Пашырэнне Сусвету: хуткасць працэсу

Светабудову ня статычна. Гэта пацвердзілі даследаванні астранома Эдвіна Хабла яшчэ ў 1929 годзе, гэта значыць амаль 90 гадоў таму. На гэтую думку яго навялі назірання за рухам галактык. Яшчэ адным адкрыццём астрафізікаў ў завяршэнне дваццатага стагодзьдзя зрабілася вылічэнне пашырэння Сусвету з паскарэннем.

Як называюць пашырэнне Сусвету

Некаторыя дзівяцца, пачуўшы, як навукоўцы называюць пашырэнне Сусвету. Гэта найменне ў большасці звязана з эканомікай, прычым з негатыўнымі чаканнямі.

Інфляцыя - гэта працэс пашырэння Сусвету адразу пасля яе з'яўлення, прычым з рэзкім паскарэннем. У перакладзе з ангельскага «інфляцыя» - «напампоўваць», «раздзімаць».

Новыя сумненні аб існаванні цёмнай энергіі як фактару тэорыі інфляцыі Сусвету выкарыстоўваюць праціўнікі тэорыі пашырэння.

Тады навукоўцы прапанавалі карту чорных дзюр. Першапачатковыя дадзеныя адрозніваюцца ад тых, што былі атрыманы на познім этапе:

1. Шэсцьдзесят тысяч чорных дзюр з адлегласцю паміж самымі далёкімі больш адзінаццаці мільёнаў светлавых гадоў - дадзеныя чатырохгадовай даўнасці.
2. Сто восемдзесят тысяч галактык з чорнымі дзіркамі з выдаленнем ў трынаццаць мільёнаў светлавых гадоў. Дадзеныя, атрыманыя навукоўцамі, у тым ліку расійскімі ядзернымі фізікамі, у пачатку 2017 года.

Гэтыя звесткі, кажуць астрафізікі, не супярэчаць класічнай мадэлі Сусвету.

Хуткасць пашырэння Сусвету - задача для касмалогіі

Хуткасць пашырэння сапраўды з'яўляецца задачай для касмалогіі і астраномаў. Праўда, пра тое, што хуткасць пашырэння Сусвету не мае пастаяннага параметру, касмалогія больш не спрачаюцца, разыходжанні перайшлі ў іншую плоскасць - калі пашырэнне пачатак паскарацца. Дадзеныя аб качаванне ў спектры вельмі далёкіх звышновых галактык першага тыпу даказваюць, што пашырэнне - гэта не раптоўна насталы працэс.

Навукоўцы лічаць, што першыя пяць мільярдаў гадоў Сусвет звужалася.

Першыя наступствы Вялікага Выбуху спачатку справакавалі магутнае пашырэнне, а потым пачалося сціск. Але цёмная энергія ўсё-ткі паўплывала на рост светабудовы. Прычым з паскарэннем.

Амерыканскія навукоўцы прыступілі да стварэння карты памераў Сусвету для розных эпох, каб высветліць, калі пачалося паскарэнне. Назіраючы выбухі звышновых, а таксама кірунак канцэнтрацыі цёмнай матэрыі ў старажытных галактыках, касмалогія заўважылі асаблівасці паскарэння.

Чаму Сусвет «разганяецца»

Першапачаткова мелася на ўвазе, што ў складзенай карце памераў Сусвету значэння паскарэння ня былі лінейна, а ператварыліся ў сінусоіду. Яе назвалі «хваляй Сусвету».

Хваля Сусвету кажа пра тое, што паскарэнне не ішло з пастаяннай хуткасцю: яно то запавольваліся, то паскаралася. Прычым некалькі разоў. Навукоўцы лічаць, што было сем такіх працэсаў за 13,81 мільярда гадоў пасля Вялікага Выбуху.

Аднак касмалогіі пакуль не могуць адказаць на пытанне аб тым, ад чаго залежыць паскарэнне-запаволенне. Здагадкі зводзяцца да думкі, што энергетычнае поле, ад якога бярэ пачатак цёмная энергія, падпарадкавана хвалі Сусвету. І, пераходзячы ад аднаго становішча да іншага, Сусвет то пашырае паскарэнне, то запавольвае яго.

Нягледзячы на пераканаўчасць довадаў, яны ўсё-такі застаюцца пакуль тэорыяй. Астрафізікі спадзяюцца, што інфармацыя арбітальнага тэлескопа «Планк» пацвердзіць існаванне хвалі Сусвету.

Калі знайшлі цёмную энергію

Упершыню пра яе загаварылі ў дзевяностыя з-за выбухаў звышновых. Прырода цёмнай энергіі невядомая. Хоць яшчэ Альберт Эйнштэйн вылучыў касмічную пастаянную у сваёй тэорыі адноснасці.

У 1916 годзе, сто гадоў таму, Сусвет яшчэ лічылася нязменнай. Але сіла прыцягнення ўмяшалася: касмічныя масы нязменна б стукнуліся адзін ад аднаго, калі б Сусвет была нерухомасць. Эйнштэйн аб'яўляе гравітацыю за кошт касмічнай сілы адштурхвання.

Жорж Леметр дакажа гэта праз фізіку. Вакуум ўтрымлівае энергію. З-за яе ваганняў, якія прыводзяць да з'яўлення часціц і далейшага іх разбурэння, энергія набывае сілу адштурхвання.

Калі Хабл даказаў пашырэнне Сусвету, Эйнштэйн назваў касмалагічную пастаянную лухтой.

Ўплыў цёмнай энергіі

Светабудову рассоўваецца з пастаяннай хуткасцю. У 1998 году свету прадставілі дадзеныя аналізу выбліскаў звышновых першага тыпу. Было даказана, што Сусвет разрастаецца ўсё хутчэй.

Адбываецца гэта з-за непазнанага рэчывы, яе празвалі «цёмнай энергіяй». Высветліцца, што яна займае амаль 70% прасторы Сусвету. Сутнасць, ўласцівасці і прырода цёмнай энергіі не вывучаныя, але яе навукоўцы спрабуюць высветліць, мелася Ці яна ў іншых галактыках.

У 2016 годзе вылічылі дакладную хуткасць пашырэння на бліжэйшую будучыню, але з'явілася несупадзенне: Сусвет пашыраецца з большай хуткасцю, чым раней выказалі здагадку астрафізікі. У асяроддзі навукоўцаў разгарэліся спрэчкі пра існаванне цёмнай энергіі і яе ўплыў на хуткасць пашырэння межаў светабудовы.

Пашырэнне Сусвету адбываецца без цёмнай энергіі

Тэорыю незалежнасці працэсу пашырэння Сусвету ад цёмнай энергіі вылучылі навукоўцы ў пачатку 2017 года. Пашырэнне яны тлумачаць змяненнем структуры Сусвету.

Навукоўцы з Будапешцкага і Гавайскага універсітэтаў прыйшлі да высновы, што несупадзенне разлікаў і рэальнай хуткасці пашырэння звязаны са зменай уласцівасцяў прасторы. Ніхто не ўлічваў, што адбываецца з мадэллю Сусвету пры пашырэнні.

Усумніўшыся ў існаванні цёмнай энергіі, навукоўцы тлумачаць: самыя вялікія канцэнтраты матэрыі Сусвету ўплываюць на яе пашырэнне. Пры гэтым астатняе ўтрыманне размяркоўваецца раўнамерна. Аднак факт застаецца няўлічаных.

Для дэманстрацыі абгрунтаванасці сваіх здагадак навукоўцы прапанавалі мадэль міні-Сусвету. Яны прадставілі яе ў форме набору бурбалак і пачалі пралік параметраў росту кожнага бурбалкі з уласнай хуткасцю, якая залежыць ад яго масы.

Такое мадэляванне Сусвету паказала навукоўцам, што яна можа змяняцца без уліку энергіі. А калі «прымяшаць» цёмную энергію, то мадэль не зменіцца, лічаць навукоўцы.

Увогуле-то, спрэчкі ўсё яшчэ працягваюцца. Прыхільнікі цёмнай энергіі кажуць, што яна ўплывае на пашырэнне межаў Сусвету, праціўнікі стаяць на сваім, сцвярджаючы, што значэнне мае канцэнтрацыя матэрыі.

