ליקום יש התחלה או פיצוץ גדול להרחבה שלו (המפץ הגדול) ומדברים על סוף (ביג קראנץ'). אבל מה קורה בתקופה ההיא בין השניים ביג? איך היקום התפתח לפני הגעתה של הקריסה הגדולה? יש כל כך הרבה עדויות ופניות בנוגע לעובדות האלה, עד שמה שאנחנו בדרך כלל מכירים בתור קוסמולוגיה.
מהי קוסמולוגיה?
קוסמולוגיה היא המדע שחווה את המקור ו אבולוציה של היקום כמו הכל.
תיאוריות ואבולוציה היסטורית של קוסמולוגיה
El פיתוח קוסמולוגיה זה לא הלך יד ביד עם תצפית ניסיונית, שכן זה בדרך כלל מורכב מאוד לביצוע, ורק עובדות ידועות מסוימות משמשות כדי לתת טיעונים של מצוינות לתיאוריה מדהימה שניתן להדגים באופן מעשי עד למונחים האחרונים שלה.
במובן זה, נכון לעכשיו, הניסוי, בעיקר הבדיקות שנשלחו ל- חלל וקרינה זה של הקוסמוס או היקום שאנו מגששים על פני כדור הארץ, מעוררים תור זהב בתיאוריה הקוסמולוגית, ושוב אירועים לפנינו. למרות זאת, האנושות מודעת ומסיבה את החלק הספקולטיבי הזה שקשור ללא ספק לחלק הזה של הפיזיקה.
אנו יכולים לאתר את תחילתה של הקוסמולוגיה המערבית לפני 2500 שנה, בעידן היווני. ניתן לציין כי הגדול הראשון תיאוריה קוסמולוגית, שנשארה עד לרנסנס, הוגנה על ידי אפלטון ובעיקר אריסטו, על ארבעת היסודות שלו, כלומר אדמה, מים, אוויר ואש.
בנוסף לאותה תנועה מתמשכת ומושלמת של עצמים שמימיים המפורטים בשמונה כדורים גבישיים מסתובבים, שהחומר שלהם היה מה שנקרא החמישייה. הכל מושרה על ידי יוצר גדול, עם ה ארץ באמצע.
כמו כן, משך הקוסמולוגיה האריסטוטלית הזו יכול להיחשף גם על ידי התמורות אד-הוק שעשה האסטרונום קלאודיוס תלמי על מנת להסביר את החריגות הברורות שנתפסו ב תנועת הכוכבים (במיוחד נסיגת כוכבי הלכת).
מצד שני, רק בשנת 1543 הפך המודל הגיאוצנטרי של אריסטו לשינוי על ידי המודל ההליוצנטרי של המתמטיקאי הפולני ניקולס קופרניקוס, שדווקא שנת מותו הכריז על עבודתו על מהפכת ספירות שמימיות.
במובן זה, הרעיונות הללו התקבלו בהדרגה והשתכללו על ידי אסטרונומים כמו יוהנס קפלר הגרמני ליקום הכבידה החדש של האנגלי אייזק ניוטון, שנמשך עד שאלברט איינשטיין הביע את תורת היחסות הכללית שלו במאה ה-XNUMX.
לבסוף, בשלב הסופי של הקוסמולוגיה השיח עבר שינוי חשוב, כלומר, ידע ה יקום בקנה מידה גדול לא ניתן היה להפריד מלימודי הפיזיקה של הקטנים ביותר, היה צורך שאסטרונומיה ופיזיקה של חלקיקים הלכו יד ביד כדי לבנות כל תיאוריה קוסמולוגית.
אתה עשוי להתעניין גם ב: קבוצות הכוכבים: התעלומה הנסתרת של הכוכבים בדרך החלב שלנו
העיקרון הקוסמולוגי
El עיקרון קוסמולוגי, טוען כי כל הצופים הבסיסיים צופים באותה היסטוריה של קוסמו. באופן דומה, עיקרון זה מנוגד ל"עקרונות האנתרופיים" שהוזכרו לעיל, שבהם נקודת המבט שלנו על היקום תהיה פריבילגית.
3 נתונים לגבי העיקרון הקוסמולוגי
חיוני לדעת כל מה שקשור לתצפיות אלו כדי להבין ביתר קלות את עקרון קוסמולוגי.
1. השלכות ישירות
אחת ההשלכות הישירות של העיקרון הקוסמולוגי היא להניח את שוויון ואיזוטרופיה של יקום בקנה מידה גדול. קיים חשד תצפיתי ניכר כי מבנה היקום מפגין דמיון יוצא דופן של חומר וקרינה בקנה מידה של 108 שנות אור.
2. מדד רוברטסון-ווקר
העיקרון הקוסמולוגי מבשר גם את גיאומטריה שעלינו להשתמש בו כדי למדוד מרחקים ומרווחי זמן בקנה מידה זה, ולשם כך עלינו למצוא את המדד השולט בגיאומטריה זו בקנה מידה גדול.
3. איך מקבלים את החישובים?
חישובים אלה מבוססים על תורת היחסות איינשטיין גנרל, אבל אסור לנו להשאיר בצד את העובדה שהכל מתבסס בתורו על יצירותיהם של הגיאומטרים הגדולים, ומלבד אלה של אבי הגיאומטריה, אוקלידס, יצירותיהם של הגיאומטריות הלא-אוקלידיות של הגרמנים קרל פרידריך גאוס ו. ברנהרד רימן, יאנוס בולאי ההונגרי וניקולאי לובצ'בסקי הרוסי, במאה ה-XNUMX, היו מכריעים. אז בואו נראה איך נגזר המדד.
זה בדרך כלל מתחיל ממה שנקרא הנחת Weyl אשר מניחה את הדמיון של יקום כמצע או נוזל מושלם שבו הגיאודסיקות אורתוגונליות למשפחה של משטחי יתר מסוג חלל.
כלומר, נעבוד עם מה שמכונה קואורדינטות מגיעות, המצוינות על ידי הנפילות החופשיות של הצופים החיוניים, כך ששתי גיאודזיות אינן מצטלבות אלא בנקודה בודדת כלשהי בעבר או בעתיד.
אם המשקיפים היסודיים עולים בקנה אחד עם השעונים שלהם כאשר עבור כולם פרמטרים קוסמולוגיים יש להם אותם ערכים (טמפרטורה, צפיפות ממוצעת, לחץ, בין היתר) הזמן המשותף האפקטיבי הוא מה שמכונה זמן t קוסמי, שיציין את משטחי הבו-זמניות. הסקיצות של הפרמטרים שרואים הצופים הקדמוניים הם מה שאנו מכנים קוסמוהיסטוריה.
קוסמולוגיה והמפץ הגדול
למרות שהדגם של המפץ הגדול או הידוע גם בשם המפץ הגדול, הוא מודל תיאורטי די נמרץ מבחינה תצפיתית ומקובל בנדיבות בקרב הקהילה המדעית, ישנם כמה היבטים שעדיין נותרו לפתור.
אתה עשוי להתעניין גם ב: המפץ הגדול: תיאוריה ועדויות המשקפות את תחילת היקום
6 מחקרים בסיסיים על הקשר בין קוסמולוגיה למפץ הגדול
חלק מהמחקרים הללו הם:
1. בורות במקור הקוסמולוגיה
לא ידוע מה קרה בימים הראשונים שלאחר ה המפץ הגדול. התשובה נחקרת באמצעות חקר היקום המוקדם, שאחת ממטרותיו היא למצוא את ההסבר לאיחוד אפשרי של ארבעת כוחות היסוד. אלה הם: הכוח הגרעיני החזק, הכוח הגרעיני החלש, הכוח האלקטרומגנטי והחלש מבין ארבעת הכוחות המכונה כבידה).
2. כישלון של מודל סופי
אין מודל סופי ליצירת המבנים הנוכחיים, החל מהמפץ הגדול. את התשובה מחפשים על ידי לימוד ה ייצור ואבולוציה של גלקסיות ועלייה קוסמית.
3. ספק לגבי הקראנץ' הגדול
לא ידוע מה גורלו של ה- היקום
4. חומר אפל ואנרגיה אפלה
לרוב, אופי ה חומר אפל ואנרגיה אפלה.
5. חלקיקים יסודיים
ברגע שלאחר המפץ הגדול התעוררו החלקיקים היסודיים, ה קווארקס למעלה בפרוטונים וקווארקים למטה בניוטרונים, והיחס המדויק בין פרוטונים לנייטרונים אינו ידוע.
6. קונסטרוקציה של חלקיקים יסודיים
חלקיקים אלמנטריים נוצרים על ידי שני קווארקים בעלי אותו מטען חשמלי, הם לא היו יכולים להיצמד הודות לאינטראקציה האלקטרומגנטית, אין טעם ללכת ל אינטראקציה גרעינית חזקה.
ובכן, יש לזה רק התעלות של הגודל המקסימלי של a גרעין אטום וגם בגלל שלאינטראקציה האלקטרומגנטית יש היקף עצום ואם היקום היה מוגדל בשנייה אחת פי מאה אוקטיליון, בפרק הזמן הזמני הזה האינטראקציה הגרעינית החזקה לא הייתה יכולה להרכיב כמעט את כל (אם לא את כולם) הקווארקים.
אתה עשוי להתעניין גם ב: הגלקסיות, צורותיהן השטויות והסקרנות הנדירות ביותר שלהן
לסיכום, קוסמולוגיה היא א סניף של פיסיקה יש לזה הרבה שאלות, ולדעתי, אני חושב שיש עדיין הרבה מחקרים ליישם כדי להמשיך לטפח את המדע הזה.