ასტრონომები ტერმინ ”დიდ აფეთქებას” იყენებენ ერთმანეთთან დაკავშირებული ორი მნიშვნელობით. განაგრძეთ…
ერთის მხრივ ტერმინში იგულისხმება თვითონ ეს მოვლენა, რომელმაც გააჩინა სამყარო დაახლოებით 15 მილიარდი წლის წინათ; მეორეს მხრივ – მისი განვითარების ყველა სცენარი, გაფართოებისა და გაცივების პროცესებით.
დიდი აფეთქების კონცეფცია გაჩნდა წინა საუკუნის ოციან წლებში, ჰაბლის კანონის აღმოჩენასთან ერთად(1920). კანონის მიხედვით ხილული სამყარო ფართოვდება აჩქარებით და გალაქტიკები ერთმანეთს შორდებიან. არ იქნება ძნელი, ეს პროცესი წარმოდგენით უკან რომ ”გადავახვიოთ” და დავინახოთ, როგორი იყო ერთ წერტილში თავმოყრილი ზემკვრივი კოსმოსი. სამყაროს განვითარების ასეთი დინამიკა მტკიცდება ორი უმნიშვნელოვანესი ფაქტით.
კოსმოსის მუკროტალღური ფონი
1964 წელს ამწერიკელმა ფიზიკოსებმა არნო პენზიასმა და რობერტ უილსონმა აღმოაჩინეს, რომ სამყარო გამსჭვალულია მიკროტალღური დიაპაზონის ელექტრომაგნიტური გამოსხივებით. შემდგომმა გაზომვება აჩვენა, რომ ეს არის აბსოლუტურად შავი სხეულის გამოსხივება, რომელიც ახასიათებთ ობიექტებს ტემპერატურით დაახლოებით –270°С (3 კელვინი). ე.ი. აბსოლუტურ ნულზე სულ რაღაც 3 გრადუსით მეტი.
უბრალო ანალოგიას შეუძლია მიღებული რეზულტატის თქვენთქვის გასაგებად ინტერპრეტაცია. წარმოიდგინეთ, რომ ზიხართ ბუხართან და უყურებთ ნახშირს. სანამ ცეცხლი ელვარებს ნახშირს მოყვითალო ელფერი აქვს. ცეცხლის განელებასთან ერთად ქავანახშირი მკრთალი მოვარდისფრო, შემდეგ კი მუქი წითელი ხდება. როცა ცეცლი ჩაქრობის პირასაა, ვერანაირ ხილულ გამოსხივებას ვერ დაინახავთ, თუმცა თუ ხელებს ახლოს მიიტანთ ბუხართან, შევიგრძნობთ სითბოს, ანუ ნახშირი ისევ ასხივებს ენერგიას, თუმცა უკვე თქვენთვის უხილავ, ინფრაწითელ დიაპაზონში. რაც უფრო ცივია ობიექტი, მით დაბალია გამოსხივების სიხშირე, ტალღა კი შესაბამისად გრძელი. ასე ვთქვათ, პენზიასმა და უილსონმა გაზომეს ”კოსმოსური ქვანახშირის” ტემპერატურა, მას შემდეგ რაც ის 15 მილიარდი წლის განმავლობაში ცივდებოდა. ანუ გამოსხივებამ დაკარგა ენერგია და მიკროტალღურში გადავიდა.
ისტორიულად ამ აღმოჩენამ დიდი აფეთქების შესახებ კოსმოლოგიური თეორიის დამკვიდრება განაპირობა. სამყაროს სხვა მოდელები(მაგ: სტაციონალური სამყარო) ხსნიან სამყაროს გაფართოების ფაქტს, მიკროტალღური ფონის არსებობას კი ვერა.
