Posted by სამყარო არის ყველაფერი ის, რაც ფიზიკურად არსებობს, სივრცისა და დროის ერთობლიობა, მატერიის ყველა ფორმა, ფიზიკური კანონები და კონსტანტები, რომლებიც ამ ყველაფერს მართავს.
ასტრონომიული დაკვირვებები სამყაროს „ასაკის“ დადგენის სშუალებას იძლევა, ბოლო მონაცემებით ის დაახლოებით 13,8 მილიარდ წელს შეადგენს. თუმცა, ზოგიერთი მეცნიერის აზრით, სამყარო კიარ გაჩნდა, არამედ ყოველთვის არსებობდა და ყოველთვის იარსებებს. სამყაროს ფორმა და ზომაც მწვავე დისკუსიების საგანია, სავარაუდოდ, სამყარო 93 მილიარდი სინათლის წლის ზომაზეა გავრცელებული, ჩენთვის ხილული 13,8 მილიარდი სინათლის წლის ზომით (სამყაროს ჰორიზონტი).
ზომა, ასაკი, შემადგენლობა, სტრუქტურა და კანონები
სამყარო WMAP-ის მიხედვით
ყველაზე დიდ მასშტაბში სამყარო გაფართოებად სივრცეს წარმოადგენს, რომელიც სარეცხი ღრუბლის მაგვარი დანაწევრებული სტრუქტურითაა შევსებული. ამ სტრუქტურის „კედლები“ მილიარდობით გალაქტიკური გროვებითაა აგებული. ჩვეულებრივ, უახლოეს გროვებს შორის მანძილი მილიონი სინათლის წელია.
ყოველ გალაქტიკაში ასეულობით მილიარდი ვარსკვლავია, რომლებიც ცენტრალური ბირთვის გარშემო ბრუნავს. გალაქტიკათა ზომები ასეულობით ათასი სინათლის წლის ფარგლებშია.
ფლობს რა გრავიტაციულ ძალებს, ბნელი მატერია, როგორც მოქანდაკე, გალაქტიკებით ძერწავს სამყაროს და ქმნის მის სტრუქტურას. ზეგიგანტურ მასშტაბებზე გრავიტაცია ყველა სხვა ძალაზე დომინირებს. სურათზე წარმოდგენილია ჩვენი სამყაროს სტრუქტურის მოდელი 1,6 მილიარდი სინათლის წლის ზომით. მოდელი შეიქმნა 2005 წელს, პროექტ „ათასწლეულის მოდელირების“ ჩარჩოებში. ნათელი ადგილებით ნაჩვენებია გალაქტიკური გროვები.
ითვლება, რომ ვარსკვლავთა უმრავლესობა ჯერადი სისტემებისგან შედგება, ორმაგი ვარსკვლავებისა და პლანეტებისგან. მანძილი კომპანიონ ვარსკვლავებსა და მათ პლანეტარულ სისტემებს შორის ათეულ და ასეულ ასტრონომულ ერთეულს უტოლდება (1 ა.ე. = 150 000 000 კმ.).
ფერებით ნაჩვენებია გადახრა საშუალო ტემპერატურიდან (2,75 გრადუსი აბსოლუტურ ნულს მაღლა): წითელი ადგილები შედარებით თბილია, ცისფერი კი დაახლოებით 0,0002 გრადუსით ცივი. როგორც ვხედავთ, რელიქტური გამოსხივება არათანაბრადაა განაწილებული, რაც საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ, თუ როგორი აღნაგობა აქვს სამყაროს მის სხვადასხვა ნაწილში, როგორია თანაფარდობა მატერიის და ენერგიის განაწილებაში, სამყაროს ასაკი, მანძილები ობიექტებამდე და სხვა კიდევ ბევრი მონაცემი (ილუსტრაცია WMAP Science Team).
კოსმოლოგიის ყველაზე მნიშვნელოვანი აღმოჩენა, სამყაროს გაფართოებაა – დადგენილ იქნა წითელი წანაცვლებით, რიცხობრივად კი ის ჰაბლის კანონით ფასდება. ამ გაფართოების ექსტრაპოლაციას დროში უკუმიმართულებით, გრავიტაციულ სინგულარობამდე მივყავართ, აბსტრაქტულ მათემატიკურ ცნებამდე, რომელიც შეიძლება რეალობას არც კი შეესაბამება, ის კოსმოლოგიის დომინანტ მოდელს, დიდი აფეთქების თეორიას უდევს საფუძვლად. NASA-ს მონაცემების თანახმად, რომელიც რელიქტური, დიდი აფეთქების მერე დარჩენილი გამოსხივების, შემსწავლელი კოსმოსური ზონდის, WMAP-ის საშულაებით მიიღეს, სამყაროს ასაკი შეფასებულ იქნა როგორც 13,8 მილიარდი წელი, 1%-იანი ცდომილებით. ეს შეფასება ეყრდნობა ვარაუდს იმის შესახებ, რომ მისი საფუძველი კოსმოლოგიური მოდელი კორექტულია. ასაკის დასადგენი სხვა მეთოდები განსხვავებულ შედეგებს იძლევა.
