Их тэсрэлтийн онол (төгсгөл хэсэг)

Урт удаан хугацааны туршид орчлонгийн нууцыг зөвхөн сүм хийд л тайлбарлахыг оролдсоор иржээ. Тэд орчлонгийн үүсэл (эхний хэсгийг энд дарж уншина уу)-ийн шалтгаан, түүний утга учрыг эрэлхийлж байсан бол шинжлэх ухаан орчлон ертөнц хэрхэн үүсч хөгжив, түүний цаашдын ирээдүй ямар байх вэ гэдгийг судладаг. Шашин, шинжлэх ухаан аль аль нь үнэнг хайж байсан ч тэр нь нэгэн цэгт нийлэхэд хэцүү. Гэхдээ орчлон ертөнцийн үүслийн талаархи шинжлэх ухааны үндэслэлтэй онолыг католик шашинт хүн анхлан дэвшүүлжээ. Францын одон оронч Жорж Лиметрийн 1920-1930- аад оны үед боловсруулсан "балар эртний атомын таамаглал" хэмээх онол үндсэндээ их тэсрэлтийн онол байв. Лиметр 1920-оод оны үеэс харьцангуйн ерөнхий онолыг судлаж, түүний нэгэн далд төрхийг олж харав. Тэр нь Эйнштейний үгүйсгэж байсан зүйл бөгөөд орчлон ертөнц тэлж байгааг илрүүлсэн явдал юм. Хэрэв тэлж буй орчлонгийн цаг хугацааг ухраавал орчлон ертөнц агшиж, жижгэрсээр нэгэн эгшинд цэг болон хувирна гэдгийг Лиметр анзаарчээ. Тэр нь маш халуун, асар их нягттай орчлонгийн үр хөврөл байсан. Түүний тэсрэлтээр орчлон ертөнц үүссэн хэмээн Лиметр тайлбарлав. Тэрээр орчлон ертөнцийн үүслийн талаархи шинэ онолоо Эйнштэйнд танилцуулсан боловч "математикийн үүднээс авч үзвэл зөв боловч физикийн хувьд учир дутагдалтай" гэсэн хариу авчээ.


Гэвч 1925 онд Лиметрийн онол зөв гэдэг нь нотлогдов. Лос-Анжелесийн ойролцоо ууланд байрлах телескопоор Эдвин Хаблын харсан зүйл Эйнштэйний тогтвортой орчлонгийн төсөөллийг үгүйсгэж байв. Хабл тухайн үеийн хамгийн өндөр хүчин чадал бүхий дурангаар Галилейн төсөөлж байснаас ч холын одод, галактикийг ажигласан байна. Тэрээр нар бол сүүн замын нэгэн од гэдгийг нээв. Тухайн үед алс холын одод хүртэх зайг хэмжих арга нээгдээгүй байв. Хабл гэрэлтэлтийн хэмжээ нь аль хэдийн тодорхой болсон гэрэлтэлтийн эталон оддыг судалгаандаа ашиглажээ. Ойрхон байх оддын гэрэл тод бол холын одод бүдэг гэрэлтэй байна. Хабл Адагчуулганы мананцараас хамгийн тод гэрэлтэлт бүхий бүлэг эталон одыг олсон байна. Уг галактик өмнө нь сүүн замын доторхи мананцар хэмээн тооцогддог байсан бол ажиглалтаар 1 сая гэрлийн жилийн зайд орших бие даасан аварга галактик гэдгийг тодорхойлов. Мөн бусад галактикуудыг ч дараалан нээсний эцэст 1929 онд ихэнх галактик алслан холдож байгаа гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Хабл галактикуудын алслах хурдад тулгуурлан орчлон ертөнцийн насыг 2 тэрбум жил хэмээн тооцоолов. Гэтэл энэ нь орчлон ертөнц дэлхийгээс залуу гэсэн үг болж таарна. Хаблын тооцооллын арга зөв байсан боловч огторгуйн эрхэс хүртэлх зайн хэмжилт алдаатай байв. Үүссэн зөрчилд дөрөөлөн Лиметрийн онолыг эсэргүүцэх эрдэмтэд ч гарч ирэв. Гэвч орчлонгийн гарал үүслийн тухай онол 20-р зууны сүүлийн хагасын физикийн салбарт маш чухал нөлөө үзүүлэх болно.