მსუბუქი ელემენტების სიმრავლე
ადრეული სამყარო იყო ძალიან ცხელი. თუ ამ დროს პროტონები და ნეიტრონები ერთიანდებოდნენ მსუბუქ ბირთვებში, ამ ბირთვების არსებობის დრო უმნიშვნელოდ მცირე იყო, რადგან შემდგომი შეჯახების დროს, სხვა ბირთვთან, ხდებოდა ისევ ელემენტარულ კომპონენტებად დაშლა. გამოდის, რომ დიდი აფეთქებიდან გავიდა 3 წუთი, სანამ მატერია გაცივდა ტემპერატურამდე, რომლეზეც ბირთვების შეჯახების ძალა შემსუბუქდა და ელემენტარულმა ნაწილაკებმა დაიწყეს მდგრადი ბირთვების წარმოქმნა. ადრეული სამყაროს ისტორიაში ეს იყო მსუბუქი ბირთვების შექმნის მომენტი. ყველა ბირთვი, რომელიც პირველი სამი წუთის განმავლობაში ჩნდებოდა, აუცილებლად მაშინვე იშლებოდა; ამის მერე დაიწყო მდგრადი ბირთვების ფორმირება.
თუმცა ბირთვების ეს პირველადი წარმოქმნა(ნუკლეოსინთეზი) სამყაროს ისტორიის ადრეულ ეტაპზე დიდ ხანს არ გაგრძელებულა. პირველი წუთების გასვლიდან ძალიან მალე ნაწილაკები ისეთი მანძილებით დაშორდნენ ერთმანეთს, რომ მათ შორის შეჯახებები უკიდურესად მცირე გახდა, ამით ნუკლეოსინთეზი ფაქტიურად შეწყდა. ამ მოკლე პერიოდში ნეიტრონებისა და პროტონების შეჯახებების შედეგად გაჩნდა დეითერიუმი(წყალბადის მძიმე იზოტოპი ერთი პროტონითა და ნეიტრონით ბირთვში), ჰელიუმ-3(ორი პროტონი და ნეიტრონი), ჰელიუმ- 4(ორი პროტონი და ორი ნეიტრონი) და ლითიუმი-7-ის მნიშვნელოვანი რაოდენობა(სამი პროტონი და ოთხი ნეიტრონი). უფრო მძიმე ელემენტები მოგვიანებით გაჩდნენ – ვარსკვლავების ფორმირების დროს.
დიდი აფეთქების თეორია საშუალებას იძლევა დავადგინოთ ადრეული სამყაროს ტემპერატურა და ნაწილაკების შეჯახებების სიხშირე. შესაბამისად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვითვალოთ სხვა და სხვა მსუბუქი ბირთვების რაოდენობების შეფარდება სამყაროს განვითარების ადრეულ ეტაპზე. თეორიული შედეგები კარგად ემთხვევა დამზერად, პრაქტიკაზე მიღებულ შედეგებს(ბირთვების ვარსკვლავებში შემდგომი ჩამოყალიბების გამოკლებით), რაც დიდი აფეთქების ჰიპოთეზის საუკეთესო მტკიცებულებაა.
მოყვანილი ორი მაგალითის გარდა, თანამედროვე კვლევებმა აჩვენა, რომ დიდი აფეთქების კოსმოლოგიური თეორია და თანამედროვე, ელემენტარული ნაწილაკების თეორია კარგად ეწყობიან ერთმანეთს და ხსნიან ბევრ ფუნდამენტურ საკითხებს სამყაროს აგებულების შესახებ. რა თქმა უნდა, რჩება კითხვებიც: ჩვენ ვერ ვხსნით თვითონ სამყაროს გაჩენის მიზეზს; გაუგებარია ისიც, მოქმედებდნენ თუ არა მისი გაჩენის დროს ახლანდელი ფიზიკური კანონები. თუმცა დღეისათვის თვითონ დიდი აფეთქების დამადასტურებელი მტკიცებულებების რაოდენობა საკმარისზე მეტია.
წყარო: http://astronet.ge/