დიდი აფეთქების სასარგებლოდ ყველაზე უკეთ ის ფაქტი მეტყველებს, რომ რაც უფრო შორსაა გალაქტიკა ჩვენგან, მით უფრო მეტი სიჩქარით გვშორდება იგი. ამ თეორიის მტკიცებულება ასევე მიკროტალღური ფონური (რელიქტური) გამოსხივებაა, რომელიც დიდი აფეთქების მერე გამოსხივდა და ყველა მიმართულებით ერთგვაროვანია (ანიზოტროპული). ამ ფაქტის ახსნას ადრეული ინფლაციური გაფართოებით ცდილობდნენ, რომელიც დიდ აფეთქებას ახლადა თან.
ერთიანი აზრი იმის შესახებ, არის თუ არა სამყარო უსარულო ან სასრული ზომის, სივრცესა და მოცულობაში, არ არსებობს.
მიუხედავად ამისა, დამზერადი სამყარო, ყველა იმ ადგილის ჩათვლით, რომლებსაც დიდი აფეთქბის მომენტიდან ჩვენზე ზემოქმედება შეეძლო, სასრულია, რადგან სინათლის სხივის სიჩქარეც ზღვრულია. სინათლის კოსმოსურ ჰორიზონტამდე მანძილი, რომლის იქეთ გახედვა ჩვენ არ შეგვიძლია 24 გიგაპარსეკია. სამყაროს საზღვრებამდე მანძილი გაცილებით მეტია, რაც სამყაროს გაფართოების სულ უფრო მზარდი სიჩქარითაა გამოწვეული და შეფასებულია როგორც 93 მილიარდი სინათლის წელი.
სამყაროს ფორმა, კოსმოლოგიის უმნიშვნელოვანესი ღიად დარჩენილი საკითხია. მათემატიკური ენით რომ ვთქვათ, ჩვენს წინ ისეთი სამგანზომილებიანი ფიგურის მოძებნის პრობლემა დგას, რომელიც ყველაზე სანიმუშო იქნებოდა სამყაროს სივრცული ასპექტის წარმოდგენაში.
პირველ რიგში, არის თუ არა სამყარო სივრცულად ბრტყელი, ანუ მართებული იქნება თუ არა ევკლიდური გეომეტრიის კანონები დიდ მასშტაბებზეც. დღევანდელი დღისთვის, კოსმოლოგთა უმრავლესობა თვლის, რომ დამზერადი სამყარო სივრცულად ბრტყელია, ლოკალური ჩანართებით, სადაც მასიური ობიექტები დრო-სივრცეს ამრუდებს.
ეს მოსაზრება WMAP (მოგვიანებით „პლანკი’)-ის ბოლო მონაცემებმა დაადასტურა, რომლებშიც განხილული იყო რელიქტური გამოსხივების ტემპერატურაში დაფიქსირებული უმცირესი გადახრები („აკუსტიკური ოსცილაციები“).
შემდეგ, არ არის ცნობილი, არის თუ არა სამყარო მრავლობითად-შეერთებული. დიდი აფეთქების სტანდარტული მოდელის მიხედვით, სამყაროს არ გააჩნია სივრცული ზღვრები, მაგრამ შეიძლება იყოს სივრცეში შეზღუდული.
ეს, ორგანზომილებიანი ანალოგიით შეიძლება აიხსნას: სფეროს ზედაპირს არ გააჩნია საზღვრები, თუმცა აქვს ზღვრული ფართობი, ამავე დროს, სფეროს სიმრუდე მუდმივია მესამე განზომილებაში. თუ სამყარო მართლაც სივრცულად შეზღუდულია, მაშინ, ყველა მიმართულებით პირდაპირ ხაზზე მოძრაობით, შეიძლება მოძრაობის დაწყების წერტილში მოვხდეთ.
სამყაროს ბედი
სამყაროს შემადგენელი მატერიის და ენერგიის საშუალო სიმკვრივის მიხედვით, ის ან მუდმივ გაფართოებას გააგრძელებს, ან გრავიტაციულად დამუხრუჭდება და ისევ ერთ წერტილში მოიყრის თავს (დიდი შეკუმშვა). დღეისათვის, საკმაოზე მეტი მონაცემები არსებობს იმისა, უკუშეკუმშვისათვის საჭირო არასაკმარისი მატერიის და ენერგიის რაოდენობის ჩათვლით, რომ ჩვენი სამყარო აჩქარებით ფართოვდება. სამყაროს ბედთან დაკავშრებული სხვა იდეები დიდ გახლეჩას, დიდ გამყინვარებას და სამყაროს სითბურ სიკვდილს უკავშირდება.
ისტორიული მოდელები
კოსმოლოგია და კოსმოგონია უკვე დიდი ხანია არსებობს. შუამდინარეთისა და ძველი ეგვიპტის ცივილიზაციებს, სამყაროს შესახებ თავიანთი შეხედულებები ჰქონდათ. მეცნიერულთან ახლოს ძველი ბერძნები იდგნენ. ყველაზე გავრცელებული იყო პითაგორა-არისტოტელე-პტოლემეუსის კონცეფცია, რომლის თანახმადაც, სამყაროს დროის საწყისი წერტილის არმქონე ცენტრში მდებარეობდა დედამიწა, რომლის გარშემოც ორბიტებზე მზე და დანარჩენი პლანეტები მოძრაობდნენ, ხოლო კოსმოსის ზღვარზე მდებარე ვარსკვლავებიც ამ ცენტრის გარშემო ბრუნავდნენ, ისევე, როგორც მზე და პლანეტები.
ნაკლები პოპულარობით სარგებლობდა დემოკრიტეს სწავლება უსასრულო სამყაროსა და მასში არსებული სხვა ცოცხალი არსებების შესახებ. ასწლეულების განმავლობაში გაუმჯობესებულმა დაკვირვებებმა და თეორიებმა მიზიდულობის ძალის შესახებ, კოპერნიკსა და ნიუტონს საშულაება მისცა შეექმნათ ჰელიოცენტრული სისტემა, რომელშიც დედამიწა ორბიტაზე მზის გარშემო მოძრაობდა. ასტრონომიის შემდგომმა განვითარებამ სხვა გალაქტიკებისა და რელიქტური გამოსხივების აღმოჩენამდე მიგვიყვანა. სივრცეში გალაქტიკათა გადანაწილებისა და მათი სპექტრების კვლევა კი თანამედროვე კოსმოლოგიის საფუძველია.
რაც შეეხება სამყაროთა სიმრავლეს, იგი არაერთხელაა ნახსენები ინდუსურ პურანებში, კერძოდ, ბჰაგავატ-პურანაში: შენ დასაწყისში, შუაში და ბოლოში არსებობ, ყველაზე პატარა წერტილიდან, ატომიდან, გიგანტურ სამყაროსეულ მატერიალურ და ენერგიულ გამოვლინებებამდე. მიუხედავად ამისა, შენ მარადიული ხარ, არ გაქვს რა არც დასაწყისი, არც შუა და ბოლო. შენ აღიქმები, რათა ამ სამ ფაზაში იარსებო, ამიტომაც რჩები უცვლელი. როცა ეს კოსმოსური გამოვლინება არ არსებობს, შენ არსებობ, როგორც თავდაპირველი პოტენცია… … ამის გარეთ სამყაროთა უსასრულო რაოდენობა არსებობს, და მიუხედავად იმისა, რომ ისინი უსასრულოდ დიდებია, ისინი შენში ბრუნავს, როგორც ატომები (ბჰაგავატ-პურანა 6.16.36-37).
კოსმოსური სიმები
კოსმოსური სიმები – ჰიპოთეტური წარმონაქმნებია, რომლებიც სამყაროს აღნაგობის ასახსნელად იქნა შემოღებული. კოსმოფიზიკოსების აზრით, კოსმოსური სიმები – მაღალენერგიული ვაკუუმის უთხელესი სიმეტრიული მილაკებია, რომლებიც ჩვენ სამყაროს, ობობას ქსელივით კიდედან კიდემდე გასდევს. მათ შესახებ პირველი ნაშრომი თ. კიბლის (მეცნიერებისა და ტექნიკის საიმპერატორო კოლეჯი ლონდონში) მიერ 1976 წელს დაიწერა.
