღმოაჩინა. ადვილი ასახსნელია. როდესაც თვითმფრინავი უახლოვდება, მისი ძრავების ხმის ტალღები უფრო ხშირად ვიბრირებს თქვენს ყურის ბარტყს, ვიდრე თვითმფრინავი სტაციონარული იქნებოდა. ეს ზრდის ხმის სიმაღლეს. როდესაც თვითმფრინავი შორდება, რყევები, რომლებსაც თქვენი ყურები განიცდის ხმის ვიბრაციისგან, ნაკლებად ხშირია. ხმა იკლებს.

აბსოლუტურად იგივე ხდება, როცა სინათლის წყარო სწრაფად მოძრაობს შენსკენ ან შორს, ამ შემთხვევაში სინათლის სიჩქარე (რომელიც ყოველთვის მუდმივია), მაგრამ არა მისი ტალღის სიგრძე, უცვლელი უნდა დარჩეს. თუ თქვენ და სინათლის წყარო ერთმანეთისკენ მოძრაობთ, დოპლერის ეფექტი ამცირებს სინათლის ტალღის სიგრძეს, ანაცვლებს ფერს სპექტრის იისფერი ბოლოსკენ. თუ თქვენ და სინათლის წყარო შორდებით ერთმანეთს, დოპლერის ეფექტი წარმოქმნის მსგავს ცვლას სპექტრის წითელი ბოლოსკენ.

ერთ-ერთ ლექციაზე გეორგი გამოვმა მოუყვა ამბავი (უდავოდ ანეკდოტური) დოპლერის ეფექტის შესახებ, რომელიც ძალიან კარგია, რომ აქ არ იყოს ციტირებული. როგორც ჩანს, ეს დაემართა ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის ცნობილ ამერიკელ ფიზიკოსს, რობერტ ვუდს, რომელიც ბალტიმორში წითელ შუქზე გაშვების გამო დააკავეს. მოსამართლის წინაშე ვუდმა ბრწყინვალედ ახსნა დოპლერის ეფექტის გამოყენებით, რომ მისმა მაღალმა სიჩქარემ გამოიწვია წითელი შუქის გადატანა სპექტრის იისფერ ბოლოზე, რის გამოც მას იგი მწვანედ აღიქვამდა. მოსამართლე მიდრეკილი იყო ვუდის გამართლებაზე, მაგრამ ვუდის ერთ-ერთი სტუდენტი, რომელიც ვუდმა ცოტა ხნის წინ ვერ შეძლო, სასამართლო პროცესზე იმყოფებოდა. მან სწრაფად გამოთვალა შუქნიშნის წითელიდან მწვანედ გადაქცევისთვის საჭირო სიჩქარე. მოსამართლემ ამოიღო თავდაპირველი ბრალდება და დააჯარიმა ვუდი სიჩქარის გადაჭარბებისთვის.

დოპლერი ფიქრობდა, რომ მის მიერ აღმოჩენილი ეფექტი ხსნის შორეული ვარსკვლავების აშკარა ფერს: მოწითალო ვარსკვლავები დედამიწას უნდა შორდებოდნენ, მოლურჯო ვარსკვლავები - დედამიწისკენ. როგორც გაირკვა, ასე არ ყოფილა (ეს ფერები სხვა მიზეზებით იყო ახსნილი); ჩვენი საუკუნის ოციან წლებში აღმოაჩინეს, რომ შორეული გალაქტიკების სინათლე ავლენს მკაფიო წითელ ცვლას, რაც არ შეიძლება დამაჯერებლად აიხსნას გარდა იმ ვარაუდით, რომ ეს გალაქტიკები მოძრაობენ დედამიწიდან. უფრო მეტიც, ეს გადაადგილება საშუალოდ იზრდება გალაქტიკიდან დედამიწამდე მანძილის პროპორციულად. თუ გალაქტიკა A ორჯერ უფრო შორს არის ვიდრე B გალაქტიკა, მაშინ წითელი გადაადგილება A-დან დაახლოებით ორჯერ აღემატება B-ს წითელ გადაადგილებას. ინგლისელი ასტრონომის ფრედ ჰოილის აზრით, ჰიდრას თანავარსკვლავედის გალაქტიკათა ასოციაციის წითელი წანაცვლება მიუთითებს იმაზე, რომ ეს ასოციაცია არის. დედამიწას შორდება უზარმაზარი სიჩქარით, დაახლოებით 61000 კმ/წმ.

გაკეთდა სხვადასხვა მცდელობა, აეხსნა წითელი ცვლა სხვა მეთოდით, გარდა დოპლერის ეფექტისა. „მსუბუქი დაღლილობის“ თეორიის თანახმად, რაც უფრო გრძელია სინათლე, მით უფრო დაბალია მისი რხევის სიხშირე. (ეს არის ჰიპოთეზის შესანიშნავი მაგალითი ad hoc, ანუ ჰიპოთეზა, რომელიც დაკავშირებულია მხოლოდ ამ კონკრეტულ ფენომენთან, ვინაიდან მის სასარგებლოდ სხვა მტკიცებულება არ არსებობს.) კიდევ ერთი ახსნა არის ის, რომ სინათლის გავლა კოსმოსურ მტვერში იწვევს გადაადგილების გამოჩენას. დე სიტერის მოდელში ეს გადაადგილება აშკარად გამომდინარეობს დროის გამრუდებაზე.

მაგრამ უმარტივესი ახსნა, რომელიც ყველაზე კარგად ემთხვევა სხვა ცნობილ ფაქტებს, არის ის, რომ წითელ გადანაცვლება ნამდვილად მიუთითებს გალაქტიკების რეალურ მოძრაობაზე. ამ ვარაუდის საფუძველზე მალევე შეიქმნა „გაფართოებული სამყაროს“ მოდელების ახალი სერია.

თუმცა, ეს გაფართოება არ ნიშნავს იმას, რომ თავად გალაქტიკები ფართოვდებიან ან რომ (როგორც ახლა ითვლება) გალაქტიკებს შორის მანძილი იზრდება გალაქტიკების ასოციაციებში. როგორც ჩანს, ეს გაფართოება იწვევს ასოციაციებს შორის მანძილების ზრდას. წარმოიდგინეთ ცომის გიგანტური ბურთი რამდენიმე ასეული ქიშმიშით. თითოეული ქიშმიში წარმოადგენს გალაქტიკების გაერთიანებას. თუ ეს ცომი ღუმელში მოათავსეთ, თანაბრად იშლება ყველა მიმართულებით, მაგრამ ქიშმიშის ზომა იგივე რჩება. ქიშმიშებს შორის მანძილი იზრდება. არცერთ მაჩვენებელს არ შეიძლება ეწოდოს გაფართოების ცენტრი. ნებისმიერი ცალკეული ქიშმიშის თვალსაზრისით, ყველა სხვა ქიშმიში, როგორც ჩანს, შორდება მას.

რაც უფრო დიდია მანძილი ქიშმიშით, მით მეტია მისი მოცილების აშკარა სიჩქარე.

აინშტაინის სამყაროს მოდელი სტატიკურია. ეს იმიტომ, რომ მან ეს მოდელი შეიმუშავა მანამ, სანამ ასტრონომები აღმოაჩენდნენ სამყაროს გაფართოებას. გრავიტაციული ძალების მიერ მისი სამყაროს შეკუმშვისა და მისი სიკვდილის თავიდან ასაცილებლად, აინშტაინი იძულებული გახდა თავის მოდელში ეფიქრა, რომ არსებობდა სხვა ძალა (მან შემოიტანა მოდელში ეგრეთ წოდებული "კოსმოლოგიური მუდმივი" გამოყენებით), რომლის როლიც არის ვარსკვლავების მოგერიება და დაკავება ერთმანეთისგან გარკვეულ მანძილზე.

მოგვიანებით ჩატარებულმა გამოთვლებმა აჩვენა, რომ აინშტაინის მოდელი არასტაბილური იყო, როგორც მონეტა მის კიდეზე. ოდნავი ბიძგი გამოიწვევს მის დაცემას ან წინა ან უკანა მხარეს, პირველი შეესაბამება გაფართოებას, მეორე - შეკუმშვის სამყაროს. წითელი წანაცვლების აღმოჩენამ აჩვენა, რომ სამყარო არავითარ შემთხვევაში არ იკუმშება; კოსმოლოგებმა გაფართოებული სამყაროს მოდელებს მიმართეს.

აშენდა გაფართოებული სამყაროს ყველა სახის მოდელი. საბჭოთა მეცნიერმა ალექსანდრე ფრიდმანმა და ბელგიელმა აბატმა ჟორჟ ლემატრემ შეიმუშავეს ორი ყველაზე ცნობილი მოდელი. ზოგიერთ ამ მოდელში სივრცე დახურულია (პოზიტიური გამრუდება), ზოგში - ღია (უარყოფითი გამრუდება), ზოგიერთში კი კითხვა დახურულია თუ არა სივრცე ღია რჩება.

ერთ-ერთი მოდელი შემოგვთავაზა ედინგტონმა, რომელმაც აღწერა ის მომხიბლავ წიგნში, გაფართოებული სამყარო. მისი მოდელი არსებითად ძალიან ჰგავს აინშტაინს; ის დახურულია, როგორც უზარმაზარი ოთხგანზომილებიანი ბურთი და ერთნაირად ფართოვდება სამივე სივრცით განზომილებაში. თუმცა, ამჟამად ასტრონომები არ არიან დარწმუნებულები, რომ სივრცე თავისთავად დახურულია. როგორც ჩანს, სივრცეში მატერიის სიმკვრივე არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ დადებითი გამრუდება გამოიწვიოს. ასტრონომები მხარს უჭერენ ღია ან უსასრულო სამყაროს საერთო უარყოფითი გამრუდებით, რომელიც წააგავს უნაგირის ზედაპირს.

მკითხველმა არ უნდა იფიქროს, რომ თუ სფეროს ზედაპირს აქვს დადებითი გამრუდება, მაშინ შიგნიდან ამ ზედაპირს ექნება უარყოფითი გამრუდება. სფერული ზედაპირის გამრუდება დადებითია იმისდა მიუხედავად, თუ რომელი მხრიდან შეხედავ მას - გარედან თუ შიგნიდან. სავარძლის ზედაპირის უარყოფითი გამრუდება გამოწვეულია იმით, რომ ნებისმიერ მომენტში ეს ზედაპირი განსხვავებულად არის მოხრილი. ის ჩაზნექილია, თუ ხელს აწევთ მის გასწვრივ უკნიდან წინ, და ამოზნექილია, თუ ხელს აწევთ ერთი კიდიდან მეორეზე. ერთი მრუდი გამოიხატება როგორც დადებითი რიცხვი, ხოლო მეორე - უარყოფითი რიცხვი. მოცემულ წერტილში ამ ზედაპირის გამრუდების მისაღებად, ეს ორი რიცხვი უნდა გავამრავლოთ. თუ ეს რიცხვი უარყოფითია ყველა წერტილში, როგორც ეს უნდა იყოს, როდესაც ზედაპირი სხვანაირად არის მოხრილი ნებისმიერ წერტილში, მაშინ ამბობენ, რომ ამ ზედაპირს აქვს უარყოფითი გამრუდება. ტორუსის (დონატის) ხვრელის მიმდებარე ზედაპირი უარყოფითი გამრუდების ზედაპირის კიდევ ერთი ცნობილი მაგალითია. რა თქმა უნდა, ასეთი ზედაპირები მხოლოდ უარყოფითი გამრუდების სამგანზომილებიანი სივრცის უხეში მოდელებია.

შესაძლოა, უფრო მძლავრი ტელესკოპების მოსვლასთან ერთად, შესაძლებელი გახდება საკითხის გადაჭრა, არის თუ არა სამყაროს გამრუდება დადებითი, უარყოფითი თუ ნულის ტოლი. ტელესკოპი საშუალებას გაძლევთ ნახოთ გალაქტიკები მხოლოდ გარკვეულ სფერულ მოცულობაში. თუ გალაქტიკები განაწილებულია შემთხვევით და თუ სივრცე ევკლიდურია (ნულოვანი გამრუდება), ასეთი სფეროს შიგნით გალაქტიკების რაოდენობა ყოველთვის უნდა იყოს ამ სფეროს რადიუსის კუბის პროპორციული. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ თქვენ შექმნით ტელესკოპს, რომელსაც შეუძლია გამოიყურებოდეს ორჯერ უფრო შორს, ვიდრე წინა ტელესკოპები, მაშინ ხილული გალაქტიკების რაოდენობა უნდა გაიზარდოს ნადრე 8n. თუ ეს ნახტომი უფრო მცირე აღმოჩნდება, ეს ნიშნავს, რომ სამყაროს გამრუდება დადებითია, თუ უფრო დიდია, იქნება უარყოფითი.

