Տիեզերքի ծայրահեղ հեռավոր տեսքը ցույց է տալիս, որ գալակտիկաները հեռանում են մեզնից ծայրահեղ արագությամբ: Այդ հեռավորությունների վրա գալակտիկաները հայտնվում են ավելի շատ, փոքր, ավելի քիչ զարգացած և վերածվում են մեծ վերափոխումների ՝ մոտակայքում գտնվողների համեմատությամբ: Պատկերային վարկ. NASA, ESA, R. Windhort և H. Yan.

5 հարց, որոնցից շատ ամաչեցիք `հարցրեք ընդարձակ Տիեզերքի մասին

Այն բանից, թե ինչն է ընդլայնվում դեպի այն, թե արդյոք իրերն ավելի արագ են շարժվում, քան թեթևը, սա մաքրում է մեր ամենամեծ սխալ պատկերացումները:

«Որքան պարզ է, որ մենք կարող ենք մեր ուշադրությունը սևեռել տիեզերքի սքանչելիքներին և իրողություններին, այնքան ավելի քիչ համ կստացվի ոչնչացման համար»: -Ռեյչել Կարսոն

Երբ նայում ենք հեռավոր Տիեզերքին, մենք շարունակում ենք տեսնել գալակտիկաները ամենուր, բոլոր ուղղություններով, միլիոնավոր և նույնիսկ միլիարդավոր լույսի տարիներ: Մարդկության համար տեսանելի երկու տրիլիոն գալակտիկաներ, որոնք առկա են ավելի ցայտուն և տպավորիչ, քան մեզանից շատերը կարող են հույս ունենալ: Առավել ցնցող փաստերից մեկն այն է, որ մեր երբևէ դիտարկված բոլոր գալակտիկաների մասին, բոլորն էլ հետևում են (միջին հաշվով) նույն կանոնին. Որքան հեռու են մեզնից, այնքան ավելի արագ են թվում, որ հեռանում են մեզանից: Էդվին Հաբլի և նրա գործընկերների կողմից 1920-ականներին արված այս հայտնագործությունը մեզ բերեց ընդլայնվող տիեզերքի պատկերը: Բայց ի՞նչ է նշանակում, որ Տիեզերքն ընդլայնվում է: Գիտությունը գիտի, և հիմա դու նույնպես:

Որքան հեռու ենք նայում, մենք ավելի հեռու ենք ժամանակին դեպի մեր զարգացած պակաս զարգացած Տիեզերքը: Բայց միայն այն դեպքում, եթե Ընդհանուր հարաբերականությունը կիրառելի է և ղեկավարում է ընդարձակ տիեզերքը: Պատկերի վարկ. Վիքիպեդիայի օգտատեր Պաբլո Կառլոս Բուդասին:

1.) Ի՞նչն է տիեզերքն ընդլայնվում: Սա այն հարցերից մեկն է, որն այնքան ողջամիտ է թվում, քանի որ այն ամենը, ինչ ընդլայնվում է, դուրս է նյութից և գոյություն ունի Տիեզերքի տիեզերքում և ժամանակում: Բայց Տիեզերքն ինքնին պարզապես տարածություն և ժամանակ է և իր մեջ ներառում է ամբողջ նյութն ու էներգիան: Երբ ասում ենք, որ «տիեզերքը ընդլայնվում է», մենք ուզում ենք ասել, որ տարածությունն ինքնին ընդլայնում է, ինչը մեզ ստիպում է տեսնել գալակտիկայի անհատական ​​գալակտիկաներն ու կլաստերները, որոնք բոլորը հեռվում են միմյանցից: Ես երբևէ տեսած լավագույն պատկերացումն այն է, որ դրա մեջ չամիչով խմորի գնդիկ պատրաստեք, ջեռոցում թխեք:

Ընդլայնվող Տիեզերքի «չամիչ հաց» մոդելը, որտեղ տարածությունն (խմորը) ընդլայնվում է, համեմատաբար տարածությունները մեծանում են: Պատկերային վարկ. NASA / WMAP գիտական ​​թիմ:

Խմորը տարածության գործվածքներ է, չամիչները կապված կառույցներ են (ինչպիսին են գալակտիկաները կամ գալակտիկաների խմբերը / կլաստերները), և ցանկացած չամիչի տեսանկյունից մնացած բոլոր չամիչները հեռանում են դրանից ՝ ավելի հեռավոր չամիչով: ավելի արագ հեռանալով: Միայն Տիեզերքի դեպքում վառարան չկա, և խմորից դուրս օդ չկա: կա միայն խմոր (տիեզերք) և չամիչ (նյութ):

Պարզ չէ, որ գալակտիկաները հեռանում են մեզանից, ինչը վերափոխում է առաջացնում, այլ այն, որ մեր և գալակտիկայի միջև ընկած տարածությունը վերափոխում է իր հեռավորության վրա լույսը այդ հեռավոր կետից դեպի մեր աչքերը: Պատկերի վարկ. Լարի ՄաքՆիշը RASC Calgary Center- ից:

2.) Ինչպե՞ս գիտենք, որ այն տարածքի գործվածքն է, որն ընդլայնվում է, և ոչ միայն գալակտիկաները, որոնք շարժվում են տարբեր արագություններով: Եթե ​​տեսնում եք, որ ձեր կողմից բոլոր ուղղություններով հեռվում են առարկաներ, դա կարող է լինել, քանի որ ձեր և այդ առարկաների միջև տարածությունն ընդլայնվում է. դա մեկ հնարավորությունն է: Բայց նաև խելամիտ է թվում, որ դուք կարող եք պայթյունի կենտրոնում լինել, և շատ օբյեկտներ պարզապես ավելի հեռու են և այսօր ավելի արագ են շարժվում, քանի որ պայթյունի արդյունքում նրանք ավելի շատ էներգիա են ստացել: Եթե ​​այդ վերջին բանը ճշմարիտ լիներ, երկու ապացույց կլիներ, որոնք առանձնանում էին.

  1. Մեծ հեռավորությունների և մեծ արագությունների դեպքում ավելի քիչ գալակտիկաներ կլինեին, քանի որ ժամանակն ավելի հեշտությամբ տարածվելու էր տարածության մեջ:
  2. Վերափոխման / հեռավորության փոխհարաբերությունները ենթակա էին շատ առանձնահատուկ ձևի `մեծ հեռավորությունների վրա, որոնք տարբեր կլինեին այն դեպքից, երբ ընդարձակվող տարածքի գործվածքն էր:
Վերափոխման / հեռավորությունների (կետավոր գիծ) և միայն ընդհանուր հարաբերականության (ամուր) կանխատեսումների միջև ընդլայնված տիեզերքում տարածությունների միջև եղած շարժման վրա հիմնված բացատրությունների միջև տարբերությունները: Միանշանակ, միայն GR- ի կանխատեսումները համընկնում են մեր դիտարկմանը: Պատկերի կրեդիտ. Wikimedia Commons- ի օգտագործողը Redshiftimprove.

Երբ մենք նայում ենք մեծ հեռավորություններին, մենք գտնում ենք, որ հեռավոր Տիեզերքում գալակտիկաների ավելի մեծ խտություն կա, քան մոտ կան: Սա համահունչ է մի նկարին, որտեղ տարածությունն ընդլայնվում է, քանի որ հեռվից նայելը նույնն է, ինչ անցյալին նայելը, որտեղ տեղի է ունեցել ավելի քիչ ընդլայնում: Մենք նաև գտնում ենք, որ հեռավոր գալակտիկաները ունեն վերափոխում և հեռավորություն, որը համահունչ է տարածության ընդարձակման գործվածքին, և ոչ շատ գալակտիկաների հետ, որոնք պարզապես արագորեն հեռանում են մեզանից: Սա մի հարց է, որին կարող է պատասխանել գիտությունը երկու շատ տարբեր եղանակներով, և երկուսն էլ պատասխանում են ընդլայնվող Տիեզերքին:

Ակնհայտ ընդլայնման արագության (y- առանցք) և հեռավորության (x- առանցք) գծապատկերը համահունչ է Տիեզերքին, որը անցյալում ավելի արագ էր ընդլայնվում, բայց այսօր էլ ընդլայնվում է: Սա Հաբլի բնօրինակ գործի հազարավոր անգամից ավելի երկար տարածման ժամանակակից տարբերակ է: Նկատի ունեցեք այն փաստը, որ կետերը չեն կազմում ուղիղ գիծ ՝ նշելով ժամանակի ընթացքում ընդլայնման արագության փոփոխությունը: Պատկերային վարկ. Ned Wright ՝ հիմնվելով Betoule et al- ի վերջին տվյալների վրա: (2014 թ.):

3.) Արդյո՞ք Տիեզերքը միշտ ընդլայնվում է նույն տեմպերով: Մենք այն անվանում ենք Հաբլոն հաստատուն, բայց դա ընդամենը հաստատուն է ամենուր տարածության մեջ, ոչ թե յուրաքանչյուր «երբ» ժամանակի: Տիեզերքը ժամանակի այս պահի դրությամբ ընդլայնվում է ավելի դանդաղ տեմպերով, քան երբևէ ունեցել է նախկինում: Երբ մենք խոսում ենք ընդարձակման տեմպի մասին, դա արագությունը մեկ միավորի հեռավորության վրա է. Այսօր `շուրջ 70 կմ / վրկ / մղոն: («Mpc» - ը մեգապարեկ է, կամ մոտ 3,260,000 լուսային տարի:), բայց ընդլայնման արագությունը կախված է Տիեզերքի բոլոր տարբեր իրերի խտությունից, ներառյալ նյութը և ճառագայթահարումը: Երբ տիեզերքն ընդլայնվում է, դրա ներսում նյութն ու ճառագայթահարումը դառնում են ավելի խիտ, և, քանի որ նյութի և ճառագայթահարման խտությունները ընկնում են, ինչպես նաև ընդլայնվում է: Նախկինում տիեզերքն ընդլայնվում էր ավելի արագ, և դանդաղում էր դանդաղաշարժը `սկսած բուռն պայթյունից ի վեր: Հաբլի հաստատունը թյուրիմացություն է. այն պետք է անվանել Hubble պարամետր:

Տիեզերքի շատ հեռավոր ճակատագրերը մի շարք հնարավորություններ են առաջարկում, բայց եթե մութ էներգիան իսկապես կայուն է, ինչպես տվյալներն են վկայում, այն կշարունակի հետևել կարմիր կորին: Պատկերի վարկ. NASA / GSFC:

4.) Արդյո՞ք Տիեզերքը ընդարձակվելու է ընդմիշտ, կա՛մ մի օր կկանգնեցվի, կա՛մ նույնիսկ կհիշվի: Սերունդների համար սա տիեզերագիտության և աստղաֆիզիկայի սուրբ նրբանկատ հարցերից մեկն էր, և դրան կարելի էր պատասխանել միայն որոշելով, թե որքան արագ է Տիեզերքն ընդլայնվում, և ինչ են դրա մեջ առկա էներգիայի բոլոր տարբեր տեսակները (և քանակները): Այժմ մենք հաջողությամբ չափեցինք, թե որքան նորմալ նյութ կա, ճառագայթումը, նեյտրինոները, մութ նյութը և մութ էներգիան, ինչպես նաև Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը: Ելնելով ֆիզիկայի օրենքներից և անցյալում տեղի ունեցածից ՝ շատ է թվում, որ Տիեզերքը կշարունակի ընդմիշտ ընդլայնվել: Չնայած սա 100% -անոց վստահություն չէ. եթե մութ էներգիայի նման մի բան ապագայում այլ կերպ է վարվում այն ​​բանից, թե ինչպես է դա վարվում անցյալում և ներկայի մեջ, մեր բոլոր եզրակացությունները ենթակա են վերանայման:

5.) Գոյություն ունեն գալակտիկաներ, որոնք ավելի արագ են հեռանում լույսի արագությունից, և մի՞թե դա արգելված չէ: Մեր տեսանկյունից, մեր և ցանկացած հեռավոր կետի միջև տարածությունն ընդլայնվում է: Ինչքան հեռու է ինչ-որ բան, այնքան ավելի արագ է թվում, որ նահանջում է մեզանից: Նույնիսկ եթե ընդլայնման արագությունը փոքր լիներ, մի հեռու գտնվող օբյեկտը, ի վերջո, հատում էր ցանկացած արագ արագության այդ շեմն, քանի որ բավականաչափ մեծ հեռավորությամբ բազմապատկման արագությունը (արագությունը մեկ հեռավորության վրա) ձեզ արագություն կտա նույնքան արագ, որքան ձեզ: ուզում եմ Ընդհանուր հարաբերականության մեջ սա լավ է: Օրենքը, ըստ որի ոչինչ չի կարող ավելի արագ ճանապարհորդել, քան լույսի արագությունը տարածվում է միայն օբյեկտի շարժման միջոցով տարածության մեջ, այլ ոչ թե ինքնին տարածության ընդարձակման: Իրականում, գալակտիկաներն իրենք են շարժվում միայն այն արագությամբ, որոնք հարյուրավոր կամ հազարավոր կմ / վրկ են, ինչը շատ ցածր է, քան լույսի արագությամբ սահմանված 300,000 կմ / վ արագության սահմանը: Դա տիեզերքի ընդլայնումն է, որն առաջացնում է այս անկման և վերափոխման պատճառ, և ոչ թե իրական գալակտիկական շարժում:

Դիտարկվող տիեզերքի (դեղին շրջան) ներսում կա մոտավորապես 2 տրիլիոն գալակտիկա: Գալակտիկաները ավելի քան մեկ երրորդի ճանապարհի այն սահմանի, ինչ մենք կարող ենք դիտարկել, երբեք չենք կարող հասնել Տիեզերքի ընդարձակման պատճառով ՝ թողնելով Տիեզերքի ծավալի միայն 3% -ը մարդկային ուսումնասիրությունների համար: Պատկերի վարկ. Վիքիմեդիա Commons- ի օգտվողները Azcolvin 429 և Frédéric MICHEL / E. Siegel.

Տիեզերքի ընդարձակումը նյութի և էներգիայի լրացման անհրաժեշտ տևողության հետևանք է, որը հնազանդվում է Ընդհանուր հարաբերականության օրենքներին: Քանի դեռ կա հարց, կա գրավիտացիոն գրավչություն, այնպես որ կամ գրավչությունը հաղթում է, և ամեն ինչ հիշում է, կամ ծանրությունը կորցնում և ընդլայնվում է: Ընդլայնման կենտրոն չկա, և տիեզերքից դուրս որևէ բան չկա, որով Տիեզերքն ընդլայնվում է: Տիեզերքի գործվածքն ինքնին այն է, ինչ անում է ընդարձակվողը ՝ ամենուր և բոլոր ժամանակների համար: Առավել խելագար, նույնիսկ եթե մենք լքեցինք Երկրի լույսի արագությամբ այսօր, դիտարկվող Տիեզերքի գալակտիկաների միայն 3% –ն է երբևէ հասանելի լինելու: Նրանց 97% -ը արդեն մեր հասկացողությունից դուրս է: Տիեզերքը կարող է բարդ տեղ լինել, բայց գոնե այժմ դուք գիտեք դրա ամենատարածված թյուրըմբռնող հարցերի հինգ պատասխանները:

Սկսվում է այն բանի հետ, որ Ֆորբսը այժմ գտնվում է Forbes- ում, իսկ Medium- ի վերահրատարակումը ՝ շնորհիվ մեր Patreon- ի կողմնակիցների: Ethan- ը հեղինակել է երկու գիրք ՝ «Beyond The Galaxy» և «Treknology». «The Star Trek Science» - ը «Tricords– ից մինչև Warp Drive»: