Եթե ​​Տիեզերքն ընդլայնվում է, մենք կարող ենք հասկանալ, թե ինչու են հեռավոր գալակտիկաները նահանջում մեզնից, ինչպես նրանք են անում: Բայց այդ դեպքում ինչու՞ չեն ընդլայնվում աստղերը, մոլորակները և նույնիսկ ատոմները: (C. FAUCHER-GIGUÈRE, A. LIDZ, and L. HERNQUIST, SCIENCE 319, 5859 (47))

Սա է պատճառը, որ մենք չենք ընդլայնվում, նույնիսկ եթե տիեզերքն է

Տիեզերքն ընդլայնվում է, բայց մենք ՝ մեր մոլորակը, արևային համակարգը և գալակտիկան, բոլորս էլ այդպիսին չենք: Ահա թե ինչու:

Նայեք Տիեզերքի գրեթե ցանկացած գալակտիկայի, և կգտնեք, որ այն հեռու է մեզանից: Որքան հեռու է այն, այնքան ավելի արագ է թվում, որ նահանջում է: Երբ լույսը անցնում է տիեզերքի միջով, այն տեղափոխվում է ավելի երկար և կարմիր ալիքների երկարություններ, կարծես տարածության գործվածքն ինքնին ձգվում է: Ամենամեծ հեռավորությունների վրա գալակտիկաներն այնքան արագ են մղվում այս ընդարձակ Տիեզերքի կողմից, որ ոչ մի ազդանշան, որը մենք հնարավոր է ուղարկել չենք կարող երբևէ հասնել նրանց, նույնիսկ լույսի արագությամբ:

Բայց չնայած տարածության գործվածքն ընդլայնվում է ամբողջ Տիեզերքում `ամենուր և բոլոր ուղղություններով, մենք այդպիսին չենք: Մեր ատոմները մնում են նույն չափի մեջ: Այնպես որ, ինչպես մոլորակները, լուսինը և աստղերը, այնպես էլ դրանց բաժանող հեռավորությունները: Նույնիսկ մեր տեղական խմբի գալակտիկաները չեն ընդլայնվում միմյանցից. փոխարենը նրանք ձգվում են միմյանց նկատմամբ: Ահա բանալին `հասկանալու, թե ինչն է (և չի) ընդլայնվում մեր ընդլայնվող տիեզերքում:

Տիեզերքի բուն պատկերացումը ՝ Նյուտոնի շնորհիվ, որպես ֆիքսված, բացարձակ և անփոփոխ: Դա մի փուլ էր, որտեղ զանգվածները կարող էին գոյություն ունենալ և ներգրավվել: (AMBER STUVER, HER BLOG, LIVE LIGO)

Առաջին բանը, որ մենք պետք է հասկանանք, թե որն է մեր ծանրության տեսությունը և ինչպես է այն տարբերվում այն ​​բանից, թե ինչպես կարող եք մտածել դրա մասին ինտուիտիվորեն: Մեզանից շատերը մտածում են տիեզերքի մասին, ինչպես արել է Նյուտոնը. Որպես հաստատված, անփոփոխ կոորդինատներ, որոնք կարող եք տեղադրել ձեր զանգվածները ներքև: Երբ Նյուտոնը առաջին անգամ պատկերացրեց Տիեզերքը, նա պատկերեց տարածությունը որպես ցանց: Դա բացարձակ, հաստատուն միություն էր, որը լցված էր զանգվածներով, որոնք գրավիտորեն գրավում էին միմյանց:

Բայց երբ Էյնշտեյնը ուղեկցվեց, նա գիտակցեց, որ այդ երևակայական ցանցը ամրագրված չէ, բացարձակ չէ և ամենևին էլ այնպես չէր, ինչպես Նյութոնն էր պատկերացնում: Փոխարենը, այս ցանցը նման էր գործվածքների, և գործվածքն ինքնին կոր էր, աղավաղվում և ստիպված էր ժամանակի ընթացքում զարգանալ նյութի և էներգիայի առկայությամբ: Ավելին, դրա ներսում եղած նյութն ու էներգիան որոշում էին, թե ինչպես է տիեզերական այս գործվածքը կորացել:

Տիեզերական ժամանակաշրջանի լարվածությունը, Ընդհանուր Relativistic պատկերով, գրավիտացիոն զանգվածների կողմից: Փոխարենը կայուն, անփոփոխ ցանց, Ընդհանուր հարաբերականությունը ընդունում է տարածական գործվածքներ, որոնք կարող են փոխվել ինչպես ժամանակի ընթացքում, այնպես էլ որի հատկությունները տարբեր տեսք կունենան դիտորդների համար ՝ տարբեր շարժումներով և տարբեր վայրերում: (LIGO / T. PYLE)

Բայց եթե ձեր ամբողջ ժամանակահատվածում ձեր ամբողջ կյանքը զանգվածների մի փունջ լիներ, դրանք անխուսափելիորեն կփլուզվեին սև փոս ձևավորելու համար ՝ պայթեցնելով ամբողջ Տիեզերքը: Էյնշտեյնին դուր չեկավ այդ գաղափարը, ուստի նա ավելացրեց «շտկում» ՝ տիեզերաբանական կայունության տեսքով: Եթե ​​գոյություն ունենար լրացուցիչ տերմին `ներկայացնելով դատարկ տարածություն թափանցող էներգիայի լրացուցիչ ձև, ապա դա կարող էր հետ մղել բոլոր այս զանգվածները և պահել տիեզերքը ստատիկ: Դա կանխելու էր գրավիտացիոն փլուզումը: Այս լրացուցիչ հատկությունը ավելացնելով ՝ Էյնշտեյնը կարող է ստիպել Տիեզերքին գոյություն ունենալ գրեթե հաստատուն վիճակում ՝ հավերժության համար:

Բայց ոչ բոլորն էին այդքան ամուսնացած այն մտքի հետ, որ Տիեզերքը պետք է ստատիկ լիներ: Առաջին լուծումներից մեկը եղել է Ալեքսանդր Ֆրիդման անունով ֆիզիկոս: Նա ցույց տվեց, որ եթե չավելացնեք այս կոսմոլոգիական լրացուցիչ հաստատունը, և դուք ունեիք Տիեզերք, որը լցված էր էներգետիկ որևէ բանի միջոցով ՝ նյութ, ճառագայթում, փոշի, հեղուկ և այլն, գոյություն ունեին լուծումների երկու դաս ՝ մեկը `պայմանագրային տիեզերքի համար և մեկը `ընդլայնվող տիեզերքի համար:

Ընդլայնվող Տիեզերքի «չամիչ հաց» մոդելը, որտեղ տարածությունն (խմորը) ընդլայնվում է, համեմատաբար տարածությունները մեծանում են: Twoանկացած երկու չամիչն ավելի հեռու է միմյանցից, այդ լույսի ստացման պահից ավելի մեծ է դիտարկվող վերափոխումը: (NASA / WMAP SCIENCE TEAM)

Մաթեմատիկան պատմում է ձեզ հնարավոր լուծումների մասին, բայց հարկավոր է նայել ֆիզիկական տիեզերքին ՝ գտնելու, թե դրանցից որն է մեզ նկարագրում: Դա եկել է 1920-ականներին ՝ Էդվին Հաբլի աշխատանքի շնորհիվ: Հաբլը առաջինն էր, որ հայտնաբերեց, որ առանձին աստղեր կարելի է չափել այլ գալակտիկաներում ՝ որոշելով դրանց հեռավորությունը:

Սրա հետ գրեթե համահունչ էր Vesto Slipher- ի աշխատանքը: Ատոմները նույնն են աշխատում տիեզերքի ամենուրեք. Նրանք կլանում և արտանետում են լույս որոշակի, հատուկ հաճախականություններով, որոնք կախված են նրանից, թե ինչպես են իրենց էլեկտրոնները հուզվում կամ դեֆիցիտ լինում: Երբ նա դիտեց այս հեռավոր առարկաները, որոնք մենք այժմ գիտենք, որ այլ գալակտիկաներ են, նրանց ատոմային ստորագրությունները տեղափոխվեցին ավելի երկար ալիքի երկարություններ, քան կարելի էր բացատրել:

Երբ գիտնականները համատեղեցին այս երկու դիտարկումները, անհավատալի արդյունք առաջացավ:

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: Տարբեր կորերը ներկայացնում են Տիեզերքներ, որոնք կազմված են տարբեր բաղադրիչ բաղադրիչներից: (NED WRIGHT, BASOU THE BATOULE ET AL. BETOULE- ից ՎԵՐԻՆ ՏՎՅԱԼՆԵՐԻ ՀԱՄԱՐ (2014))

Դրան հասնելու համար ընդամենը երկու եղանակ կար: Կամ ՝

  1. հարաբերականությունը սխալ էր, մենք տիեզերքի կենտրոնում էինք, և ամեն ինչ սիմետրիկորեն հեռանում էր մեզանից, կամ
  2. հարաբերականությունը ճիշտ էր, Ֆրիդմանը ճիշտ էր, և հեռու գալակտիկան մեզանից էր, միջին հաշվով, այն ավելի արագ էր թվում, որ նահանջում էր մեր տեսանկյունից:

Մեկ տապալվելով ՝ ընդլայնվող Տիեզերքն անցավ գաղափար լինելուց մինչև մեր Տիեզերքը նկարագրող առաջատար գաղափարը: Ընդարձակման գործելակերպը մի փոքր հակափաստարկիչ է: Կարծես տիեզերքի գործվածքն ինքնին ձգվում է ժամանակի ընթացքում, և այդ տարածության մեջ գտնվող բոլոր առարկաները միմյանցից քաշվում են:

Որքան հեռու է օբյեկտը մեկ ուրիշից, այնքան ավելի «ձգվում» է լինում, և այդպիսով ավելի արագ են հայտնվում միմյանցից նահանջել: Եթե ​​ձեր ունեցածը մի Տիեզերք լիներ, որը լցված էր միատեսակ և հավասարաչափ նյութով, ապա այդ նյութը պարզապես ավելի քիչ խիտ կլիներ և կտեսնեիք, որ ամեն ինչ ընդարձակվում է մնացած ամեն ինչից, ինչպես անցնում էր ժամանակը:

CMB- ի ցուրտ տատանումները (պատկերված է կապույտով) բնութագրում են ոչ թե սառը, այլ ներկայացնում են այն շրջանները, որտեղ նյութի ավելի մեծ խտության պատճառով կա ավելի մեծ գրավիտացիոն քաշքշուկ, մինչդեռ թեժ կետերը (կարմիրով) միայն ավելի տաք են, քանի որ ճառագայթումը այդ շրջանը ապրում է ավելի ծանր ձգողական ջրհորի մեջ: Ժամանակի ընթացքում ավելորդ շրջաններն ավելի հավանական կլինեն վերածվել աստղերի, գալակտիկաների և կլաստերների, մինչդեռ անպաշտպան շրջաններն ավելի քիչ հավանականությամբ կվարվեն: (EM HUFF, SDSS-III TEAM and the South POLE TELESCOPE Team; GRAPHIC by ZOSIA ROSTOMIAN)

Բայց Տիեզերքը հիանալի և միատեսակ չէ: Այն ունի չափազանց խիտ շրջաններ, ինչպես մոլորակները, աստղերը, գալակտիկաներն ու գալակտիկաների կլաստերը: Այն ունի խիտ շրջաններ, ինչպես մեծ տիեզերական արձակուրդներ, որտեղ գրեթե գոյություն չունեն զանգվածային առարկաներ:

Դրա պատճառն այն է, որ տիեզերքի ընդլայնումից բացի, խաղում են նաև ֆիզիկական այլ երևույթներ: Փոքր մասշտաբների վրա, ինչպես կենդանի էակների կշեռքը և ներքևում, գերակշռում են էլեկտրամագնիսական և միջուկային ուժերը: Ավելի մեծ մասշտաբների վրա, ինչպես մոլորակների, արևային համակարգերի և գալակտիկաների, գերակշռում են գրավիտացիոն ուժերը: Մեծ մրցակցությունը տեղի է ունենում բոլորի ամենամեծ մասշտաբների մասում `ամբողջ Տիեզերքի մասշտաբով - տիեզերքի ընդարձակման և դրա ներսում առկա բոլոր նյութի և էներգիայի գրավիտացիոն գրավչության միջև:

Ամենամեծ մասշտաբների վրա տիեզերքն ընդլայնվում է, և գալակտիկաները նահանջում են միմյանցից: Բայց ավելի փոքր մասշտաբների վրա ձգողականությունը հաղթահարում է ընդարձակումը, ինչը հանգեցնում է աստղերի, գալակտիկաների և գալակտիկաների կլաստերի ձևավորմանը: (NASA, ESA, and A. FEILD (STSCI))

Ամենից մեծ մասշտաբների վրա հաղթում է ընդլայնումը: Առավել հեռավոր գալակտիկաներն այնքան արագ են ընդարձակվում, որ ոչ մի ազդանշան, որը մենք ուղարկում ենք դուրս, նույնիսկ լույսի արագությամբ, երբևէ չի հասնի դրանց:

Տիեզերքի գերտերությունները, որոնք գալակտիկաներով բնակեցված և ավելի քան մեկ միլիարդ լուսային տարի ձգվող այս երկար, թելքային կառույցներն են, ձգվում և պոկվում են տիեզերքի ընդլայնմամբ: Համեմատաբար կարճաժամկետ կտրվածքով ՝ առաջիկա մի քանի միլիարդ տարիների ընթացքում նրանք կդադարեն գոյություն ունենալ: Նույնիսկ Կաթնային ուղու ամենամոտ մեծ գալակտիկական կլաստերը ՝ Կույս կլաստերը, ընդամենը 50 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա, երբեք մեզ չի մտնի դրա մեջ: Չնայած գրավիտացիոն քաշքշուկին, որը ավելի քան հազար անգամ ավելի հզոր է, որքան մեր սեփականը, Տիեզերքի ընդլայնումը այս ամենը կտարբերի:

Հազարավոր գալակտիկաների մի մեծ հավաքածու կազմում է մեր հարևան թաղամասը 100,000,000 լուսային տարվա ընթացքում: Կույս կլաստերն ինքնին կմնա միավորված, բայց Կաթնային ճանապարհը կշարունակի հեռանալ դրանից, քանի որ ժամանակն անցնում է: (ՎԻԿԻՄԵԴԻԱՆ ԿԱՐՈՂ Է ՈՒՂԻՂ ԱՆԴՐԵՎ Զ. ՔՈԼՎԻՆ)

Բայց կան նաև ավելի փոքր մասշտաբներ, որտեղ ընդարձակումը հաղթահարվել է, թեկուզ տեղական: Ավելի հեշտ է տիեզերքի ընդլայնումը փոքր հեռավորության վրա մասշտաբներով հաղթահարել, քանի որ գրավիտացիոն ուժը ավելի շատ ժամանակ ունի ավելի մեծ չափերի շրջանները փոքր մասշտաբներով աճելու համար, քան ավելի մեծ մասշտաբներով:

Մոտակայքում, Կույս կլաստերն ինքնին կմնա ձգողականորեն կապված: Կաթնային ճանապարհը և տեղական խմբային բոլոր գալակտիկաները կմնան իրար հետ ՝ ի վերջո միասին միավորվելով իրենց ծանրության ներքո: Երկրագունդը պտտվելու է Արեգակի շուրջ նույն ուղեծրային հեռավորության վրա, Երկիրն ինքնին կմնա նույն չափը, և դրա վրա ամեն ինչ կազմող ատոմները չեն ընդարձակվի:

Ինչո՞ւ Որովհետև Տիեզերքի ընդարձակումը միայն որևէ ազդեցություն է թողնում, երբ մեկ այլ ուժ `լինի գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսական կամ միջուկային, դեռևս չի հաղթահարել այն: Եթե ​​որոշ ուժեր կարող են հաջողությամբ պահել մի առարկա միասին, նույնիսկ ընդլայնվող տիեզերքը չի ազդի փոփոխության վրա:

TRAPPIST-1 համակարգը համեմատած արևային համակարգի մոլորակների և Յուպիտերի լուսնի հետ: Այստեղ ցույց տրված ամեն ինչի ուղեծրերը անփոփոխ են Տիեզերքի ընդարձակման հետ `այդ ընդլայնման ցանկացած հետևանքները հաղթահարելու ծանրության պարտադիր ուժի պատճառով: (NASA / JPL-CALTECH)

Դրա պատճառը նուրբ է և կապված է այն բանի հետ, որ ընդլայնումն ինքնին ուժ չէ, այլ ՝ փոխարժեք: Տիեզերքը իսկապես դեռ ընդլայնվում է բոլոր մասշտաբների մեջ, բայց ընդլայնումը միայն կուտակված է ազդում իրերի վրա: Որոշակի արագություն կա, որ տարածությունը կավելանա ցանկացած երկու կետի միջև, բայց դուք պետք է համեմատեք այդ արագությունը այդ երկու օբյեկտների միջև փախուստի արագության հետ, ինչը չափիչ է, թե որքանով են դրանք սերտորեն կամ թեթևորեն կապված:

Եթե ​​այդ առարկաները միմյանց հետ կապող ուժ կա, որն ավելի մեծ է, քան ֆոնի ընդլայնման արագությունը, նրանց միջև հեռավորության աճ չի լինի: Եթե ​​հեռավորության աճ չկա, ապա արդյունավետ ընդլայնում չկա: Ամեն պահի դա ավելին է, քան հակազդեցություն, ուստի այն երբեք չի ստանում հավելումային ազդեցություն, որը դրսևորվում է անսահմանափակ օբյեկտների միջև: Արդյունքում, կայուն, պարտավորված առարկաները կարող են անփոփոխ գոյատևել ընդարձակ Տիեզերքում հավերժության համար:

Անկախ նրանից, թե դա կապված է ծանրության, էլեկտրամագնիսության կամ որևէ այլ ուժի հետ, կայուն, հավաքված օբյեկտների չափերը չեն փոխվի նույնիսկ տիեզերքի ընդարձակման դեպքում: Եթե ​​կարողանաք հաղթահարել տիեզերական ընդարձակումը, հավերժ կմնաք: (NASA, ԵՐԿԱՐԱՇԽԱՐՀԻ ԵՎ ՄԱՐՍԵՐԻ ՄԻԱԶԳԱՅԻՆ)

Քանի դեռ Տիեզերքն ունի այն հատկությունները, որոնք մենք չափում ենք, որ այն ունենալու է, սա այդպես կմնա հավերժ: Մութ էներգիան կարող է գոյություն ունենալ և առաջացնել հեռավոր գալակտիկաների արագացումը մեզանից հեռու, բայց ֆիքսված հեռավորության վրա ընդլայնման ազդեցությունը երբեք չի աճի: Միայն այսպիսի եզրակացության կփոխվի տիեզերական «Մեծ ճեղքումը», որը ապացույցը ցույց է տալիս, այլ ոչ թե դեպի:

Տիեզերքի գործվածքը ինքնին դեռ կարող է ընդլայնվել ամենուր, բայց չափիչ ազդեցություն չունի յուրաքանչյուր օբյեկտի վրա: Եթե ​​որոշ ուժեր ձեզ բավականաչափ կապում են ձեզ հետ միասին, ընդարձակվող տիեզերքը չի ազդի ձեզ վրա: Դա միայն բոլորի ամենամեծ մասշտաբների վրա է, որտեղ օբյեկտների միջև եղած բոլոր կապող ուժերը չափազանց թույլ են արագ տապալելու համար Hubble- ի արագությունը, այդ ընդարձակումը տեղի է ունենում ընդհանրապես: Ինչպես մի անգամ ասաց ֆիզիկոս Ռիչարդ Փայսը, «ձեր գոտկատեղը կարող է տարածվել, բայց դուք չեք կարող մեղադրել դա տիեզերքի ընդլայնման մեջ»:

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»: