Այսօր մեր Տիեզերքի գալակտիկաների ցուցահանդեսում հավաքված / կլաստերի ձևավորման քարտեզն է: Պատկերային վարկ. Greg Bacon / STScI / NASA Goddard տիեզերական թռիչքի կենտրոն:

Կատարյալ տիեզերք

Կարո՞ղ էր Տիեզերքը ծնվել ամբողջովին համազգեստով և դեռ մեզ առիթ է տվել:

«Նախ պետք է ստուգեք իմ տունը: Դա, օրինակ, բարի կաղ, բայց շատ ավելի կաղ, քան, օրինակ, քո տունը »: -Լամպի տիեզերական Princess, արկածային ժամանակ

Երբ մտածում ես տիեզերքի մասին, անպայման չես մտածում դրա մասին ՝ որպես հարթ, միատեսակ տեղ: Ի վերջո, Երկիր մոլորակի պես մի կուտակումն ահավոր տարբերվում է, քան դատարկ տարածության անդունդը: Այնուամենայնիվ, ամենամեծ մասշտաբների մասշտաբով տիեզերքը բավականին հարթ է, և վաղ ժամանակներում այն ​​հարթ էր նույնիսկ փոքր մասշտաբներով: Չնայած, որ մեր Տիեզերքն իր բնույթով քվանտ է, այնուամենայնիվ, առկա բոլոր քվանտային տատանումներով, միգուցե դուք հետաքրքրվեք ՝ հնարավո՞ր է, որ այն ծնվել է կատարյալ հարթ և պարզապես աճել է այնտեղից: Եկեք դիտարկենք մեր այսօրվա տիեզերքը և պարզենք:

Երկրագունդը, աստղերը և Կաթնային ճանապարհը հաստատ ցույց են տալիս աննկատություն, բայց գուցե դրանք առաջացել են ավելի վաղ, միատեսակ վիճակից: Պատկերի վարկ. ESO / S: Կիթառ:

Մոտակա մասշտաբների մասում մենք ունենք նյութի խիտ կուտակումներ ՝ աստղեր, մոլորակներ, լուսիններ, աստերոիդներ և մարդիկ: Դրանց միջև առկա են դատարկ տարածության մեծ հեռավորություններ, որոնք բնակեցված են նաև նյութի ավելի ցրված խառնուրդներով. Միջաստղային գազ, փոշի և պլազմա, որոնք ներկայացնում են կամ մահացած և մահացող աստղերի մնացորդներ, կամ դեռևս չծնված աստղերի ապագա վայրերը: . Եվ այս բոլորը իրար հետ կապված են մեր մեծ գալակտիկայում ՝ Կաթնային ճանապարհ:

Ավելի մեծ մասշտաբների վրա գալակտիկաները կարող են գոյություն ունենալ մեկուսացման մեջ (դաշտային գալակտիկաներ), դրանք կարող են միմյանց հետ կապվել ընդամենը մի քանի հոգու փոքր խմբերի (ինչպես մեր տեղական խմբի նման), կամ նրանք կարող են գոյություն ունենալ միասին հավաքված ավելի մեծ թվով ՝ պարունակելով հարյուրավոր կամ նույնիսկ հազարավոր մեծերը: Եթե ​​նայում ենք նույնիսկ ավելի մեծ մասշտաբների, մենք գտնում ենք, որ կլաստերներն ու խմբերը կառուցված են հսկա թելերի երկայնքով, որոնցից մի քանիսը տիեզերքում բազում միլիարդավոր լույսի տարիներ են ձգվում: Եվ նրանց միջև: Հսկա ձայներ. Աննշան շրջաններ, որոնց մեջ ընդհանրապես քիչ կամ նույնիսկ չունեն գալակտիկաներ և աստղեր:

Երկու սիմուլյացիաները (կարմիր) և գալակտիկական հետազոտությունները (կապույտ / մանուշակագույն) ցուցադրում են նույն լայնամասշտաբ կլաստերի ձևերը: Պատկերային վարկ. Ժերար Լեմսոն և Կույս Կոսորցիում ՝ http://www.mpa-garching.mpg.de/millennium/:

Բայց եթե սկսենք զննել նույնիսկ ավելի մեծ մասշտաբները `չափի տասնյակ միլիարդավոր լույսի տարիներ, մենք գտնում ենք, որ տիեզերքի ցանկացած հատուկ տարածաշրջան շատ նման է տարածության ցանկացած այլ տարածաշրջանի: Նույն խտությունը, նույն ջերմաստիճանը, նույն թվով աստղերն ու գալակտիկաները, նույն տեսակի գալակտիկաները և այլն, բոլորի ամենամեծ մասշտաբներում մեր Տիեզերքի ոչ մի մաս այլևս քիչ թե շատ առանձնահատուկ չէ, քան ցանկացած այլ մաս: Տիեզերք Տարածքի տարբեր շրջաններ բոլորը, կարծես, ունեն նույն ընդհանուր հատկությունները ամենուր և ամենուր, երբ մենք նայում ենք:

Նկարների վարկ. Կույսերի կոնսորցիում / Ա. Amblard / ESA (վերին և միջին) մուգ նյութի սիմուլյացիա և որտեղ պետք է լինեն գալակտիկաները. ESA / SPIRE Consortium / HerMES կոնսորցիում (ներքևում), Lockman Hole- ի այն վայրում, որտեղ յուրաքանչյուր կետ հանդիսանում է գալակտիկա:

Բայց մեր տիեզերքն ամենևին էլ չսկսվեց այդ հսկա ճարմանդներով: Երբ նայում ենք մեր Տիեզերքի ամենավաղ «մանկական պատկերը» `տիեզերական միկրոալիքային ֆոնին, մենք գտնում ենք, որ երիտասարդ Տիեզերքի խտությունը նույնն էր բոլոր մասշտաբների վրա, բացարձակապես ամենուր: Եվ երբ ես նույնն եմ ասում, ես նկատի ունեմ, որ մենք չափեցինք, որ ջերմաստիճանը բոլոր ուղղություններով 3 Կ էր, իսկ հետո ՝ 2.7 Կ, իսկ հետո ՝ 2.73 Կ, իսկ հետո ՝ 2.725 Կ: Դա, իրոք, իսկապես համազգեստ էր ամենուր: Վերջապես, 1990-ականներին մենք հայտնաբերեցինք, որ կան որոշ շրջաններ, որոնք միջինից մի փոքր ավելի խիտ էին, իսկ մի քանիսը, որոնք միջինից մի փոքր ավելի քիչ խիտ էին. Մոտ 80–90 միկրոկելվինով: Տիեզերքն իր առաջին օրերին միջինում շատ, շատ համազգեստ էր, որտեղ կատարյալ համազգեստից մեկնումները կազմում էին ընդամենը 0.003% -ը:

Տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի տատանումները տատանվում են տասնյակից մինչև հարյուրավոր մկկ, բայց ընդհանուր ջերմաստիճանը կազմում է 2.725 Կ: Պատկերի վարկը ՝ ESA և Planck համագործակցություն:

Պլանկկի արբանյակից ստացված այս մանկական պատկերը ցույց է տալիս կատարյալ համազգեստի տատանումները, ներքևի խիտ շրջաններին համապատասխան կարմիր «թեժ կետերը», իսկ կապույտ «ցուրտ կետերը», որոնք համապատասխան են գերհագեցածներին. Նրանք, որոնք կվերածվեն աստղ-գալակտիկայի: տարածքի հարուստ շրջաններ: Տիեզերքը պահանջում էր այդ թերությունները `այդ գերտաքացումներն ու թերությունները, որպեսզի այդ կառույցն ընդհանրապես ձևավորվի:

Եթե ​​այն կատարյալ միատեսակ լիներ, տարածքի ոչ մի տարածաշրջան գերադասելի չէր գրավում ավելի շատ նյութեր, քան ցանկացած այլ, ուստի ժամանակի ընթացքում ոչ մի գրավիտացիոն աճ չէր պատահի: Եթե ​​նույնիսկ սկսեք նույնիսկ այդ փոքր թերությունները, 100 000-ով մի քանի մասեր, որոնք սկսեցին մեր Տիեզերքը, ապա ժամանակն անցնում է 50-ից 100 միլիոն տարի, մենք ձևավորում ենք Տիեզերքի առաջին աստղերը: Ժամանակով անցել են մի քանի հարյուր միլիոն տարի, մենք ձևավորել ենք առաջին գալակտիկաները: Ժամանակով անցել են մի կես միլիարդ տարի անց, մենք ձևավորել ենք այնքան աստղեր և գալակտիկաներ, որոնք տեսանելի լույսը կարող են ազատորեն ճանապարհորդել տիեզերքի ամբողջ տարածքով ՝ առանց մտնելու այդ լույսի արգելափող չեզոք նյութի մեջ: Եվ ժամանակի ընթացքում անցել են բազմաթիվ միլիարդավոր տարիներ, մենք ունենք գալակտիկաների կուտակումներ և կլաստերներ, որոնք մենք այսօր ճանաչում ենք:

Այսպիսով, արդյո՞ք հնարավոր կլիներ ստեղծել տիեզերք առանց տատանումների: Մեկը, որը ծնվել է կատարյալ սահուն, բայց աճե՞լ են այս տատանումները, ինչպես անցնում էր ժամանակը: Պատասխանը հետևյալն է. Ոչ, եթե դուք ստեղծեք Տիեզերքը այնպես, ինչպես ստեղծվեց մերը: Տեսնում եք, որ մեր դիտարկելի Տիեզերքը եկել է թեժ Big Bang- ից, որտեղ Տիեզերքը հանկարծակի լցվեց տաք, խիտ ծովային, հակամետերային և ճառագայթային ծովով: Տաք մեծ պայթյունի էներգիան առաջացել է գնաճի ավարտից `այնտեղ, որտեղ տիեզերքին բնորոշ էներգիան վերածվել է նյութի և ճառագայթահարման, մի տիեզերական վերածնում կոչված գործընթացի ընթացքում: Բայց Տիեզերքը չի տաքանում նույն ջերմաստիճանում բոլոր վայրերում, որովհետև գնաճի ժամանակ կվաճի տատանումներ առաջացան քվանտային տիեզերքում: Սա այն արմատն է, որտեղից էլ առաջացել են այս գերհագեցած և թերարժեք մարզերը:

Չնայած տիեզերական գնաճը ձգում է տիեզերքը հարթ, այն նաև ձգում է դատարկ տարածության քվանտային տատանումները ամբողջ Տիեզերքի վրա ՝ տպավորելով խտության և էներգիայի տատանումները տիեզերական տարածքի գործվածքների վրա: Պատկերային վարկ. E. Siegel.

Եթե ​​դուք ունեք նյութ ու ճառագայթահարման հարուստ տիեզերք, որն ուներ գնաճային ծագում և այն գիտելիքների ֆիզիկայի օրենքները, դուք կունենաք այս տատանումները, որոնք հանգեցնում են գերհագեցած և թերարժեք շրջանների:

Բայց ի՞նչը որոշեց նրանց մեծությունը: Կարո՞ղ էին դրանք ավելի փոքր լինել:

Պատասխանը այո է. Եթե գնաճը տեղի է ունեցել ավելի ցածր էներգիայի մասշտաբներով կամ եթե գնաճային ներուժն ունեցել է տարբեր հատկություններ, քան պետք է ունենայի, ապա այդ տատանումները կարող էին շատ ավելի փոքր լինել: Դրանք ոչ միայն կարող էին տաս անգամ ավելի փոքր թվալ, այլ հարյուր, հազար, միլիոն, միլիարդ կամ նույնիսկ ավելի փոքր, քան մեր ունեցածը:

Գնաճը ստեղծեց Big Big Bang- ը և հիմք տվեց դիտարկելի Տիեզերքին, որին մենք հասանելի ենք, բայց դա գնաճի տատանումներն են, որոնք վերաճել են այն կառուցվածքի, որն այսօր ունենք: Պատկերային վարկ. Bock et al. (2006, astro-ph / 0604101); E. Siegel- ի փոփոխությունները:

Սա կարևոր նշանակություն ունի, քանի որ տիեզերական կառուցվածքի ձևավորումը երկար ժամանակ է պահանջում: Մեր Տիեզերքում, այդ նախնական տատանումներից անցնելը առաջին անգամ, երբ մենք կարող ենք դրանք չափել (CMB), հարյուր հազարավոր տարիներ են տևում: CMB- ից անցնելը, երբ ինքնահոսը հնարավորություն է տալիս տիեզերքի առաջին աստղերի ձևավորումը, տևում է մոտ հարյուր միլիոն տարի:

Բայց այդ առաջին աստղերից անցնել մութ էներգիայով գերակշռող Տիեզերք. Մեկը, որտեղ ոչ մի նոր կառույց չի ձևավորվի, եթե դու արդեն ձգողականորեն չկապված ես, դա այդքան էլ մեծ ցատկ չէ: Տիեզերքից սկսած արագացումը սկսելու համար տևողությունից տևում է ընդամենը 7,8 միլիարդ տարի, ինչը նշանակում է, որ եթե նախնական տատանումները շատ ավելի փոքր լինեին, այնպես որ մենք չէինք ստեղծի առաջին աստղերը մինչև, ասենք, Big Bang- ից տաս միլիարդ տարի անց: , փոքր տատանումների համադրությունը մութ էներգիայով կապահովեր, որ մենք աստղեր երբեք չէինք ընդունի:

Մեկ, զանգվածային աստղը կարող է առաջանալ փլուզվող գազի ամպից, բայց ժամանակացույցերը կարող են հսկայական լինել, եթե ամպի հետևանքով առաջացած սկզբնական տատանումը բավականաչափ փոքր էր: Պատկերային վարկ. Keyhole Nebula- ն NASA- ի միջոցով / Hubble Heritage Team (STScI):

Որքա՞ն փոքր կլինեին այդ տատանումները: Պատասխանը զարմանալի է. Ընդամենը մի քանի հարյուր անգամ ավելի փոքր, քան իրականում մենք ունենք: Եթե ​​CMB- ի այս տատանումների «մասշտաբը» (ներքևում) ունենային թվեր, որոնք մի քանի հազարի փոխարեն տասնյակ սանդղակի վրա էին, ապա մեր Տիեզերքն այսօր բախտավոր կլիներ, որ մինչև այսօր դրա մեջ լիներ նույնիսկ մեկ աստղ կամ գալակտիկա: անշուշտ, նման չենք այն տիեզերքին, որն իրականում ունենք:

Տարբեր մասշտաբների տատանումները հիմք են տալիս այն կառուցվածքին, որը մենք տեսնում ենք տարբեր մասշտաբների: Առանց թերությունների, աճելու բան չկա: Պատկերային վարկ. NASA / WMAP գիտական ​​թիմ:

Եթե ​​չլիներ մութ էներգիայի համար, եթե մենք լինեինք նյութ և ճառագայթում, ապա բավականաչափ ժամանակում մենք կարող էինք տիեզերքում ձևավորել կառույց, անկախ նրանից, թե որքան փոքր էին այդ նախնական տատանումները: Բայց արագացված ընդլայնման այդ անխուսափելիությունը մեր Տիեզերքին տալիս է հրատապության զգացում, որը մենք այլ կերպ չէինք ունենա, և բացարձակապես անհրաժեշտ է դարձնում, որ միջին տատանումների ուժգնությունը լինի միջին խտության առնվազն 0,00001% -ի սահմաններում, որպեսզի ունենա Տիեզերք ընդհանրապես ցանկացած նշանակալի կապված կառույցներով: Ձեր տատանումները դրանից փոքր դարձրեք, և դուք կունենաք Տիեզերք, որն ընդհանրապես ոչինչ չունի: Բայց բարձրացրեք այդ տատանումները մինչև «զանգվածային» 0.003% մակարդակ, և դուք խնդիր չունեք գտնել այնպիսի տիեզերք, որը նման է մեր:

Տատանումներով, պարզապես մի փոքր ավելի փոքր, քան մեր ունեցածը, գալակտիկական կլաստերները, ինչպես այստեղ ցուցադրվածը, այլևս չէին գոյանա: Պատկերային վարկ. Ժան-Շառլ Կուիլանդրե (CFHT) և ovովաննի Անսելմի (Coelum Astronomia), Հավայան աստղ:

Մեր Տիեզերքը պետք է ծնվեր միանգամից, բայց եթե գնաճը տարբեր լիներ, այդ կորպուսների զանգվածները նույնպես շատ տարբեր կլինեին: Շատ ավելի փոքր է, և ընդհանրապես կառույց չէր լինի: Շատ ավելի մեծ է, և մենք կարող էինք տիեզերք ունենալ աղետալիորեն լցված սև խոռոչներով ՝ շատ վաղ ժամանակներից: Մեզ տիեզերք տալու համար մենք այսօր պահանջել ենք հանգամանքների չափազանց բարենպաստ համադրություն, և մեզ համար հաջողակ է, որ մեզ տրվել է, կարծես թե ճիշտ է:

Այս գրառումը առաջին անգամ հայտնվեց Forbes- ում և մեր Patreon- ի կողմնակիցների կողմից անվճար է բերվում ձեզ: Մեկնաբանեք մեր ֆորումի մասին և գնեք մեր առաջին գիրքը ՝ Beyond the Galaxy!