Ulimwengu hauko tuli. Hili lilithibitishwa na uchunguzi wa mwanaastronomia Edwin Hubble huko nyuma mwaka wa 1929, yaani, karibu miaka 90 iliyopita. Aliongozwa kwa wazo hili na uchunguzi wa harakati za galaksi. Ugunduzi mwingine wa wanajimu mwishoni mwa karne ya ishirini ulikuwa ni hesabu ya kupanuka kwa Ulimwengu kwa kasi.
Jina la upanuzi wa Ulimwengu ni nini
Baadhi ya watu wanashangaa kusikia kile wanasayansi wanakiita upanuzi wa ulimwengu. Mengi ya jina hili yanahusishwa na uchumi, na matarajio mabaya.
Mfumuko wa bei ni mchakato wa upanuzi wa Ulimwengu mara tu baada ya kuonekana kwake, na kwa kasi kubwa. Ilitafsiriwa kutoka kwa Kiingereza, "inflation" - "pump up", "inflate".
Mashaka mapya kuhusu kuwepo kwa nishati ya giza kama sababu ya nadharia ya mfumuko wa bei ya Ulimwengu hutumiwa na wapinzani wa nadharia ya upanuzi.
Kisha wanasayansi walipendekeza ramani ya mashimo meusi. Data ya awali inatofautiana na ile iliyopatikana baadaye:
- Mashimo meusi elfu sitini yenye umbali kati ya mengi zaidizaidi ya umbali wa miaka nuru milioni kumi na moja - data kutoka miaka minne iliyopita.
- Galaksi laki moja na themanini la mashimo meusi umbali wa miaka ya nuru milioni kumi na tatu. Data iliyopatikana na wanasayansi, wakiwemo wanafizikia wa nyuklia wa Urusi, mapema 2017.
Maelezo haya, wanafizikia wanasema, hayapingani na mtindo wa zamani wa Ulimwengu.
Kasi ya upanuzi wa Ulimwengu ni changamoto kwa wanacosmolojia
Kiwango cha upanuzi kwa hakika ni changamoto kwa wanasaikolojia na wanaastronomia. Kweli, wanasaikolojia hawasemi tena kwamba kiwango cha upanuzi wa Ulimwengu hauna parameta ya mara kwa mara, tofauti zilihamia kwenye ndege nyingine - wakati upanuzi ulianza kuharakisha. Data ya wigo kutoka kwa aina ya 1 ya supernovae ya mbali sana inathibitisha kuwa upanuzi si mchakato wa kutokea ghafla.
Wanasayansi wanaamini kwamba ulimwengu ulipungua kwa miaka bilioni tano ya kwanza.
Madhara ya kwanza ya Mlipuko Mkuu kwanza yalichochea upanuzi mkubwa, na kisha mnyweo ukaanza. Lakini nishati ya giza bado iliathiri ukuaji wa ulimwengu. Na kwa kuongeza kasi.
Wanasayansi wa Marekani wameanza kuunda ramani ya ukubwa wa ulimwengu kwa enzi tofauti ili kujua ni lini kasi hiyo ilianza. Kwa kutazama milipuko ya supernova, na vile vile mwelekeo wa mkusanyiko wa vitu vya giza katika galaksi za zamani, wataalamu wa ulimwengu wamegundua sifa za kuongeza kasi.
Kwa nini Ulimwengu "unaenda kasi"
Hapo awali, ilichukuliwa kuwa katika ramani iliyokusanywa ya saizi ya Ulimwengu, maadili ya kuongeza kasi hayakuwa ya mstari, lakini yaligeuka kuwa sinusoid. Iliitwa "wimbi la ulimwengu."
Wimbi la Ulimwengu linasema kwamba kuongeza kasi hakukwenda kwa kasi isiyobadilika: ilipungua, kisha ikaongeza kasi. Na mara kadhaa. Wanasayansi wanaamini kuwa kulikuwa na michakato saba kama hii katika miaka bilioni 13.81 baada ya Big Bang.
Hata hivyo, wanacosmolojia bado hawawezi kujibu swali la nini huamua upunguzaji kasi. Mawazo yanatokana na wazo kwamba uwanja wa nishati ambayo nishati ya giza hutoka iko chini ya wimbi la Ulimwengu. Na, kuhama kutoka nafasi moja hadi nyingine, Ulimwengu ama huongeza kasi yake au kuupunguza.
Licha ya ushawishi wa hoja, bado zinabaki kuwa nadharia. Wanajimu wanatumaini kwamba taarifa kutoka kwa darubini inayozunguka ya Planck itathibitisha kuwepo kwa wimbi katika ulimwengu.
Nishati ya giza ilipopatikana
Kwa mara ya kwanza walianza kuizungumzia katika miaka ya tisini kutokana na milipuko ya supernova. Asili ya nishati ya giza haijulikani. Ijapokuwa Albert Einstein alibainisha uthabiti wa ulimwengu katika nadharia yake ya uhusiano.
Mnamo 1916, miaka mia moja iliyopita, ulimwengu bado ulionekana kuwa haubadiliki. Lakini nguvu ya uvutano iliingilia kati: umati wa ulimwengu ungeshambuliana kila mara ikiwa ulimwengu ungesimama. Einstein atangaza nguvu ya uvutano kutokana na nguvu ya kuchukiza ulimwengu.
Georges Lemaitre ataithibitisha kupitia fizikia. Utupu una nishati. Kwa sababu ya kusitasita kwake kupelekeakuonekana kwa chembe na uharibifu wao zaidi, nishati hupata nguvu ya kuchukiza.
Hubble alipothibitisha upanuzi wa ulimwengu, Einstein aliuita upuuzi wa mara kwa mara wa ulimwengu.
Ushawishi wa nishati giza
Ulimwengu unasambaratika kwa kasi isiyobadilika. Mnamo 1998, ulimwengu uliwasilishwa na data kutoka kwa uchambuzi wa milipuko ya aina ya 1 ya supernova. Imethibitishwa kuwa ulimwengu unakua kwa kasi zaidi.
Hii hutokea kwa sababu ya dutu isiyojulikana, ilipewa jina la utani "nishati nyeusi". Inageuka kuwa inachukua karibu 70% ya nafasi ya Ulimwengu. Kiini, tabia na asili ya nishati ya giza haijachunguzwa, lakini wanasayansi wake wanajaribu kujua ikiwa ilikuwepo katika galaksi zingine.
Mnamo 2016, walikokotoa kiwango kamili cha upanuzi kwa siku za usoni, lakini hitilafu ilionekana: Ulimwengu unapanuka kwa kasi zaidi kuliko wanaafizikia walivyodhani hapo awali. Miongoni mwa wanasayansi, mizozo ilizuka kuhusu kuwepo kwa nishati ya giza na ushawishi wake juu ya kasi ya upanuzi wa mipaka ya ulimwengu.
Kupanuka kwa Ulimwengu hutokea bila nishati giza
Nadharia ya uhuru wa kupanuka kwa Ulimwengu kutoka kwa nishati ya giza ilitolewa na wanasayansi mwanzoni mwa 2017. Wanaelezea upanuzi huo kama mabadiliko katika muundo wa Ulimwengu.
Wanasayansi kutoka Vyuo Vikuu vya Budapest na Hawaii walifikia hitimisho kwamba tofauti kati ya hesabu na kasi halisi ya upanuzi inahusishwa na mabadiliko katika sifa za anga. Hakuna aliyezingatia kile kinachotokea kwa kielelezo cha Ulimwengu wakati wa upanuzi.
Wakitilia shaka kuwepo kwa nishati ya giza, wanasayansi wanaeleza: zaidimkusanyiko mkubwa wa mambo ya Ulimwengu huathiri upanuzi wake. Katika kesi hii, yaliyomo yote yanasambazwa sawasawa. Hata hivyo, ukweli bado haujulikani uliko.
Ili kuonyesha uhalali wa mawazo yao, wanasayansi walipendekeza kielelezo cha ulimwengu mdogo. Waliiwasilisha katika umbo la seti ya viputo na kuanza kukokotoa vigezo vya ukuaji wa kila kiputo kwa kiwango chake, kulingana na wingi wake.
Uigaji huu wa ulimwengu umewaonyesha wanasayansi kuwa unaweza kubadilika bila kuzingatia nishati. Na ikiwa "unachanganya" nishati ya giza, basi mtindo hautabadilika, wanasayansi wanasema.
Kwa ujumla, mjadala bado unaendelea. Wafuasi wa nishati ya giza wanasema kuwa inaathiri upanuzi wa mipaka ya ulimwengu, wapinzani wanasimama imara, wakisema kwamba mkusanyiko wa mambo ni muhimu.
