จักรวาลมีจุดเริ่มต้นหรือการระเบิดครั้งใหญ่สำหรับการขยายตัว (บิ๊กแบง) และมีการพูดถึงจุดจบ (Big Crunch) แต่จะเกิดอะไรขึ้นในช่วงเวลานั้นระหว่างสองบิ๊ก? เอกภพมีวิวัฒนาการอย่างไรก่อนการมาถึงของการล่มสลายครั้งใหญ่? มีคำให้การและคำถามมากมายเกี่ยวกับข้อเท็จจริงเหล่านี้ ซึ่งเรามักจะรู้จักในนาม จักรวาลวิทยา
จักรวาลวิทยาคืออะไร?
จักรวาลวิทยาเป็นศาสตร์ที่สัมผัสกับต้นกำเนิดและ วิวัฒนาการของจักรวาล เหมือนทุกอย่าง
ทฤษฎีและวิวัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของจักรวาลวิทยา
El การพัฒนาจักรวาลวิทยา มันไม่ได้ไปควบคู่กับการสังเกตเชิงทดลอง เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้จะซับซ้อนมากในการดำเนินการ และมีเพียงข้อเท็จจริงที่ทราบเท่านั้นที่ใช้เพื่อให้ข้อโต้แย้งของความเป็นเลิศกับทฤษฎีที่น่าทึ่งที่สามารถแสดงให้เห็นในทางปฏิบัติในเงื่อนไขสุดท้าย
ในแง่นี้ ในปัจจุบัน การทดลอง ส่วนใหญ่เป็นโพรบที่ส่งไปยัง อวกาศและรังสี ของจักรวาลหรือจักรวาลที่เราควานหาบนโลก กำลังก่อให้เกิดยุคทองในทฤษฎีจักรวาลวิทยา และเหตุการณ์ข้างหน้าเราเป็นอีกครั้ง ถึงกระนั้นก็ตาม มนุษยชาติก็ตระหนักและให้เหตุผลว่าส่วนการเก็งกำไรซึ่งเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ส่วนนี้อย่างไม่ต้องสงสัย
เราสามารถระบุจุดเริ่มต้นของจักรวาลวิทยาตะวันตกเมื่อ 2500 ปีที่แล้วได้ในยุคกรีก สามารถชี้ให้เห็นได้ว่าผู้ยิ่งใหญ่คนแรก ทฤษฎีจักรวาลวิทยาซึ่งยังคงอยู่จนถึงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาได้รับการคุ้มครองโดยเพลโตและเหนือสิ่งอื่นใดอริสโตเติลด้วยองค์ประกอบสี่ประการนั่นคือดินน้ำอากาศและไฟ
นอกเหนือจากการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้าที่ยั่งยืนและสมบูรณ์แบบซึ่งระบุไว้ในทรงกลมผลึกแปดลูกที่หมุนอยู่ ซึ่งสิ่งเหล่านี้เรียกว่าแก่นสาร ทั้งหมดถูกชักนำโดยผู้สร้างผู้ยิ่งใหญ่ด้วย Tierra ระหว่างกลาง.
ในทำนองเดียวกัน ระยะเวลาของจักรวาลวิทยาอริสโตเติลนี้สามารถเปิดเผยได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงเฉพาะกิจที่ทำโดยนักดาราศาสตร์ คลอดิอุส ปโตเลมี เพื่ออธิบายความผิดปกติที่ประจักษ์ชัดที่รับรู้ใน การเคลื่อนไหวของดวงดาว (โดยเฉพาะการหดตัวของดาวเคราะห์)
ในอีกทางหนึ่ง จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 1543 เมื่อแบบจำลอง geocentric ของอริสโตเติลถูกเปลี่ยนโดยแบบจำลองศูนย์กลางศูนย์กลางของนักคณิตศาสตร์ชาวโปแลนด์ Nicholas Copernicus ผู้ซึ่งประกาศปีแห่งการตายของเขาอย่างแม่นยำว่างานของเขาเกี่ยวกับการปฏิวัติ ทรงกลมท้องฟ้า
ในแง่นี้ แนวคิดเหล่านี้ได้รับความยินยอมและสมบูรณ์โดย นักดาราศาสตร์ เช่นเดียวกับ Johannes Kepler ชาวเยอรมันในจักรวาลโน้มถ่วงใหม่ของชาวอังกฤษ Isaac Newton ซึ่งคงอยู่จนกระทั่ง Albert Einstein แสดงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาในศตวรรษที่ XNUMX
ในที่สุด ในขั้นตอนสุดท้ายของจักรวาลวิทยา วาทกรรมได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ นั่นคือ ความรู้ของ จักรวาล ในระดับใหญ่ไม่สามารถแยกออกจากการศึกษาฟิสิกส์ที่เล็กที่สุดได้ มันเป็นสิ่งจำเป็นที่ดาราศาสตร์และฟิสิกส์อนุภาคต้องร่วมมือกันเพื่อสร้างทฤษฎีจักรวาลวิทยาใดๆ
นอกจากนี้คุณอาจจะสนใจใน: กลุ่มดาว: ความลึกลับที่ซ่อนอยู่ของดวงดาวในทางช้างเผือกของเรา
หลักการจักรวาลวิทยา
El หลักการจักรวาลวิทยา, ยืนยันว่าผู้สังเกตการณ์พื้นฐานทั้งหมดสังเกตประวัติศาสตร์จักรวาลเดียวกัน ในทำนองเดียวกัน หลักการนี้ตรงกันข้ามกับ "หลักการมานุษยวิทยา" ที่กล่าวมาข้างต้น ซึ่งมุมมองของเราเกี่ยวกับจักรวาลจะได้รับสิทธิพิเศษ
3 ข้อมูลเกี่ยวกับหลักการจักรวาลวิทยา
จำเป็นต้องรู้ทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับข้อสังเกตเหล่านี้เพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น หลัก จักรวาลวิทยา
1. ผลกระทบโดยตรง
ผลโดยตรงประการหนึ่งของหลักการจักรวาลวิทยาคือการสันนิษฐานว่า ความเท่าเทียมกันและไอโซโทรปีของ จักรวาล ในขนาดใหญ่ มีความสงสัยจากการสังเกตอย่างมากว่าโครงสร้างของจักรวาลมีความคล้ายคลึงกันอย่างพิเศษของสสารและการแผ่รังสีในระดับ 108 ปีแสง
2. เมตริกโรเบิร์ตสัน-วอล์คเกอร์
หลักการจักรวาลวิทยายังประกาศ เรขาคณิต ที่เราต้องใช้ในการวัดระยะทางและช่วงเวลาในมาตราส่วนนี้ และสำหรับสิ่งนี้ เราต้องหาตัวชี้วัดที่ควบคุมเรขาคณิตนี้ในสเกลขนาดใหญ่
3. จะคำนวณได้อย่างไร?
การคำนวณเหล่านี้ขึ้นอยู่กับ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ไอน์สไตน์ นายพลแต่เราต้องไม่ละทิ้งความจริงที่ว่าทุกอย่างมีพื้นฐานมาจากผลงานของ geometers ที่ยิ่งใหญ่ และนอกเหนือจากของบิดาแห่งเรขาคณิต Euclid ผลงานของรูปทรงเรขาคณิตที่ไม่ใช่แบบยุคลิดของชาวเยอรมัน Carl Friedrich Gauss และ Bernhard Riemann, János Bolyai ฮังการีและ Nikolai Lobachevski ชาวรัสเซียในศตวรรษที่ XNUMX เป็นผู้ชี้ขาด มาดูกันว่าเมตริกได้รับมาอย่างไร
มันมักจะเริ่มต้นจากสิ่งที่เรียกว่าสมมุติฐานของ Weyl ซึ่งถือว่ามีความคล้ายคลึงกันของ จักรวาล เป็นสารตั้งต้น หรือของเหลวที่สมบูรณ์แบบซึ่ง geodesics เป็นมุมฉากกับตระกูล hypersurfaces ประเภทอวกาศ
นั่นคือเราจะทำงานกับสิ่งที่เรียกว่า พิกัดซึ่งกำหนดโดยการตกอย่างอิสระของผู้สังเกตการณ์ที่สำคัญ เพื่อไม่ให้ geodesics ทั้งสองไม่ตัดกัน ยกเว้น ณ จุดเอกพจน์บางจุดในอดีตหรือในอนาคต
