Орчлон ертөнц хэдэн настай вэ? Сансар судлалын үнэн зөв мэдээлэл. Орчлон ертөнцийн эрин үе

Орчлон ертөнцийн нас бол цагны хэмжсэн хамгийн дээд хугацаа юм том тэсрэлтодоо хүртэл, хэрэв тэд одоо бидний гарт орсон бол. Орчлон ертөнцийн насны энэхүү тооцоолол нь бусад сансрын тооцооллын нэгэн адил Хаббл тогтмол болон Метагалактикийн ажиглагдаж болох бусад параметрүүдийг тодорхойлоход үндэслэсэн сансар судлалын загвараас гардаг. Орчлон ертөнцийн насыг (дор хаяж гурван аргаар) тодорхойлох сансар судлалын бус арга байдаг. Орчлон ертөнцийн насны талаарх эдгээр бүх тооцоолол нь хоорондоо нийцэж байгаа нь анхаарал татаж байна. Тэд бас бүгд шаарддаг хурдасгасан өргөтгөлОрчлон ертөнц (өөрөөр хэлбэл тэг биш ламбда гишүүн), эс тэгвээс сансар судлалын нас хэтэрхий жижиг болж хувирна. Европын сансрын агентлагийн (ESA) хүчирхэг Планк хиймэл дагуулын шинэ мэдээлэл үүнийг харуулж байна Орчлон ертөнцийн нас 13.798 тэрбум жил ("нэмэх, хасах" 0.037 тэрбум жил, энэ бүгдийг Википедиад хэлсэн).

Орчлон ертөнцийн заасан нас ( IN= 13.798.000.000 жил) секунд болгон хувиргахад тийм ч хэцүү биш:

1 жил = 365(өдөр)*24(цаг)*60(мин)*60(сек) = 31,536,000 сек;

Энэ нь Орчлон ертөнцийн нас тэнцүү болно гэсэн үг юм

IN= 13.798.000.000 (жил)*31.536.000 (сек) = 4.3513*10^17 секунд. Дашрамд хэлэхэд, олж авсан үр дүн нь энэ нь юу гэсэн үг болохыг "мэдрэх" боломжийг бидэнд олгодог - 10^17 дарааллын тоо (өөрөөр хэлбэл 10-ын тоог 17 дахин үржүүлэх ёстой). Өчүүхэн мэт санагдах энэ зэрэг (ердөө 17) нь үнэндээ бидний төсөөллөөс бараг л мултарч байгаа асар том цаг хугацааг (13.798 тэрбум жил) нууж байгаа юм. Тэгэхээр, хэрэв орчлон ертөнцийн бүх насыг дэлхийн нэг жилээр (сэтгэцийн хувьд 365 хоног гэж төсөөлөөд үз дээ) "шахсан" бол энэ хугацааны масштабаар: Дэлхий дээрх хамгийн энгийн амьдрал 3 сарын өмнө үүссэн; нарийн шинжлэх ухаан 1 секундээс илүүгүй өмнө гарч ирсэн бөгөөд хүний ​​​​амьдрал (70 жил) нь 0.16 секундтэй тэнцэх мөч юм.

Гэсэн хэдий ч секунд нь онолын физикийн хувьд асар их хугацаа хэвээр байна. оюун санааны хувьд(математик ашиглан) орон зай-цаг хугацааг маш жижиг хэмжээнд судлах - дарааллын хэмжээс хүртэл Планкийн урт (1.616199*10^−35 м). Энэ урт хамгийн бага боломжтойФизикийн хувьд "квант" зай, өөрөөр хэлбэл, үүнээс ч бага хэмжээгээр тохиолддог зүйлийг физикчид хараахан зохион бүтээгээгүй байна (нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онол байхгүй), магадгүй огт өөр физик аль хэдийн "ажиллаж" байгаа бөгөөд хууль нь тодорхойгүй байна. бидэнд. Манайд (супер цогцолбор, маш үнэтэй) гэдгийг энд хэлэх нь зүйтэй болов уу. туршилтуудфизикчид өнөөг хүртэл "зөвхөн" 10^-18 метрийн гүнд нэвтэрсэн байна (энэ нь аравтын бутархайн дараа 17 тэг байгаа 0.000...01 метр). Планкийн урт нь гэрлийн фотон (квант) өнгөрөх зай юм Планкийн цаг (5.39106*10^−44 сек) – хамгийн бага боломжтойфизикт цаг хугацааны "квант" гэж байдаг. Физикчид мөн Планк цагийн хоёр дахь нэртэй байдаг. энгийн хугацааны интервал (Эви – Би бас энэ тохиромжтой товчлолыг доор ашиглах болно). Тиймээс онолын физикчдийн хувьд 1 секунд нь Планкийн асар их тоо юм ( Эви):

1 секунд = 1/(5.39106*10^−44) = 1.8549*10^43 Эви.

Энэ хугацаанд ОМасштаб дээр бол Орчлон ертөнцийн нас нь бидний төсөөлж ч чадахгүй тоо болж хувирдаг.

IN= (4.3513*10^17 сек) * (1.8549*10^43 Эви) = 8,07*10^60 Эви.

Би яагаад үүнийг дээр хэлсэн юм Онолын физикчид судалдаг орон зай ? Баримт нь орон зай-цаг хоёр тал юм ганц биебүтэц (орон зай, цаг хугацааны математик дүрслэл нь бие биентэйгээ төстэй байдаг) нь дэлхийн, манай Орчлон ертөнцийн физик зургийг бүтээхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Орчин үеийн квант онолд ийм байдаг орон зай-цаг хугацааГол үүрэг гүйцэтгэдэг, тэр ч байтугай тухайн бодисыг (таны болон намайг, эрхэм уншигчид оролцуулан) өөр юу ч биш гэж үздэг таамаглал байдаг ... үймээн самуунэнэ үндсэн бүтэц. ХарагдахОрчлон ертөнцийн материйн 92% нь устөрөгчийн атомуудаас бүрддэг бөгөөд харагдахуйц бодисын дундаж нягтыг 17 шоо метр орон зайд 1 устөрөгчийн атом гэж тооцдог (энэ нь жижиг өрөөний эзэлхүүн юм). Өөрөөр хэлбэл, физикт аль хэдийн нотлогдсончлан манай Орчлон бол тасралтгүй үргэлжлэх бараг "хоосон" орон зай цаг хугацаа юм. өргөжиж байна Тэгээд салангид Планкийн жин дээр, өөрөөр хэлбэл, Планкийн уртын дарааллын хэмжээсүүд болон захиалгын хугацааны интервалууд дээр Эви(хүмүүст хүртээмжтэй хэмжээнд цаг хугацаа "тасралтгүй, жигд" урсдаг бөгөөд бид ямар ч тэлэлтийг анзаардаггүй).

Тэгээд нэг өдөр (1997 оны сүүлээр) би орон зай-цаг хугацааны салангид байдал, тэлэлт нь 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 натурал тоонуудын цуваагаар хамгийн сайн "загварчлагдсан" юм гэж би бодсон. , 7, ... Энэ цувралын салангид байдал нь эргэлзээгүй боловч түүний "өргөтгөл"-ийг дараах дүрслэлээр тайлбарлаж болно: 0, 1, 1+1, 1+1+1, 1+1+1 +1, … . Тиймээс хэрэв тоонууд нь Планкийн цагаар тодорхойлогдвол тооны цуваа нь цаг хугацааны квантуудын (орон зай-цаг) урсгалын нэг төрөл болж хувирдаг. Үүний үр дүнд би бүхэл бүтэн онолыг гаргаж ирсэн бөгөөд үүнийг би нэрлэсэн виртуал сансар судлал , мөн тоон ертөнцийн "дотор" орчлон ертөнцийн хамгийн чухал физик параметрүүдийг "нээсэн" (бид доор тодорхой жишээнүүдийг авч үзэх болно).

Миний таамаглаж байсанчлан албан ёсны сансар судлал, физикчид миний бүх (бичгээр) уриалгад туйлын чимээгүй хариулсан. Өнөөгийн инээдэмтэй зүйл бол магадгүй юм тооны онол(байгалийн цувааг судалдаг дээд математикийн салбар) нь шууд утгаараа цорын ганц практик хэрэглээтэй - энэ бол ... криптограф юм. Өөрөөр хэлбэл, тоонуудыг (мөн маш том, 10^300 дарааллаар) ашигладаг мессежийн шифрлэлт(ихэнхдээ хүмүүсийн цэвэр худалдааны ашиг сонирхлыг дамжуулах). Мөн тэр үед тоон ертөнц өөрөө нэг төрлийн шифрлэгдсэн мессежорчлон ертөнцийн үндсэн хуулиудын тухай- Энэ бол миний виртуаль сансар судлалд мэдэгдэж байгаа зүйл бөгөөд тоон ертөнцийн "мэдээлэлүүдийг тайлах" оролдлого хийдэг. Гэсэн хэдий ч, тоон ертөнцийг мэргэжлийн үзэл бодолгүйгээр нэг удаа харвал онолын физикчдээс хамгийн сонирхолтой "код тайлах" нь гарах байсан нь ойлгомжтой...