შეიძლება ფიქრობთ, რომ პირიქით უნდა იყოს, მაგრამ განიხილეთ ორგანზომილებიანი ზედაპირების შემთხვევა დადებითი და უარყოფითი გამრუდებით. დავუშვათ, რომ წრე ამოჭრილია რეზინის ბრტყელი ფურცლიდან.

მასზე ქიშმიშის წებდება ერთმანეთისგან ნახევარი სანტიმეტრის დაშორებით. იმისათვის, რომ ამ რეზინას სფერული ზედაპირის ფორმა მივცეთ, ის უნდა იყოს შეკუმშული და ბევრი ქიშმიში ერთიანად მოვა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ სფერულ ზედაპირზე ქიშმიში უნდა დარჩეს ერთმანეთისგან ნახევარი სანტიმეტრის დაშორებით, მაშინ ნაკლები ქიშმიში იქნება საჭირო. თუ უნაგირის ზედაპირზე რეზინი წაისვით, მაშინ ქიშმიში უფრო დიდ დისტანციებზე გადაინაცვლებს, ანუ იმისთვის, რომ ქიშმიშის ზედაპირზე ნახევარი სანტიმეტრი მანძილი შეინარჩუნოს, მეტი ქიშმიში იქნება საჭირო. ამ ყველაფრის მორალი შეიძლება იუმორისტულად ჩამოყალიბდეს: როდესაც ყიდულობთ ლუდის ბოთლს, აუცილებლად უთხარით გამყიდველს, რომ გსურთ ბოთლი, რომელიც შეიცავს სივრცეს უარყოფითად, ვიდრე დადებითად?

გაფართოებული სამყაროს მოდელები არ საჭიროებენ აინშტაინის კოსმოლოგიურ მუდმივობას, რაც იწვევს ვარსკვლავების ჰიპოთეტურ დაშორებას.

(აინშტაინმა მოგვიანებით მიიჩნია კოსმოლოგიური მუდმივის კონცეფცია ყველაზე დიდ შეცდომად, რაც კი ოდესმე დაუშვა.) ამ მოდელების მოსვლასთან ერთად, ალბერსის პარადოქსის საკითხი ღამის ცის სიკაშკაშესთან დაკავშირებით მაშინვე უფრო ნათელი გახდა. აინშტაინის სტატიკურმა მოდელმა ამ მხრივ მცირე დახმარება გაუწია. მართალია, ის შეიცავს მხოლოდ მზეთა სასრულ რაოდენობას, მაგრამ მოდელში დახურული სივრცის გამო, ამ მზეთა შუქი იძულებულია სამუდამოდ იაროს სამყაროს გარშემო, ახვევს მის ტრაექტორიას სივრცე-დროის ადგილობრივი გამრუდების შესაბამისად. შედეგი არის ის, რომ ღამის ცა ისეთივე კაშკაშაა განათებული, როგორც მზეების უსასრულო რაოდენობის არსებობის შემთხვევაში, თუ არ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო იმდენად ახალგაზრდაა, რომ სინათლეს მხოლოდ შეზღუდული რაოდენობის წრიული ორბიტების გაკეთება შეუძლია.

გაფართოებული სამყაროს კონცეფცია ამ პარადოქსს ძალიან მარტივად გამორიცხავს. თუ შორეული გალაქტიკები დედამიწას შორდებიან მათი მანძილის პროპორციული სიჩქარით, მაშინ დედამიწამდე მიმავალი სინათლის მთლიანი რაოდენობა უნდა შემცირდეს. თუ რომელიმე გალაქტიკა საკმარისად შორს არის, მისი სიჩქარე შეიძლება აღემატებოდეს სინათლის სიჩქარეს, მაშინ მისგან შუქი ჩვენამდე ვერასოდეს მიაღწევს. ახლა ბევრი ასტრონომი სერიოზულად თვლის, რომ სამყარო რომ არ გაფართოვდეს, მაშინ ფაქტიურად არ იქნებოდა განსხვავება ღამესა და დღეს შორის.

ის ფაქტი, რომ დედამიწასთან შედარებით შორეული გალაქტიკების სიჩქარე შეიძლება აღემატებოდეს სინათლის სიჩქარეს, როგორც ჩანს, არღვევს პრინციპს, რომ არცერთ მატერიალურ სხეულს არ შეუძლია სინათლეზე სწრაფად მოძრაობა. მაგრამ, როგორც ვნახეთ თავში. 4, ეს დებულება მოქმედებს მხოლოდ იმ პირობებში, რომლებიც აკმაყოფილებს ფარდობითობის სპეციალური თეორიის მოთხოვნებს. ფარდობითობის ზოგად თეორიაში ის შემდეგნაირად უნდა ჩამოყალიბდეს: სინათლეზე სწრაფად არ შეიძლება სიგნალების გადაცემა. მაგრამ მნიშვნელოვანი კითხვა კვლავ საკამათო რჩება: შეუძლიათ თუ არა შორეულ გალაქტიკებს გადალახონ სინათლის ბარიერი და, გახდნენ უხილავი, სამუდამოდ გაქრეს ადამიანის ხედვის არედან, თუნდაც მას ჰქონდეს ყველაზე ძლიერი ტელესკოპები, რაც წარმოუდგენელია. ზოგიერთი ექსპერტი თვლის, რომ სინათლის სიჩქარე ნამდვილად არის ზღვარი და რომ ყველაზე შორეული გალაქტიკები უბრალოდ დაბნელდებიან, ისე რომ არ გახდებიან სრულიად უხილავი (რა თქმა უნდა, იმ პირობით, რომ ადამიანებს აქვთ საკმარისი მგრძნობიარე ინსტრუმენტები მათ დასაკვირვებლად).

ძველი გალაქტიკები, როგორც ვიღაცამ ერთხელ აღნიშნა, არასოდეს კვდებიან. ისინი უბრალოდ თანდათან ქრება. თუმცა მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ არცერთი გალაქტიკა არ ქრება იმ გაგებით, რომ მისი მატერია გაქრება სამყაროდან. ის უბრალოდ ისეთ სიჩქარეს აღწევს, რომ მისი აღმოჩენა დედამიწაზე ტელესკოპებით შეუძლებელი ან თითქმის შეუძლებელი ხდება. გაუჩინარებული გალაქტიკა კვლავ ჩანს მასთან ახლოს მყოფი ყველა გალაქტიკიდან. თითოეულ გალაქტიკას აქვს „ოპტიკური ჰორიზონტი“, სფერული საზღვარი, რომლის მიღმაც მისი ტელესკოპები ვერ შეაღწევენ. ეს სფერული ჰორიზონტები არც ერთ ორ გალაქტიკას არ ემთხვევა. ასტრონომებმა გამოთვალეს, რომ წერტილი, როდესაც გალაქტიკები დაიწყებენ გაქრობას ჩვენი „ხედვის ველიდან“, დაახლოებით ორჯერ აღემატება ნებისმიერი თანამედროვე ოპტიკური ტელესკოპის დიაპაზონს. თუ ეს ვარაუდი სწორია, მაშინ ყველა გალაქტიკის დაახლოებით ერთი მერვე, რომელიც ოდესმე იქნება დაკვირვებადი, ახლა ჩანს.

თუ სამყარო ფართოვდება (არ აქვს მნიშვნელობა სივრცე ბრტყელია, ღია თუ დახურული), მაშინ ჩნდება ეს რთული კითხვა. როგორი იყო სამყარო ადრე? ამ კითხვაზე პასუხის ორი განსხვავებული გზა არსებობს, სამყაროს ორი თანამედროვე მოდელი. ორივე მოდელი განიხილება შემდეგ თავში.

შენიშვნები:

წიგნის პერსონაჟი ლუის კზროლი"ალისა საოცრებათა ქვეყანაში". - შენიშვნა თარგმანი.

სიმრავლისა და უსაქმურობის ქვეყანა, იხილეთ ოდისეა. - შენიშვნა თარგმანი.

იცოდით, რომ სამყაროს, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, აქვს საკმაოდ განსაზღვრული საზღვრები? ჩვენ მიჩვეული ვართ სამყაროს რაღაც უსასრულო და გაუგებართან ასოცირებას. თუმცა, თანამედროვე მეცნიერება, როდესაც ეკითხებიან სამყაროს "უსასრულობას", სულ სხვა პასუხს გვთავაზობს ასეთ "აშკარა" კითხვაზე.

თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, დაკვირვებადი სამყაროს ზომა დაახლოებით 45,7 მილიარდი სინათლის წელია (ან 14,6 გიგაპარსეკი). მაგრამ რას ნიშნავს ეს რიცხვები?

პირველი კითხვა, რომელიც უჩნდება უბრალო ადამიანს, არის ის, თუ როგორ შეიძლება სამყარო არ იყოს უსასრულო? როგორც ჩანს, უდავოა, რომ კონტეინერს ყველაფერი, რაც ჩვენს ირგვლივ არსებობს, არ უნდა ჰქონდეს საზღვრები. თუ ეს საზღვრები არსებობს, რა არის ისინი?

ვთქვათ, რომელიმე ასტრონავტი აღწევს სამყაროს საზღვრებს. რას დაინახავს ის მის წინ? მყარი კედელი? სახანძრო ბარიერი? და რა დგას მის უკან - სიცარიელე? სხვა სამყარო? მაგრამ შეიძლება თუ არა სიცარიელე ან სხვა სამყარო ნიშნავს, რომ ჩვენ სამყაროს საზღვარზე ვართ? ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ იქ "არაფერია". სიცარიელე და სხვა სამყარო ასევე "რაღაცაა". მაგრამ სამყარო არის ის, რაც შეიცავს აბსოლუტურად ყველაფერს "რაღაცას".

ჩვენ მივდივართ აბსოლუტურ წინააღმდეგობაში. გამოდის, რომ სამყაროს საზღვარმა უნდა დაგვიმალოს ის, რაც არ უნდა არსებობდეს. ან სამყაროს საზღვრებმა უნდა შეაფერხოს "ყველაფერი" "რაღაცისგან", მაგრამ ეს "რაღაც" ასევე უნდა იყოს "ყველაფრის" ნაწილი. ზოგადად, სრული აბსურდი. მაშინ როგორ შეუძლიათ მეცნიერებს გამოაცხადონ ჩვენი სამყაროს შეზღუდული ზომა, მასა და ასაკიც კი? ეს მნიშვნელობები, მიუხედავად იმისა, რომ წარმოუდგენლად დიდია, მაინც სასრულია. კამათობს თუ არა მეცნიერება აშკარასთან? ამის გასაგებად, ჯერ მოდით მივყვეთ, როგორ მივიდნენ ადამიანები სამყაროს ჩვენს თანამედროვე გაგებამდე.

საზღვრების გაფართოება

უხსოვარი დროიდან ადამიანებს აინტერესებთ როგორია მათ გარშემო არსებული სამყარო. არ არის საჭირო სამი სვეტის მაგალითების მოყვანა და სამყაროს ახსნის წინაპრების სხვა მცდელობები. როგორც წესი, საბოლოოდ ყველაფერი იქამდე მივიდა, რომ ყველაფრის საფუძველი დედამიწის ზედაპირია. ჯერ კიდევ ანტიკურ და შუა საუკუნეებში, როდესაც ასტრონომებს ჰქონდათ ფართო ცოდნა პლანეტების მოძრაობის კანონების შესახებ "ფიქსირებული" ციური სფეროს გასწვრივ, დედამიწა რჩებოდა სამყაროს ცენტრად.

ბუნებრივია, ძველ საბერძნეთშიც კი იყვნენ ისეთები, ვინც თვლიდა, რომ დედამიწა მზის გარშემო ბრუნავს. იყვნენ ისეთებიც, რომლებიც საუბრობდნენ მრავალ სამყაროზე და სამყაროს უსასრულობაზე. მაგრამ ამ თეორიების კონსტრუქციული გამართლება წარმოიშვა მხოლოდ სამეცნიერო რევოლუციის მიჯნაზე.

მე-16 საუკუნეში პოლონელმა ასტრონომმა ნიკოლაუს კოპერნიკმა სამყაროს შესახებ ცოდნის პირველი მნიშვნელოვანი მიღწევა მოახდინა. მან მტკიცედ დაამტკიცა, რომ დედამიწა მზის გარშემო მოძრავი პლანეტებიდან მხოლოდ ერთია. ასეთმა სისტემამ მნიშვნელოვნად გაამარტივა ციურ სფეროში პლანეტების ასეთი რთული და რთული მოძრაობის ახსნა. სტაციონარული დედამიწის შემთხვევაში, ასტრონომებს უნდა შეექმნათ ყველანაირი ჭკვიანური თეორია პლანეტების ამ ქცევის ასახსნელად. მეორეს მხრივ, თუ დედამიწა მიიღება მოძრავად, მაშინ ასეთი რთული მოძრაობების ახსნა ბუნებრივია. ამრიგად, ასტრონომიაში დაიმკვიდრა ახალი პარადიგმა, სახელწოდებით "ჰელიოცენტრიზმი".

ბევრი მზე

თუმცა, ამის შემდეგაც კი, ასტრონომებმა განაგრძეს სამყაროს შეზღუდვა „ფიქსირებული ვარსკვლავების სფეროთი“. მე-19 საუკუნემდე მათ არ შეეძლოთ ვარსკვლავებამდე მანძილის შეფასება. რამდენიმე საუკუნის განმავლობაში ასტრონომები უშედეგოდ ცდილობდნენ დაედგინათ ვარსკვლავების პოზიციაში გადახრები დედამიწის ორბიტალურ მოძრაობასთან მიმართებაში (წლიური პარალაქსები). იმდროინდელი ინსტრუმენტები არ იძლეოდა ასეთი ზუსტი გაზომვების საშუალებას.

საბოლოოდ, 1837 წელს რუს-გერმანელმა ასტრონომმა ვასილი სტრუვემ გაზომა პარალაქსი. ამან აღნიშნა ახალი ნაბიჯი სივრცის მასშტაბის გაგებაში. ახლა მეცნიერებს შეუძლიათ უსაფრთხოდ თქვან, რომ ვარსკვლავები მზესთან შორეული მსგავსებაა. და ჩვენი მნათობი აღარ არის ყველაფრის ცენტრი, არამედ გაუთავებელი ვარსკვლავური გროვის თანაბარი „მკვიდრი“.

ასტრონომები კიდევ უფრო მიუახლოვდნენ სამყაროს მასშტაბის გაგებას, რადგან ვარსკვლავებამდე მანძილი მართლაც ამაზრზენი აღმოჩნდა. პლანეტების ორბიტების ზომაც კი უმნიშვნელო ჩანდა შედარებით. შემდეგ საჭირო იყო იმის გაგება, თუ როგორ არის კონცენტრირებული ვარსკვლავები.

მრავალი ირმის გზა

ცნობილი ფილოსოფოსი იმანუელ კანტი 1755 წელს ელოდა სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის თანამედროვე გაგების საფუძვლებს. მან გამოთქვა ჰიპოთეზა, რომ ირმის ნახტომი არის უზარმაზარი მბრუნავი ვარსკვლავური გროვა. თავის მხრივ, დაკვირვებული ნისლეულებიდან ბევრი ასევე უფრო შორეული „რძიანი გზებია“ - გალაქტიკები. ამის მიუხედავად, მე-20 საუკუნემდე ასტრონომებს სჯეროდათ, რომ ყველა ნისლეული არის ვარსკვლავის წარმოქმნის წყარო და ირმის ნახტომის ნაწილია.

სიტუაცია შეიცვალა, როდესაც ასტრონომებმა ისწავლეს გალაქტიკებს შორის მანძილის გაზომვა . ამ ტიპის ვარსკვლავების აბსოლუტური სიკაშკაშე მკაცრად დამოკიდებულია მათი ცვალებადობის პერიოდზე. მათი აბსოლუტური სიკაშკაშის ხილულთან შედარებით, შესაძლებელია მათამდე მანძილის დადგენა მაღალი სიზუსტით. ეს მეთოდი მე-20 საუკუნის დასაწყისში შეიმუშავეს ეინარ ჰერცშრუნგმა და ჰარლოუ სკელპიმ. მისი წყალობით საბჭოთა ასტრონომმა ერნსტ ეპიკმა 1922 წელს განსაზღვრა მანძილი ანდრომედამდე, რომელიც ირმის ნახტომის ზომაზე დიდი სიდიდის რიგით აღმოჩნდა.

ედვინ ჰაბლმა განაგრძო Epic-ის ინიციატივა. სხვა გალაქტიკებში ცეფეიდების სიკაშკაშის გაზომვით, მან გაზომა მათი მანძილი და შეადარა მათ სპექტრის წითელ გადაადგილებას. ასე რომ, 1929 წელს მან შეიმუშავა თავისი ცნობილი კანონი. მისმა ნაშრომმა საბოლოოდ უარყო დამკვიდრებული შეხედულება, რომ ირმის ნახტომი არის სამყაროს კიდე. ახლა ის იყო ერთ-ერთი მრავალი გალაქტიკიდან, რომელიც ოდესღაც მის ნაწილად ითვლებოდა. კანტის ჰიპოთეზა დადასტურდა მისი შემუშავებიდან თითქმის ორი საუკუნის შემდეგ.

შემდგომში, ჰაბლის მიერ აღმოჩენილმა კავშირმა დამკვირვებლისგან გალაქტიკის მანძილს შორის მისი მოცილების სიჩქარესთან შედარებით, შესაძლებელი გახადა სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის სრული სურათის დახატვა. აღმოჩნდა, რომ გალაქტიკები მისი მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილი იყო. ისინი უკავშირდებიან მტევანებად, კლასტერები სუპერკლასტერებად. თავის მხრივ, სუპერკლასტერები ქმნიან სამყაროში ცნობილ უდიდეს სტრუქტურებს - ძაფებსა და კედლებს. ეს სტრუქტურები, უზარმაზარი სუპერვოიდების მიმდებარედ (), წარმოადგენს ამჟამად ცნობილი სამყაროს ფართომასშტაბიან სტრუქტურას.

მოჩვენებითი უსასრულობა

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ სულ რაღაც რამდენიმე საუკუნეში მეცნიერება თანდათან გადავიდა გეოცენტრიზმიდან სამყაროს თანამედროვე გაგებამდე. თუმცა, ეს არ პასუხობს იმას, თუ რატომ ვზღუდავთ დღეს სამყაროს. ყოველივე ამის შემდეგ, აქამდე ჩვენ ვსაუბრობდით მხოლოდ სივრცის მასშტაბებზე და არა მის ბუნებაზე.

პირველი, ვინც გადაწყვიტა სამყაროს უსასრულობის გამართლება იყო ისააკ ნიუტონი. მას შემდეგ რაც აღმოაჩინა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, მას სჯეროდა, რომ თუ სივრცე სასრული იქნებოდა, მისი ყველა სხეული ადრე თუ გვიან გაერთიანდებოდა ერთ მთლიანობაში. მანამდე თუ ვინმე გამოთქვამდა სამყაროს უსასრულობის იდეას, ეს მხოლოდ ფილოსოფიურ ჭრილში იყო. ყოველგვარი მეცნიერული საფუძვლის გარეშე. ამის მაგალითია ჯორდანო ბრუნო. სხვათა შორის, კანტის მსგავსად, ის მრავალი საუკუნით უსწრებდა მეცნიერებას. მან პირველმა განაცხადა, რომ ვარსკვლავები შორეული მზეებია და მათ გარშემო პლანეტებიც ბრუნავენ.

როგორც ჩანს, უსასრულობის ფაქტი საკმაოდ გამართლებული და აშკარაა, მაგრამ მე-20 საუკუნის მეცნიერების გარდამტეხმა მომენტებმა შეარყია ეს „ჭეშმარიტება“.

სტაციონარული სამყარო

პირველი მნიშვნელოვანი ნაბიჯი სამყაროს თანამედროვე მოდელის შემუშავებისკენ გადადგა ალბერტ აინშტაინმა. ცნობილმა ფიზიკოსმა 1917 წელს წარმოადგინა სტაციონარული სამყაროს მოდელი. ეს მოდელი ეფუძნებოდა ფარდობითობის ზოგად თეორიას, რომელიც მან ერთი წლით ადრე შეიმუშავა. მისი მოდელის მიხედვით, სამყარო უსასრულოა დროში და სასრული სივრცეში. მაგრამ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ნიუტონის თანახმად, სასრული ზომის სამყარო უნდა დაიშალოს. ამისათვის აინშტაინმა შემოიტანა კოსმოლოგიური მუდმივი, რომელიც ანაზღაურებდა შორეული ობიექტების გრავიტაციულ მიზიდულობას.

რაც არ უნდა პარადოქსულად ჟღერდეს, აინშტაინი არ ზღუდავდა სამყაროს სასრულობას. მისი აზრით, სამყარო არის ჰიპერსფეროს დახურული გარსი. ანალოგია არის ჩვეულებრივი სამგანზომილებიანი სფეროს ზედაპირი, მაგალითად, გლობუსი ან დედამიწა. რაც არ უნდა იმოგზაუროს მოგზაურმა დედამიწაზე, ის ვერასოდეს მიაღწევს მის ზღვარს. თუმცა, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ დედამიწა უსასრულოა. მოგზაური უბრალოდ დაბრუნდება იმ ადგილას, საიდანაც მან დაიწყო მოგზაურობა.

ჰიპერსფეროს ზედაპირზე

ანალოგიურად, კოსმოსურ მოხეტიალეს, რომელიც გადის აინშტაინის სამყაროს ვარსკვლავური ხომალდით, შეუძლია დაბრუნდეს დედამიწაზე. მხოლოდ ამჯერად მოხეტიალე გადავა არა სფეროს ორგანზომილებიანი ზედაპირის გასწვრივ, არამედ ჰიპერსფეროს სამგანზომილებიანი ზედაპირის გასწვრივ. ეს ნიშნავს, რომ სამყაროს აქვს სასრული მოცულობა და, შესაბამისად, ვარსკვლავების სასრული რაოდენობა და მასა. თუმცა, სამყაროს არც საზღვრები აქვს და არც ცენტრი.

აინშტაინი ამ დასკვნამდე მივიდა სივრცის, დროისა და გრავიტაციის შეერთებით თავის ცნობილ თეორიაში. მანამდე ეს ცნებები ცალკე ითვლებოდა, რის გამოც სამყაროს სივრცე წმინდა ევკლიდური იყო. აინშტაინმა დაამტკიცა, რომ გრავიტაცია თავისთავად არის სივრცე-დროის გამრუდება. ამან რადიკალურად შეცვალა ადრეული იდეები სამყაროს ბუნების შესახებ, რომელიც დაფუძნებულია კლასიკურ ნიუტონის მექანიკაზე და ევკლიდეს გეომეტრიაზე.

გაფართოებული სამყარო

თვით „ახალი სამყაროს“ აღმომჩენიც კი არ იყო უცხო ილუზიებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ აინშტაინმა შეზღუდა სამყარო სივრცეში, ის განაგრძობდა მას სტატიკურად თვლიდა. მისი მოდელის მიხედვით, სამყარო იყო და რჩება მარადიული და მისი ზომა ყოველთვის იგივე რჩება. 1922 წელს საბჭოთა ფიზიკოსმა ალექსანდრე ფრიდმანმა მნიშვნელოვნად გააფართოვა ეს მოდელი. მისი გამოთვლებით, სამყარო საერთოდ არ არის სტატიკური. მას შეუძლია დროთა განმავლობაში გაფართოება ან შეკუმშვა. აღსანიშნავია, რომ ფრიდმანი ასეთ მოდელამდე მივიდა იმავე ფარდობითობის თეორიაზე დაყრდნობით. მან მოახერხა ამ თეორიის უფრო სწორად გამოყენება, კოსმოლოგიური მუდმივის გვერდის ავლით.

ალბერტ აინშტაინმა დაუყოვნებლივ არ მიიღო ეს "შესწორება". ეს ახალი მოდელი დაეხმარა ადრე ნახსენებ ჰაბლის აღმოჩენას. გალაქტიკების რეცესია უდავოდ დაამტკიცა სამყაროს გაფართოების ფაქტი. ამიტომ აინშტაინს უნდა ეღიარებინა თავისი შეცდომა. ახლა სამყაროს ჰქონდა გარკვეული ასაკი, რომელიც მკაცრად არის დამოკიდებული ჰაბლის მუდმივზე, რომელიც ახასიათებს მისი გაფართოების სიჩქარეს.

კოსმოლოგიის შემდგომი განვითარება

როდესაც მეცნიერები ცდილობდნენ ამ საკითხის გადაჭრას, აღმოაჩინეს სამყაროს მრავალი სხვა მნიშვნელოვანი კომპონენტი და შეიქმნა მისი სხვადასხვა მოდელები. ასე რომ, 1948 წელს ჯორჯ გამოვმა შემოიტანა "ცხელი სამყაროს" ჰიპოთეზა, რომელიც მოგვიანებით გადაიქცევა დიდი აფეთქების თეორიად. 1965 წლის აღმოჩენამ დაადასტურა მისი ეჭვები. ახლა ასტრონომებს შეეძლოთ დააკვირდნენ სინათლეს, რომელიც მოვიდა იმ მომენტიდან, როდესაც სამყარო გამჭვირვალე გახდა.

ბნელი მატერია, რომელიც იწინასწარმეტყველა 1932 წელს ფრიც ცვიკის მიერ, დადასტურდა 1975 წელს. ბნელი მატერია რეალურად ხსნის გალაქტიკების, გალაქტიკათა გროვებისა და თავად უნივერსალური სტრუქტურის არსებობას. ასე გაიგეს მეცნიერებმა, რომ სამყაროს მასის უმეტესი ნაწილი სრულიად უხილავია.

საბოლოოდ, 1998 წელს, მანძილის შესწავლისას, აღმოაჩინეს, რომ სამყარო ფართოვდება აჩქარებული სიჩქარით. მეცნიერებაში ამ უკანასკნელმა გარდამტეხმა მომენტმა დასაბამი მისცა სამყაროს ბუნების ჩვენს თანამედროვე გაგებას. კოსმოლოგიურმა კოეფიციენტმა, რომელიც შემოიღო აინშტაინმა და უარყო ფრიდმანი, კვლავ იპოვა თავისი ადგილი სამყაროს მოდელში. კოსმოლოგიური კოეფიციენტის (კოსმოლოგიური მუდმივი) არსებობა ხსნის მის აჩქარებულ გაფართოებას. კოსმოლოგიური მუდმივის არსებობის ასახსნელად დაინერგა ჰიპოთეტური ველის კონცეფცია, რომელიც შეიცავს სამყაროს მასის უმეტეს ნაწილს.

დაკვირვებადი სამყაროს ზომის თანამედროვე გაგება

სამყაროს თანამედროვე მოდელს ასევე უწოდებენ ΛCDM მოდელს. ასო "Λ" ნიშნავს კოსმოლოგიური მუდმივის არსებობას, რაც ხსნის სამყაროს აჩქარებულ გაფართოებას. "CDM" ნიშნავს, რომ სამყარო სავსეა ცივი ბნელი მატერიით. ბოლო კვლევები აჩვენებს, რომ ჰაბლის მუდმივი არის დაახლოებით 71 (კმ/წმ)/მფკ, რაც შეესაბამება სამყაროს ასაკს 13,75 მილიარდ წელს. ვიცით სამყაროს ასაკი, შეგვიძლია შევაფასოთ მისი დაკვირვებადი რეგიონის ზომა.

ფარდობითობის თეორიის მიხედვით, ნებისმიერი ობიექტის შესახებ ინფორმაცია ვერ აღწევს დამკვირვებელს სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით (299,792,458 მ/წმ). გამოდის, რომ დამკვირვებელი ხედავს არა მხოლოდ ობიექტს, არამედ მის წარსულს. რაც უფრო შორს არის მისგან ობიექტი, მით უფრო შორს უყურებს წარსულს. მაგალითად, როდესაც ვუყურებთ მთვარეს, ჩვენ ვხედავთ ისეთს, როგორიც იყო წამის წინ, მზე - რვა წუთზე მეტი ხნის წინ, უახლოეს ვარსკვლავებს - წლებს, გალაქტიკებს - მილიონობით წლის წინ და ა.შ. აინშტაინის სტაციონარულ მოდელში სამყაროს არ აქვს ასაკობრივი ზღვარი, რაც იმას ნიშნავს, რომ მისი დაკვირვებადი რეგიონი ასევე არაფრით არის შეზღუდული. დამკვირვებელი, შეიარაღებული სულ უფრო დახვეწილი ასტრონომიული ინსტრუმენტებით, დააკვირდება სულ უფრო შორეულ და უძველეს ობიექტებს.

ჩვენ გვაქვს განსხვავებული სურათი სამყაროს თანამედროვე მოდელით. მისი თქმით, სამყაროს აქვს ასაკი და, შესაბამისად, დაკვირვების ზღვარი. ანუ სამყაროს დაბადებიდან არცერთ ფოტონს არ შეეძლო გაევლო მანძილი 13,75 მილიარდ სინათლის წელზე მეტი. გამოდის, რომ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ დაკვირვებადი სამყარო დამკვირვებლიდან შემოიფარგლება 13,75 მილიარდი სინათლის წლის რადიუსის მქონე სფერულ რეგიონში. თუმცა, ეს მთლად სიმართლეს არ შეესაბამება. არ უნდა დავივიწყოთ სამყაროს სივრცის გაფართოება. იმ დროისთვის, როცა ფოტონი დამკვირვებელს მიაღწევს, ობიექტი, რომელმაც ის გამოუშვა, ჩვენგან უკვე 45,7 მილიარდი სინათლის წლით იქნება დაშორებული. წლები. ეს ზომა არის ნაწილაკების ჰორიზონტი, ეს არის დაკვირვებადი სამყაროს საზღვარი.

ჰორიზონტზე

ასე რომ, დაკვირვებადი სამყაროს ზომა ორ ტიპად იყოფა. მოჩვენებითი ზომა, რომელსაც ასევე უწოდებენ ჰაბლის რადიუსს (13,75 მილიარდი სინათლის წელი). და რეალური ზომა, რომელსაც ეწოდება ნაწილაკების ჰორიზონტი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი). მთავარია, რომ ორივე ეს ჰორიზონტი საერთოდ არ ახასიათებს სამყაროს რეალურ ზომას. პირველ რიგში, ისინი დამოკიდებულია დამკვირვებლის პოზიციაზე სივრცეში. მეორეც, ისინი დროთა განმავლობაში იცვლებიან. ΛCDM მოდელის შემთხვევაში, ნაწილაკების ჰორიზონტი ფართოვდება ჰაბლის ჰორიზონტზე მეტი სიჩქარით. თანამედროვე მეცნიერება არ პასუხობს კითხვას, შეიცვლება თუ არა ეს ტენდენცია მომავალში. მაგრამ თუ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო აგრძელებს გაფართოებას აჩქარებით, მაშინ ყველა ის ობიექტი, რომელსაც ახლა ვხედავთ, ადრე თუ გვიან გაქრება ჩვენი „ხედვის ველიდან“.

ამჟამად, ასტრონომების მიერ დაკვირვებული ყველაზე შორეული შუქი არის კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივება. მასში შეხედვით, მეცნიერები ხედავენ სამყაროს, როგორც ეს იყო დიდი აფეთქებიდან 380 ათასი წლის შემდეგ. ამ მომენტში სამყარო საკმარისად გაცივდა, რომ შეძლო თავისუფალი ფოტონების გამოსხივება, რომლებიც დღეს რადიოტელესკოპების დახმარებით არის აღმოჩენილი. იმ დროს სამყაროში არ არსებობდა ვარსკვლავები ან გალაქტიკები, მაგრამ მხოლოდ წყალბადის, ჰელიუმის და სხვა ელემენტების უმნიშვნელო რაოდენობის უწყვეტი ღრუბელი არსებობდა. ამ ღრუბელში დაფიქსირებული არაჰომოგენურობიდან, შემდგომში წარმოიქმნება გალაქტიკათა გროვები. გამოდის, რომ ზუსტად ის ობიექტები, რომლებიც წარმოიქმნება კოსმოსური მიკროტალღური ფონის რადიაციის არაერთგვაროვნებისგან, ნაწილაკების ჰორიზონტთან ყველაზე ახლოს მდებარეობს.

ჭეშმარიტი საზღვრები

აქვს თუ არა სამყაროს ჭეშმარიტი, დაუკვირვებადი საზღვრები, ჯერ კიდევ ფსევდომეცნიერული სპეკულაციის საკითხია. ასეა თუ ისე, ყველა თანხმდება სამყაროს უსასრულობაზე, მაგრამ ამ უსასრულობას სულ სხვაგვარად განმარტავს. ზოგი სამყაროს მრავალგანზომილებიანად მიიჩნევს, სადაც ჩვენი „ადგილობრივი“ სამგანზომილებიანი სამყარო მისი მხოლოდ ერთ-ერთი ფენაა. სხვები ამბობენ, რომ სამყარო ფრაქტალია - რაც ნიშნავს, რომ ჩვენი ადგილობრივი სამყარო შეიძლება იყოს სხვისი ნაწილაკი. არ უნდა დავივიწყოთ მულტივერსიის სხვადასხვა მოდელები დახურული, ღია, პარალელური სამყაროებითა და ჭიის ხვრელებით. და არსებობს ბევრი, ბევრი განსხვავებული ვერსია, რომელთა რაოდენობა მხოლოდ ადამიანის ფანტაზიით შემოიფარგლება.

მაგრამ თუ ცივ რეალიზმს ჩავრთავთ ან უბრალოდ უკან დავიხევთ ყველა ამ ჰიპოთეზს, მაშინ შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჩვენი სამყარო არის ყველა ვარსკვლავისა და გალაქტიკის უსასრულო ერთგვაროვანი კონტეინერი. უფრო მეტიც, ნებისმიერ ძალიან შორეულ წერტილში, იქნება ეს მილიარდობით გიგაპარსეკი ჩვენგან, ყველა პირობა ზუსტად იგივე იქნება. ამ მომენტში, ნაწილაკების ჰორიზონტი და ჰაბლის სფერო ზუსტად ერთნაირი იქნება, მათ კიდეზე იგივე რელიქტური გამოსხივება იქნება. ირგვლივ იგივე ვარსკვლავები და გალაქტიკები იქნება. საინტერესოა, რომ ეს არ ეწინააღმდეგება სამყაროს გაფართოებას. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არ არის მხოლოდ სამყარო, რომელიც ფართოვდება, არამედ თავად მისი სივრცე. ის ფაქტი, რომ დიდი აფეთქების მომენტში სამყარო წარმოიშვა ერთი წერტილიდან მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ უსასრულოდ მცირე (პრაქტიკულად ნულოვანი) ზომები, რომლებიც მაშინ იყო, ახლა წარმოუდგენლად დიდებად იქცა. მომავალში ჩვენ გამოვიყენებთ ზუსტად ამ ჰიპოთეზას, რათა ნათლად გავიგოთ დაკვირვებადი სამყაროს მასშტაბები.

ვიზუალური წარმოდგენა

სხვადასხვა წყარო გთავაზობთ ყველა სახის ვიზუალურ მოდელს, რომელიც საშუალებას აძლევს ადამიანებს გაიგონ სამყაროს მასშტაბები. თუმცა, ჩვენთვის საკმარისი არ არის იმის გაგება, თუ რამდენად დიდია კოსმოსი. მნიშვნელოვანია წარმოვიდგინოთ, როგორ ვლინდება ცნებები, როგორიცაა ჰაბლის ჰორიზონტი და ნაწილაკების ჰორიზონტი. ამისათვის მოდით წარმოვიდგინოთ ჩვენი მოდელი ეტაპობრივად.

დავივიწყოთ, რომ თანამედროვე მეცნიერებამ არ იცის სამყაროს "უცხო" რეგიონის შესახებ. მულტივერსიების, ფრაქტალური სამყაროს და მისი სხვა „ჯიშების“ ვერსიების უგულებელყოფა, წარმოვიდგინოთ, რომ ის უბრალოდ უსასრულოა. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს არ ეწინააღმდეგება მისი სივრცის გაფართოებას. რა თქმა უნდა, გავითვალისწინოთ, რომ მისი ჰაბლის სფერო და ნაწილაკების სფერო, შესაბამისად, 13,75 და 45,7 მილიარდი სინათლის წელია.

სამყაროს მასშტაბი

დააჭირეთ დაწყებას და აღმოაჩინეთ ახალი, უცნობი სამყარო!
პირველ რიგში, შევეცადოთ გავიგოთ, რამდენად დიდია უნივერსალური მასშტაბი. თუ თქვენ იმოგზაურეთ ჩვენი პლანეტის გარშემო, შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ, რამდენად დიდია დედამიწა ჩვენთვის. ახლა წარმოიდგინეთ ჩვენი პლანეტა, როგორც წიწიბურის მარცვალი, რომელიც მოძრაობს ორბიტაზე საზამთრო-მზის ირგვლივ ნახევარი ფეხბურთის მოედნის ზომის. ამ შემთხვევაში, ნეპტუნის ორბიტა შეესაბამება პატარა ქალაქის ზომას, ფართობი შეესაბამება მთვარეს, ხოლო მზის გავლენის საზღვრის ფართობი მარსს. გამოდის, რომ ჩვენი მზის სისტემა დედამიწაზე ისეთივე დიდია, როგორც მარსი წიწიბურაზე დიდი! მაგრამ ეს მხოლოდ დასაწყისია.

ახლა წარმოვიდგინოთ, რომ ეს წიწიბურა იქნება ჩვენი სისტემა, რომლის ზომა დაახლოებით ერთი პარსეკის ტოლია. მაშინ ირმის ნახტომი ორი საფეხბურთო სტადიონის ზომის იქნება. თუმცა ეს ჩვენთვის საკმარისი არ იქნება. ირმის ნახტომი ასევე სანტიმეტრამდე უნდა შემცირდეს. ის გარკვეულწილად წააგავს ყავის ქაფს, რომელიც მორევშია გახვეული ყავის შავი გალაქტიკური სივრცის შუაგულში. მისგან ოცი სანტიმეტრით არის იგივე სპირალური "ნამსხვრევი" - ანდრომედას ნისლეული. მათ ირგვლივ იქნება ჩვენი ლოკალური გროვის პატარა გალაქტიკების გროვა. ჩვენი სამყაროს აშკარა ზომა იქნება 9,2 კილომეტრი. ჩვენ მივედით უნივერსალური განზომილებების გაგებამდე.

