Теория большого взрыва

Խ. ԱԲՈՎՅԱՆԻ ԱՆՎԱՆ ՀԱՅԿԱԿԱՆ ՊԵՏԱԿԱՆ ՄԱՆԿԱՎԱՐԺԱԿԱՆ ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆ

ՌԵՖԵՐԱՏ

Ø  ՖԱԿՈՒԼՏԵՏ__ Մաթեմատիկայի, ֆիզիկայի և ինֆորմատիկայի

Ø  ԲԱԺԻՆ__ ֆիզիկա

Ø  ԿՈՒՐՍ__ երկրորդ, մագիստրատուրա

Ø  ԱՌԱՐԿԱ__  Կոսմոլոգիայի տարրերը

Ø  ԹԵՄԱ__ Մեծ պայթյունի տեսությունը

Ø  ԴԱՍԱԽՈՍ__ Սերգեյ Ներսիսյան

Ø  ՈՒՍԱՆՈՂՈՒՀԻ__ Մարգարիտա Դանիելյան

ԵՐԵՎԱՆ 2017 թ.

Ներածություն

Կոսմոլոգիական հիմնախնդիրը դա Տիեզերքի, որպես մեկ ամբողջություն, կառուցվածքի և էվոլուցիայի հարցն է: Մենք ունենք տիեզերքի մեկ «օրինակ» և նրա վրա փորձեր դնել չենք կարող: Հենց այս և մի շարք այլ հանգամանքներ կոսմոլոգիական հիմնախնդրի լուծումը դարձնում է ֆանտաստիկորեն դժվար: Կոսմոլոգիայում «հարցերի հարցը» համարվում է տիեզերքի զարգացումը ժամանակի ընթացքում ժամանակի ցանկացած պահի համար, այսինքն՝ հենց պարզել տիեզերքի անցյալը ոչ թե ժամանակի ինչ-որ հատված համար, այլ «ամբողջապես»: Քանի որ նշված պրոբլեմը լուծված չէ, մենք միայն կարող ենք պարզել, թե սկզբունքորեն ինչպիսի լուծումներ կարող են գոյություն ունենալ:

Առաջին հնարավորությունը: Տիեզերքը անցյալում գտնվել է «հատուկ» վիճակում, որը համապատասխանում է ժամանակի «սկզբին», քանի որ «մինչ» այդ ժամանակի մասին հասկացությունը զուրկ է ֆիզիկական, և, ինչու չէ, որևէ այլ իմաստից: Վերջին պնդումը այդպիսի տարբերակի համար անհրաժեշտ է: Իրոք, եթե հնարավոր է խոսել ժամանակի մասին «մինչ» տիեզերքի էվոլուցիայի սկիզբը, իսկ տիեզերքը դեռ գոյություն չուներ, մենք ստիպված պետք է ենթադրենք «աշխարհի» արարումը: Ժամանակը և տարածությունն անբուժելի են նյութից՝ մատերիայից, հետևապես անհնար է դառնում կիրառել մինչև «սկիզբը» ժամանակի մասին հասկացությունը: t=0 պահը կրում է պայմանական բնույթ ժամանակը «սկզբ»-ի մոտ կորցնում է սովորական իմաստը, իսկ խտության վերջավոր կամ անվերջ լինելու մասին առանց վերապահման խոսելն իմաստ չունի:

Երկրորդ հնարավորությունը: Անցյալում ասենք տիեզերքի կորության շառավիղը (R մասշտաբը) հասել է մինիմումի՝ 0-ից տարբեր, իսկ նյութի խտությունը համապատասխանաբար հասել է մաքսիմումի: Մինչ այդ տիեզերքն ընդարձակվել է, հետո սեղմվել: Սա բաբախող մոդելն է:

Մեծ պայթյունի տեսությունը

Անցյալում վերջավոր թե՞ անվերջ էր ժամանակը: Սա է գլխավոր հարցը կոսմոլոգիական հիմնախնդրի լուծման համար, որին պատասխանելուց հետո պետք է կոնկրետացնել տիեզերքի մոդելը (մի շարք մոդելների միջև): Առայժմ, որքան որ հայտնի է, հիմնախնդրի լուծման ոչ մի ուղի չի երևում, եթե միայն չհաջողվի հայտնաբերել, բացահայտել մաքսիմում խորության համեմատաբար խտությունների մատչելի տիրույթյում՝  ()-ից փոքր: Տիեզերքին հատուկ են համասեռության և իզոտրոպության հատկությունները 300 Մպկ-ից մեծ հեռավորությունների վրա: Բոլոր կառուցվածքայնությունները գոյություն ունեն միայն, դրանից փոքր հեռավորությունների վրա: Եթե տիեզերքում վերցվի 300 Մպկ կողմով մի խորանարդ, ապա որ կետում էլ որ այն վերցնենք, միևնույնն է, նրանում միշտ կգտնվի մոտավորապես մեկ միլիոն գալակտիկա: Մեր առջև այդ հեռավորություններից կբացվի միանգամայն հարթ «աստղային անապատ» առանց «բլուրների» կամ «իջվածքների»: Իզոտրոպությունը նշանակում է տիեզերիք հատկությունների միանմանություն բոլոր ուղղություններով եռաչափ տարածությունում:

Մենք ապրում ենք լայնացող՝ ընդարձակվող տիեզերքում: Դա Ձեզ արդեն հայտնի Հաբլի օրենքն է, որն արտահայտվում է

բանաձևով, որտեղ V-ն գալակտիկայի տեսագծային արագությունն է, r-ը գալակտիկա հեռավորություն, իսկ H-ը Հաբլի հաստատունը, որի ներկայումս ընդունված արժեքը 70 կմ/վՄպկ է: Այսինքն մենք ապրում ենք ընդարձակվող տիեզերքում:

Իսկ ինչպե՞ս է առաջացել տիեզերքը: Համաձայն ժամանակակից տիեզերածնական մոդելի այն առաջացել է այսպես կոչված Մեծ պայթյունի հետևանքով, որից էլ սկսվել է տիեզերքի ընդարձակումը: Տիեզերքի առաջացումը գեբարձր խտության վիճակից անվանում են Մեծ պայթյուն, իսկ դրա վրա հիմնված մոդելը՝ Մեծ պայթյունի մոդել: Համաձայն այդ մոդելի տիեզերքի առաջացումն ու զարգացումն ընթացել են հետևյալ կերպ: Անցյալում աստղերի, գալակտիկաների և միջգալակտիկական գազի բաղադրության մեջ մտնող նյութն ունեցել է բոլորովին այլ հատկություններ: Ամենավաղ շրջանում այն ունեցել է չափազանց մեծ խտություն (10¹⁵ կգ/մ³), շատ բարձր ջերմաստիճան (10¹² Կ) և զբաղեցրել է աներևակայելի փոքր ծավալ: Տիեզերաբանության մեջ տիեզերքի այդ վիճակն անվանում են եզակի: Խտության ու ջերմաստիճանի հետագա նվազումը հանգեցրել է տիեզերքի ընդարձակման, և այն սկսել է սառչել: Գնահատականների համաձայն, երբ ջերմաստիճանը նվազել է 2 անգամ, ընդարձակման, բնութագրական ժամանակը եղել է 1վ, իսկ ջերմաստիճանը՝ T=10¹⁰-10¹⁸Կ, պրոտոններից և նեյտրոններից կազմավորվել են թեթև տարրերի (հելիումի, դեյտերիումի և այլն) միջուկները: t = 1-4 վայրկյանների ընթացքում տիեզերքի շառավիղը մեծացել է 2 անգամ, իսկ t = 1000 վ-ում այն կազմել է 100 լուսատարի, ջերմաստիճանը՝ 3^.10⁸ Կ: Այդ պահից սկսած՝ դիտվել է տիեզերքի ավելի դանդաղ սառեցում մինչև T=4000 Կ ջերմաստիճան. Որի դեպքում ազատ էլեկտրոնները կարող էին միանալ միջուկներին ու կազմել ատոմներ: Կատարվել է նյութի ու ճառագայթման տարանջատում:: Գալակտիկաների կազմավորումն սկսվել է Մեծ պայթյունից միլիարդ տարի անց , երբ նյութը սառել է մինչև մի քանի հարյուր կելվին, և գազային ամպերում առաջացել են կայուն անհամասեռություններ: Շարունակելով ընդարձակվել՝ տիեզերքը հասել է ներկայում դիտվող մետագալակտիկական վիճակին, սակայն, ըստ Հաբլի օրենքի, նրա ընդարձակումը շարունակվում է::