Тиймээс виртуал сансар судлалын хамгийн сүүлийн үеийн хувилбарын гол таамаглал энд байна. Плаковын хугацаа нь e = 2.718 тоотой тэнцүү байна ... ("e" тоо, натурал логарифмын суурь). Яагаад нэг биш харин яг "e" тоо (миний өмнө бодож байсан шиг) вэ? Үнэн хэрэгтээ энэ нь функцийн хамгийн бага эерэг утгатай тэнцүү "e" тоо юмЭ = Н / ln Н - миний онолын гол үүрэг. Хэрэв энэ функцэд яг тэгш байдлын тэмдгийг (=) асимптот тэгш байдлын тэмдгээр (~) сольсон бол энэ долгионт шугам гэж нэрлэгддэг. tilde), дараа нь бид сайн мэддэг хамгийн чухал хуулийг олж авдаг тооны онол- хуваарилалтын хууль анхны тоонууд(2, 3, 5, 7, 11, ... эдгээр тоонууд нь зөвхөн нэг болон өөрт нь хуваагддаг). Ирээдүйн математикчдаас их дээд сургуулиудад судалж буй тооны онолын хувьд параметр Э(хэдийгээр математикчид огт өөр тэмдэг бичдэг) - энэ нь нэг бүрийн анхны тооны ойролцоо тоо юм. сегмент, өөрөөр хэлбэл 1-ээс тоо хүртэлНбагтаасан ба натурал тоо том байх тусмааН, асимптот томъёо илүү нарийвчлалтай ажилладаг.

Энэ нь виртуал сансар судлалд гэсэн миний гол таамаглалаас харагдаж байна Орчлон ертөнцийн нас наад зах нь тоотой тэнцэнэ Н = 2,194*10^61 насны бүтээгдэхүүн юм IN(дээр илэрхийлсэн Эви, дээрээс харна уу) дугаараар д= 2.718. Би яагаад "ядаж" гэж бичээд байгаа нь доор тодорхой болно. Ийнхүү тоон ертөнц дэх манай орчлон ертөнцийг тооны тэнхлэгийн сегментээр (тооны эхлэлтэй) "тусгасан" болно. д= 2.718...), ойролцоогоор 10^61 натурал тоог агуулдаг. Би тоон тэнхлэгийн сегментийг орчлон ертөнцийн настай тэнцэх (заасан утгаараа) гэж нэрлэсэн. Том сегмент .

Том сегментийн баруун хил хязгаарыг мэдэх (Н= 2.194*10^61), тоо хэмжээг тооцоол анхны тоонуудэнэ сегмент дээр:Э = Н/лн Н = 1.55*10^59 (анхны тоо). Одоо анхаарлаа хандуулаарай! Хүснэгт, зургийг үзнэ үү (доор байгаа). Анхны тоо (2, 3, 5, 7, 11, ...) нь серийн дугаартай (1, 2, 3, 4, 5, ...,) байх нь ойлгомжтой. Э) мөн агуулсан байгалийн цувралын өөрийн сегментийг бүрдүүлнэ энгийн тоонууд, өөрөөр хэлбэл 1, 2, 3, 5, 7, 11, … гэсэн анхны тоо хэлбэртэй тоонууд. Энд бид 1-ийг анхны анхны тоо гэж таамаглах болно, учир нь математикт заримдаа тэд үүнийг хийдэг бөгөөд энэ нь маш чухал болсон тохиолдлыг бид авч үзэх болно. Бид мөн ижил төстэй томъёог бүх тооны сегментэд (анхны болон нийлмэл тооноос) хэрэглэнэ.К = Э/лн Э, Хаана К- энэ бол тоо хэмжээ анхны тоонуудсегмент дээр. Мөн бид маш чухал параметрийг танилцуулах болно:К / Э = 1/ ln Э тоо хэмжээний харьцаа (К) анхны тоонуудтоо хэмжээ (Э) сегмент дээрх бүх тоонуудын. Энэ нь ойлгомжтой параметр 1/ lnE магадлалын мэдрэмж байдаг сегмент дэх анхны тооны ойролцоо анхны тоотой тулгарах. Энэ магадлалыг тооцоод үзье: 1/ln Э = 1/ ln (1.55*10^59) = 0.007337 бөгөөд энэ нь утгаас ердөө 0.54%-иар их байгааг бид олж мэдлээ... тогтмол нарийн бүтэцтэй (PTS = 0.007297352569824…).

PTS нь үндсэн физик тогтмол бөгөөд хэмжээсгүй, өөрөөр хэлбэл PTS нь утга учиртай магадлалЭрхэм дээдсийн хувьд маш чухал үйл явдал (бусад бүх үндсэн физик тогтмолууд нь хэмжигдэхүүнтэй байдаг: секунд, метр, кг, ...). Нарийн бүтцийн тогтмол байдал нь физикчдийн сонирхлыг татсаар ирсэн. Америкийн нэрт онолын физикч, квант электродинамикийг үндэслэгчдийн нэг, физикийн салбарын Нобелийн шагналт Ричард Фейнман (1918 – 1988) PTS гэж нэрлэдэг. Физикийн хамгийн агуу хараал идсэн нууцуудын нэг: хүний ​​ойлголтгүйгээр бидэнд ирдэг шидэт тоо" PTS-ийг зөвхөн математикийн хэмжигдэхүүнээр илэрхийлэх эсвэл зарим физик хүчин зүйлс дээр үндэслэн тооцоолох оролдлого олон удаа хийгдсэн (Википедиа-г үзнэ үү). Тиймээс энэ нийтлэлд би PTS-ийн мөн чанарын талаархи ойлголтоо танилцуулж байна (түүнээс нууцлаг хөшгийг арилгах уу?).

Тиймээс, дээр дурдсан виртуал сансар судлалын хүрээнд бид хүлээн авсан бараг л PTS утга. Хэрэв та баруун хүрээг бага зэрэг хөдөлгөвөл (нэмэгдүүл).Н) том сегмент, дараа нь тоо ( Э) анхны тоонуудэнэ сегмент дээр, магадлал нь 1/ln байна Э"нандин" PTS утга хүртэл буурах болно. Тиймээс, PTS-ийн утгыг яг таг авахын тулд манай орчлон ертөнцийн насыг ердөө 2.1134808791 дахин (бараг 2 дахин, энэ нь тийм ч их биш, доороос үзнэ үү) нэмэгдүүлэх нь хангалттай юм. сегменттэй тэнцүү байнаН= 4.63704581852313*10^61, 1/ln магадлалыг авна. Э, энэ нь PTS-ээс ердөө 0.0000000000013%-иар бага байна. Энд заасан Их сегментийн баруун хил нь дараахтай тэнцүү байна. PTS насОрчлон ертөнц 29,161,809,170 жилийн настай (бараг 29 тэрбум жил ). Мэдээжийн хэрэг, миний эндээс олж авсан тоо баримтууд нь догма биш (тоо өөрөө бага зэрэг өөрчлөгдөж магадгүй), учир нь миний үндэслэлийг тайлбарлах нь надад чухал байсан. Түүгээр ч барахгүй, би хамгийн түрүүнд ирсэн хүнээс хол байна (бид урьд өмнө байгаагүй by) орчлон ертөнцийн насыг "давхар" болгох хэрэгцээ. Жишээлбэл, Оросын нэрт эрдэмтэн М.В.Сажины "Орчин үеийн космологи алдартай танилцуулга" номонд (М.: URSS Editorial, 2002) дараахь зүйлийг шууд утгаар нь бичсэн байдаг (69-р хуудсанд): “...Орчлон ертөнцийн насны тооцоо өөрчлөгдөж байна. Хэрэв орчлон ертөнцийн нийт нягтын 90%-ийг шинэ төрлийн матери (ламбда нэр томъёо), 10%-ийг энгийн бодис эзэлдэг бол Орчлон ертөнцийн нас бараг хоёр дахин том болж хувирав! » (тодтой налуу минийх).