კოსმოსური სიმების სისქე უმცირესია (10-30 სმ.), ხოლო ერთი ასეთი სანტიმეტრის მასა უზარმაზარი (1016 კგ.). თუ ასეთი სიმი ადამიანს წელთან გადაკვეთს, მისი თავი და ფეხები (მსოფლიო მიზიდულობის კანონის თანახმად) 6 კმ/წმ. სიჩქარით შეიკუმშება. დაახლოებით იგივე მოუვა ჩვენს პლანეტასაც – ვაკუუმის სიმი მომენტალურად გაყოფს მას ორ ნაწილად. საბედნიეროდ, უახლოესი სიმები, თუ ისინი საერთოდ არსებობს, დედამიწიდან ძალიან შორს უნდა იყოს.
ფარდობითობის თეორია
ექსპერიმენტები საშუალებას იძლევა დავასკვნათ, რომ სამყაროს ყველა დრო-სივრცულ ნაწილებში მას ერთნაირი ფიზიკური კანონები და კონსტანები მართავს. კოსმოლოგიურ დისტანციებზე გრავიტაცია დომინირებს (ბნელი ენერგია), ფარდობითობის ზოგადი თეორია, ამ დროისათვის ყველაზე საუკეთესო გრავიტაციული თეორიაა. ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედება და ნაწილაკები, რომლებითაც და რომლებზეც ისინი მოქმედებენ, სტანდარტული მოდელით აღიწერება.
სამყაროს, მინიმუმ სამი განზომილება აქვს სივრცეში, და ერთიც დროში, თუმცა ძალიან მცირე დამატებითი განზომილებები რაიმე მნიშვნელოვანს მხოლოდ თეორიაში წარმოადგენს. სამყაროში ყველგან, საშუალოდ, ევკლიდური გეომეტრია საკმაოდ ზუსტია.
მულტისამყარო
წარმოდგენა იმის შესახებ, რომ ჩვენი სამყარო უამრავი სხვა სამყაროებიდან ერთ-ერთია, ბოლო ოცი წლის განმავლობაში სამეცნიერო ფანტასტიკიდან, არსებობის უფლების მქონე მულტისამყაროს თეორიად გადაიქცა. ამ თეორიის თანამედროვე, ყველაზე ცნობილი მიმდევარია ანდრეი ლინდე (ამჟამად, ა.შ.შ. სტენფორდის უნივერსიტეტი). მისი აზრით, დიდი აფეთქების მერევე, რომელიც კვანტური პროცესია და სხვადასხვა კვანტურ რხევებს იწვევს, ხდებოდა სამყაროს სწრაფი გაფართოება (ინფლაცია; სამყარო ფართოვდებოდა სინათლეზე სწრაფად).
დიდი სიჩქარის გამო, ცალკეულ რეგიონებში კვანტური ფლუქტუაციები სხვადასხვა კლასიკური პირობების სახით გაიყინა (ბუშტების ფერები სურათზე). ამჟამად ეს განსხვავებული რეგიონები ცალკეულ სამყაროებს წარმოადგენს და ყოველ მათგანს დაბალი ენერგიების საკუთარი ფიზიკური კანონები გააჩნია.
სამყაროს აჩქარებით გამაფართოებელი, ოთხმცდაათიან წლებში აღმოჩენილი ბნელი ენერგია, მულტისამყაროს არსებობის იგნორირების საშუალებას არ გვაძლევს. ფიზიკის განსხვავებული ტოტი – სიმების თეორია, ასევე მულტისამყაროს უჭერს მხარს. მიუხედავად იმისა, რომ სიმების თეორიას ჯერჯერობით არანაირი ექსპერიმენტული მტკიცებულებები არ გააჩნია, ფიზიკოსები ვარაუდობენ, რომ ის ყველაფრის თეორიობის საუკეთესო კანდიდატია, სამყაროს ყოველმხრივი აღწერის შესაძლებლობით, კვარკებიდან, კვაზარებამდე. სიმების თეორიის მიხედვით, ფიზიკური რეალობის უმცირესი ელემენტები არა ნაწილაკები, არამედ უმცირესი ვიბრირებადი სიმებია, რომელთა განსხვავებული რხევა სამყაროს ყველა ნაწილაკისა და ძალების საწყისია.
ქაოტური ინფლაციის თეორია სამყაროთა მრავალსახეობას წინასწარმეტყველებს, რომლებშიც განსხვავებული, მათთვის დამახასიათებელი ფიზიკური კანონები მოქმედებს. სხვა თეორიაებში სამყაროები კვანტური განზომილებებით განსხვავდებიან ერთმანეთისაგან. განსაზღვრების მიხედვით, ამ ვარაუდების ექსპერიმენტულად შემოწმება შეუძლებელია.