მოსწავლეებს, სტუდენტებს, ბლოგის მკითხველებს ხშირად უჩნდებათ კითხვები იმის შესახებ, საიდან ვიცით... საიდან ვიცით, რომ მზე მართლა გაიზრდება? საიდან ვიცით, რომ დედამიწა 5 მილიარდი წლისაა? საიდან ვიცით, რომ მთვარე სულ არ ყოფილა ჩვენი თანამგზავრი? იმის დანახვა, რომ სხვებს კითხვები უჩნდებათ, ცნობისმოყვარეობა უღვივდებათ და უნდათ მეტი გაიგონ, თავისთავად ყველაზე გამორჩეული შეგრძნებაა მასწავლებლისა თუ მთხრობელისათვის. მასწავლებლის მთავარი მოვალეობაც ხომ ისაა, რომ მოსწავლეებს სწავლის სურვილი გაუჩინოს და არა ის, რომ მათ „ასწავლოს“. დღეიდან შევეცდები თქვენს კითხვებს რაც შეიძლება ამომწურავად ვუპასუხო. ამგვარად, თქვენ თქვენს კითხვებზე პასუხებს (და პასუხებს თუ ვერა, იდეების მიმოხილვას) მიიღებთ და, ამასთან ერთად, ეს (ბლოგების წერა-წაკითხვის) პროცესიც უფრო დინამიკური გახდება.
გთხოვთ კითხვები ამ ბმულის მეშვეობით გამომიგზავნოთ.
13.8 მილიარდი წელი
კიდევ ერთხელ დავიწყოთ თავიდან. საიდან ვიცით, რომ სამყარო 13.8 მილიარდი წლისაა? მოდი, ჯერ მილიარდის უკეთ გააზრებას შევეცადოთ. როდესაც თქვენ 31 წლის და რვა-ნახევარი თვის იქნებით (ან იყავით), ერთი მილიარდი წამი შეგისრულდებათ (შეგისრულდათ). მილიარდი ხინკალი გვერდიგვერდ რომ დავაწყოთ, ხინკლების მწკრივი დედამიწას ორჯერ შემოუვლის. მილიარდი ნაბიჯი საკმარისია მთვარეზე წასასვლელად და უკან დასაბრუნებლად. სამყაროს სიცოცხლის ერთ წელი ჩვენი სიცოცხლის ერთ წამს რომ გავუტოლოთ, სამყარო დაახლოებით 438 წლისაა.
სამყაროს ასაკის გასაგებად ჯერჯერობით მხოლოდ ორი დამოუკიდებელი მეთოდი არსებობს. მათგან ერთი საკმაოდ ზუსტია, მეორე - ნაკლებად ზუსტი, თან პირველი მეთოდის გადამოწმების საშუალებას გვაძლევს. „საკმაოდ ზუსტი“ მეთოდი სამყაროს გაფართოების ისტორიას იყენებს ასაკის გასაგებად. „ნაკლებად ზუსტი“ კი - ვარსკვლავებისა და ვარსკვლავთა ჯგუფების ასაკს.
სამყაროს გაფართოება
სამყარო ფართოვდება და გაფართოებასთან ერთად მისი საშუალო ტემპერატურა იკლებს. შესაბამისად, წარსულში სამყარო უფრო მცირე ზომის და უფრო მხურვალე იყო. თუ უფრო და უფრო შორეულ წარსულში გავიხედავთ, სამყარო უფრო და უფრო პატარაა. მასში არსებული მატერია კი უფრო მკვრივ მდგომარეობაშია. შეგვიძლია დროს კიდევ უფრო უკან გავუყვეთ და მივიღოთ სამყაროს მდგომარეობა, სადაც მთელი სამყარო ერთ ატომისხელა სივრცეშია მოთავსებული და უზარმაზარ ტემპერატურაზე ვარვარებს. ამ მომენტიდან მოყოლებულ სამყაროს გაფართოებას ცხელ დიდ აფეთქებას ვუწოდებთ.
ზოგადი ფარდობითობის თეორიის თანახმად, ჩვენს სამყაროს რამდენიმე თვისება აქვს:
1. დიდ სკალაზე, სამყაროში არსებული მატერია და ენერგია თანაბრადაა გადანაწილებული. ასევე, არ არსებობს გამორჩეული მიმართულება. ანუ, თუკი საკმარისად „შორიდან“ გადმოვხედავთ სამყაროს, ვერ დავინახავთ „გამორჩეულ“ ადგილებს. თავი გემზე, შუა ზღვაში წარმოიდგინეთ. რა მიმართულებითაც არ უნდა გაიხედოთ, ჰორიზონტამდე ერთსა და იმავე სანახაობას წააწყდებით.
რა თქმა უნდა, ეს „ერთფეროვნება“ პატარა სკალაზე იცვლება, სადაც გალაქტიკების ჯგუფებისა და გალაქტიკების დანახვა შეგვიძლია. ისევ გემს რომ დავუბრუნდეთ, წარმოიდგინეთ ზღვა ძლიერ ყინვაში. ამ შემთხვევაში, სხვადასხვა მიმართულებით თქვენი ხედი იგივე აღარაა, რადგან ზღვაში აისბერგებია მიმოფანტული.