Тиймээс, хэрэв та итгэж байгаа бол виртуал сансар судлал, дараа нь PTS-ийн цэвэр "бие махбодийн" тодорхойлолтоос гадна (тэдгээрийн хэд хэдэн байдаг) энэхүү үндсэн "тогтмол" (миний хувьд ерөнхийдөө цаг хугацаа өнгөрөх тусам буурдаг) мөн ингэж тодорхойлж болно (хуурамч даруу байдалгүйгээр, би. илүү анхаарна уу дэгжинБи PTS-ийн мөн чанарын математик тайлбартай хэзээ ч тулгарч байгаагүй). Нарийн бүтцийн тогтмол (PTS) нь санамсаргүй байдлаар авсан серийн дугаарын магадлал юм анхны тоотэр сегмент дээр байх болно анхны тоо. Мөн заасан магадлал нь:

PTS = 1/ln( Н / ln Н ) = 1/( ln Н – lnln Н ) . (1)

Үүний зэрэгцээ (1) томъёо нь хангалттай олон тооны хувьд харьцангуй үнэн зөв "ажилладаг" гэдгийг мартаж болохгүй.Н, Том сегментийн төгсгөлд энэ нь нэлээд тохиромжтой гэж хэлье. Гэхдээ хамгийн эхэнд (Орчлон ертөнц үүсэх үед) энэ томъёо нь дутуу үнэлэгдсэн үр дүнг өгдөг (зураг дээрх тасархай шугам, мөн хүснэгтийг үзнэ үү)

Виртуал сансар судлал (мөн онолын физик) нь PTS нь огт тогтмол биш, харин цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг Орчлон ертөнцийн хамгийн чухал параметр гэдгийг "зүгээр л" хэлдэг. Тэгэхээр миний онолоор бол Орчлон ертөнц үүсэх үеийн PTS нь нэгтэй тэнцүү байсан бөгөөд дараа нь (1) томъёоны дагуу PTS = 0.007297 орчин үеийн утга хүртэл буурсан байна... . Манай орчлон ертөнц зайлшгүй мөхөхөд (10^150 жилийн дараа, энэ нь баруун хязгаартай тэнцэнэ)Н= 10^201) PTS нь одоогийн утгаас бараг 3 дахин буурч, 0.00219-тэй тэнцүү болно.

Хэрэв томъёо (1) (PTS-ийн нарийвчлалтай "цохилт") миний цорын ганц "заль мэх" байсан бол тоон зүй(мэргэжлийн эрдэмтэд үүнд бүрэн итгэлтэй хэвээр байгаа) тэгвэл би натурал тоон ертөнц нь 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... (ялангуяа түүний гол хуульЭ = Н/лн Н ) нь манай Орчлон ертөнцийн нэгэн төрлийн "толь" юм (тэр ч байтугай ... ямар чорчлон ертөнц), орчлон ертөнцийн хамгийн чухал нууцыг "тайлахад" тусалдаг. Миний бүх нийтлэл, номууд зөвхөн сонирхолтой биш юм сэтгэл судлаачидхэн (нэр дэвшигч, докторын ажилдаа) тусгаарлагдсан оюун санааны өгсөх бүх замыг (би бичиг үсэгт тайлагдсан хүмүүстэй бараг харьцдаггүй) - Үнэн рүү авирах эсвэл өөрийгөө хуурах гүн ангал руу унах замыг сайтар судалж чаддаг. Миний бүтээлүүд маш олон шинэ баримт материал (шинэ санаа, таамаглал) агуулдаг тооны онол, мөн маш сонирхолтой агуулсан орон зай-цаг хугацааны математик загвар, аналогууд нь гарцаагүй байдаг, гэхдээ зөвхөн ... алслагдсан экзопланетууд, оюун ухаан аль хэдийн байгалийн цуврал 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... нээсэн байна - хамгийн тод хийсвэр үнэн өгөгдсөн хүн бүрболовсронгуй оюун ухаанд ямар чорчлон ертөнц.

Өөр нэг үндэслэл болгон би тоонологийн өөр нэг "заль мэх"-ийн талаар танд хэлэх болно. дөрвөлжин (С) функцийн график дорЭ = Н/лн Н (Дахин хэлье, тоон ертөнцийн гол үүрэг!) -ийг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.С = (Н/2)^2 (энэ нь тоотой тэнцүү талтай квадратын талбайн 4-р хэсэг юм.Н). Үүний зэрэгцээ, эцэст нь PTS th Том сегмент(цагтН= 4.637*10^61) энэ талбайн эсрэг (1/)С), тоон хувьд тэнцүү байх болно... сансар судлалын тогтмол эсвэл (хоёр дахь нэр) ламбда гишүүн Л= 10^–53 м^–2, Планкийн нэгжээр илэрхийлсэн ( Эви): Л= 10^–53 м^–2 = 2.612*10^–123 Эви^–2 бөгөөд энэ нь зөвхөн гэдгийг би онцолж байна зэрэг Л(физикчид яг тодорхой утгыг мэддэггүй). Виртуал космологи нь сансар судлалын тогтмол (ламбда нэр томъёо) нь энэ хуулийн дагуу цаг хугацааны хувьд ойролцоогоор буурдаг Орчлон ертөнцийн гол параметр гэж үздэг.

Л = 1/ С = (2/ Н )^2 . (2)

Томъёоны дагуу (2) PTS-th Big сегментийн төгсгөлд бид дараахь зүйлийг авна.Л = ^2 = 1,86*10^–123 (Эви^–2) – энэ нь... сансар судлалын тогтмолын (?) жинхэнэ утга юм.

Дүгнэлтийн оронд. Хэрэв хэн нэгэн надад өөр томьёо зааж өгвөл (үүнээс гаднаЭ = Н/лн Н ) болон өөр нэг математикийн объект (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... натурал тоонуудын анхан шатны цуваанаас бусад) ижил үр дүнд хүргэдэг. үзэсгэлэнтэйтоонологийн "заль мэх" (бодит ертөнцийг янз бүрийн талаас нь маш олон бөгөөд үнэн зөв "хуулбарлах") - тэгвэл би өөрийгөө хууран мэхлэх ангалын ёроолд байгаа гэдгээ олон нийтэд хүлээн зөвшөөрөхөд бэлэн байна. "Шийдвэр"-ийг гаргахын тулд уншигч "Оросын Техно Нийгэмлэг" портал (вэбсайт) дээр нууц нэрээр нийтэлсэн миний бүх нийтлэл, номыг үзэх боломжтой. iav 2357 ( дараах холбоосыг үзнэ үү:

Хүмүүс эрт дээр үеэс Орчлон ертөнцийн насыг сонирхож ирсэн. Хэдийгээр та түүнээс төрсөн огноог нь харахын тулд паспорт асууж чадахгүй ч орчин үеийн шинжлэх ухаан энэ асуултад хариулж чадсан. Үнэн, дөнгөж саяхан.

Орчлон ертөнцийн паспорт Одон орон судлаачид орчлон ертөнцийн анхны намтар түүхийг нарийвчлан судалжээ. Гэвч тэд түүний яг насны талаар эргэлзэж байсан бөгөөд энэ нь сүүлийн хэдэн арван жилд л арилсан юм.

Вавилон, Грекийн мэргэд орчлон ертөнцийг мөнх бөгөөд өөрчлөгддөггүй гэж үздэг байсан бол Хинду он дарааллын бичигчид МЭӨ 150 онд. түүнийг яг 1,972,949,091 настай гэж тодорхойлсон (Дашрамд хэлэхэд, магнитудын дарааллаар тэд нэг их андуураагүй!). 1642 онд Английн теологич Жон Лайтфут библийн бичвэрүүдэд нарийн дүн шинжилгээ хийх замаар дэлхийг бүтээх нь МЭӨ 3929 онд болсон гэж тооцоолсон; Хэдэн жилийн дараа Ирландын хамба лам Жеймс Усшер үүнийг 4004 рүү шилжүүлэв. Орчин үеийн шинжлэх ухааныг үндэслэгч Иоханнес Кеплер, Исаак Ньютон нар ч энэ сэдвийг үл тоомсорлосонгүй. Тэд зөвхөн Библи төдийгүй одон орон судлалд хандсан ч үр дүн нь МЭӨ 3993, 3988 онуудын теологичдын тооцоотой төстэй байв. Бидний гэгээрсэн цаг үед Орчлон ертөнцийн насыг өөр аргаар тодорхойлдог. Тэднийг түүхийн үүднээс харахын тулд эхлээд манай гараг болон түүний сансрын орчныг харцгаая.

Одон орон судлаачид орчлон ертөнцийн анхны намтар түүхийг нарийвчлан судалжээ. Гэвч тэд түүний яг насны талаар эргэлзэж байсан бөгөөд энэ нь сүүлийн хэдэн арван жилд л арилсан юм.

Чулуугаар зөгнөдөг

18-р зууны хоёрдугаар хагасаас эхлэн эрдэмтэд дэлхий болон нарны насыг физик загварт үндэслэн тооцоолж эхэлсэн. Ийнхүү 1787 онд Францын байгаль судлаач Жорж-Луи Леклерк хэрвээ манай гараг төрөхдөө хайлсан төмрийн бөмбөлөг байсан бол одоогийн температур хүртэл хөргөхөд 75-168 мянган жил шаардлагатай гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Ирландын математикч, инженер Жон Перри 108 жилийн дараа дэлхийн дулааны түүхийг дахин тооцоолж, түүний насыг 2-3 тэрбум жил гэж тогтоожээ. 20-р зууны эхэн үед Лорд Келвин нар зөвхөн таталцлын энерги ялгарснаас болж аажмаар агшиж, гэрэлтдэг бол түүний нас (мөн улмаар дэлхийн болон бусад гаригуудын хамгийн дээд нас) гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. хэдэн зуун сая жил байж болно. Гэвч тухайн үед геохронологийн найдвартай арга байхгүйн улмаас геологичид эдгээр тооцоог баталж ч, үгүйсгэж ч чадаагүй.

Хорьдугаар зууны эхний арван жилийн дундуур Эрнест Рутерфорд, Америкийн химич Бертрам Болтвуд нар газрын чулуулгийн радиометрийн болзооны үндсийг боловсруулсан нь Перри үнэнд илүү ойр байсныг харуулсан. 1920-иод онд радиометрийн нас нь 2 тэрбум жил орчим байсан эрдсийн дээж олдсон. Хожим нь геологичид энэ үнэ цэнийг нэг бус удаа нэмэгдүүлж, одоогийн байдлаар хоёр дахин нэмэгдэж, 4.4 тэрбум болжээ.Нэмэлт мэдээллийг "тэнгэрийн чулуу" - солируудын судалгаагаар гаргажээ. Тэдний насны бараг бүх радиометрийн тооцоолол нь 4.4-4.6 тэрбум жилийн хязгаарт багтдаг.

Орчин үеийн гелисейсмологи нь нарны насыг шууд тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээр 4.56 - 4.58 тэрбум жил байна. Нарны үүлний таталцлын конденсацийн үргэлжлэх хугацааг ердөө сая жилээр хэмждэг байсан тул энэ үйл явц эхэлснээс өнөөг хүртэл 4.6 тэрбум жилээс илүү хугацаа өнгөрөөгүй гэж бид итгэлтэйгээр хэлж чадна. Үүний зэрэгцээ нарны бодист гелийээс хүнд олон элемент агуулагддаг бөгөөд тэдгээр нь хэт шинэ одонд шатаж, дэлбэрч байсан өмнөх үеийн асар том оддын термоядролын зууханд үүссэн байв. Энэ нь орчлон ертөнцийн оршин тогтнох хугацаа Нарны аймгийн наснаас хамаагүй давсан гэсэн үг юм. Энэ илүүдэл хэмжээг тодорхойлохын тулд та эхлээд манай Галактик руу, дараа нь түүний хязгаараас давах хэрэгтэй.

Цагаан одойнуудыг дагаж байна

Манай Галактикийн насыг янз бүрийн аргаар тодорхойлж болох ч бид хамгийн найдвартай хоёр зүйлээр хязгаарлагдах болно. Эхний арга нь цагаан одойн гэрэлтэлтийг хянахад суурилдаг. Эдгээр авсаархан (Дэлхийн хэмжээтэй) бөгөөд эхэндээ маш халуун селестиел биетүүд нь хамгийн том одноос бусад бүх оддын амьдралын эцсийн шатыг төлөөлдөг. Цагаан одой болж хувирахын тулд од бүх термоядролын түлшээ бүрэн шатааж, хэд хэдэн сүйрэлд өртөх ёстой - жишээлбэл, хэсэг хугацаанд улаан аварга болно.

Байгалийн цаг

Радиометрийн судалгаагаар дэлхийн хамгийн эртний чулуулгууд нь Канадын баруун хойд хэсэгт орших Их Боол нуурын эрэг дээрх саарал гнейсүүд гэж тооцогддог бөгөөд тэдний нас 4.03 тэрбум жил байна. Үүнээс өмнө (4.4 тэрбум жилийн өмнө) Австралийн баруун хэсэгт орших гнейсээс олддог байгалийн цирконы силикат болох цирконы эрдэсийн жижиг ширхэгүүд талстжсан. Тэр үед дэлхийн царцдас аль хэдийн оршин байсан тул манай гараг арай хөгшин байх ёстой.
Солирын тухайд хамгийн үнэн зөв мэдээллийг нүүрстөрөгчийн үеийн хондрит солируудын материал дахь кальци-хөнгөн цагааны хольцын он сар өдөр өгдөг бөгөөд энэ нь нярайн нарыг тойрон хүрээлэгдсэн хийн тоосны үүлнээс үүссэний дараа бараг өөрчлөгдөөгүй байв. 1962 онд Казахстаны Павлодар мужаас олдсон Ефремовка солирын ижил төстэй байгууламжийн радиометрийн нас 4 тэрбум 567 сая жил байна.

Ердийн цагаан одой нь бараг бүхэлдээ доройтсон электрон хийд агуулагдах нүүрстөрөгч ба хүчилтөрөгчийн ионуудаас бүрддэг бөгөөд устөрөгч эсвэл гелий давамгайлсан нимгэн уур амьсгалтай байдаг. Түүний гадаргуугийн температур 8,000-аас 40,000 К хооронд хэлбэлздэг бол төвийн бүс нь сая сая, бүр хэдэн арван сая градус хүртэл халдаг. Онолын загваруудын дагуу хүчилтөрөгч, неон, магни (тодорхой нөхцөлд 8-10.5 эсвэл бүр 12 хүртэл нарны масстай од болон хувирдаг) голчлон бүрддэг одойнууд бас төрж болох боловч тэдний оршин тогтнох хараахан болоогүй байна. нотлогдсон. Мөн энэ онолын дагуу нарны жингийн хагасаас багагүй жинтэй одод гелий цагаан одой болж хувирдаг. Ийм одод маш олон боловч устөрөгчийг маш удаан шатаадаг тул олон арван, хэдэн зуун сая жил амьдардаг. Одоогоор тэдэнд устөрөгчийн түлшээ шавхах хангалттай хугацаа байсангүй (одоогоор олдсон цөөхөн гелий одой нь хоёртын системд амьдарч, огт өөр хэлбэрээр үүссэн).

Цагаан одой нь термоядролын нэгдлийн урвалыг дэмжиж чадахгүй тул хуримтлагдсан энергийн улмаас гэрэлтдэг тул аажмаар хөрдөг. Энэ хөргөлтийн хурдыг тооцоолж, үүний үндсэн дээр гадаргуугийн температурыг анхны температураас (ердийн одойн хувьд энэ нь ойролцоогоор 150,000 К) ажиглагдсан хүртэл бууруулахад шаардагдах хугацааг тодорхойлж болно. Бид Галактикийн эрин үеийг сонирхож байгаа тул хамгийн урт насалдаг, тиймээс хамгийн хүйтэн цагаан одойнуудыг хайх хэрэгтэй. Орчин үеийн телескопууд нь 4000 К-ээс бага гадаргуугийн температуртай галактик доторх одойнуудыг илрүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд гэрэлтэх чадвар нь нарныхаас 30,000 дахин бага байдаг. Одоогоор тэд олдоогүй байна - тэд огт байхгүй, эсвэл маш цөөхөн байдаг. Үүнээс үзэхэд манай Галактик нь 15 тэрбум жилээс илүү настай байж болохгүй, эс тэгвээс тэдгээр нь мэдэгдэхүйц хэмжээгээр байх болно.

Өнөөдрийг хүртэл чулуулагт янз бүрийн цацраг идэвхт изотопуудын задралын бүтээгдэхүүний агууламжийн шинжилгээг ашигладаг. Чулуулгийн төрөл, болзох хугацаа зэргээс хамааран өөр өөр хос изотопуудыг ашигладаг.

Энэ бол насны дээд хязгаар юм. Доод талын талаар бид юу хэлж чадах вэ? Одоогоор мэдэгдэж байгаа хамгийн хүйтэн цагаан одойнуудыг 2002, 2007 онд Хаббл сансрын дурангаар илрүүлсэн. Тооцоолсноор тэдний нас 11.5-12 тэрбум жил байна. Үүн дээр бид өмнөх оддын насыг (хагас тэрбумаас тэрбум жил хүртэл) нэмэх ёстой. Үүнээс үзэхэд Сүүн зам 13 тэрбум жилээс багагүй настай. Тиймээс цагаан одойнуудын ажиглалтаас олж авсан түүний насыг эцсийн тооцоогоор ойролцоогоор 13-15 тэрбум жил байна.

Бөмбөгний гэрчилгээ

Хоёрдахь арга нь Сүүн замын захын бүсэд оршдог, цөмийг нь тойрон эргэлддэг бөмбөрцөг оддын бөөгнөрөлүүдийг судлахад суурилдаг. Эдгээр нь харилцан таталцлаар холбогдсон хэдэн зуун мянгаас сая гаруй оддыг агуулдаг.

Бөмбөрцөг бөөгнөрөл нь бараг бүх том галактикт байдаг бөгөөд тэдгээрийн тоо заримдаа хэдэн мянгад хүрдэг. Тэнд бараг шинэ одод төрдөггүй ч хуучин одод элбэг байдаг. Манай Галактикт 160 орчим ийм бөмбөрцөг бөөгнөрөл бүртгэгдсэн бөгөөд магадгүй хоёроос гурван арав дахин олдох болно. Тэдний үүсэх механизм нь бүрэн тодорхойгүй байгаа ч ихэнх нь Галактик өөрөө төрсний дараа удалгүй үүссэн байх магадлалтай. Тиймээс хамгийн эртний бөмбөрцөгт бөөгнөрөл үүсэх хугацааг тогтоох нь галактикийн насны доод хязгаарыг тогтоох боломжийг олгодог.

Энэ болзох нь техникийн хувьд маш нарийн төвөгтэй боловч маш энгийн санаан дээр суурилдаг. Багц дахь бүх одод (хэт массаас хамгийн хөнгөн хүртэл) ижил хийн үүлнээс үүссэн тул бараг нэгэн зэрэг төрдөг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд тэд устөрөгчийн үндсэн нөөцийг шатаадаг - зарим нь эрт, зарим нь дараа нь. Энэ үе шатанд од үндсэн дарааллаа орхиж, таталцлын бүрэн нуралт (дараа нь нейтрон од эсвэл хар нүх үүсэх) эсвэл цагаан одой үүсэх зэргээр төгсдөг хэд хэдэн өөрчлөлтийг хийдэг. Тиймээс бөмбөрцөг кластерын найрлагыг судлах нь түүний насыг маш нарийн тодорхойлох боломжийг олгодог. Найдвартай статистикийн хувьд судлагдсан кластеруудын тоо дор хаяж хэдэн арван байх ёстой.

Энэхүү ажлыг гурван жилийн өмнө одон орон судлаачдын баг Хаббл сансрын дурангийн ACS (Advanced Camera for Survey) камер ашиглан хийжээ. Манай Галактикийн 41 бөмбөрцөгт бөөгнөрөлүүдийг ажиглахад тэдний дундаж нас 12.8 тэрбум жил байгааг харуулсан. Дээд амжилтыг эзэмшигчид нь нарнаас 7200, 13000 гэрлийн жилийн зайд орших NGC 6937 ба NGC 6752 кластерууд байв. Тэдгээр нь бараг 13 тэрбум жилээс багагүй байх нь гарцаагүй бөгөөд хоёр дахь бөөгнөрөлийн хамгийн өндөр магадлалтай хугацаа нь 13.4 тэрбум жил байна (хэдийгээр нэмэх эсвэл хасах тэрбумын алдаатай).

Нарны эрэмбийн дагуу масстай одод устөрөгчийн нөөц дуусч, хавдаж, улаан одой болж, дараа нь шахалтын үед гелийн цөм нь халж, гелий шатаж эхэлдэг. Хэсэг хугацааны дараа од нь бүрхүүлээ хаяж, гаригийн мананцар үүсгэж, дараа нь цагаан одой болж, дараа нь хөрнө.

Гэсэн хэдий ч манай Галактик нь кластеруудаас илүү настай байх ёстой. Түүний анхны хэт масстай одууд хэт шинэ болон дэлбэрч олон элементийн цөмийг, ялангуяа бериллий-берилли-9-ийн тогтвортой изотопын цөмийг сансарт хөөргөв. Бөмбөрцөг хэлбэртэй бөөгнөрөл үүсч эхлэхэд тэдний шинэ төрсөн одод аль хэдийн берилли агуулсан байсан бөгөөд хожим үүсэх тусам улам бүр нэмэгдсээр байв. Агаар мандалд агуулагдах бериллийн агууламж дээр үндэслэн бөөгнөрөл нь Галактикаас хэр залуу болохыг тодорхойлох боломжтой. NGC 6937 кластерийн мэдээллээс харахад энэ ялгаа 200-300 сая жил байна. Тиймээс бид Сүүн замын нас 13 тэрбум жил давж, магадгүй 13.3 - 13.4 тэрбум хүрч магадгүй гэж хэлж болно. Энэ нь цагаан одойнуудын ажиглалт дээр үндэслэн хийсэн тооцоотой бараг ижил тооцоо юм. шал өөр аргаар олж авсан.

Хабблын хууль

Орчлон ертөнцийн насны тухай асуултыг шинжлэх ухаанчаар томъёолох нь зөвхөн өнгөрсөн зууны хоёрдугаар улирлын эхээр боломжтой болсон. 1920-иод оны сүүлээр Эдвин Хаббл болон түүний туслах Милтон Хумасон нар хэдхэн жилийн өмнө бие даасан галактик болсон Сүүн замын гаднах олон арван мананцар хүртэлх зайг тодруулж эхлэв.

Эдгээр галактикууд спектрийн улаан шилжилтээр хэмжигддэг радиаль хурдаар нарнаас холдож байна. Хэдийгээр эдгээр галактикуудын ихэнх хүртэлх зайг том алдаагаар тодорхойлох боломжтой байсан ч Хаббл 1929 оны эхээр хэвлэгдсэн нийтлэлдээ бичсэнчлэн тэдгээр нь радиаль хурдтай ойролцоогоор пропорциональ байгааг олж мэдсэн. Хоёр жилийн дараа Хаббл, Хумасон нар бусад галактикуудын ажиглалт дээр үндэслэн энэ дүгнэлтийг баталжээ - зарим нь 100 сая гэрлийн жилийн зайд байдаг.

Эдгээр өгөгдөл нь Хабблын хууль гэгддэг v=H0d алдартай томьёоны үндэс болсон. Энд v нь Дэлхийтэй харьцуулахад галактикийн радиаль хурд, d нь зай, H0 нь пропорциональ коэффициент бөгөөд түүний хэмжээс нь харахад хялбар бөгөөд цаг хугацааны урвуу хэмжээс юм (өмнө нь үүнийг Хаббл тогтмол гэж нэрлэдэг байсан). , энэ нь буруу, учир нь өмнөх эрин үед H0-ийн утга одоогийнхоос өөр байсан). Хаббл өөрөө болон бусад олон одон орон судлаачид энэ параметрийн физик утгын талаархи таамаглалыг удаан хугацаанд няцаасан. Гэсэн хэдий ч Харьцангуйн ерөнхий онол нь галактикийн тэлэлтийг орчлон ертөнц тэлэлтийн нотолгоо гэж тайлбарлах боломжийг бидэнд олгодог гэдгийг Жорж Лемайтр 1927 онд харуулсан. Дөрвөн жилийн дараа тэрээр энэ дүгнэлтийг логик дүгнэлтэд хүргэх зоригтой байж, Орчлон ертөнц бараг цэгтэй төстэй үр хөврөлөөс үүссэн гэсэн таамаглал дэвшүүлж, илүү сайн нэр томъёо байхгүй тул атом гэж нэрлэв. Энэхүү анхдагч атом нь хязгааргүй хүртэл ямар ч үед статик төлөвт байж болох боловч түүний "дэлбэрэлт" нь матери болон цацрагаар дүүрсэн орон зайг төрүүлж, хязгаарлагдмал хугацаанд одоогийн Орчлон ертөнцийг бий болгосон. Лемайтр анхны өгүүлэлдээ аль хэдийн Хаббл томьёоны бүрэн аналогийг гаргаж авсан бөгөөд тэр үед олон тооны галактикийн хурд ба зайны талаархи өгөгдлийн дагуу зай ба хурдны хоорондох пропорциональ коэффициентийн ойролцоогоор ижил утгыг олж авсан. Хаббл шиг. Гэсэн хэдий ч түүний нийтлэл Бельгийн бага зэрэг алдартай сэтгүүлд франц хэл дээр хэвлэгдсэн бөгөөд эхэндээ олны анхаарлыг татсангүй. Үүнийг ихэнх одон орон судлаачид 1931 онд англи орчуулга нь хэвлэгдсэний дараа л мэддэг болсон.

Орчлон ертөнцийн хувьсал нь түүний тэлэлтийн анхны хурд, түүнчлэн таталцлын (харанхуй бодисыг оруулаад) болон таталцлын эсрэг (хар энерги) нөлөөллөөр тодорхойлогддог. Эдгээр хүчин зүйлсийн хоорондын хамаарлаас хамааран Орчлон ертөнцийн хэмжээсийн график нь ирээдүйд болон өнгөрсөн хугацаанд өөр өөр хэлбэртэй байдаг нь түүний насыг тооцоолоход нөлөөлдөг. Одоогийн ажиглалтууд орчлон ертөнц экспоненциалаар тэлж байгааг харуулж байна (улаан график).

Хаббл цаг

Леметрийн энэхүү бүтээл болон Хаббл өөрөө болон бусад сансар судлаачдын хожмын бүтээлүүдээс харахад орчлон ертөнцийн нас (байгалийн хувьд тэлэлтийн анхны мөчөөс эхлэн хэмжигддэг) 1/H0 утгаас хамаардаг бөгөөд үүнийг одоо Хаббл гэж нэрлэдэг. цаг. Энэ хамаарлын мөн чанар нь орчлон ертөнцийн тодорхой загвараар тодорхойлогддог. Хэрэв бид таталцлын бодис, цацрагаар дүүрсэн хавтгай ертөнцөд амьдардаг гэж үзвэл түүний насыг тооцоолохын тулд 1/H0-ийг 2/3-аар үржүүлэх хэрэгтэй.

Эндээс л гацаа үүссэн. Хаббл ба Хумасон нарын хэмжилтээс үзэхэд 1/H0-ийн тоон утга нь ойролцоогоор 1.8 тэрбум жилтэй тэнцүү байна. Үүний дараа орчлон ертөнц 1.2 тэрбум жилийн өмнө үүссэн бөгөөд энэ нь тухайн үеийн дэлхийн насыг маш дутуу үнэлдэг байсантай ч тодорхой зөрчилдөж байв. Галактикууд Хабблын бодсоноос илүү удаан холдож байна гэж үзвэл энэ хүндрэлээс гарах боломжтой. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ таамаглал батлагдсан ч энэ нь асуудлыг шийдэж чадаагүй юм. Өнгөрсөн зууны эцэс гэхэд оптик одон орон судлал ашиглан олж авсан мэдээллээр 1/H0 нь 13-15 тэрбум жилийн хооронд хэлбэлздэг. Орчлон ертөнцийн орон зай хавтгай байсан бөгөөд Хаббл цагийн гуравны хоёр нь Галактикийн насны хамгийн даруухан тооцооллоос хамаагүй бага байсан тул зөрүү хэвээр байсаар байна.

Хоосон ертөнц

Хаббл параметрийн хамгийн сүүлийн хэмжилтээр Хаббл хугацааны доод хязгаар 13.5 тэрбум жил, дээд хязгаар нь 14 тэрбум жил байна. Орчлон ертөнцийн одоогийн нас нь одоогийн Хаббл цагтай ойролцоогоор тэнцүү байна. Таталцагч бодис, таталцлын эсрэг талбар байхгүй туйлын хоосон орчлон ертөнцөд ийм тэгш байдлыг хатуу бөгөөд байнга дагаж мөрдөх ёстой. Гэхдээ манай ертөнцөд аль аль нь хангалттай байдаг. Баримт нь орон зай эхлээд аажмаар тэлж, дараа нь түүний тэлэлтийн хурд нэмэгдэж эхэлсэн одоогийн эрин үедЭдгээр эсрэг тэсрэг чиг хандлага нь бие биенээ бараг нөхөж байв.

Ерөнхийдөө 1998-1999 онд одон орон судлаачдын хоёр баг сүүлийн 5-6 тэрбум жилийн хугацаанд сансар огторгуйн хэмжээ багасах бус, өсөлтийн хурдаар тэлж байгааг нотлоход энэ зөрчил арилсан. Энэхүү хурдатгал нь ихэвчлэн манай Орчлон ертөнцөд нягтрал нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй хар энерги гэгдэх таталцлын эсрэг хүчин зүйлийн нөлөө нэмэгдэж байгаатай холбон тайлбарладаг. Сансар огторгуй тэлэх тусам таталцлын материйн нягт багасдаг тул харанхуй энерги нь таталцлын хүчтэй улам амжилттай өрсөлддөг. Таталцлын эсрэг бүрэлдэхүүнтэй орчлон ертөнцийн оршин тогтнох хугацаа нь Хаббл хугацааны гуравны хоёртой тэнцүү байх албагүй. Тиймээс орчлон ертөнц хурдацтай тэлэхийг нээсэн нь (2011 онд Нобелийн шагналд тэмдэглэсэн) түүний амьдралын хугацааны сансар судлалын болон одон орны тооцооллын зөрүүг арилгах боломжтой болсон. Энэ нь мөн түүний төрсөн өдрийг болзох шинэ аргыг боловсруулах эхлэл байсан юм.

Сансрын хэмнэл

2001 оны 6-р сарын 30-нд НАСА Explorer 80-ыг сансарт илгээж, хоёр жилийн дараа WMAP буюу Wilkinson Microwave Anisotropy Probe гэж нэрлэв. Түүний төхөөрөмж нь аравны гурваас бага өнцгийн нарийвчлалтай богино долгионы сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацрагийн температурын хэлбэлзлийг бүртгэх боломжтой болсон. Энэ цацрагийн спектр нь 2.725 К хүртэл халсан хамгийн тохиромжтой хар биеийн спектртэй бараг бүрэн давхцдаг бөгөөд 10 градусын өнцгийн нарийвчлалтай "том ширхэгтэй" хэмжилт дэх температурын хэлбэлзэл нь 0.000036 К-ээс хэтрэхгүй гэдгийг тэр үед аль хэдийн мэддэг байсан. Гэсэн хэдий ч WMAP датчикийн масштабын "нарийн ширхэгтэй" хэмжилтийн үед ийм хэлбэлзлийн далайц 6 дахин их байсан (ойролцоогоор 0.0002 К). Сансар огторгуйн бичил долгионы арын цацраг нь толботой, бага зэрэг илүү, бага зэрэг халсан хэсгүүдтэй ойрхон цэгтэй болсон.

Сансар огторгуйн бичил долгионы арын цацрагийн хэлбэлзэл нь нэгэн цагт сансар огторгуйг дүүргэсэн электрон-фотон хийн нягтын хэлбэлзлээс үүсдэг. Их тэсрэлтээс хойш 380,000 жилийн дараа бараг бүх чөлөөт электронууд устөрөгч, гели, литийн цөмтэй нийлж, төвийг сахисан атомуудыг үүсгэснээр энэ нь бараг тэг болж буурсан. Энэ болтол дууны долгион нь харанхуй материйн бөөмсийн таталцлын талбайн нөлөөгөөр электрон-фотон хийд тархаж байв. Эдгээр долгионууд буюу астрофизикчдийн хэлснээр акустик хэлбэлзэл нь сансрын бичил долгионы арын цацрагийн спектрт ул мөр үлдээжээ. Энэхүү спектрийг сансар судлал ба соронзон гидродинамикийн онолын аппарат ашиглан тайлж болох бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн насыг дахин үнэлэх боломжийг олгодог. Хамгийн сүүлийн үеийн тооцоогоор түүний хамгийн их магадлалтай хэмжээ нь 13.72 тэрбум жил байна. Энэ нь одоо орчлон ертөнцийн насжилтын стандарт тооцоолол гэж тооцогддог. Хэрэв бид бүх боломжит алдаа, хүлцэл, ойролцооллыг харгалзан үзвэл WMAP туршилтын үр дүнгээс үзэхэд Орчлон ертөнц 13.5-14 тэрбум жилийн турш оршин тогтнож байсан гэж дүгнэж болно.

Ийнхүү одон орон судлаачид орчлон ертөнцийн насыг гурван өөр аргаар тооцоолж, нэлээд нийцтэй үр дүнд хүрчээ. Тиймээс бид одоо орчлон ертөнц хэзээ үүссэнийг ядаж хэдэн зуун сая жилийн нарийвчлалтайгаар мэддэг болсон (эсвэл илүү болгоомжтойгоор хэлэхэд бид мэддэг гэж бодож байна). Магадгүй үр удам нь одон орон судлал, астрофизикийн хамгийн гайхалтай ололтуудын жагсаалтад олон жилийн түүхтэй энэ оньсогоын шийдлийг нэмэх байх.

Орчлон ертөнцийн насыг тодорхойлоход Их тэсрэлтийн эхэн үеэс түүний хөгжлийн үе шатыг тодорхойлох нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Орчлон ертөнцийн хувьсал ба түүний хөгжлийн үе шатууд

Өнөөдөр орчлон ертөнцийн хөгжлийн дараах үе шатуудыг ялгах нь заншил болжээ.

1. Планкийн хугацаа нь 10-43 секундээс 10-11 секунд хүртэлх хугацаа юм. Эрдэмтэд энэ богино хугацаанд таталцлын хүч бусад харилцан үйлчлэлийн хүчнээс "салгасан" гэж эрдэмтэд үзэж байна.
2. Кварк төрөх эрин үе нь 10-11-10-2 секунд байна. Энэ хугацаанд кваркууд үүсч, мэдэгдэж буй физик харилцан үйлчлэлийн хүчийг салгасан.
3. Орчин үеийн эрин үе нь Их тэсрэлтийн дараа 0.01 секундын дараа эхэлсэн бөгөөд өнөөг хүртэл үргэлжилж байна. Энэ хугацаанд бүх энгийн бөөмс, атом, молекул, од, галактикууд үүссэн.

Орчлон ертөнцийн хөгжлийн чухал үе бол Их тэсрэлтээс хойш гурван зуун наян мянган жилийн дараа цацраг туяанд ил тод болсон үе гэж тооцогддог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Орчлон ертөнцийн насыг тодорхойлох арга

Орчлон ертөнц хэдэн настай вэ? Үүнийг олж мэдэхээс өмнө түүний насыг Их тэсрэлтийн үеэс эхлэн тооцдог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Орчлон ертөнц хэдэн жилийн өмнө үүссэнийг өнөөдөр хэн ч бүрэн итгэлтэйгээр хэлж чадахгүй. Хэрэв та чиг хандлагыг харвал цаг хугацаа өнгөрөхөд эрдэмтэд түүний нас нь урьд өмнө төсөөлж байснаас илүү өндөр настай гэсэн дүгнэлтэд хүрдэг.

Эрдэмтдийн хамгийн сүүлийн үеийн тооцоогоор манай орчлон ертөнцийн нас 13.75±0.13 тэрбум жил байна. Зарим шинжээчдийн үзэж байгаагаар эцсийн тоог ойрын ирээдүйд засч, арван таван тэрбум жил болгон тохируулж магадгүй юм.

Сансар огторгуйн насыг тооцоолох орчин үеийн арга нь "эртний" од, бөөгнөрөл, хөгжөөгүй сансрын биетүүдийг судлахад суурилдаг. Орчлон ертөнцийн насыг тооцоолох технологи нь нарийн төвөгтэй бөгөөд багтаамжтай үйл явц юм. Бид зөвхөн тооцооллын зарим зарчим, аргуудыг авч үзэх болно.

Асар том оддын бөөгнөрөл

Орчлон ертөнц хэдэн настайг тодорхойлохын тулд эрдэмтэд их хэмжээний оддын төвлөрөл бүхий сансрын хэсгүүдийг судалж байна. Ойролцоогоор ижил бүсэд оршдог тул бие нь ойролцоо настай. Оддын нэгэн зэрэг төрөх нь эрдэмтэд бөөгнөрөлийн насыг тодорхойлох боломжийг олгодог.

"Оддын хувьсал"-ын онолыг ашиглан график байгуулж, олон шугаман тооцооллыг хийдэг. Ижил настай боловч өөр өөр масстай объектуудын өгөгдлийг харгалзан үздэг.

Хүлээн авсан үр дүнд үндэслэн кластерын насыг тодорхойлох боломжтой. Эрдэмтэд эхлээд оддын бөөгнөрөл хүртэлх зайг тооцоолсноор Орчлон ертөнцийн насыг тодорхойлдог.

Та Орчлон ертөнц хэдэн настай болохыг нарийн тодорхойлж чадсан уу? Эрдэмтдийн тооцоолсноор үр дүн нь хоёрдмол утгатай болсон - 6-аас 25 тэрбум жилийн хооронд. Харамсалтай нь энэ арга нь маш их бэрхшээлтэй байдаг. Тиймээс ноцтой алдаа гарч байна.

Сансар огторгуйн эртний оршин суугчид

Орчлон ертөнц хэр удаан оршин тогтнож байгааг ойлгохын тулд эрдэмтэд цагаан одойнуудыг бөмбөрцөг хэлбэртэй бөөгнөрөлөөр ажигладаг. Тэд бол улаан аварга биетийн дараах хувьслын холбоос юм.

Нэг үе шатаас нөгөөд шилжих үед одны жин бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Цагаан одойд термоядролын нэгдэл байдаггүй тул хуримтлагдсан дулаанаас болж гэрэл ялгаруулдаг. Хэрэв та температур ба цаг хугацааны хамаарлыг мэддэг бол одны насыг тодорхойлж болно. Хамгийн эртний кластерын насыг ойролцоогоор 12-13.4 тэрбум жил гэж тооцдог. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь нэлээд сул цацрагийн эх үүсвэрийг ажиглахад бэрхшээлтэй холбоотой юм. Өндөр мэдрэмжтэй телескоп, тоног төхөөрөмж хэрэгтэй. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд хүчирхэг Хаббл сансрын дуранг ашигладаг.

Орчлон ертөнцийн анхны "шөл"

Орчлон ертөнц хэдэн настайг тодорхойлохын тулд эрдэмтэд анхдагч бодисоос бүтсэн объектуудыг ажигладаг. Тэд хувьслын хурдны хурдны ачаар өнөөг хүртэл амьд үлджээ. Ийм объектын химийн найрлагыг судлахдаа эрдэмтэд термоядролын физикийн мэдээлэлтэй харьцуулдаг. Хүлээн авсан үр дүнд үндэслэн од эсвэл кластерийн насыг тодорхойлно. Эрдэмтэд хоёр бие даасан судалгаа хийсэн. Үр дүн нь нэлээд төстэй болсон: эхнийх нь дагуу - 12.3-18.7 тэрбум жил, хоёрдугаарт - 11.7-16.7.

Тэлж буй орчлон ертөнц ба харанхуй бодис

Орчлон ертөнцийн насыг тодорхойлох олон тооны загварууд байдаг боловч үр дүн нь маш их маргаантай байдаг. Өнөөдөр илүү нарийвчлалтай арга бий. Энэ нь Их тэсрэлтээс хойш сансар огторгуй байнга тэлж байгаад үндэслэсэн юм.

Эхэндээ орон зай нь одоогийнхтой ижил хэмжээний энергитэй жижиг байсан.

Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар цаг хугацаа өнгөрөх тусам фотон энерги "алдаж", долгионы урт нэмэгддэг. Фотонуудын шинж чанар, хар бодис байгаа эсэх дээр үндэслэн бид Орчлон ертөнцийн насыг тооцоолсон. Эрдэмтэд сансар огторгуйн насыг тодорхойлж чадсан бөгөөд энэ нь 13.75±0.13 тэрбум жил байв. Тооцооллын энэ аргыг орчин үеийн сансар судлалын загвар болох Lambda-Cold Dark Matter гэж нэрлэдэг.

Үр дүн нь буруу байж магадгүй

Гэсэн хэдий ч ямар ч эрдэмтэн энэ үр дүнг үнэн зөв гэж мэдэгддэггүй. Энэ загварт үндэс болгон авсан олон нөхцөлт таамаглалууд багтсан болно. Гэсэн хэдий ч одоогоор Орчлон ертөнцийн насыг тодорхойлох энэ аргыг хамгийн зөв гэж үздэг. 2013 онд орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурдыг Хаббл тогтмолыг тодорхойлох боломжтой болсон. Энэ нь секундэд 67.2 километр байв.

Эрдэмтэд илүү үнэн зөв мэдээлэл ашиглан орчлон ертөнцийн насыг 13 тэрбум 798 сая жил гэж тогтоосон байна.

Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнцийн насыг тодорхойлох явцад нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн загваруудыг (бөмбөрцөг хэлбэртэй хавтгай хэлбэр, хүйтэн харанхуй материйн оршихуй, гэрлийн хурд хамгийн их тогтмол) ашигласан гэдгийг бид ойлгож байна. Хэрэв бидний нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн тогтмол хэмжигдэхүүн, загваруудын талаархи таамаглал ирээдүйд алдаатай байвал энэ нь олж авсан өгөгдлийг дахин тооцоолоход хүргэнэ.

Одоогийн байдлаар Орчлон ертөнц хэдэн настай вэ гэсэн олон таамаг байдаг. Одоо түүний насны тухай асуултад зуун хувь итгэлтэй хариулах боломжгүй. Мөн бид үүний яг тодорхой хариултыг олж чадахгүй байх магадлал багатай юм. Гэхдээ эрдэмтэд маш их судалгаа, тооцоолол хийсэн тул одоо энэ сэдэв бага эсвэл тодорхой тоймтой болсон.

Тодорхойлолт

Орчлон ертөнц хэдэн настай болох тухай түүхийг эхлэхээс өмнө тайлбар хийх нь зүйтэй: түүний насыг тэлэх үеэс эхлэн тооцдог.

Эдгээр өгөгдлийг тодруулахын тулд ΛCDM загварыг бий болгосон. Эрдэмтэд энэ нь янз бүрийн эрин үеийн эхлэлийн мөчүүдийг урьдчилан таамаглаж чадна гэж мэдэгджээ. Гэхдээ та хамгийн эртний биетүүдийг олж, насыг нь тооцоолох замаар Орчлон ертөнц хэдэн настай болохыг олж мэдэх боломжтой.

Үүнээс гадна үечлэл нь асар их үүрэг гүйцэтгэдэг. Бидний цаг үед тодорхой мэдээлэл мэдэгдэж байгаа гурван эрин үе байдаг. Эхнийх нь хамгийн эртнийх нь. Үүнийг Планкийн цаг гэж нэрлэдэг (Их тэсрэлт үүссэнээс хойш 10 -43 секунд). Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар энэ хугацаа 10-11 секунд хүртэл үргэлжилсэн. Дараагийн эрин үе нь 10-2 секунд хүртэл үргэлжилсэн. Энэ нь кварк бөөмсийн дүр төрхөөр тодорхойлогддог - энэ нь адронуудын бүрэлдэхүүн хэсэг, өөрөөр хэлбэл цөмийн харилцан үйлчлэлд оролцдог энгийн бөөмс юм.

Мөн сүүлийн үе бол орчин үеийн. Энэ нь Big Bang-аас 0.01 секундын дараа эхэлсэн. Үнэн хэрэгтээ орчин үеийн эрин үе өнөөг хүртэл үргэлжилж байна.

Ерөнхийдөө орчин үеийн мэдээллээр бол орчлон ертөнц одоо 13.75 тэрбум жилийн настай. Тохируулга хийхийг зөвшөөрсөн (±0.11 тэрбум).