უნივერსალური ბუშტის შიგნით

თუმცა, ჩვენთვის საკმარისი არ არის თავად მასშტაბის გაგება. მნიშვნელოვანია სამყაროს გაცნობიერება დინამიკაში. წარმოვიდგინოთ თავი გიგანტებად, ვისთვისაც ირმის ნახტომს აქვს სანტიმეტრი დიამეტრი. როგორც ახლა აღვნიშნეთ, ჩვენ აღმოვჩნდებით ბურთის შიგნით, რომლის რადიუსი 4,57 და დიამეტრი 9,24 კილომეტრია. წარმოვიდგინოთ, რომ ჩვენ შეგვიძლია ვიცუროთ ამ ბურთის შიგნით, ვიმოგზაუროთ და დავფაროთ მთელი მეგაპარსეკები წამში. რას დავინახავთ, თუ ჩვენი სამყარო უსასრულოა?

რასაკვირველია, ყველა სახის უთვალავი გალაქტიკა გამოჩნდება ჩვენს წინაშე. ელიფსური, სპირალური, არარეგულარული. ზოგიერთი ტერიტორია სავსე იქნება მათით, ზოგი ცარიელი. მთავარი მახასიათებელი იქნება ის, რომ ვიზუალურად ისინი ყველანი უმოძრაო იქნებიან, ჩვენ კი უმოძრაოდ. მაგრამ როგორც კი გადავდგამთ ნაბიჯს, გალაქტიკები თავად დაიწყებენ მოძრაობას. მაგალითად, თუ ჩვენ შევძლებთ ამოვიცნოთ მზის მიკროსკოპული სისტემა სანტიმეტრი სიგრძის ირმის ნახტომში, ჩვენ შევძლებთ დავაკვირდეთ მის განვითარებას. ჩვენი გალაქტიკიდან 600 მეტრის დაშორებით, წარმოქმნის მომენტში დავინახავთ პროტოვარსკვლავ მზეს და პროტოპლანეტურ დისკს. მიახლოებით დავინახავთ, როგორ ჩნდება დედამიწა, ჩნდება სიცოცხლე და ჩნდება ადამიანი. ანალოგიურად, ჩვენ დავინახავთ, თუ როგორ იცვლებიან გალაქტიკები და მოძრაობენ მათთან დაშორებისას ან მიახლოებისას.

შესაბამისად, რაც უფრო შორეულ გალაქტიკებს ვუყურებთ, მით უფრო ძველი იქნება ისინი ჩვენთვის. ასე რომ, ყველაზე შორეული გალაქტიკები განთავსდება ჩვენგან 1300 მეტრზე შორს, ხოლო 1380 მეტრის გადასახვევზე ჩვენ უკვე დავინახავთ რელიქტურ გამოსხივებას. მართალია, ეს მანძილი ჩვენთვის წარმოსახვითი იქნება. თუმცა, რაც უფრო მივუახლოვდებით კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივებას, ჩვენ ვნახავთ საინტერესო სურათს. ბუნებრივია, ჩვენ დავაკვირდებით, როგორ წარმოიქმნება და განვითარდება გალაქტიკები წყალბადის საწყისი ღრუბლიდან. როდესაც ერთ-ერთ ამ ჩამოყალიბებულ გალაქტიკას მივაღწევთ, გავიგებთ, რომ ჩვენ გავიარეთ არა 1,375 კილომეტრი, არამედ ყველა 4,57.

მასშტაბირება

შედეგად, ჩვენ კიდევ უფრო გავზრდით ზომას. ახლა ჩვენ შეგვიძლია მოვათავსოთ მთელი სიცარიელე და კედლები მუშტში. ასე აღმოვჩნდებით საკმაოდ პატარა ბუშტში, საიდანაც გამოსვლა შეუძლებელია. არა მხოლოდ გაიზრდება მანძილი ბუშტის კიდემდე მდებარე ობიექტებამდე მათი მიახლოებისას, არამედ თავად კიდეც განუსაზღვრელი ვადით გადაინაცვლებს. ეს არის დაკვირვებადი სამყაროს ზომის მთელი წერტილი.

რაც არ უნდა დიდი იყოს სამყარო, დამკვირვებლისთვის ის ყოველთვის შეზღუდული ბუშტი იქნება. დამკვირვებელი ყოველთვის იქნება ამ ბუშტის ცენტრში, სინამდვილეში ის არის მისი ცენტრი. ბუშტის კიდეზე მდებარე ნებისმიერ ობიექტთან მიღწევის მცდელობისას დამკვირვებელი გადაანაცვლებს მის ცენტრს. როგორც თქვენ უახლოვდებით ობიექტს, ეს ობიექტი უფრო და უფრო შორდება ბუშტის კიდიდან და ამავე დროს იცვლება. მაგალითად, უფორმო წყალბადის ღრუბლიდან ის გადაიქცევა სრულ გალაქტიკად ან, შემდგომ, გალაქტიკურ გროვად. გარდა ამისა, ამ ობიექტისკენ მიმავალი გზა გაიზრდება მასთან მიახლოებისას, რადგან თავად მიმდებარე სივრცე შეიცვლება. ამ ობიექტს რომ მივაღწიოთ, ჩვენ მას მხოლოდ ბუშტის კიდიდან გადავიტანთ მის ცენტრში. სამყაროს კიდეზე რელიქტური გამოსხივება კვლავ ციმციმებს.

თუ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო გააგრძელებს გაფართოებას დაჩქარებული ტემპით, მაშინ ვიყოთ ბუშტის ცენტრში და გავატაროთ დრო მილიარდობით, ტრილიონებით და კიდევ უფრო მაღალი რიგით წლების განმავლობაში, ჩვენ შევამჩნევთ კიდევ უფრო საინტერესო სურათს. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენი ბუშტი ზომაშიც გაიზრდება, მისი ცვალებადი კომპონენტები კიდევ უფრო სწრაფად მოშორდებიან ჩვენგან და ტოვებენ ამ ბუშტის კიდეს, სანამ სამყაროს თითოეული ნაწილაკი ცალკე არ იხეტიალებს თავის მარტოხელა ბუშტში, სხვა ნაწილაკებთან ურთიერთობის შესაძლებლობის გარეშე.

ასე რომ, თანამედროვე მეცნიერებას არ აქვს ინფორმაცია სამყაროს რეალური ზომის შესახებ და აქვს თუ არა მას საზღვრები. მაგრამ ჩვენ დანამდვილებით ვიცით, რომ დაკვირვებად სამყაროს აქვს ხილული და ჭეშმარიტი საზღვარი, რომელსაც შესაბამისად ჰაბლის რადიუსი (13,75 მილიარდი სინათლის წელი) და ნაწილაკების რადიუსი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი) ეწოდება. ეს საზღვრები მთლიანად დამოკიდებულია დამკვირვებლის პოზიციაზე სივრცეში და დროთა განმავლობაში ფართოვდება. თუ ჰაბლის რადიუსი მკაცრად ფართოვდება სინათლის სიჩქარით, მაშინ ნაწილაკების ჰორიზონტის გაფართოება დაჩქარებულია. კითხვა, გაგრძელდება თუ არა მისი აჩქარება ნაწილაკების ჰორიზონტზე და შეიცვლება თუ არა ის შეკუმშვით, ღია რჩება.

თავიდან სამყარო იყო სიცარიელის გაფართოებული გროვა. მისმა ნგრევამ გამოიწვია დიდი აფეთქება, ცეცხლმოკიდებულ პლაზმაში, რომლის პირველი ქიმიური ელემენტები გაყალბდა. შემდეგ გრავიტაციამ შეკუმშა გამაგრილებელი გაზის ღრუბლები მილიონობით წლის განმავლობაში. შემდეგ კი პირველი ვარსკვლავები აანთეს, ანათებენ გრანდიოზულ სამყაროს ტრილიონობით ფერმკრთალი გალაქტიკებით... მსოფლიოს ეს სურათი, რომელსაც მხარს უჭერს მე-20 საუკუნის უდიდესი ასტრონომიული აღმოჩენები, მყარ თეორიულ საფუძველზე დგას. მაგრამ არიან სპეციალისტები, რომლებსაც ეს არ მოსწონთ. ისინი დაჟინებით ეძებენ მასში სუსტ წერტილებს, იმ იმედით, რომ სხვა კოსმოლოგია ჩაანაცვლებს დღევანდელს.

1920-იანი წლების დასაწყისში პეტერბურგელმა მეცნიერმა ალექსანდრე ფრიდმანმა, სიმარტივისთვის ვარაუდით, რომ მატერია ერთნაირად ავსებს მთელ სივრცეს, იპოვა გამოსავალი ფარდობითობის ზოგადი განტოლებების (GTR), რომელიც აღწერს არასტაციონარული გაფართოების სამყაროს. აინშტაინმაც კი არ მიიღო ეს აღმოჩენა სერიოზულად და სჯეროდა, რომ სამყარო მარადიული და უცვლელი უნდა იყოს. ასეთი სამყაროს აღსაწერად მან ზოგადი ფარდობითობის განტოლებებში სპეციალური „ანტიგრავიტაციის“ ლამბდა ტერმინიც კი შემოიტანა. ფრიდმანი მალევე გარდაიცვალა ტიფური ცხელებით და მისი გადაწყვეტილება დავიწყებას მიეცა. მაგალითად, ედვინ ჰაბლს, რომელიც მუშაობდა მსოფლიოში უდიდეს 100 დიუმიან ტელესკოპზე Mount Wilson Observatory-ზე, არაფერი სმენია ამ იდეების შესახებ.

1929 წლისთვის ჰაბლმა გაზომა მანძილი რამდენიმე ათეულ გალაქტიკამდე და, შეადარა მათ ადრე მიღებულ სპექტრებთან, მოულოდნელად აღმოაჩინა, რომ რაც უფრო შორს არის გალაქტიკა, მით უფრო წითელია მისი სპექტრული ხაზები. წითელი ცვლის ახსნის ყველაზე მარტივი გზა იყო დოპლერის ეფექტი. მაგრამ შემდეგ აღმოჩნდა, რომ ყველა გალაქტიკა სწრაფად შორდებოდა ჩვენგან. იმდენად უცნაური იყო, რომ ასტრონომმა ფრიც ცვიკიმ წამოაყენა „დაღლილი სინათლის“ ძალიან თამამი ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც ეს არ არის გალაქტიკები, რომლებიც შორდებიან ჩვენგან, არამედ სინათლის კვანტები გრძელი მოგზაურობის დროს, რომლებიც განიცდიან გარკვეულ წინააღმდეგობას მათ მოძრაობაზე, თანდათან კარგავენ. ენერგია და წითლად ქცევა. შემდეგ, რა თქმა უნდა, გაიხსენეს სივრცის გაფართოების იდეა და აღმოჩნდა, რომ არანაკლებ უცნაური ახალი დაკვირვებები კარგად ჯდება ამ უცნაურ მივიწყებულ თეორიაში. ფრიდმანის მოდელმა ასევე ისარგებლა იმით, რომ მასში წითელი ცვლის წარმოშობა ძალიან ჰგავს ჩვეულებრივ დოპლერის ეფექტს: დღესაც კი, ყველა ასტრონომს არ ესმის, რომ გალაქტიკების „გაფანტვა“ კოსმოსში სულაც არ არის იგივე, რაც გაფართოება. თავად სივრცის „გაყინულებთან“ და მასში გალაქტიკებს.

"დაღლილი სინათლის" ჰიპოთეზა ჩუმად გაქრა სცენადან 1930-იანი წლების ბოლოს, როდესაც ფიზიკოსებმა აღნიშნეს, რომ ფოტონი კარგავს ენერგიას მხოლოდ სხვა ნაწილაკებთან ურთიერთქმედებით და ამ შემთხვევაში მისი მოძრაობის მიმართულება აუცილებლად ოდნავ მაინც იცვლება. ასე რომ, შორეული გალაქტიკების გამოსახულებები "დაღლილი შუქის" მოდელში უნდა იყოს ბუნდოვანი, თითქოს ნისლში, მაგრამ ისინი საკმაოდ ნათლად ჩანს. შედეგად, სამყაროს ფრიდმანის მოდელმა, ზოგადად მიღებული იდეების ალტერნატივამ, ახლახან ყველას ყურადღება მიიპყრო. (თუმცა, სიცოცხლის ბოლომდე, 1953 წელს, თავად ჰაბლმა აღიარა, რომ სივრცის გაფართოება შეიძლება მხოლოდ აშკარა ეფექტი ყოფილიყო.)