Хуткасць пашырэння Сусвету зараз

Навукоўцы перакананыя, што расці Сусвет пачатку пасля Вялікага Выбуху. Тады, амаль чатырнаццаць мільярдаў гадоў таму, аказалася, што хуткасць пашырэння Сусвету больш хуткасці святла. І яна працягвае расці.

У кнізе Стывена Хокінга і Леанарда Млодинова «самыя кароткія гісторыя часу" адзначаецца, што хуткасць пашырэння межаў Сусвету не можа перавышаць 10% за мільярд гадоў.

Каб вызначыць, якой хуткасць пашырэння Сусвету, летам 2016 года лаўрэат Нобелеўскай прэміі Адам Рысе разлічыў адлегласць да пульсавалых цефеид ў блізкіх адзін да аднаго галактыках. Гэтыя дадзеныя дазволілі вылічыць хуткасць. Высветлілася, што галактыкі на адлегласці не менш за тры мільёны светлавых гадоў могуць аддаляцца з хуткасцю амаль 73 км / с.

Вынік быў дзіўны: арбітальныя тэлескопы, той жа «Планк», казалі аб 69 км / с. Чаму зафіксавана такая розніца, навукоўцы не ў сілах даць адказ: ім нічога не вядома пра паходжанне цёмнай матэрыі, на якую абапіраецца тэорыя пашырэння Сусвету.

цёмная радыяцыя

Яшчэ адзін фактар «разгону» Сусвету выявілі астраномы з дапамогай «Хабла». Цёмны выпраменьванне, як мяркуюць, з'явілася ў самым пачатку адукацыі Сусвету. Тады больш у ёй было энергіі, а не матэрыі.

Цёмны выпраменьванне «дапамагло» цёмнай энергіі пашырыць межы Сусвету. Разыходжанні ў вызначэнні хуткасці паскарэння былі з-за невядомасці гэтага выпраменьвання, лічаць вучоныя.

Далейшая праца «Хабла» павінна зрабіць назірання больш дакладнымі.

Таямнічая энергія можа знішчыць Сусвет

Такі сцэнар навукоўцы разглядаюць ўжо некалькі дзесяцігоддзяў, дадзеныя касмічнай абсерваторыі «Планк» кажуць, што гэта далёка не толькі здагадкі. Іх апублікавалі ў 2013 годзе.

«Планк» замеры «рэха» Вялікага выбуху, якое з'явілася ва ўзросце Сусвету каля 380 тысяч гадоў, тэмпература склала больш за 2 700 градусаў. Прычым тэмпература змянялася. «Планк» вызначыў і «склад» Сусвету:

• амаль 5% - зоркі, касмічная пыл, касмічны газ, галактыкі;
• амаль 27% - маса цёмнай матэрыі;
• каля 70% - цёмная энергія.

Фізік Роберт Колдуэл выказаў здагадку, што цёмная энергія валодае сілай, здольнай нарастаць. І гэтая энергія раз'яднае прастору-час. Галактыка будзе аддаляцца ў бліжэйшыя дваццаць-пяцьдзесят мільярдаў гадоў, лічыць вучоны. Гэты працэс будзе адбывацца пры нарастальным пашырэнні межаў Сусвету. Гэта адарве Млечны Шлях ад зоркі, і ён таксама распадзецца.

Космасу адмералі каля шасцідзесяці мільёнаў гадоў. Сонца стане карлікавай пагаслым зоркай, і ад яе аддзялілася планеты. Пасля выбухне Зямля. У наступныя трыццаць хвілін прастору разарве атамы. Фіналам стане разбурэнне структуры прастора-час.

Куды «ляціць» Млечны Шлях

Ерусалімскія астраномы перакананыя, што Млечны Шлях набраў максімальную хуткасць, якая вышэй хуткасці пашырэння Сусвету. Навукоўцы тлумачаць гэта імкненнем Млечнага Шляхі да «Вялікаму аттрактор», які лічыцца самым буйным навалай галактык. Так Млечны Шлях сыходзіць з касмічнай пустыні.

Навукоўцы выкарыстоўваюць розныя методыкі вымярэння хуткасці пашырэння Сусвету, таму няма адзінага выніку гэтага параметру.