Сансар судлалын танилцуулга
Космологи бол орчлон ертөнцийн үүсэл, хувьсал, бүтэц, динамик, эцсийн хувь заяаг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Энэ нь сансар огторгуйн уудам орон зай болон түүний доторх одод, галактик, хар нүх гэх мэт сонирхол татахуйц биетүүдийг багтаасан орчлон ертөнцийг бүхэлд нь ойлгохыг эрмэлздэг. Энэхүү сахилга бат нь одон орон, физик, философийн уулзварт оршдог бөгөөд сансар огторгуйг удирддаг үндсэн хуулиудын талаарх ойлголтыг өгдөг.
Их тэсрэлтийн онол
Их тэсрэлтийн онол бол орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн тухай гол тайлбар юм. Ойролцоогоор 13.8 тэрбум жилийн өмнө орчлон ертөнц хэт халуун, нягт төлөв байдлаас дэлбэрч, цаг хугацааны явцад тэлж, хөргөж байв. Энэ онолыг хэд хэдэн үндсэн нотлох баримтууд дэмжиж байна:
- Сансар огторгуйн бичил долгионы суурь (CMB): CMB нь 1965 онд санамсаргүй байдлаар нээгдсэн, орчлон ертөнцийн нялх үеэс үлдсэн бага зэргийн гэрэл юм. Энэ нь орчлон ертөнцийг бүхэлд нь дүүргэж, гайхалтай жигд температуртай бөгөөд эхэн үеийн ертөнцийн агшин зуурын зургийг өгдөг.
- Галактикуудын улаан шилжилт: Ажиглалтаас харахад галактикууд биднээс бүх чиглэлд холдож байна. Орчлон ертөнцийн энэхүү тэлэлт нь Доплер эффекттэй адил алс холын галактикуудаас гэрлийн улаан шилжилтээр тодорхой харагдаж байна.
- Гэрлийн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдал: Их тэсрэлтийн онол нь Big Bang-ийн нуклеосинтез гэж нэрлэгддэг үйл явцаар Их тэсрэлтийн дараах эхний хэдэн минутын дотор үүссэн сансар огторгуйд хамгийн хөнгөн элементүүд (устөрөгч, гелий, дейтерий) элбэг байхыг зөв таамаглаж байна.
Орчлон ертөнцийн бүтэц
Орчлон ертөнц бол атомын доорх жижиг хэсгүүдээс аврага том галактик хүртэл бүх зүйлийг агуулсан асар том, нарийн төвөгтэй биет юм. Түүний бүтцийг янз бүрийн хэмжүүрээр ажиглаж болно.
- Од ба гаригийн системүүд: Одууд нь таталцлын нөлөөгөөр нэг дор тогтсон гялалзсан плазмын асар том бөмбөлөгүүд бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь тэднийг тойрон эргэдэг гаригуудтай байдаг.
- Галактикууд: Галактикууд нь таталцлын хүчээр бие биентэйгээ холбогдсон одод, хий, тоос шороо, харанхуй материйн асар том цуглуулга юм. Манай галактик буюу Сүүн зам нь хэдэн зуун тэрбум оддыг агуулдаг.
- Бөөгнөрөл ба супер бөөгнөрөл: Галактикууд жигд тархаагүй боловч бөөгнөрөл гэж нэрлэгддэг бүлэгт бөөгнөрсөн байдаг. Галактикуудын бөөгнөрөл нь цаашид супер бөөгнөрөл гэж нэрлэгддэг томоохон бүтцүүдэд бүлэглэж болно.
- Том хэмжээний бүтэц: Хамгийн том масштабаар орчлон ертөнц дэх галактикууд болон материйн тархалт нь судал, бөөгнөрөл, хоосон зайнаас бүрдсэн нарийн төвөгтэй сүлжээ мэт харагддаг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн "сансрын тор" гэж тодорхойлдог.
Хар бодис ба хар энерги
Телескопоор харагдах асар олон тооны од, галактикийг үл харгалзан тэдгээр нь орчлон ертөнцийн нийт масс, энергийн зөвхөн багахан хэсгийг бүрдүүлдэг. Үлдсэн хэсэгт хоёр нууцлаг бүрэлдэхүүн хэсэг давамгайлж байна:
- Хар бодис: Харанхуй бодис нь гэрлийг ялгаруулдаггүй, шингээдэггүй, тусгадаггүй материйн хэлбэр бөгөөд түүнийг үл үзэгдэх болгодог. Түүний оршихуйг харагдахуйц объектуудад үзүүлэх таталцлын нөлөөгөөр дүгнэдэг. Жишээлбэл, галактикуудын эргэлтийн хурд нь бидний харж чадахаас хамаагүй их масс байгааг харуулж байна.
- Хар энерги: Харанхуй энерги нь орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлтийн хариуцдаг гэж үздэг энергийн үл мэдэгдэх хэлбэр юм. Энэ нь орчлон ертөнцийн нийт энергийн 68 орчим хувийг бүрдүүлдэг.
Орчлон ертөнцийн ирээдүй
Орчлон ертөнцийн эцсийн хувь заяа нь ихээхэн таамаглал, мөрдөн байцаалтын сэдэв юм. Одоогийн онолуудад дараахь зүйлс орно.
- Big Crunch: Орчлон ертөнц агшиж эхлэх ба эцэст нь Их тэсрэлтийн үеийнхтэй адил халуун, нягт төлөвт буцаж унана.
- Дулааны үхэл: Орчлон ертөнцийн тэлэлт нь одод шатах хүртэл хязгааргүй үргэлжилж, хүйтэн харанхуй орчлонг дулааны тэнцвэрт байдалд үлдээнэ.
- Том хагарал: Харанхуй энерги нь орчлон ертөнцийг экспоненциалаар тэлэх, улмаар галактикууд, оддыг, тэр ч байтугай атомуудыг задлахад хүргэдэг.
Ажиглалтын сансар судлал
Ажиглалтын сансар судлал нь орчлон ертөнцийн талаарх мэдээллийг цуглуулахын тулд телескоп болон бусад хэрэгслийг ашиглах явдал юм. Гол хэрэгсэл, аргууд нь:
- Телескоп: Оптик дуран нь од, галактикаас харагдах гэрлийг ажигладаг бол радио дуран нь радио долгионыг илрүүлдэг бөгөөд сансрын дуран нь агаар мандлын гажуудлыг бүхэлд нь тойрон гардаг.
- Улаан шилжилтийн хэмжилт: Одон орон судлаачид галактикуудын улаан шилжилтийг хэмжих замаар тэдгээрийн хурд, зайг тодорхойлж, орчлон ертөнцийн тэлэлтийн түүхийг илчлэх боломжтой.
- Сансрын богино долгионы суурь ажиглалт: Уилкинсоны бичил долгионы анизотропийн датчик (WMAP) болон Планк сансрын хөлөг зэрэг хиймэл дагуулууд нь CMB-ийн зураглалыг нарийвчлан гаргаж, орчлон ертөнцийн эхэн үеийн талаар чухал мэдээллийг өгдөг.
Дүгнэлт
Сансар судлал бол орчлон ертөнцийн талаарх бидний ойлголтыг сорьдог салбар бөгөөд орчлон ертөнц юунаас бүтсэнээс гадна хэрхэн эхэлж, хаашаа явж байгаа талаар эргэлздэг. Онолын ойлголт, ажиглалтын нотолгоог ашиглан сансар судлал нь сансар огторгуйн үүсэл, бүтэц, хувь заяаны талаарх хамгийн гүн гүнзгий асуултуудыг судлах хүрээг бүрдүүлдэг.