Kasi ya upanuzi wa Ulimwengu sasa
Wanasayansi wameshawishika kuwa Ulimwengu ulianza kukua baada ya Mlipuko mkubwa. Kisha, karibu miaka bilioni kumi na nne iliyopita, ikawa kwamba kiwango cha upanuzi wa Ulimwengu kilikuwa kikubwa zaidi kuliko kasi ya mwanga. Na inaendelea kukua.
Historia fupi zaidi ya wakati ya Stephen Hawking na Leonard Mlodinov inabainisha kuwa kasi ya upanuzi wa mipaka ya ulimwengu haiwezi kuzidi 10% kwa miaka bilioni.
Ili kubaini kasi ya upanuzi wa Ulimwengu, katika majira ya joto ya 2016, mshindi wa Tuzo ya Nobel Adam Riess alikokotoa umbali wa kusukuma Cepheids katika galaksi zilizo karibu. Data hizi zilituruhusu kuhesabu kasi. Ilibainika kuwa galaksi zilizo umbali wa angalau miaka milioni tatu ya mwanga zinaweza kusonga kwa kasi ya karibu 73 km / s.
Matokeo yalikuwa ya kustaajabisha: darubini zinazozunguka, Planck sawa, ilizungumza kuhusu 69 km/s. Kwa nini tofauti kama hiyo ilirekodiwa, wanasayansi hawawezi kujibu: hawajui chochote kuhusu asili ya mada ya giza, ambayo nadharia ya upanuzi wa Ulimwengu inategemea.
Mionzi ya giza
Kipengele kingine cha "kuongeza kasi" kwa Ulimwengu kiligunduliwa na wanaastronomia kwa usaidizi wa Hubble. Inaaminika kuwa mionzi ya giza ilionekana mwanzoni mwa kuumbwa kwa ulimwengu. Kisha kulikuwa na nishati zaidi ndani yake, haijalishi.
Mionzi nyeusi "ilisaidia" nishati giza kupanua mipaka ya ulimwengu. Tofauti za kuamua kiwango cha kuongeza kasi zilitokana na hali isiyojulikana ya mionzi hii, wanasayansi wanasema.
Kazi zaidi ya Hubble inapaswa kufanya uchunguzi kuwa sahihi zaidi.
Nishati ya ajabu inaweza kuharibu ulimwengu
Wanasayansi wamekuwa wakizingatia hali kama hii kwa miongo kadhaa, data kutoka kwa uchunguzi wa anga za juu wa Planck inasema kuwa hii ni mbali na ubashiri tu. Zilichapishwa mwaka wa 2013.
"Planck" ilipima "echo" ya Big Bang, ambayo ilionekana katika umri wa Ulimwengu wapata miaka elfu 380, halijoto ilikuwa nyuzi 2700. Na hali ya joto ilibadilika. "Planck" pia ilibainisha "muundo" wa Ulimwengu:
- karibu 5% - nyota, vumbi la ulimwengu, gesi ya cosmic, galaksi;
- karibu 27% ni wingi wa mada nyeusi;
- takriban 70% ni nishati giza.
Mwanafizikia Robert Caldwell alipendekeza kuwa nishati ya giza ina nguvu inayoweza kukua. Na nishati hii itatenganisha muda wa nafasi. Galaxy itaondoka katika miaka bilioni ishirini hadi hamsini ijayo, mwanasayansi anaamini. Utaratibu huu utatokea kwa kuongezeka kwa upanuzi wa mipaka ya ulimwengu. Hii itararua Njia ya Milky mbali na nyota, na pia itasambaratika.
Nafasi iliyopimwa kwa takriban miaka milioni sitini. Jua litakuwa nyota ndogo inayofifia, na sayari zitajitenga nayo. Kisha dunia italipuka. Katika dakika thelathini zijazo, nafasi itatarua atomi. Mwisho itakuwa uharibifu wa muundo wa muda wa nafasi.
Ambapo Njia ya Milky "inaruka mbali"
Wanaastronomia wa Jerusalem wameshawishika kuwa Milky Way imefikia kasi yake ya juu zaidi, ambayo ni ya juu kuliko kasi ya upanuzi wa Ulimwengu. Wanasayansi wanaelezea hili kwa hamu ya Njia ya Milky kwa "Mvutio Mkuu", ambayo inachukuliwa kuwa nguzo kubwa zaidi ya galaxi. Kwa hivyo Milky Way huondoka kwenye jangwa la anga.
Wanasayansi hutumia mbinu tofauti kupima kasi ya upanuzi wa Ulimwengu, kwa hivyo hakuna tokeo moja la kigezo hiki.