Хүйтэн оддыг харгалзан тооцоолох арга

Орчлон ертөнц хэдэн настайг мэдэх өөр нэг арга бий. Мөн энэ нь цагаан одой гэгдэх хүмүүсийн гэрэлтэлтийг хянахаас бүрддэг. Эдгээр нь маш өндөр температуртай, маш жижиг хэмжээтэй селестиел биетүүд юм. Дэлхийн хэмжээний тухай. Эдгээр нь аливаа одны оршин тогтнох сүүлчийн үе шатыг илэрхийлдэг. Асар том хэмжээтэйг эс тооцвол. Термоядролын бүх түлшээ шатаасны дараа од болж хувирдаг. Үүнээс өмнө энэ нь зарим сүйрэлд өртсөөр байна. Жишээлбэл, энэ нь хэсэг хугацаанд улаан аварга болдог.

Орчлон ертөнц хэдэн настай цагаан одойг ашиглаж байгааг яаж мэдэх вэ? Үүнийг амархан гэж хэлэхгүй ч эрдэмтэд үүнийг хийж чадна. Одойнууд устөрөгчөө маш удаан шатаадаг тул тэдний амьдрах хугацаа хэдэн зуун сая жил хүрдэг. Мөн энэ бүх хугацаанд тэд хуримтлагдсан энергийн ачаар гэрэлтдэг. Үүний зэрэгцээ тэд хөргөнө. Эрдэмтэд хөргөлтийн хурдыг тооцоолж, одны температурыг анхны температураас нь бууруулахад шаардагдах хугацааг тодорхойлдог (ихэвчлэн энэ нь 150,000 К байдаг). Орчлон ертөнц хэдэн настай байсныг тооцоолохын тулд бид хамгийн хүйтэн цагаан одойнуудыг олох хэрэгтэй. Одоогийн байдлаар бид 4000 К-ийн температуртай оддыг олж чадсан. Эрдэмтэд энэ мэдээллийг харгалзан бүх өгөгдлийг сайтар судалж үзээд манай орчлон ертөнц 15 тэрбум жилээс илүү настай байж болохгүй гэдгийг баталж байна.

Бөмбөрцөг оддын бөөгнөрөлүүдийг судлах

Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар орчлон ертөнц хэдэн настай болохыг ярихдаа энэ аргыг ашиглах нь зүйтэй юм. Эдгээр бөөгнөрөл нь Сүүн замын захын бүсэд байрладаг. Мөн тэд түүний голыг тойрон эргэлддэг. Тэдний үүссэн огноог тодорхойлох нь манай Орчлон ертөнцийн насны доод хязгаарыг тодорхойлоход тусалдаг.

Энэ арга нь техникийн хувьд төвөгтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч түүний гол санаа нь хамгийн энгийн санаа юм. Эцсийн эцэст бүх кластерууд нэг үүлнээс гарч ирдэг. Тиймээс тэд нэгэн зэрэг гарч ирдэг гэж хэн нэгэн хэлж болно. Мөн тодорхой хугацааны туршид устөрөгчийг тодорхой хэмжээгээр шатаадаг. Энэ бүхэн хэрхэн төгсдөг вэ? Цагаан одой харагдах эсвэл нейтрон од үүсэх.

Хэдэн жилийн өмнө энэ төрлийн судалгааг сансрын нисэгчид Хаббл гэгддэг сансрын дуран дээрх ACS камер ашиглан хийж байжээ. Тэгвэл эрдэмтдийн тооцоолсноор Ертөнц хэдэн настай вэ? Сансрын нисэгчид хариултыг нь олсон бөгөөд энэ нь албан ёсны мэдээлэлтэй таарч байна. Тэдний судалсан кластерууд дунджаар 12.8 тэрбум жилийн настай байжээ. "Хамгийн хөгшин" нь 13.4 тэрбум болжээ.

Сансрын хэмнэлийн тухай

Ерөнхийдөө бид эрдэмтдийн тооцооллоос олж мэдсэн зүйлээ эндээс харж болно. Орчлон ертөнц яг хэдэн настай болохыг мэдэх боломжгүй ч сансрын хэмнэлд анхаарлаа хандуулснаар илүү ойролцоо мэдээллийг олж авах боломжтой. Тэднийг 15 жилийн өмнө Explorer 80 датчик судалж байжээ. Температурын хэлбэлзлийг харгалзан үзсэн бөгөөд нарийн ширийн зүйлгүйгээр манай орчлон ертөнц 13.5-14 тэрбум жилийн настай болохыг олж мэдэх боломжтой байв.

Ерөнхийдөө бүх зүйл бидний төсөөлж байгаагаас хол байж магадгүй юм. Эцсийн эцэст, орон зай бол гайхалтай уудам, бараг үл мэдэгдэх орон зай юм. Гэхдээ сайн мэдээ гэвэл түүний судалгаа идэвхтэй үргэлжилж байна.

Манай орчлон ертөнц хэдэн настай вэ? Одон орон судлаачдын нэгээс илүү үеийнхэн энэ асуултад толгойгоо гашилгаж, орчлон ертөнцийн нууцыг тайлах хүртэл олон жилийн турш оньсого хийсээр байх болно.

Мэдэгдэж байгаагаар 1929 онд Хойд Америкийн сансар судлаачид орчлон ертөнц улам бүр нэмэгдэж байгааг тогтоожээ. Эсвэл одон орны хэлээр ярих юм бол байнгын тэлэлттэй байдаг. Орчлон ертөнцийн метрик тэлэлтийн зохиогч нь сансар огторгуйн тогтмол өсөлтийг тодорхойлдог тогтмол утгыг гаргаж авсан Америкийн Эдвин Хаббл юм.

Тэгвэл орчлон ертөнц хэдэн настай вэ? Арван жилийн өмнө түүний насыг 13.8 тэрбум жилийн дотор гэж үздэг байв. Энэхүү тооцоог Хаббл тогтмол дээр үндэслэсэн сансар судлалын загварт үндэслэн гаргасан. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр ESA (Европын сансрын агентлаг) ажиглалтын төвийн ажилтнууд болон дэвшилтэт Планк телескопын шаргуу хөдөлмөрийн ачаар орчлон ертөнцийн насжилтын талаар илүү үнэн зөв хариултыг олж авлаа.

Планк дурангаар сансар огторгуйг сканнердаж байна

Манай орчлон ертөнцийн насыг хамгийн зөв тодорхойлох зорилгоор уг дуран 2009 оны тавдугаар сард идэвхтэй ашиглалтад орсон. Планк телескопын функц нь Их тэсрэлт гэж нэрлэгддэг бүх оддын биетүүдийн цацрагийн хамгийн бодитой зургийг бүтээх зорилготой сансар огторгуйг сканнердах урт сессэд чиглэгдсэн байв.

Урт хугацааны сканнердах процессыг хоёр үе шаттайгаар явуулсан. 2010 онд судалгааны урьдчилсан үр дүн гарсан бөгөөд 2013 онд сансар судлалын эцсийн үр дүнг нэгтгэсэн нь маш сонирхолтой үр дүнг өгсөн.

ESA судалгааны ажлын үр дүн

ESA-ийн эрдэмтэд Планк дурангийн "нүд"-ийн цуглуулсан мэдээлэлд үндэслэн Хаббл тогтмолыг тодруулж чадсан сонирхолтой материалуудыг нийтлэв. Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нэг парсек секундэд 67.15 км байна. Үүнийг илүү ойлгомжтой болгохын тулд нэг парсек нь бидний гэрлийн жилийн 3.2616-д хүрэх сансрын зай юм. Илүү тодорхой, ойлголттой болохын тулд та 67 км/с хурдтай бие биенээ түлхэж буй хоёр галактикийг төсөөлж болно. Энэ тоо нь сансар огторгуйн хувьд өчүүхэн боловч энэ нь батлагдсан баримт юм.

Планк дурангаар цуглуулсан мэдээллийн ачаар орчлон ертөнцийн насыг тодруулах боломжтой болсон - энэ нь 13.798 тэрбум жил юм.

Планк телескопын мэдээлэлд үндэслэн авсан зураг

Энэхүү ESA судалгааны ажил нь орчлон ертөнц дэх зөвхөн 4.9% -тай тэнцэх "энгийн" физикийн массын эзлэх хувь төдийгүй харанхуй материйн одоо 26.8% -ийг тодруулахад хүргэсэн.

Замдаа Планк алс холын сансар огторгуйд хэт бага температуртай хүйтэн цэг гэж нэрлэгддэг бөгөөд шинжлэх ухааны тодорхой тайлбар хараахан гараагүй байгааг тогтоож, баталжээ.

Орчлон ертөнцийн насыг тооцоолох бусад аргууд

Сансар судлалын аргуудаас гадна та орчлон ертөнц хэдэн настай болохыг, жишээлбэл, химийн элементүүдийн насыг олж мэдэх боломжтой. Цацраг идэвхт задралын үзэгдэл үүнд тусална.

Өөр нэг арга бол оддын насыг тооцоолох явдал юм. 1996 онд хэсэг эрдэмтэд хамгийн эртний одод болох цагаан одойнуудын тод байдлыг үнэлсний үр дүнд орчлон ертөнцийн нас 11.5 тэрбум жилээс бага байж болохгүй. Энэ нь цэвэршүүлсэн Хаббл тогтмолын үндсэн дээр олж авсан орчлон ертөнцийн насны талаарх мэдээллийг баталж байна.