หากผู้สังเกตพื้นฐานตรงกับนาฬิกาของพวกเขาเมื่อสำหรับพวกเขาทั้งหมด พารามิเตอร์ทางจักรวาลวิทยา พวกมันมีค่าเท่ากัน (อุณหภูมิ ความหนาแน่นเฉลี่ย ความดัน และอื่นๆ) เวลาทั่วไปที่มีประสิทธิภาพคือสิ่งที่เรียกว่าเวลาจักรวาล t ซึ่งจะระบุพื้นผิวพร้อมกัน ภาพร่างของพารามิเตอร์ที่ผู้สังเกตการณ์ในยุคแรกเห็นคือสิ่งที่เราเรียกว่าประวัติศาสตร์จักรวาล
จักรวาลวิทยาและบิ๊กแบง
ถึงแม้ว่าตัวแบบของ บิ๊กแบง หรือที่เรียกว่าบิกแบงเป็นแบบจำลองทางทฤษฎีที่ค่อนข้างแข็งแกร่งและเป็นที่ยอมรับอย่างไม่เห็นแก่ตัวในหมู่นักวิทยาศาสตร์ มีบางแง่มุมที่ยังคงต้องแก้ไข
นอกจากนี้คุณอาจจะสนใจใน: บิ๊กแบง: ทฤษฎีและหลักฐานที่สะท้อนถึงการเริ่มต้นของจักรวาล
6 การศึกษาพื้นฐานของความสัมพันธ์ระหว่างจักรวาลวิทยากับบิ๊กแบง
บางส่วนของการศึกษาเหล่านี้คือ:
1. ความไม่รู้ที่มาของจักรวาลวิทยา
ไม่ทราบว่าเกิดอะไรขึ้นในวันแรกหลังจาก บิ๊กแบง. คำตอบนี้ได้รับการตรวจสอบโดยการศึกษาเอกภพยุคแรก ซึ่งหนึ่งในนั้นมีเป้าหมายเพื่อค้นหาคำอธิบายสำหรับการรวมกันที่เป็นไปได้ของแรงพื้นฐานทั้งสี่ เหล่านี้คือ: แรงนิวเคลียร์อย่างแรง, แรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอ, แรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงที่อ่อนแอที่สุดในสี่แรงซึ่งเรียกว่าแรงโน้มถ่วง)
2. ความล้มเหลวของแบบจำลองขั้นสุดท้าย
ไม่มีแบบจำลองที่ชัดเจนของการสร้างโครงสร้างในปัจจุบันจากบิกแบง หาคำตอบโดยการศึกษา การผลิตและวิวัฒนาการของดาราจักร และการเพิ่มขึ้นของจักรวาล
3. ข้อสงสัยเกี่ยวกับ The Big Crunch
ไม่รู้ชะตากรรมที่สิ้นสุดของ จักรวาล.
4. สสารมืดและพลังงานมืด
โดยส่วนใหญ่แล้ว ลักษณะของ สสารมืดและพลังงานมืด
5. อนุภาคมูลฐาน
ในช่วงเวลาหลังบิกแบง อนุภาคมูลฐานเกิดขึ้น ควาร์ก ขึ้นในโปรตอนและควาร์กลงในนิวตรอนและไม่ทราบอัตราส่วนที่แน่นอนของโปรตอนต่อนิวตรอน
6. รัฐธรรมนูญของอนุภาคมูลฐาน
อนุภาคมูลฐานถูกสร้างขึ้นโดยควาร์กสองตัวที่มีประจุไฟฟ้าเท่ากัน พวกมันจะไม่สามารถจับคู่กันได้ด้วยปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า มันไม่มีประโยชน์ที่จะไปที่ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่แข็งแกร่ง
ทีนี้ มันมีค่าเหนือกว่าขนาดสูงสุดของ a . เท่านั้น นิวเคลียสของอะตอม และเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้ามีขอบเขตมหาศาล และหากจักรวาลถูกขยายให้ใหญ่ขึ้นในวินาทีเดียวถึง XNUMX ล้านล้านเท่า ในช่วงเวลาชั่วคราวนี้ ปฏิกิริยานิวเคลียร์อย่างแรงไม่สามารถประกอบเกือบทั้งหมดของควาร์ก (ถ้าไม่ใช่ทั้งหมด) ได้
นอกจากนี้คุณอาจจะสนใจใน: กาแล็กซี รูปทรงที่น่าสยดสยอง และความอยากรู้อยากเห็นที่หายากที่สุด
สรุปได้ว่าจักรวาลวิทยาคือ สาขาของ ฟิสิกส์ ที่มีคำถามมากมาย และในความคิดของฉัน ฉันคิดว่ายังมีงานวิจัยอีกมากที่จะนำไปใช้เพื่อหล่อเลี้ยงวิทยาศาสตร์นี้ต่อไป