20-р зууны дунд үе хүртэл их тэсрэлтийн онолыг дэмжих физикчид харьцангуй цөөхөн байв. Хабл орчлонгийн насыг буруу тооцолсноос үүдэн Кембрижийн их сургуулийн одон оронч Фред Хойл тэлэлтийн онолыг үгүйсгэж, шинэ онол боловсруулсан байна. Тогтонги төлөвт орчлонгийн онол орчлон ертөнцийг цаг хугацаанаас хамааран өөрчлөгдөхгүй хэмээн дүгнэв. Уг онол нь азот, нүүрстөрөгчөөс авахуулаад үелэх системд байрлах химийн бүхий л элементийн үүслийн таамаглалд тулгуурлажээ. Асар өндөр температурт устөрөгчийн цөмийн урвал явагдаж, үр дүнд нь гели үүснэ. Гели нь мөн адил урвалд орж, нүүрстөрөгч зэрэг бусад элементүүдийг үүсгэнэ. Үелэх системийн бүх элемент одны дотор үүсдэг гэсэн нь гайхалтай зүйл байв. Гэвч энэ онол устөрөгч болон гелийн үүслийн тухай тодорхой тайлбарыг өгч чадсангүй. Дөнгөж үүсээд байсан одод устөрөгчөөс бүрдэж байсан. Устөрөгч орчлонгийн 74-өөс дээш хувийг эзлэдэг. Хойл устөрөгч, гелийн аль аль нь орчлон үүсэх үед оршин байсан гэж үзсэнээр онолынхоо цоорхойг нөхөв. Түүний төсөөлөх орчлон эхлэл төгсгөлгүй, нягт ч, температур ч нэг л хэвийн мөнхөд орших зүйл байв. Гэвч орчлон тэлж байгаа нь тодорхой учир яалт ч үгүй зөрчилдөхөд хүргэнэ. Тэлэлтээс үүдэн орчлонгийн нягт багасах учиртай. Хойл нягт тогтмол байх нөхцөлийг орчлонгийн аль нэг хэсэгт матер бүтээгдэж байгаагаас үүдэлтэй гэсэн нь бусад эрдэмтдийн хувьд хүлээж авах боломжгүй тайлбар байв.


Харин Лиметрийн балар эртний атомын таамаглал буюу өөрөөр нэрлэвэл их тэсрэлтийн онолыг дэмжигч, оросын физикч Жорж Гамовын санаа сөргөлдсөн онолуудын тэг дунд нь байв. Тэрээр Хойлын адил их тэсрэлтийн дараах химийн элементүүдийн гарал үүслийг судлаж, гели, устөрөгч болон бусад элементүүд их тэсрэлтийн дараах хэдхэн минутад үүссэн гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Их тэсрэлтийн дараа температур маш өндөр байсан тул ихэнх молекул хамгийн анхдагч хэлбэрт орж задарсан гэж тэр үзэв. Америкийн одон оронч Ралф Алфер Гамовын судалгаанд туслаж, онолыг батлахын тулд элементүүдийн үүслийн тооцоог хийв. Түүний үр дүнд их тэсрэлтийн дараа элементүүд үүссэн бол устөрөгч гелигээс 10 дахин их хэмжээтэй байх ёстой гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Энэ харьцаа ажиглалтын үр дүнтэй яв цав таарав. Гэхдээ устөрөгч, гелигээс бусад элементүүдийн үүслийн талаар бүрэн дүүрэн тайлбарлаж чадахгүй байв. Алфер Гамов нар мөн сансар огторгуйд их тэсрэлтийн ул мөр байх ёстой гэж үзэж байв. Их тэсрэлтийн дараах орчлон маш их халуун байсан. Мөн их хэмжээний гэрэл тархсан. Иймд үлдэгдэл цацраг ч юм уу, ямар нэгэн зүйл сансар огторгуйд байх ёстой. Харамсалтай нь тухайн үеийн дурангаар их тэсрэлтээс үүссэн дулаан болон цацрагийн үлдэгдлийг тодорхойлох боломжгүй байв.