Մեծ պայթյունի մոդելի օգտին են խոսում հետևյալ դիտողական տվյալները՝ Հաբլի օրենքը և այսպես կոչված մնացուկային (ռելիկտային), ճառագայթումը, որի գոյությունը տեսականորեն կանխատեսել է ֆիզիկոս-տեսաբան  Գեորգի Գամովը (1904-1968) 1948թ.:Համաձայն նրա հաշվարկների՝ մեծ էներգիայով էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը, որը եղել է վաղ տիեզերքում ընթացող միջուկային ռեակցիաներում, պահպանվել է մինչև օրս: Տիեզերքի ընդարձակմանը զուգընթաց այդ ճառագայթումը հավասարաչափորեն լցրեն է ողջ տարածությունը և դրանով իսկ ստեղծել էլեկտրամագնիսական ճառագայթման ընդհանուր ֆոն (ֆոնային ճառագայթում), որին համապատասխանող ջերմաստիճանը պետք է լինի բացարձակ զրոյին մոտ    1-10Կ: 1965թ., ամերիկացիներ Առնո Պենզիասը (ծ.1933) և Ռոբերտ Վիլսոնը (ծ.1936) հայտնաբերել են մնացուկային ճառագայթումը, որի ջերմաստիճանը 2,7 Կ է, այսինքն՝ Գամովի նշած միջակայքում: Այդ հայտնագործման համար 1978թ. Նրանց շնորհվել է Նոբելյան մրցանակ:

Հաբլի հաստատունի հակադարձ T=1/H մեծությունը բնութագրում է Մեծ պայթյունից ցայսօր անցած ժամանակը: Հաբլի հաստատունի վերը նշած H=70կմ/վ^.Մպկ արժեքի դեպքոոմ դա 14,3 միլիարդ տարի է: Սա Մետագալակտիկայի տարիքի ժամանակակից գնահատականն է:

Եզրակացություն

Մարդկության համար դեռևս անլուծելի է տիեզերքում (Մետագալակտիկայում) կյանքի և բանականության գոյության հիմնախնդիր է: Մեր գալակտիկայում կան Արեգակի միլիարդավոր <<նմանակներ>>, հետևաբար՝ նմանատիպ աստղերի շուրջը պտտվող մոլորակների վրա կյանքի սաղմեր որոնելն առավել արդյունավետ կինի: Հնարավոր է, որ նրանցից որևէ մեկի վրա լինեն կյանքի գոյության նշաններ կամ զարգացած քաղաքակրթություններ, որոնք կապ կհաստատեն երկրաբնակներիս հետ, և մարդկությունն իրեն միայնակ չի զգա: Գուցե նրանք մեզ ներկայանան <<թռչող ափսեներով>> (ՉԹԱ՝ չճանաչված թռչող առարկաներ), որոնց <<ականատեսները>> համոզված են դրանց իրական լինելուն: Ինչևիցե, այդ աղմկահարույց ՉԹԱ-ների մասին առայժմ ոչ մի գիտական փաստ ու հաստատում չկա: Մնում է սպասել և հոսալ:

Գրականություն

1.      А. А. Гриб “Основные представления современной космологии ” 2008

2.      Физика космоса, маленькая энциклопедия

3.