2. ფიზიკის კანონები ყველგან ერთია. არ აქვს მნიშვნელობა, დედამიწაზე იმყოფებით, მთვარეზე თუ ღია კოსმოსში, ერთი და იგივე ფიზიკური კანონები განაგებს თქვენს ირგვლივ მიმდინარე მოვლენებს. მაგალითად, სინათლე ყველგან ერთი სიჩქარით მოძრაობს.
3. დიდი აფეთქება სამყაროში ყველგან ერთდროულად მოხდა. ეს თვისება რაღაცით პირველ თვისებას წააგავს. ახლა, რასაც დიდ სკალაზე ვაკვირდებით, რაღაც მომენტში ერთ, პატარა სივრცეში იყო თავმოყრილი და თანაბარ პირობებებში, ერთდროულად დაიწყო გაფართოება.
4. ზოგადი ფარდობითობის ამ პრინციპებიდან გამომდინარეობს, რომ თუკი ვიცით სამყაროს გაფართოების ისტორია, შეგვიძლია მისი ასაკი გავიგოთ. სხვაგვარად რომ ვთქვათ, თუ გავზომავთ, რა სიჩქარით ფართოვდება სამყარო დღეს, და რა სიჩქარით ფართოვდებოდა ის მისი სიცოცხლის განმავლობაში - დასაწყისიდან დღემდე, მაშინ შეგვიძლია მისი ასაკი გავიგოთ.
სამყაროს გაფართოების ისტორიის შესასწავლად საჭიროა ვიცოდეთ, რისგან შედგება სამყარო, რა სახის ენერგიები და მატერიებია მასში. ამ მატერიებისა და ენერგიების თანაფარდობის ცოდნა კი საშუალებას გვაძლევს, ზოგადი ფარდობითობის თეორიის გამოყენებით, მისი გაფართოების ისტორია და შესაბამისად, მისი ასაკი შევიტყოთ.
სამყაროში არსებული მატერიების და ენერგიების რაოდენობა რამდენიმე დაკვირვებით ვიცით:
- შორეულ ობიექტებზე, ვარსკვლავებზე, გალაქტიკებსა და ზეახალ ვარსკვალებზე პირდაპირი დაკვირვებებით.
ვარსკვლავები და გალაქტიკები (ჰაბლის ტელესკოპი)
- დიდი ზომის სტრუქტურების და გალაქტიკების ჯგუფებზე დაკვირვებით.
სამყაროს სტრუქტურა დიდ სკალაზე
- კოსმოსური ფონური გამოსხივების, 380 000 წლის ახალგაზრდა სამყაროს პირველი სურათის სტრუქტურის და თვისებების დაკვირვებით.
კოსმოსური ფონური გამოსხივება
ამ ობიექტებსა და სტრუქტურებზე დაკვირებით ვიცით, რომ სამყაროს 68% ბნელი ენერგიაა, 27% - ბნელი მატერია, დანარჩენი კი - „რეგულარული“ მატერია და სინათლე.
ბნელი ენერგიის და მატერიის სტრუქტურა ჯერჯერობით არ ვიცით, მაგრამ ვიცით, რა ზეგავლენას ახდენს სამყაროს გაფართოებაზე. ბნელი ენერგია სამყაროში სივრცეს „წელავს“ და მის გაფართოებას უწყობს ხელს. ბნელი მატერია კი, როგორც რეგულარული მატერია, ამ გაფართოებას უპირისპირდება, რადგან მატერია მატერიას გრავიტაციულად იზიდავს.
სამყაროს კომპონენტები
როგორც ზემოთ მოგიყევით, სამყაროში სხვადასხვა კომპონენტის თანაფარდობა და მისი ახლანდელი გაფართოების სიჩქარე საშუალებას გვაძლევს მისი ასაკი გავიგოთ. მისი ასაკი კი 13.81 მილიარდი წელია, მხოლოდ 120-მილიონწლიანი ცდომილებით. ეს იმას ნიშნავს, რომ სამყაროს ასაკი 99%-ზე მეტი სიზუსტით ვიცით.
სამყაროს ასაკის გაზომვის მეორე, ნაკლებად ზუსტი მეთოდი მასში არსებული ვარსკვლავების ასაკის გაზომვას ეყრდნობა. დღევანდელი გაზომვებით, ყველაზე ძველ ვარსკვლავურ ჯგუფებში ვარსკვლავების ასაკი 11-იდან 14 მილიარდ წლამდეა. შესაბამისად, ეს დაკვირვება გვეუბნება, რომ სამყარო არანაკლებ 11 და არაუმეტეს 14 მილიარდი წლისაა. რა თქმა უნდა, გაფართოებაზე დაფუძნებული მეთოდი უფრო ზუსტია, მაგრამ დამამშვიდებელია, რომ თუნდაც ნაკლებად ზუსტი მეთოდი მასთან თანხმობაშია.
ჩვენი სამყაროს შესახებ ფაქტებზე გასაოცარი ხანდახან ისაა, თუ როგორ, რა მეთოდებით და ხერხებით შევძელით მეცნიერების ისტორიის სულ რაღაც 400 წელში მათი შეცნობა. უამრავი შეცდომის, გააზრების, გადააზრების, ფიქრის და, რაც მთავარია, უსაზღვრო ცნობისმოყვარეობის გამო ვიცით, რამდენი წლის ვართ.