Харин тогтонги төлөвт онол тухайн үеийн хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр шуугиан тарьж байв. Олон нийт уг онолыг илүү хүлээн авч дэмжиж байжээ. Хойл 1949 онд радиогийн нэгэн нэвтрүүлэгт оролцох явцдаа өрсөлдөгчдийн онолыг басамжлах үүднээс "их тэсрэлт" гэж нэрлэсэн байна. Сөргөлдөгч эрдэмтэд сэтгэлзүйн хувьд ч хоорондоо таарч тохирохгүй, нэг нэгнийхээ онолын талаар ул суурьтай ярилцах сонирхолгүй байсан юм. Хаблын эхлүүлсэн судалгаа 1960-аад оны үеэс илүү нарийвчлалтай явагдах боломж бүрдэж, орчлонгийн насыг зөв тодорхойлсноор онолын сөргөлдөөнд цэг тавих болно. Мөн тэр үед эрдэмтэд нэгэн чухал нээлт хийнэ. 1965 онд сансарын цацраг хэмжигч төхөөрөмж бүтээгдсэн нь Гамов нарын сансарын богино долгионы тухай таамаглалаас хойш 20 жилийн дараах үйл явдал байв. Принстон их сургуулийн судалгааны багийн ахлагч Роберт Дик Лиметрийн онолыг нотлохын тулд үлдэгдэл цацрагийг хайж байв. Тэр сансарын үлдэгдэл цацраг илрүүлэх төхөөрөмж бүтээхийг 2 залуу физикчид даалгажээ. Шинээр бүтээгдсэн төхөөрөмж мэдрэх чадварын хувьд тийм ч сайн байсангүй.

Тухайн үед одон орны долгион судлаач Роберт Вилсон, Арнольд Пэнзиас нар галактикийн орон зайн үүлнээс цацрах долгионыг хүлээж авах судлагаа хийж байв. Гэвч хүлээн авагч төхөөрөмжид долгионыг сааруулах их хэмжээний шуугиан орж ирсэн байна. Тэд учир битүүлэг шуугианыг төхөөрөмж буруу ажиллах зэрэг хөндлөнгийн шалтгаанаас үүдэлтэй гэж бодож байв. Гэвч Нью-Иоркт байх ямар нэгэн зүйлийн нөлөө юу, нисэх онгоцны холбооны долгион уу, тагтааны сангас антенид наалдсанаас үүдэв үү гэх мэтчилэн таамаглал дэвшүүлж, байж болох бүхий л нөхцөлийг шалгаж үзсэн ч шуугиан арилсангүй. Мөн хүлээн авагчийн антенийг тэнгэрийн аль ч чигт эргүүлэхэд шуугиан орж ирсэн хэвээр байжээ. Энэ нь Принстон их сургуулийн физикчдийн хайж байсан сансарын богино долгионы үлдэгдэл цацрагийг санамсаргүй илрүүлсэн явдал байв. Энэхүү хөдлөшгүй нотолгооны үр дүнд тогтонги төлөвт орчлонгийн онол няцаагдав. Вилсон, Пэнзиас нарын өгүүлэл 1965 онд одон орон судлалын мэргэжлийн сэтгүүлд нийтлэгдсэнээр Их тэсрэлт орчлонгийн үүслийг тайлбарлах хамгийн үнэн зөв онолд тооцогдох болжээ. Лиметр уг мэдээг нас барахынхаа өмнөхөн эмнэлгийн орон дээр сонсоод, бүтээсэн зүйл нь амжилт олохын баяр хөөрийг амталж амжсан байна.


1978 онд Вилсон Пэнзиас нар нобелийн шагнал хүртэв. Хэдийгээр Хойлын онол няцаагдсан боловч нарийвчлал сайтай үр дүн нь эрдэмтдийн дунд өндөр хэмжээгээр үнэлэгдсэн юм. Үнэн чанартаа устөрөгч болон гели их тэсрэлтийн дараах хэдхэн минутад бүрэлдэн бий болсон хэмээх Гамовийн таамаглал, бусад хүнд элементүүд болох азот, нүүрстөрөгч зэрэг нь одон дотор үүсдэг хэмээсэн Хойлын үзэл аль аль нь зөв байжээ. Гэвч Хойл 2001 онд нас барах хүртлээ их тэсрэлтийн онолыг хүлээн зөвшөөрөөгүй юм. Хэдийгээр олонхи эрдэмтэд хүлээн зөвшөөрсөн ч Их тэсрэлтийн онолд шийдэгдээгүй асуудал байв. 20-р зууны төгсгөл үеийн судалгаагаар орчлонгийн температурын тархалт жигд байгаа нь илрэв. Энэ нь эрдэмтдийн төсөөллөөс ангид зүйл байв. Савтай хүйтэн усанд буцалсан халуун ус хийе. Халуун усны молекул савны нийт эзэлхүүнд тархаж, усны температур жигд болох хүртэл тодорхой хугацаа зарцуулна. Үүнтэй адил бодит байдалд орчлон ертөнцийн температур жигд байдалд орох хүртэл хангалттай хугацаа өнгөрөөгүй байгаа нь асуудал үүсгэнэ.

1980-аад оноос америкийн онолын физикч, одон оронч Алан Гүүт шинэ онол дэвшүүлэв. Түүгээр бол орчлон ертөнц их тэсрэлтийн дараа төсөөлшгүй өндөр хурдаар гэнэт огцом тэлжээ. Тэлэлтийн хурд гэрлийн хурднаас ч илүү байсан. Шинэ онолыг инфляцын онол хэмээн нэрлэв. Их тэсрэлтийн дараахан хүндийн хүч, цахилгаан соронзон хүчийг оролцуулаад нийт дөрвөн төрлийн хүч нэгэн аварга хүчинд нэгтгэгдсэн байв. Аварга хүчнээс хүндийн хүч эхлэн салснаар огцом тэлэлт явагдав. Хэдийгээр үргэлжилсэн хугацаа нь тодорхойгүй боловч огцом тэлэлт нь температурын жигд тархалтын нөхцөл болжээ. Инфляцийн онолыг шалгах зорилгоор НАСА 2001 оны 6 сарын 3-нд нэгэн хиймэл дагуул хөөргөжээ. Богино долгионы мэдрэгч бүхий WMAP хиймэл дагуул их тэсрэлтийн ул мөр болох үлдэгдэл цацрагийг судлаж, үүсээд удаагүй орчлон етөнцийн дүр төрхийг одоогийнхтой харьцуулахыг зорьсон байна. Хиймэл дагуулаас 2003 оны 2 сард илгээсэн зураг дөнгөж 380 мянган жилийн настай "залуу" орчлонгийн төрхийг буулгасан байв. Зураг эрдэмтэдийн төсөөлж байсан орчлонг дүрсэлж, огцом тэлэлт болсныг нотлов. Ердийн хүнд шувууны өндөг мэт харагдах уг зураг эрдэмтэдийн хувьд томоохон нээлт байсан юм. Зураг Гүүтийн инфляцийн онолыг батлахаас гадна орчлонгийн насжилт, түүний бүтэц, хэлбэр, өсөлтийн хэлбэр зэргийг тодорхойлох чухал баримт болжээ.



WMAP хиймэл дагуулын тусламжтайгаар орчлон ертөнц үүссэний дараах үеийн загварыг бүтээсэн байна. Их тэсрэлт эхэлж, 1 секундыг тэрбум хуваасны нэгтэй тэнцэх хугацаа өнгөрөх үед орчлон атомоос ч жижиг хэмжээтэй, төсөөлшгүй өндөр температуртай байв. Энэ үед бидний мэдэх 4 хүч нэгдмэл хэвээр байна. Дараа нь орчлонгийн тэлэлтээс үүдэн хүндийн хүч тусгаарлан салав. Үүний улмаас орчлон богино хугацаанд огцом тэлж, температурын тархалт жигдрэв. Энэ бол Гүүтийн таамагласан инфляцийн онолын үр дүн юм. Дараа нь тэлэлт алгуур хэлбэрт шилжив. Тэсрэлтээс хойш 1 секунд ч өнгөрөөгүй байхад үлдэх 3 хүч тус тусдаа салав. 3 минутын дараа температур целсийн 15 сая хэмээр буурч, атомын цөм хэлбэржин бүрэлдэв. Улмаар устөрөгч, дараа нь Гамов Алфер нарын таамагласны дагуу устөрөгчийн цөмийн урвалын үр дүнд гели үүсэв. 380 мянган жилийн дараа гэрэл харанхуйг чиглэн тархав. Вилсон Пэнзиас нарын нээсэн үлдэгдэл цацраг энэ цаг үед хамаарна. 1 тэрбум жилийн дараа одод үүсч эхлэн, Хойлын таамагласан азот, устөрөгч, нүүрстөрөгч мэтийн хүнд элементүүд үүсэв. 9 тэрбум жилийн дараа масс болон хүндийн хүчний үйлчлэлээр одод бүрэлдэн тогтов. Температур нэмэгдэн, цөмийн урвал явагдаж нар бий болов. Түүнийг тойрсон зээрэнцэг хэлбэрийн хийнээс тэнгэрийн жижиг биетүүд үүсч, хоорондоо олон дахин мөргөлдсөнөөр гаригуудыг үүсгэв. Солирын мөргөлдөөнөөс үүдэн нэгэн гаригийн гадаргын температур нэмэгдэв. Солиртой хамт ирсэн ус, нүүрстөрөгч агаар мандлыг үүсгэв. Энэ бол дэлхий юм. Дараа нь түүний гадарга усаар бүрхэгдэж, түүн дотор гайхалтай химийн урвал явагдан амьдрал үүсэв. Их тэсрэлтээс хойш 13,7 тэрбум жилийн дараа буюу өнөөдөр орчлон ертөнц 196 тэрбум гэрлийн жилийн хэмжээнд хүртэл тэлэв. Энэ бол хэдэн мянган эрдэмтний оюун ухаанаар дамжин, хэдэн мянган жилийн хугацаанд нээж илрүүлсэн, орчлон, дэлхийн үүслийн түүх юм.