ორჯერ ალტერნატიული სტანდარტი

მაგრამ რადგან სამყარო ფართოვდება, ეს ნიშნავს, რომ ის ადრე უფრო მკვრივი იყო. გონებრივად შეცვალა თავისი ევოლუცია, ფრიდმანის სტუდენტმა, ბირთვულმა ფიზიკოსმა გეორგი გამოვმა დაასკვნა, რომ ადრეული სამყარო იმდენად ცხელი იყო, რომ მასში თერმობირთვული შერწყმის რეაქციები ხდებოდა. გამოვ ცდილობდა მათთან ერთად აეხსნა ქიმიური ელემენტების დაფიქსირებული გავრცელება, მაგრამ მან მოახერხა მხოლოდ რამდენიმე ტიპის მსუბუქი ბირთვების „დამზადება“ პირველად ქვაბში. აღმოჩნდა, რომ წყალბადის გარდა, სამყარო უნდა შეიცავდეს 23-25% ჰელიუმს, პროცენტის მეასედი დეიტერიუმს და მილიარდი ლითიუმს. ვარსკვლავებში მძიმე ელემენტების სინთეზის თეორია მოგვიანებით თავის კოლეგებთან ერთად გამოიმუშავა გამოუს კონკურენტმა, ასტროფიზიკოსმა ფრედ ჰოილმა.

1948 წელს გამოვმა ასევე იწინასწარმეტყველა, რომ დაკვირვებადი კვალი უნდა დარჩეს ცხელი სამყაროდან - გაცივებული მიკროტალღური გამოსხივება რამდენიმე გრადუსი კელვინის ტემპერატურით, რომელიც მოდის ცის ყველა მხრიდან. სამწუხაროდ, გამოუს წინასწარმეტყველებამ გაიმეორა ფრიდმანის მოდელის ბედი: არავინ ჩქარობდა მისი რადიაციის ძებნას. ცხელი სამყაროს თეორია ძალიან ექსტრავაგანტული ჩანდა მის შესამოწმებლად ძვირადღირებული ექსპერიმენტების ჩასატარებლად. გარდა ამისა, მასში ჩანდა პარალელები ღვთაებრივ ქმნილებასთან, რომელსაც მრავალი მეცნიერი შორდებოდა. ეს დასრულდა იმით, რომ გამოვმა მიატოვა კოსმოლოგია და გადავიდა გენეტიკაზე, რომელიც იმ დროს ჩნდებოდა.

1950-იან წლებში სტაციონარული სამყაროს თეორიის ახალმა ვერსიამ, რომელიც იგივე ფრედ ჰოილმა შეიმუშავა ასტროფიზიკოს თომას გოლდთან და მათემატიკოს ჰერმან ბონდთან ერთად, პოპულარობა მოიპოვა 1950-იან წლებში. ჰაბლის აღმოჩენის ზეწოლის ქვეშ, მათ მიიღეს სამყაროს გაფართოება, მაგრამ არა მისი ევოლუცია. მათი თეორიის თანახმად, სივრცის გაფართოებას თან ახლავს წყალბადის ატომების სპონტანური შექმნა, ისე რომ სამყაროს საშუალო სიმკვრივე უცვლელი რჩება. ეს, რა თქმა უნდა, არის ენერგიის შენარჩუნების კანონის დარღვევა, მაგრამ უკიდურესად უმნიშვნელო - არაუმეტეს ერთი წყალბადის ატომისა მილიარდ წელიწადში კუბურ მეტრ სივრცეში. ჰოილმა თავის მოდელს უწოდა "უწყვეტი შექმნის თეორია" და შემოიღო სპეციალური C ველი (ინგლისური შემოქმედებიდან - შექმნა) უარყოფითი წნევით, რამაც აიძულა სამყარო გაბერილიყო, მატერიის მუდმივი სიმკვრივის შენარჩუნებით. გამოვის წინააღმდეგ, ჰოილმა ახსნა ყველა ელემენტის, მათ შორის მსუბუქის, წარმოქმნა ვარსკვლავებში თერმობირთვული პროცესებით.

გამოვის მიერ ნაწინასწარმეტყველები კოსმოსური მიკროტალღური ფონი შემთხვევით შენიშნეს თითქმის 20 წლის შემდეგ. მისმა აღმომჩენებმა მიიღეს ნობელის პრემია და ცხელმა ფრიდმან-გამოუს სამყარომ სწრაფად ჩაანაცვლა კონკურენტი ჰიპოთეზები. თუმცა, ჰოილი არ დანებდა და, იცავდა თავის თეორიას, ამტკიცებდა, რომ მიკროტალღური ფონი წარმოიქმნება შორეული ვარსკვლავების მიერ, რომელთა შუქი მიმოფანტული და ხელახლა ასხივებდა კოსმოსურ მტვერს. მაგრამ მაშინ ცის სიკაშკაშე უნდა იყოს ლაქები, მაგრამ ის თითქმის იდეალურად ერთგვაროვანია. თანდათანობით დაგროვდა მონაცემები ვარსკვლავებისა და კოსმოსური ღრუბლების ქიმიური შემადგენლობის შესახებ, რომლებიც ასევე შეესაბამებოდა გემის პირველადი ნუკლეოსინთეზის მოდელს.

ამრიგად, დიდი აფეთქების ორჯერ ალტერნატიული თეორია გახდა საყოველთაოდ მიღებული, ან, როგორც დღეს მოდურია ვთქვათ, გადაიქცა სამეცნიერო მეინსტრიმში. ახლა კი სკოლის მოსწავლეებს ასწავლიან, რომ ჰაბლმა აღმოაჩინა სამყაროს აფეთქება (და არა წითელი ცვლის დამოკიდებულება მანძილზე) და კოსმოსური მიკროტალღური გამოსხივება საბჭოთა ასტროფიზიკოსის ჯოზეფ სამუილოვიჩ შკლოვსკის მსუბუქი ხელით იქცევა რელიქტურ გამოსხივებად. ცხელი სამყაროს მოდელი ადამიანთა გონებაში სიტყვასიტყვით ენის დონეზეა „ჩაკერებული“.

წითელი გადასვლის ოთხი მიზეზი

რომელი უნდა აირჩიოთ ჰაბლის კანონის ასახსნელად - წითელში გადაადგილების დამოკიდებულება მანძილზე?

საძირკვლის ქვეშ თხრა

მაგრამ ადამიანის ბუნება ისეთია, რომ როგორც კი საზოგადოებაში კიდევ ერთი უდავო იდეა დაიმკვიდრებს თავს, მაშინვე ჩნდებიან ადამიანები, რომლებსაც სურთ კამათი. სტანდარტული კოსმოლოგიის კრიტიკა შეიძლება დაიყოს კონცეპტუალურად, რომელიც მიუთითებს მისი თეორიული საფუძვლების არასრულყოფილებაზე და ასტრონომიულად, მოჰყავს კონკრეტული ფაქტები და დაკვირვებები, რომლებიც ძნელი ასახსნელია.

კონცეპტუალური შეტევების მთავარი სამიზნე, რა თქმა უნდა, ფარდობითობის ზოგადი თეორიაა (GR). აინშტაინმა მისცა გრავიტაციის გასაოცრად ლამაზი აღწერა, დაადგინა იგი სივრცე-დროის გამრუდებასთან. თუმცა, ზოგადი ფარდობითობიდან გამომდინარეობს შავი ხვრელების არსებობა, უცნაური ობიექტები, რომელთა ცენტრში მატერია შეკუმშულია უსასრულო სიმკვრივის წერტილში. ფიზიკაში უსასრულობის გამოჩენა ყოველთვის მიუთითებს თეორიის გამოყენების საზღვრებზე. ულტრა მაღალი სიმკვრივის დროს ზოგადი ფარდობითობა უნდა შეიცვალოს კვანტური გრავიტაციით. მაგრამ კვანტური ფიზიკის პრინციპების ზოგად ფარდობითობაში შემოტანის ყველა მცდელობა წარუმატებელი აღმოჩნდა, რაც ფიზიკოსებს აიძულებს ეძიონ გრავიტაციის ალტერნატიული თეორიები. ათობით მათგანი აშენდა მე-20 საუკუნეში. უმეტესობამ ვერ გაუძლო ექსპერიმენტულ ტესტირებას. მაგრამ რამდენიმე თეორია ჯერ კიდევ არსებობს. მათ შორის, მაგალითად, არის აკადემიკოს ლოგუნოვის გრავიტაციის ველის თეორია, რომელშიც არ არის მრუდი სივრცე, არ წარმოიქმნება სინგულარები, რაც ნიშნავს, რომ არ არსებობს შავი ხვრელები ან დიდი აფეთქება. იქ, სადაც გრავიტაციის ასეთი ალტერნატიული თეორიების პროგნოზები შეიძლება შემოწმდეს ექსპერიმენტულად, ისინი ეთანხმებიან ფარდობითობის ზოგად თეორიებს და მხოლოდ ექსტრემალურ შემთხვევებში - ულტრამაღალ სიმკვრივეებზე ან ძალიან დიდ კოსმოლოგიურ დისტანციებზე - მათი დასკვნები განსხვავდება. ეს ნიშნავს, რომ სამყაროს სტრუქტურა და ევოლუცია განსხვავებული უნდა იყოს.

ახალი კოსმოგრაფია

ერთხელ, იოჰანეს კეპლერმა, რომელიც ცდილობდა თეორიულად აეხსნა პლანეტარული ორბიტების რადიუსებს შორის ურთიერთობა, ერთმანეთში მოათავსა რეგულარული პოლიედრები. მათში აღწერილი და ჩაწერილი სფეროები მას ყველაზე პირდაპირ გზად ეჩვენებოდა სამყაროს სტრუქტურის ამოცნობისკენ - "კოსმოგრაფიული საიდუმლო", როგორც მან თავის წიგნს უწოდა. მოგვიანებით, ტიხო ბრაჰეს დაკვირვებებზე დაყრდნობით, მან უარყო წრეებისა და სფეროების ციური სრულყოფის უძველესი იდეა და დაასკვნა, რომ პლანეტები ელიფსებად მოძრაობენ.

ბევრი თანამედროვე ასტრონომი ასევე სკეპტიკურად უყურებს თეორეტიკოსთა სპეკულაციურ კონსტრუქციებს და ურჩევნიათ შთაგონება ცის ყურებით გამოიტანონ. და იქ ხედავთ, რომ ჩვენი გალაქტიკა, ირმის ნახტომი, არის პატარა გროვის ნაწილი, რომელსაც ეწოდება გალაქტიკათა ადგილობრივი ჯგუფი, რომელიც იზიდავს გალაქტიკათა უზარმაზარი ღრუბლის ცენტრს თანავარსკვლავედის ქალწულში, რომელიც ცნობილია როგორც ადგილობრივი სუპერგროვა. ჯერ კიდევ 1958 წელს, ასტრონომმა ჯორჯ აბელმა გამოაქვეყნა 2712 გალაქტიკათა გროვის კატალოგი ჩრდილოეთ ცაზე, რომლებიც, თავის მხრივ, დაჯგუფებულია სუპერგროვებად.

დამეთანხმებით, ის არ ჰგავს მატერიით ერთნაირად სავსე სამყაროს. მაგრამ ფრიდმენის მოდელის ჰომოგენურობის გარეშე შეუძლებელია ჰაბლის კანონის შესაბამისი გაფართოების რეჟიმის მიღება. და მიკროტალღური ფონის საოცარი სიგლუვეც ვერ აიხსნება. ამიტომ, თეორიის მშვენიერების სახელით, სამყაროს ერთგვაროვნება გამოცხადდა კოსმოლოგიურ პრინციპად და დამკვირვებლები ელოდნენ ამის დადასტურებას. რა თქმა უნდა, მცირე მანძილზე კოსმოლოგიური სტანდარტებით - ირმის ნახტომის ზომაზე ასჯერ მეტი - გალაქტიკებს შორის მიზიდულობა დომინირებს: ისინი ორბიტაზე მოძრაობენ, ეჯახებიან და ერწყმის. მაგრამ, გარკვეული მანძილის მასშტაბიდან დაწყებული, სამყარო უბრალოდ უნდა გახდეს ერთგვაროვანი.

1970-იან წლებში დაკვირვებები ჯერ კიდევ არ გვაძლევდა საშუალებას დარწმუნებით გვეთქვა, არსებობდა თუ არა რამდენიმე ათეულ მეგაპარსეკზე დიდი სტრუქტურები და სიტყვები „სამყაროს ფართომასშტაბიანი ჰომოგენურობა“ ჟღერდა ფრიდმანის კოსმოლოგიის დამცავ მანტრას. მაგრამ 1990-იანი წლების დასაწყისისთვის სიტუაცია მკვეთრად შეიცვალა. თევზებისა და ცეტუსის თანავარსკვლავედების საზღვარზე აღმოაჩინეს 50 მეგაპარსეკის ზომის სუპერგროვების კომპლექსი, რომელიც მოიცავს ადგილობრივ სუპერგროვას. ჰიდრას თანავარსკვლავედში მათ ჯერ 60 მეგაპარსეკის ზომით დიდი მიმზიდველი აღმოაჩინეს, შემდეგ კი მის უკან უზარმაზარი შეპლის სუპერგროვა სამჯერ დიდი. და ეს არ არის იზოლირებული ობიექტები. ამავდროულად, ასტრონომებმა აღწერეს დიდი კედელი, რთული 150 მეგაპარსეკი სიგრძით და სია აგრძელებს ზრდას.

საუკუნის ბოლოსთვის სამყაროს 3D რუქების დამზადება დაიწყო. ერთი ტელესკოპის ექსპოზიციით მიიღება ასობით გალაქტიკის სპექტრი. ამისათვის რობოტი მანიპულატორი ათავსებს ასობით ოპტიკურ ბოჭკოს ფართოკუთხიანი შმიდტის კამერის ფოკუსურ სიბრტყეში ცნობილ კოორდინატებზე და გადასცემს თითოეული ცალკეული გალაქტიკის შუქს სპექტროგრაფიულ ლაბორატორიაში. დღემდე ჩატარებულმა SDSS-ის უდიდესმა კვლევამ უკვე დაადგინა მილიონი გალაქტიკის სპექტრები და წითელ გადაადგილება. და სამყაროში ყველაზე დიდი ცნობილი სტრუქტურა რჩება სლოანის დიდი კედელი, რომელიც აღმოაჩინეს 2003 წელს წინა CfA-II კვლევის მიხედვით. მისი სიგრძეა 500 მეგაპარსეკი, რაც ფრიდმანის სამყაროს ჰორიზონტამდე მანძილის 12%-ია.

მატერიის კონცენტრაციასთან ერთად, კოსმოსის მრავალი მიტოვებული რეგიონიც აღმოაჩინეს - სიცარიელეები, სადაც არ არის გალაქტიკები ან თუნდაც იდუმალი ბნელი მატერია. ბევრი მათგანი ზომაში 100 მეგაპარსეკს აღემატება და 2007 წელს ამერიკის ეროვნულმა რადიო ასტრონომიულმა ობსერვატორიამ გამოაცხადა დიდი სიცარიელის აღმოჩენა, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 300 მეგაპარსეკს შეადგენს.

ასეთი გრანდიოზული სტრუქტურების არსებობა ეჭვქვეშ აყენებს სტანდარტულ კოსმოლოგიას, რომელშიც არაჰომოგენურობა ვითარდება მატერიის გრავიტაციული გადატვირთვის გამო, სიმკვრივის მცირე რყევებიდან, რომლებიც დარჩა დიდი აფეთქებიდან. გალაქტიკების მოძრაობის ბუნებრივი სიჩქარით, მათ არ შეუძლიათ ათზე ან ორ მეგაპარსეკზე მეტი გადაადგილება სამყაროს მთელი სიცოცხლის განმავლობაში. და როგორ შეიძლება ავხსნათ ნივთიერების კონცენტრაცია, რომელიც ასობით მეგაპარსეკს ზომავს?

ბნელი პირები

მკაცრად რომ ვთქვათ, ფრიდმანის მოდელი „თავის სუფთა სახით“ არ ხსნის თუნდაც მცირე სტრუქტურების - გალაქტიკებისა და გროვების წარმოქმნას, თუ მას არ დავუმატებთ ერთ განსაკუთრებულ დაუკვირვებელ ერთეულს, რომელიც გამოიგონა 1933 წელს ფრიც ცვიკის მიერ. კომას გროვის შესწავლისას მან აღმოაჩინა, რომ მისი გალაქტიკები ისე სწრაფად მოძრაობდნენ, რომ ადვილად უნდა გაფრინდნენ. რატომ არ იშლება მტევანი? ცვიკი ვარაუდობს, რომ მისი მასა ბევრად აღემატება მანათობელი წყაროებიდან შეფასებულს. ასე გაჩნდა ასტროფიზიკაში ფარული მასა, რომელსაც დღეს ბნელ მატერიას უწოდებენ. ამის გარეშე შეუძლებელია გალაქტიკური დისკების და გალაქტიკათა გროვების დინამიკის, ამ გროვების გვერდით გავლისას სინათლის დახრისა და მათი წარმოშობის აღწერა. დადგენილია, რომ ბნელი მატერია 5-ჯერ მეტია ვიდრე ჩვეულებრივ მანათობელ მატერიას. უკვე დადგენილია, რომ ეს არ არის ბნელი პლანეტოიდები, არც შავი ხვრელები და არც რაიმე ცნობილი ელემენტარული ნაწილაკები. ბნელი მატერია, სავარაუდოდ, შედგება რამდენიმე მძიმე ნაწილაკებისგან, რომლებიც მონაწილეობენ მხოლოდ სუსტ ურთიერთქმედებებში.

ახლახან იტალიურ-რუსულმა სატელიტურმა ექსპერიმენტმა PAMELA აღმოაჩინა ენერგიული პოზიტრონების უცნაური სიჭარბე კოსმოსურ სხივებში. ასტროფიზიკოსებმა არ იციან პოზიტრონების შესაფერისი წყარო და ვარაუდობენ, რომ ისინი შეიძლება იყოს ბნელი მატერიის ნაწილაკებთან რაიმე სახის რეაქციის პროდუქტი. თუ ასეა, მაშინ გამოუს პირველადი ნუკლეოსინთეზის თეორია შეიძლება რისკის ქვეშ აღმოჩნდეს, რადგან ის არ ითვალისწინებდა უცნობი მძიმე ნაწილაკების დიდი რაოდენობით არსებობას ადრეულ სამყაროში.

იდუმალი ბნელი ენერგია სასწრაფოდ უნდა დაემატებინა სამყაროს სტანდარტულ მოდელს მე-20 და 21-ე საუკუნეების მიჯნაზე. მანამდე ცოტა ხნით ადრე გამოიცადა შორეულ გალაქტიკებამდე მანძილის განსაზღვრის ახალი მეთოდი. მასში "სტანდარტული სანთელი" იყო სპეციალური ტიპის სუპერნოვაების აფეთქებები, რომლებიც აფეთქების სიმაღლეზე ყოველთვის თითქმის ერთნაირი სიკაშკაშე აქვთ. მათი აშკარა სიკაშკაშე გამოიყენება გალაქტიკამდე მანძილის დასადგენად, სადაც კატაკლიზმი მოხდა. ყველა მოელოდა, რომ გაზომვები აჩვენებდა სამყაროს გაფართოების მცირე შენელებას მისი მატერიის თვითგრავიტაციის გავლენის ქვეშ. დიდი გაკვირვებით ასტრონომებმა აღმოაჩინეს, რომ სამყაროს გაფართოება, პირიქით, აჩქარებს! ბნელი ენერგია გამოიგონეს უნივერსალური კოსმოსური მოგერიების უზრუნველსაყოფად, რომელიც აბერებს სამყაროს. სინამდვილეში, ის არ განსხვავდება აინშტაინის განტოლებებში ლამბდას ტერმინისგან და, რაც უფრო სასაცილოა, სტაციონარული სამყაროს ბონდი-გოლდ-ჰოილის თეორიისგან C-ველისგან, წარსულში ფრიდმან-გამოვის კოსმოლოგიის მთავარი კონკურენტი. ასე გადადის ხელოვნური სპეკულაციური იდეები თეორიებს შორის, რაც ეხმარება მათ გადარჩენაში ახალი ფაქტების ზეწოლის ქვეშ.

თუ ფრიდმანის თავდაპირველ მოდელს მხოლოდ ერთი პარამეტრი ჰქონდა განსაზღვრული დაკვირვებებიდან (მატერიის საშუალო სიმკვრივე სამყაროში), მაშინ "ბნელი არსებების" მოსვლასთან ერთად შესამჩნევად გაიზარდა "დარეგულირების" პარამეტრების რაოდენობა. ეს არის არა მხოლოდ მუქი „ინგრედიენტების“ პროპორციები, არამედ მათი თვითნებურად მიღებული ფიზიკური თვისებები, როგორიცაა სხვადასხვა ურთიერთქმედებაში მონაწილეობის უნარი. განა ეს ყველაფერი პტოლემეოსის თეორიას მოგვაგონებს? მას უფრო და უფრო მეტი ეპიციკლი ემატებოდა დაკვირვებებთან თანმიმდევრულობის მისაღწევად, სანამ ის არ დაინგრა საკუთარი ზედმეტად რთული დიზაინის სიმძიმის ქვეშ.

წვრილმანი სამყარო

ბოლო 100 წლის განმავლობაში შეიქმნა კოსმოლოგიური მოდელების დიდი არჩევანი. თუ ადრე თითოეული მათგანი აღიქმებოდა, როგორც უნიკალური ფიზიკური ჰიპოთეზა, ახლა დამოკიდებულება უფრო პროზაული გახდა. კოსმოლოგიური მოდელის ასაგებად, თქვენ უნდა გაუმკლავდეთ სამ საკითხს: გრავიტაციის თეორიას, რომელზედაც დამოკიდებულია სივრცის თვისებები, მატერიის განაწილება და წითელცვლის ფიზიკური ბუნება, საიდანაც გამომდინარეობს დამოკიდებულება: მანძილი - წითელში გადატანა. R(z). ეს ადგენს მოდელის კოსმოგრაფიას, რაც შესაძლებელს ხდის გამოთვალოს სხვადასხვა ეფექტები: როგორია „სტანდარტული სანთლის“ სიკაშკაშე, „სტანდარტული მრიცხველის“ კუთხური ზომა, „სტანდარტული წამის“ ხანგრძლივობა და ზედაპირის სიკაშკაშე. "საცნობარო გალაქტიკის" ცვლილება მანძილით (უფრო სწორად, წითელთან ერთად). რჩება მხოლოდ ცას შევხედოთ და გავიგოთ, რომელი თეორია იძლევა სწორ პროგნოზებს.

წარმოიდგინეთ, რომ საღამოს თქვენ ზიხართ ცათამბჯენში ფანჯარასთან და უყურებთ ქვემოთ გადაჭიმული ქალაქის განათების ზღვას. მათგან შორს ნაკლებია. რატომ? შესაძლოა, იქ ღარიბი გარეუბნებია, ან თუნდაც განვითარება მთლიანად დასრულდა. ან შესაძლოა ლამპიონებიდან შუქი ნისლის ან სმოგის გამო ჩაქრეს. ან დედამიწის ზედაპირის გამრუდება გავლენას ახდენს მასზე და შორეული შუქები უბრალოდ სცილდება ჰორიზონტს. თითოეული ვარიანტისთვის შეგიძლიათ გამოთვალოთ განათების რაოდენობის დამოკიდებულება მანძილზე და იპოვოთ შესაბამისი ახსნა. ასე სწავლობენ კოსმოლოგები შორეულ გალაქტიკებს და ცდილობენ აირჩიონ სამყაროს საუკეთესო მოდელი.

იმისთვის, რომ კოსმოლოგიურმა ტესტმა იმუშაოს, მნიშვნელოვანია იპოვოთ "სტანდარტული" ობიექტები და გავითვალისწინოთ ყველა ჩარევის გავლენა, რომელიც ამახინჯებს მათ გარეგნობას. დამკვირვებელი კოსმოლოგები ამას რვა ათეული წლის განმავლობაში ებრძოდნენ. მიიღეთ, ვთქვათ, კუთხოვანი ზომის ტესტი. თუ ჩვენი სივრცე ევკლიდურია, ანუ მრუდი არ არის, გალაქტიკების აშკარა ზომა მცირდება წითელ წანაცვლების z-ის შებრუნებული პროპორციით. ფრიდმანის მოდელში მრუდი სივრცით, ობიექტების კუთხოვანი ზომები უფრო ნელა მცირდება და ჩვენ ვხედავთ ოდნავ უფრო დიდ გალაქტიკებს, როგორც თევზი აკვარიუმში. არსებობს მოდელიც კი (აინშტაინი მუშაობდა მასზე ადრეულ ეტაპებზე), რომლის დროსაც გალაქტიკები ჯერ ზომით იკლებს, როდესაც ისინი შორდებიან, შემდეგ კი კვლავ იწყებენ ზრდას. თუმცა პრობლემა ის არის, რომ ჩვენ ვხედავთ შორეულ გალაქტიკებს, როგორც ისინი წარსულში იყვნენ და ევოლუციის დროს მათი ზომები შეიძლება შეიცვალოს. გარდა ამისა, დიდ მანძილზე, ნისლიანი ლაქები უფრო პატარა ჩანს - იმის გამო, რომ ძნელია მათი კიდეების დანახვა.

უკიდურესად რთულია ასეთი ეფექტების გავლენის გათვალისწინება და, შესაბამისად, კოსმოლოგიური ტესტის შედეგი ხშირად დამოკიდებულია კონკრეტული მკვლევარის პრეფერენციებზე. გამოქვეყნებული ნამუშევრების უზარმაზარ მასივში შეგიძლიათ იპოვოთ ტესტები, რომლებიც ადასტურებენ და უარყოფენ სხვადასხვა კოსმოლოგიურ მოდელს. და მხოლოდ მეცნიერის პროფესიონალიზმი განსაზღვრავს, რომელ მათგანს დაუჯეროს და რომელი არა. აქ არის მხოლოდ რამდენიმე მაგალითი.

2006 წელს სამი ათეული ასტრონომის საერთაშორისო ჯგუფმა გამოსცადა, გაგრძელდა თუ არა შორეული სუპერნოვას აფეთქებები დროთა განმავლობაში, როგორც ამას ფრიდმანის მოდელი მოითხოვდა. მათ სრული თანხმობა მიიღეს თეორიასთან: ციმციმები გრძელდება ზუსტად იმდენჯერ, რამდენჯერაც მცირდება მათგან გამომავალი სინათლის სიხშირე - ზოგად ფარდობითობაში დროის გაფართოება ყველა პროცესზე ერთნაირად მოქმედებს. ეს შედეგი შეიძლება ყოფილიყო კიდევ ერთი საბოლოო ლურსმანი სტაციონარული სამყაროს თეორიის კუბოში (პირველი 40 წლის წინ სტივენ ჰოკინგმა დაასახელა კოსმოსურ მიკროტალღურ ფონად), მაგრამ 2009 წელს ამერიკელმა ასტროფიზიკოსმა ერიკ ლერნერმა ზუსტად საპირისპირო შედეგები გამოაქვეყნა. მიღებული სხვა მეთოდით. მან გამოიყენა ზედაპირის სიკაშკაშის ტესტი გალაქტიკებისთვის, რომელიც გამოიგონა რიჩარდ ტოლმანმა ჯერ კიდევ 1930 წელს, სპეციალურად არჩევანის გასაკეთებლად გაფართოებულ და სტატიკურ სამყაროს შორის. ფრიდმანის მოდელში გალაქტიკების ზედაპირის სიკაშკაშე ძალიან სწრაფად ეცემა წითელ ცვლასთან ერთად, ხოლო ევკლიდეს სივრცეში „დაღლილი შუქით“ დაშლა გაცილებით ნელა მიმდინარეობს. z = 1-ზე (სადაც, ფრიდმანის მიხედვით, გალაქტიკები დაახლოებით ნახევრად ახალგაზრდაა, ვიდრე ჩვენთან ახლოს), განსხვავება არის 8-ჯერ, ხოლო z=5-ზე, რომელიც ახლოსაა ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის შესაძლებლობების ზღვართან. 200-ჯერ მეტია. ტესტმა აჩვენა, რომ მონაცემები თითქმის სრულყოფილად ემთხვევა „დაღლილი შუქის“ მოდელს და ძლიერ განსხვავდება ფრიდმანისგან.

ეჭვის საფუძველი

ობსერვაციულმა კოსმოლოგიამ დააგროვა უამრავი მონაცემი, რომელიც ეჭვქვეშ აყენებს დომინანტური კოსმოლოგიური მოდელის სისწორეს, რომელსაც ბნელი მატერიისა და ენერგიის დამატების შემდეგ დაერქვა LCDM (ლამბდა - ცივი ბნელი მატერია). LCDM-სთვის პოტენციური პრობლემაა აღმოჩენილი ობიექტების რეკორდული წითელ ცვლის სწრაფი ზრდა. Masanori Iye, იაპონიის ეროვნული ასტრონომიული ობსერვატორიის თანამშრომელმა, შეისწავლა, თუ როგორ გაიზარდა გალაქტიკების, კვაზარების და გამა-სხივების აფეთქების რეკორდული ღია წითელ ცვლა (ყველაზე ძლიერი აფეთქებები და ყველაზე შორეული შუქურები დაკვირვებად სამყაროში). 2008 წლისთვის ყველა მათგანმა უკვე გადალახა z = 6 ბარიერი და გამა-სხივების აფეთქების რეკორდი z განსაკუთრებით სწრაფად გაიზარდა. 2009 წელს მათ კიდევ ერთი რეკორდი დაამყარეს: z = 8.2. ფრიდმანის მოდელში ეს შეესაბამება დიდი აფეთქების შემდეგ დაახლოებით 600 მილიონი წლის ასაკს და შეესაბამება გალაქტიკების წარმოქმნის არსებულ თეორიებს: აღარ ექნებათ დრო, რომ ჩამოყალიბდნენ. იმავდროულად, z ინდიკატორებში პროგრესი არ ჩერდება - ყველა ელოდება მონაცემებს ახალი ჰერშელის და პლანკის კოსმოსური ტელესკოპებიდან, რომლებიც 2009 წლის გაზაფხულზე გაუშვეს. თუ z = 15 ან 20 ობიექტები გამოჩნდება, ეს გახდება LCDM სრულფასოვანი კრიზისი.

კიდევ ერთი პრობლემა 1972 წელს შენიშნა ალან სენდიჯმა, ერთ-ერთმა ყველაზე პატივცემულმა დამკვირვებელმა კოსმოლოგმა. გამოდის, რომ ჰაბლის კანონი ძალიან კარგად მოქმედებს ირმის ნახტომის უშუალო სიახლოვეს. ჩვენგან რამდენიმე მეგაპარსეკში მატერია უკიდურესად არაერთგვაროვნად ნაწილდება, მაგრამ გალაქტიკები ამას ვერ ამჩნევენ. მათი წითელ წანაცვლება ზუსტად პროპორციულია მათი მანძილისა, გარდა იმათგან, რომლებიც ძალიან ახლოს არიან დიდი მტევნის ცენტრებთან. როგორც ჩანს, გალაქტიკების ქაოტური სიჩქარე რაღაცით არის შემცირებული. მოლეკულების თერმულ მოძრაობასთან ანალოგიის გამოსახატავად, ამ პარადოქსს ზოგჯერ ჰაბლის დინების ანომალიურ სიცივესაც უწოდებენ. LCDM-ში ამ პარადოქსის ყოვლისმომცველი ახსნა არ არსებობს, მაგრამ ის ბუნებრივ ახსნას იღებს "დაღლილი შუქის" მოდელში. ალექსანდრე რაიკოვმა პულკოვოს ობსერვატორიიდან წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ ფოტონების წითელ გადაადგილება და გალაქტიკების ქაოტური სიჩქარის დაქვეითება შეიძლება იყოს იგივე კოსმოლოგიური ფაქტორის გამოვლინება. და იგივე მიზეზით შეიძლება აიხსნას ანომალია ამერიკული პლანეტათაშორისი ზონდების Pioneer 10 და Pioneer 11 მოძრაობაში. მზის სისტემიდან გასვლისას მათ განიცადეს მცირე, აუხსნელი შენელება, რაც რიცხობრივად ზუსტად აეხსნა ჰაბლის ნაკადის სიცივე.

არაერთი კოსმოლოგი ცდილობს დაამტკიცოს, რომ მატერია სამყაროში ნაწილდება არა თანაბრად, არამედ ფრაქტალურად. ეს ნიშნავს, რომ არ აქვს მნიშვნელობა რა მასშტაბს მივიჩნევთ სამყაროს, ის ყოველთვის გამოავლენს შესაბამისი დონის გროვებისა და სიცარიელის მონაცვლეობას. პირველი, ვინც ეს თემა წამოჭრა, იყო იტალიელი ფიზიკოსი ლუჩიანო პიოტრონეირო 1987 წელს. რამდენიმე წლის წინ კი პეტერბურგელმა კოსმოლოგმა იური ბარიშევმა და პეკა ტეერიკორპიმ ფინეთმა გამოაქვეყნეს ვრცელი მონოგრაფია "სამყაროს ფრაქტალური სტრუქტურა". არაერთი სამეცნიერო სტატია ამტკიცებს, რომ წითელცვლის გამოკვლევებში, გალაქტიკების განაწილების ფრაქტალური ბუნება დამაჯერებლად ვლინდება 100 მეგაპარსეკამდე მასშტაბით, ხოლო ჰეტეროგენულობა შეიძლება გამოვლინდეს 500 მეგაპარსეკამდე ან მეტი. და ახლახან ალექსანდრე რაიკოვმა, ვიქტორ ორლოვთან ერთად სანქტ-პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტიდან, აღმოაჩინა ფრაქტალური განაწილების ნიშნები გამა-სხივების აფეთქების კატალოგში z=3-მდე მასშტაბებით (ანუ ფრიდმანის მოდელის მიხედვით უმეტეს ნაწილში. ხილული სამყარო). თუ ეს დადასტურდა, კოსმოლოგიას სერიოზული რყევა ემუქრება. ფრაქტალიზმი აზოგადებს ჰომოგენურობის ცნებას, რომელიც მათემატიკური სიმარტივის გამო, მე-20 საუკუნის კოსმოლოგიის საფუძვლად იქნა აღებული. დღეს მათემატიკოსები აქტიურად სწავლობენ ფრაქტალებს და რეგულარულად ამტკიცებენ ახალ თეორემებს. სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის ფრაქტალობამ შეიძლება გამოიწვიოს ძალიან მოულოდნელი შედეგები და ვინ იცის, გველოდება თუ არა წინ სამყაროს სურათში და მის განვითარებაში რადიკალური ცვლილებები?

ტირილი გულიდან

და მაინც, რაც არ უნდა შთაგონებული იყვნენ კოსმოლოგიური „დისიდენტები“ ასეთი მაგალითებით, დღეს არ არსებობს სამყაროს სტრუქტურისა და ევოლუციის თანმიმდევრული და კარგად განვითარებული თეორია, რომელიც განსხვავდება სტანდარტული LCDM-ისგან. ის, რასაც ერთობლივად უწოდებენ ალტერნატიულ კოსმოლოგიას, შედგება მთელი რიგი პრეტენზიებისგან, რომლებიც სამართლიანად არის წამოჭრილი საყოველთაოდ მიღებული კონცეფციის მომხრეების მიერ, ისევე როგორც სხვადასხვა ხარისხის დახვეწილობის პერსპექტიული იდეების ერთობლიობა, რომელიც შეიძლება სასარგებლო იყოს მომავალში ძლიერი ალტერნატიული კვლევის პროგრამის შემთხვევაში. ჩნდება.

ალტერნატიული შეხედულებების ბევრი მომხრე ზედმეტად ხაზს უსვამს ინდივიდუალურ იდეებს ან კონტრმაგალითებს. ისინი იმედოვნებენ, რომ სტანდარტული მოდელის სირთულეების დემონსტრირებით, შესაძლებელია მისი მიტოვება. მაგრამ, როგორც მეცნიერების ფილოსოფოსი იმრე ლაკატოსი ამტკიცებდა, არც ექსპერიმენტს და არც პარადოქსს არ შეუძლია თეორიის განადგურება. მხოლოდ ახალი, უკეთესი თეორია კლავს თეორიას. ალტერნატიული კოსმოლოგიისთვის ჯერ არაფერია შესთავაზა.

მაგრამ საიდან მოდის ახალი სერიოზული მოვლენები, ჩივიან „ალტერნატივები“, თუ მთელ მსოფლიოში, საგრანტო კომიტეტებში, სამეცნიერო ჟურნალების რედაქციებში და ტელესკოპების დაკვირვების დროის განაწილების კომისიებში, უმრავლესობა სტანდარტის მომხრეა. კოსმოლოგია. ისინი, მათი თქმით, უბრალოდ ბლოკავენ რესურსების გამოყოფას სამუშაოსთვის, რომელიც კოსმოლოგიური მეინსტრიმის მიღმა დევს, თვლიან, რომ ეს არის სახსრების უსარგებლო ხარჯვა. რამდენიმე წლის წინ დაძაბულობამ ისეთ სიმაღლეს მიაღწია, რომ კოსმოლოგთა ჯგუფმა დაწერა ძალიან მკაცრი "ღია წერილი სამეცნიერო საზოგადოებას" ჟურნალ New Scientist-ში. მან გამოაცხადა საერთაშორისო საზოგადოებრივი ორგანიზაციის Alternative Cosmology Group (www. cosmology. info) დაარსება, რომელიც მას შემდეგ პერიოდულად ატარებს საკუთარ კონფერენციებს, მაგრამ ჯერ კიდევ ვერ ახერხებს სიტუაციის მნიშვნელოვნად შეცვლას.

მეცნიერების ისტორიამ ბევრი შემთხვევა იცის, როდესაც მძლავრი ახალი კვლევითი პროგრამა მოულოდნელად ჩამოყალიბდა იდეების ირგვლივ, რომლებიც განიხილებოდა ღრმად ალტერნატიული და ნაკლებად საინტერესო. და, შესაძლოა, ამჟამინდელი განსხვავებული ალტერნატიული კოსმოლოგია თავის თავში ატარებს მომავალი რევოლუციის ჩანასახს მსოფლიოს სურათში.