Тэгвэл одоо түүний төгсгөлийн тухай багахан эргэцүүлье. Жил болгон ирдэг шиг намрын налгар өдрүүд хэзээ нэгэн цагт ирэхээ болино. Төгсгөл хэдэн арван тэрбум жилийн дараа ирнэ. 5 тэрбум жилийн дараа хүн төрөлхтний иргэншил устаж, дэлхийн амьдрал мөхнө. Өтөлж хөгширсөн нар энергиэ алдаж, температур нь буурна. Улаанаар гэрэлтэн, хэмжээ нь нэмэгдэх тусам дэлхийд улам ойртоно. Замдаа Сугар, Буд гаригийг залгина. Далай ууршин алга болж дэлхийн гадарга халуун лаваар бүрхэгдэнэ. Энергээ алдаж дууссан нар цагаан одой од болон хувирна. Нарны эргэн тойронд гариг хэлбэрийн хийн үүлэнцэр үүсч, сүнс мэт тэнүүчлэнэ. "Амь голтой" үлдэх Санчир, Ангараг ч удалгүй хэлбэрээ өөрчилнө. Нарны хийн үүлээр бүрхэгдэх үед чулуу, төмөрлөгөөс бүрдэх гаригийн цөм л үлдэнэ. Нарны хүндийн хүчийг бараг мэдрэхээ больсон гаригийн үлдэгдлүүд холдон одож, сансарын уудамд аялахдаа нарнаас үлдсэн өчүүхэн дулаан илчийг хэдэн арван тэрбум жилийн туршид хадгалсаар байна. Удалгүй нар гэрэлтэхээ больж, хар одой од болон хувирна. Түүнээс хойших хэдэн арван тэрбум жилийн хугацаанд одод нууцлаг хар энергийн нөлөөгөөр бие биенээсээ холдсоор байна. Тэлэлтийн хурд нь нэмэгдэж, хүндийн хүчний үйлчлэлээс ангижирсан орчлон ертөнц задран сарнина. Галактикууд, одны аймаг, одод, тэр ч байтугай атом хүртэл хумхын тоос болон хувирна. Орчлонгийн төгсгөл "Их задрал"-аар дуусна. Төгсгөлийн онолыг олонхи эрдэмтэд хүлээн зөвшөөрсөн боловч түүний батлагдах эсэх нь тодорхойгүй байна. Гэхдээ цаашид шинэ шинэ онолууд төрөн гарч, батлагдаж няцаагдаж, хүн төрөлхтний мэдлэгийн хүрээг баяжуулсаар байх нь тодорхой.

эх сурвалж, The Universe TV series 2007

,

2 сэтгэгдэл:

хариулах...

Bayrlalaa ih saihan medeeleluud bh ymaa. Shiniig huleeseer l bgaa :)

хариулах...

Сэтгэгдэл үлдээх