“ፋሽን፣ እምነት፣ ቅዠት እና የአጽናፈ ሰማይ አዲስ ፊዚክስ” መጽሐፍ

ሰላም የካብሮ ነዋሪዎች! በመሠረታዊ ሳይንስ ውስጥ ስለ ፋሽን ፣ እምነት ወይም ቅዠት ማውራት ይቻላል?

አጽናፈ ሰማይ ለሰው ፋሽን ፍላጎት የለውም. ሳይንስ እንደ እምነት ሊተረጎም አይችልም፣ ምክንያቱም ሳይንሳዊ ልኡክ ጽሁፎች ያለማቋረጥ ጥብቅ የሙከራ ፈተና ይደርስባቸዋል እና ዶግማ ከተጨባጭ እውነታ ጋር መጋጨት እንደጀመረ ይጣላሉ። እና ቅዠት በአጠቃላይ ሁለቱንም እውነታዎች እና አመክንዮዎች ቸል ይላል። የሆነ ሆኖ ታላቁ ሮጀር ፔንሮዝ እነዚህን ክስተቶች ሙሉ በሙሉ ውድቅ ማድረግ አይፈልግም, ምክንያቱም ሳይንሳዊ ፋሽን የእድገት ሞተር ሊሆን ይችላል, እምነት የሚገለጠው አንድ ጽንሰ-ሐሳብ በእውነተኛ ሙከራዎች ሲረጋገጥ ነው, እና ያለ ምናባዊ በረራ አንድ ሰው የእኛን ያልተለመዱ ነገሮችን ሁሉ ሊረዳ አይችልም. ዩኒቨርስ።

በ "ፋሽን" ምዕራፍ ውስጥ በቅርብ አሥርተ ዓመታት ውስጥ በጣም ፋሽን የሆነው ንድፈ-ሐሳብ ስለ string ቲዎሪ ይማራሉ. “እምነት” ኳንተም ሜካኒክስ ለቆመባቸው መርሆች የተሰጠ ነው። እና "ምናባዊ" ለእኛ ከሚታወቁት የአጽናፈ ሰማይ አመጣጥ ንድፈ ሐሳቦች ያነሰ ምንም አይመለከትም.

3.4. ቢግ ባንግ ፓራዶክስ

በመጀመሪያ ምልከታ የሚለውን ጥያቄ እናንሳ። በክፍል 3.1 ላይ ከተገለጸው የቢግ ባንግ ሥዕል ጋር የሚስማማ መላው የሚታዘበው አጽናፈ ዓለም አንድ ጊዜ እጅግ በጣም በተጨናነቀ እና በሚያስደንቅ ሁኔታ በሞቃት ሁኔታ ውስጥ ስለመሆኑ ምን ቀጥተኛ ማስረጃ አለ? በጣም አሳማኝ ማስረጃው የጠፈር ማይክሮዌቭ የጀርባ ጨረር (ሲኤምቢ) ነው, አንዳንዴም ትልቅ ባንግ ይባላል. የሲኤምቢ ጨረሮች ቀላል ናቸው ነገር ግን በጣም ረጅም የሞገድ ርዝመት ስላለው በአይንዎ ለማየት ሙሉ በሙሉ የማይቻል ነው. ይህ ብርሃን ከሁሉም አቅጣጫዎች እጅግ በጣም እኩል በሆነ መልኩ ያፈስናል (ነገር ግን ብዙም በማይገናኝ መልኩ)። የሙቀት ጨረርን ይወክላል ከ ~ 2,725 ኪ የሙቀት መጠን ማለትም ከሁለት ዲግሪ ከፍፁም ዜሮ በላይ። የታየው “አብረቅራቂ” እጅግ በጣም ሞቃታማ በሆነው ዩኒቨርስ (~ 3000 K በዚያን ጊዜ) ከቢግ ባንግ ከ379 ዓመታት በኋላ እንደመጣ ይታመናል - በመጨረሻው የተበታተነበት ዘመን ፣ ዩኒቨርስ ለመጀመሪያ ጊዜ ለኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ግልፅ በሆነበት (ምንም እንኳን) ይህ በትልቁ ባንግ (Big Bang) ወቅት አልተከሰተም) ፍንዳታ፤ ይህ ክስተት የሚከሰተው ከአጠቃላይ የአጽናፈ ሰማይ ዘመን 000/1 መጀመሪያ ላይ ነው - ከቢግ ባንግ እስከ ዛሬ)። ካለፈው የብተና ዘመን ጀምሮ፣ አጽናፈ ዓለሙ ራሱ እንደሰፋ (በ40 እጥፍ) ያህል የእነዚህ የብርሃን ሞገዶች ርዝመት በግምት ጨምሯል፣ ስለዚህም የኃይል መጠኑ ልክ በከፍተኛ ደረጃ ቀንሷል። ስለዚህ, የሲኤምቢው የሙቀት መጠን 000 ኪ.ሜ ብቻ ነው.

ይህ ጨረራ በመሠረቱ የማይጣጣም መሆኑ (ማለትም፣ ሙቀት) በሚያስደንቅ ሁኔታ የተረጋገጠው በፍሪኩዌንሲው ስፔክትረም ተፈጥሮ ነው፣ በስእል. 3.13. በእያንዳንዱ ልዩ ድግግሞሽ ላይ ያለው የጨረር ጥንካሬ በግራፉ ላይ በአቀባዊ ተቀርጿል, እና ድግግሞሽ ከግራ ወደ ቀኝ ይጨምራል. ቀጣይነት ያለው ኩርባ በክፍል 2.2 ከተገለፀው የፕላንክ ብላክቦድ ስፔክትረም ጋር ይዛመዳል ለ 2,725 K የሙቀት መጠን። በተመሳሳይ ጊዜ የስህተት አሞሌዎች 500 ጊዜ ጨምረዋል ፣ አለበለዚያ ስህተቶቹ ከፍተኛ ደረጃ ላይ በሚደርሱበት በቀኝ በኩል እንኳን በቀላሉ ግምት ውስጥ ማስገባት የማይቻል ስለሆነ። በቲዎሬቲካል ከርቭ እና በአስተያየት ውጤቶቹ መካከል ያለው ስምምነት በቀላሉ አስደናቂ ነው-ምናልባት በተፈጥሮ ውስጥ ካለው የሙቀት ስፔክትረም ጋር በጣም ጥሩ ስምምነት።

ይሁን እንጂ ይህ የአጋጣሚ ነገር ምን ያመለክታል? ሁኔታን እያሰብን ያለንበት ሁኔታ፣ ይመስላል፣ ወደ ቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን በጣም የቀረበ ነበር (ለዚህም ነው የማይጣጣም የሚለው ቃል ቀደም ብሎ ጥቅም ላይ የዋለው)። ነገር ግን አዲስ የተፈጠረው ዩኒቨርስ ለቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን በጣም ቅርብ ከመሆኑ እውነታ ምን መደምደሚያ ይከተላል? ወደ ስእል እንመለስ. 3.12 ከክፍል 3.3. በጣም ሰፊው የደረቀ-ጥራጥሬ ክልል (በትርጉም) ከእንደዚህ አይነት ክልሎች በጣም ትልቅ ይሆናል እና ከሌሎቹ አንፃር በጣም ትልቅ ይሆናል እናም ሁሉንም በከፍተኛ ሁኔታ ያዳክማቸዋል! Thermodynamic equilibrium ከማክሮስኮፒክ ሁኔታ ጋር ይዛመዳል ፣ ወደ እሱ መገመት ይቻላል ፣ ማንኛውም ስርዓት ፈጥኖም ሆነ ዘግይቶ ይመጣል። አንዳንድ ጊዜ የአጽናፈ ሰማይ የሙቀት ሞት ይባላል ፣ ግን በዚህ ሁኔታ ፣ በሚያስደንቅ ሁኔታ ፣ ስለ አጽናፈ ሰማይ የሙቀት መወለድ መነጋገር አለብን። አዲስ የተወለደው አጽናፈ ሰማይ በፍጥነት እየሰፋ በመምጣቱ ሁኔታው ​​​​ውስብስብ ነው, ስለዚህ እኛ እያሰብነው ያለው ሁኔታ በእውነቱ ሚዛናዊ አይደለም. የሆነ ሆኖ፣ በዚህ ጉዳይ ላይ ያለው መስፋፋት እንደ አዲአባቲክ ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል - ይህ ነጥብ በቶልማን ሙሉ በሙሉ በ 1934 አድናቆት ነበረው [ቶልማን ፣ 1934]። ይህ ማለት በማስፋፋት ጊዜ የኢንትሮፒ እሴት አልተለወጠም ማለት ነው. (ከዚህ ጋር የሚመሳሰል ሁኔታ፣ በአዲያባቲክ መስፋፋት ምክንያት የቴርሞዳይናሚክ ሚዛን ሲጠበቅ ፣በደረጃ ቦታ ላይ እንደ እኩል መጠን ያላቸው ክልሎች ስብስብ ከደረቅ-ጥራጥሬ ክፍልፍል ጋር ሊገለጽ ይችላል ፣ይህም እርስ በእርሱ የሚለያዩት በልዩ የአጽናፈ ዓለማት ጥራዞች ብቻ ነው ። ይህ የመጀመሪያ ደረጃ ሁኔታ በከፍተኛው ኢንትሮፒ (የመስፋፋት) ሁኔታ ተለይቶ ይታወቃል - መስፋፋት ቢኖረውም!)

በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው፣ ልዩ የሆነ አያዎ (ፓራዶክስ) ገጥሞናል። በክፍል 3.3 ላይ በቀረቡት ክርክሮች መሰረት፣ ሁለተኛው ህግ ቢግ ባንግ እጅግ በጣም ዝቅተኛ ኢንትሮፒ (entropy) ያለው ማክሮስኮፒክ ግዛት እንዲሆን ይጠይቃል (እና በመርህ ደረጃ የተብራራ ነው።) ሆኖም ግን፣ የCMB ምልከታዎች የሚያመለክቱት የቢግ ባንግ ማክሮስኮፒክ ሁኔታ በትልቅ ኢንትሮፒይ የሚታወቅ፣ ምናልባትም የሚቻለውን ያህል ነው። ከባድ ስህተት የት ነው የምንሄደው?

ለዚህ አያዎ (ፓራዶክስ) አንድ የተለመደ ማብራሪያ እዚህ አለ፡- አዲስ የተወለደው አጽናፈ ሰማይ በጣም “ትንሽ” ስለሆነ፣ ለከፍተኛው ኢንትሮፒ የተወሰነ ገደብ ሊኖር እንደሚችል ይገመታል፣ እና የቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን ሁኔታ በዚያን ጊዜ ተጠብቆ ቆይቷል። በቀላሉ በዚያን ጊዜ የሚቻል ገደብ ደረጃ entropy. ሆኖም, ይህ የተሳሳተ መልስ ነው. እንዲህ ዓይነቱ ሥዕል ፍጹም የተለየ ሁኔታ ጋር ሊዛመድ ይችላል, ይህም የአጽናፈ ሰማይ መጠን በአንዳንድ ውጫዊ ገደቦች ላይ የሚመረኮዝ ነው, ለምሳሌ, በታሸገ ፒስተን ውስጥ በሲሊንደር ውስጥ ባለው ጋዝ ውስጥ ይገኛል. በዚህ ሁኔታ የፒስተን ግፊት በውጫዊ ምንጭ (ወይም መውጫ) የተገጠመለት በአንዳንድ ውጫዊ ዘዴዎች ይሰጣል. ነገር ግን ይህ ሁኔታ በአጠቃላይ አጽናፈ ሰማይ ላይ አይተገበርም, የእሱ ጂኦሜትሪ እና ጉልበት እንዲሁም "አጠቃላይ መጠኑ" በውስጣዊ መዋቅር ብቻ የሚወሰን እና በአንስታይን አጠቃላይ የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ ተለዋዋጭ እኩልታዎች የሚመራ ነው (እ.ኤ.አ. የቁስ ሁኔታን የሚገልጹ እኩልታዎች፤ ክፍል 3.1 እና 3.2 ይመልከቱ)። በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች (እኩልታዎች በጊዜ አቅጣጫ ሙሉ በሙሉ የሚወስኑ እና የማይለዋወጡ ሲሆኑ - ክፍል 3.3 ይመልከቱ), የጠቅላላው የክፍል ቦታ መጠን በጊዜ ሂደት ሊለወጥ አይችልም. የክፍል ቦታ P ራሱ “መሻሻል” የለበትም ተብሎ ይታሰባል! ሁሉም ዝግመተ ለውጥ በቀላሉ የሚገለጸው በጠፈር P ውስጥ ባለው ከርቭ C የሚገኝበት ቦታ ሲሆን በዚህ ሁኔታ የአጽናፈ ዓለሙን ሙሉ ዝግመተ ለውጥ ይወክላል (ክፍል 3.3 ይመልከቱ)።

ምናልባት ወደ ትልቁ አደጋ እየተቃረበ ሲመጣ የአጽናፈ ዓለሙን ውድቀት የኋለኞቹን ደረጃዎች ከግምት ውስጥ ካስገባን ችግሩ የበለጠ ግልጽ ይሆናል። በስእል ላይ የሚታየውን የፍሪድማንን ሞዴል ለ K> 0፣ Λ = 0 አስታውስ። 3.2a በክፍል 3.1. አሁን በዚህ ሞዴል ውስጥ ያሉ ረብሻዎች የሚከሰቱት ከመደበኛ ያልሆነ የቁስ አካል ስርጭት ነው ብለን እናምናለን ፣ እና በአንዳንድ አካባቢዎች የአካባቢ መውደቅ ቀድሞውኑ ተከስቷል ፣ ይህም በቦታቸው ላይ ጥቁር ቀዳዳዎችን ይተዋል ። ከዚያ በኋላ አንዳንድ ጥቁር ጉድጓዶች እርስ በእርሳቸው እንደሚዋሃዱ እና ወደ መጨረሻ ነጠላነት መውደቅ እጅግ በጣም የተወሳሰበ ሂደት ይሆናል ብለን ማሰብ አለብን። ሞዴል በስእል ቀርቧል. 3.6 አ. በተቃራኒው፣ በጥራት ደረጃ፣ የውድቀቱ ሁኔታ በምስል ላይ የሚታየውን ግዙፍ ውዥንብር የበለጠ የሚያስታውስ ይሆናል። 3.14 አ; በዚህ ጉዳይ ላይ የሚፈጠረው ነጠላነት በተወሰነ ደረጃ በክፍል 3.2 መጨረሻ ላይ ከተጠቀሰው የBCLM መላምት ጋር ሊጣጣም ይችላል። ምንም እንኳን አጽናፈ ሰማይ ወደ ትንሽ መጠን ቢቀንስም የመጨረሻው መውደቅ ሁኔታ የማይታሰብ ኢንትሮፒ ይኖረዋል። ምንም እንኳን ይህ የተለየ (በቦታው የተዘጋ) የፍሪድማን ሞዴል እንደገና መፈራረስ የራሳችንን ዩኒቨርስ አሳማኝ ውክልና ተደርጎ ባይወሰድም፣ ኮስሞሎጂካል ቋሚነት ያለው ወይም ከሌለው ለሌሎች የፍሪድማን ሞዴሎች ተመሳሳይ ግምት ውስጥ ይገባል። የእንደዚህ አይነት ሞዴል እየፈራረሰ ያለው ስሪት፣ በቁስ አካል ባልተመጣጠነ ስርጭት ምክንያት ተመሳሳይ ረብሻዎች እያጋጠመው፣ እንደገና ወደ ሁሉን አቀፍ ትርምስ፣ እንደ ጥቁር ቀዳዳ ነጠላነት መለወጥ አለበት (ምስል 3.14 ለ)። በእያንዳንዳቸው በእነዚህ ግዛቶች ውስጥ ጊዜን በመገልበጥ, በተቻለ መጠን የመጀመሪያ ነጠላነት (ቢግ ባንግ) ላይ እንደርሳለን, በዚህ መሠረት, ግዙፍ ኢንትሮፒ አለው, እሱም እዚህ ስለ ኢንትሮፒ "ጣሪያ" (ምስል 3.14 ሐ) ያለውን ግምት ይቃረናል.

እዚህ ወደ አማራጭ አማራጮች መሄድ አለብኝ አንዳንድ ጊዜም ግምት ውስጥ የሚገባ። አንዳንድ ቲዎሪስቶች እንደሚጠቁሙት ሁለተኛው ህግ በእንደዚህ አይነት ወድቀው በሚወጡ ሞዴሎች እራሱን መቀልበስ አለበት፣ ስለዚህም ትልቁ ክራሽ ሲቃረብ አጠቃላይ የአጽናፈ ሰማይ ኢንትሮፒ (ከከፍተኛው መስፋፋት በኋላ) ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል። ይሁን እንጂ, እንዲህ ዓይነቱ ሥዕል በተለይ ጥቁር ጉድጓዶች ፊት ለመገመት አስቸጋሪ ነው, አንድ ጊዜ, ራሳቸውን entropy ለመጨመር መሥራት ይጀምራሉ (ይህም ክስተት ከአድማስ አቅራቢያ ዜሮ ኮኖች ቦታ ላይ ጊዜ asymmetry ጋር የተያያዘ ነው. ምስል 3.9 ይመልከቱ). ይህ ወደ ሩቅ ወደፊት ይቀጥላል - ቢያንስ በሃውኪንግ ዘዴ ተጽእኖ ስር ጥቁር ቀዳዳዎች እስኪተን ድረስ (ክፍል 3.7 እና 4.3 ይመልከቱ). ያም ሆነ ይህ, ይህ ዕድል እዚህ የቀረቡትን ክርክሮች አያጠፋም. ከእንደዚህ ዓይነት ውስብስብ መውደቅ ሞዴሎች ጋር የተቆራኘ እና አንባቢዎች እራሳቸው ያሰቡት ሊሆን የሚችል ሌላ አስፈላጊ ችግር አለ-የጥቁር ጉድጓዶች ነጠላነት በአንድ ጊዜ ላይነሳ ይችላል ፣ ስለዚህ ጊዜን ስንቀይር ትልቅ ባንግ አናገኝም። "ሁሉም እና ወዲያውኑ" የሚሆነው. ነገር ግን, ይህ በትክክል የጠንካራ የጠፈር ሳንሱር መላምት (ገና ያልተረጋገጠ, ግን አሳማኝ) ባህሪያት አንዱ ነው (ፔንሮዝ, 1998a; PkR, ክፍል 28.8], በዚህ መሠረት, በአጠቃላይ ሁኔታ, እንዲህ ዓይነቱ ነጠላነት የጠፈር (ክፍል 1.7) ይሆናል, እና ስለዚህ የአንድ ጊዜ ክስተት ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል. ከዚህም በላይ የጠንካራ የጠፈር ሳንሱር መላምት ትክክለኛነት ጥያቄው ምንም ይሁን ምን, ይህንን ሁኔታ የሚያሟሉ ብዙ መፍትሄዎች ይታወቃሉ, እና ሁሉም እንደዚህ ያሉ አማራጮች (ሲሰፋ) በአንጻራዊነት ከፍተኛ የኢንትሮፒ እሴቶች ይኖራቸዋል. ይህ ስለ ግኝቶቻችን ትክክለኛነት ስጋትን በእጅጉ ይቀንሳል።

በዚህ መሠረት፣ የአጽናፈ ዓለሙን አነስተኛ የቦታ ስፋት ግምት ውስጥ በማስገባት የተወሰነ “ዝቅተኛ ጣሪያ” ሊኖር እንደሚችል የሚያሳይ ማስረጃ አላገኘንም። በመርህ ደረጃ, የቁስ አካልን በጥቁር ጉድጓዶች መልክ መከማቸት እና "ጥቁር ጉድጓድ" ነጠላ አካላትን ወደ አንድ ነጠላ ትርምስ ማዋሃድ ከሁለተኛው ህግ ጋር ፍጹም የተጣጣመ ሂደት ነው, እና ይህ የመጨረሻው ሂደት ከትልቅ ጭማሪ ጋር አብሮ መሆን አለበት. entropy ውስጥ. የአጽናፈ ሰማይ የመጨረሻ ሁኔታ ፣ በጂኦሜትሪክ ደረጃዎች ፣ “ጥቃቅን” ፣ ሊታሰብ የማይችል ኢንትሮፒይ ሊኖረው ይችላል ፣ ከእንዲህ ዓይነቱ ውድቀት የኮስሞሎጂ ሞዴል በአንጻራዊነት የመጀመሪያ ደረጃዎች በጣም ከፍ ያለ ፣ እና የቦታ ድንክዬ ራሱ ለከፍተኛው እሴት “ጣሪያ” አላዘጋጀም። ምንም እንኳን እንዲህ ያለው "ጣሪያ" (የጊዜውን ፍሰት በሚቀይርበት ጊዜ) በትልቁ ባንግ ወቅት ኢንትሮፒ በጣም ዝቅተኛ የሆነው ለምን እንደሆነ ሊያስረዳ ይችላል። እንደ እውነቱ ከሆነ እንዲህ ዓይነቱ ሥዕል (ምስል 3.14 a, b) በአጠቃላይ የአጽናፈ ዓለሙን ውድቀት የሚወክለው ለፓራዶክስ መፍትሄ ይጠቁማል-ለምን በትልቁ ባንግ ወቅት ሊሆን ከሚችለው ጋር ሲነፃፀር በጣም ዝቅተኛ ኢንትሮፒ ነበር ፣ ምንም እንኳን ፍንዳታው ሞቃት ስለመሆኑ እውነታ (እና እንዲህ ዓይነቱ ሁኔታ ከፍተኛው ኢንትሮፒየም ሊኖረው ይገባል). መልሱ ከቦታ ተመሳሳይነት ትልቅ ልዩነቶች ከተፈቀዱ ኢንትሮፒ በከፍተኛ ሁኔታ ሊጨምር ይችላል ፣ እና የዚህ ዓይነቱ ከፍተኛ ጭማሪ በጥቁር ጉድጓዶች መከሰት ምክንያት ከስህተቶች ጋር የተቆራኘ ነው። ስለዚህ፣ የቦታ ተመሳሳይነት ያለው ቢግ ባንግ በአንፃራዊነት ሲታይ በሚያስደንቅ ሁኔታ ዝቅተኛ ኢንትሮፒይ ሊኖረው ይችላል፣ ምንም እንኳን ይዘቱ በማይታመን ሁኔታ ሞቃት ነበር።

ቢግ ባንግ ከ FLRU ሞዴል ጂኦሜትሪ ጋር የሚጣጣም (ነገር ግን በምስል 3.14 ሐ ላይ ከተገለጸው የተዘበራረቀ ነጠላነት ጉዳይ ጋር የማይጣጣም)፣ ቢግ ባንግ በእርግጥም ተመሳሳይነት ያለው መሆኑን ከሚያሳዩ በጣም አሳማኝ ማስረጃዎች አንዱ እንደገና ይመጣል። ከ RI, ነገር ግን በዚህ ጊዜ ከቴርሞዳይናሚክ ተፈጥሮው ይልቅ ከማዕዘን ተመሳሳይነት ጋር. ይህ ተመሳሳይነት የሚገለጠው የ RI የሙቀት መጠን በሰማዩ ውስጥ በማንኛውም ቦታ ላይ በተግባር ተመሳሳይ ነው ፣ እና ከግብረ-ሰዶማዊነት ልዩነቶች ከ 10-5 ያልበለጠ (በአካባቢው ጉዳይ በኩል ከእንቅስቃሴያችን ጋር ለተገናኘው ትንሽ ዶፕለር ተፅእኖ የተስተካከለ ነው) ). በተጨማሪም, ጋላክሲዎች እና ሌሎች ጉዳዮች ስርጭት ውስጥ ማለት ይቻላል ሁለንተናዊ ወጥ አለ; ስለዚህ, baryons (ይመልከቱ. ክፍል 1.3) ፍትሃዊ ትልቅ ሚዛን ላይ ጉልህ homogeneity ባሕርይ ነው, ምንም እንኳ ጉልህ anomalies, በተለይ እንዲሁ-ተብለው ባዶ, የት የሚታይ ነገር ጥግግት ከአማካይ ያነሰ ነው. በአጠቃላይ፣ ወደምንመለከተው የአጽናፈ ዓለማት ያለፈ ጊዜ ውስጥ ተመሳሳይነት ከፍ ያለ ነው ፣ እና RI በቀጥታ የምንመለከተው የቁስ ስርጭት በጣም ጥንታዊ ማስረጃ ነው ሊባል ይችላል።

ይህ ሥዕል በመጀመሪያዎቹ የዕድገት ደረጃዎች አጽናፈ ሰማይ እጅግ በጣም ተመሳሳይ ነበር ፣ ግን በትንሹ መደበኛ ያልሆኑ እፍጋቶች ካሉት አመለካከት ጋር ይዛመዳል። ከጊዜ በኋላ (እና በተለያዩ የ “ግጭት” ዓይነቶች ተጽዕኖ - አንፃራዊ እንቅስቃሴዎችን የሚቀንሱ ሂደቶች) ፣ እነዚህ የክብደት ጉድለቶች በስበት ኃይል ተጽዕኖ ሥር እየጨመሩ ሄዱ ፣ ይህም የቁስ አካልን ቀስ በቀስ መጨናነቅ ከሚለው ሀሳብ ጋር የሚስማማ ነው። ከጊዜ በኋላ ክላምፕስ እየጨመረ ይሄዳል, በዚህም ምክንያት ከዋክብት መፈጠር; ወደ ጋላክሲዎች ይቦደባሉ, እያንዳንዳቸው በመሃል ላይ አንድ ትልቅ ጥቁር ቀዳዳ ይፈጥራሉ. በመጨረሻ ፣ ይህ መጨናነቅ በማይቀረው የስበት ኃይል ምክንያት ነው። እንደነዚህ ያሉት ሂደቶች በእውነቱ ከከፍተኛ የኢንትሮፒ መጨመር ጋር የተቆራኙ ናቸው እናም የስበት ኃይልን ከግምት ውስጥ በማስገባት ያ የመጀመሪያ ደረጃ የሚያበራ ኳስ ፣ ዛሬ RI ብቻ ይቀራል ፣ ከከፍተኛው ኢንትሮፒ በጣም የራቀ ሊሆን ይችላል። የበለስ ላይ እንደሚታየው በፕላንክ ስፔክትረም እንደሚታየው የዚህ ኳስ ሙቀት ተፈጥሮ። 3.13፣ እንዲህ ይላል፡- አጽናፈ ሰማይን (በመጨረሻው መበታተን ዘመን) በቀላሉ እንደ ቁስ አካል እና ጉልበት እርስበርስ መስተጋብርን እንደ ስርዓት ከተመለከትን በእውነቱ በቴርሞዳይናሚክ ሚዛን ውስጥ እንደነበረ መገመት እንችላለን። ሆኖም ግን, እኛ ደግሞ የስበት ተጽእኖዎችን ከግምት ውስጥ ካስገባን, ስዕሉ በከፍተኛ ሁኔታ ይለወጣል.

ለምሳሌ ያህል, በታሸገ ኮንቴይነር ውስጥ ያለውን ጋዝ ካሰብን, በእቃው ውስጥ በእኩል መጠን ሲሰራጭ በዛ ማክሮስኮፕ ሁኔታ ውስጥ ከፍተኛውን ኤንትሮፒይ ይደርሳል ብሎ ማሰብ ተፈጥሯዊ ነው (ምስል 3.15 ሀ). በዚህ ረገድ, RI ን የሚያመነጨው ሙቅ ኳስ ይመስላል, ይህም በሰማይ ላይ እኩል ይሰራጫል. ይሁን እንጂ የጋዝ ሞለኪውሎችን በስበት ኃይል እርስ በርስ በተያያዙ ሰፊ የሰውነት ክፍሎች ከተተኩ, ለምሳሌ, የግለሰብ ኮከቦች, ሙሉ ለሙሉ የተለየ ምስል ያገኛሉ (ምስል 3.15 ለ). በስበት ተጽእኖዎች ምክንያት, ከዋክብት ባልተመጣጠነ ሁኔታ, በክላስተር መልክ ይሰራጫሉ. በስተመጨረሻ፣ ትልቁ ኢንትሮፒ የሚደርሰው ብዙ ኮከቦች ሲወድቁ ወይም ወደ ጥቁር ጉድጓዶች ሲቀላቀሉ ነው። ምንም እንኳን ይህ ሂደት ረጅም ጊዜ ሊወስድ ቢችልም (በኢንተርስቴላር ጋዝ በመኖሩ ምክንያት በግጭት የሚመች ቢሆንም) በመጨረሻ ፣ የመሬት ስበት ኃይል ሲቆጣጠር ፣ ኢንትሮፒ ከፍ ያለ መሆኑን እናያለን ፣ ጉዳዩ በሲስተሙ ውስጥ ወጥ በሆነ መልኩ ይሰራጫል ። .

እንደነዚህ ያሉ ተፅዕኖዎች በዕለት ተዕለት ልምዶች ደረጃ እንኳን ሳይቀር ሊገኙ ይችላሉ. አንድ ሰው በምድር ላይ ያለውን ሕይወት በመጠበቅ ረገድ የሁለተኛው ሕግ ሚና ምንድ ነው? ብዙውን ጊዜ ከፀሐይ በተቀበለው ኃይል በዚህ ፕላኔት ላይ እንደምንኖር መስማት ይችላሉ. ነገር ግን ምድርን በጥቅሉ ብናጤነው ይህ ሙሉ በሙሉ እውነት አይደለም ምክንያቱም ምድር በቀን የተቀበለው ሃይል ከሞላ ጎደል እንደገና ወደ ጠፈር ወደ ጨለማው ሌሊት ሰማይ ስለሚተን። (በእርግጥ ትክክለኛው ሚዛኑ እንደ የአለም ሙቀት መጨመር እና በራዲዮአክቲቭ መበስበስ ምክንያት የፕላኔቷ ሙቀት መጨመር በመሳሰሉት ነገሮች በትንሹ ይስተካከላል።) ይህ ካልሆነ ግን ምድር በቀላሉ እየጨመረች ትሞቃለች እና በጥቂት ቀናት ውስጥ ለመኖሪያ የማትችል ትሆናለች! ነገር ግን፣ ከፀሀይ በቀጥታ የተቀበሉት ፎቶኖች በአንጻራዊነት ከፍተኛ ድግግሞሽ አላቸው (በተለያዩ ቢጫው ክፍል ላይ ያተኮሩ ናቸው) እና ምድር በኢንፍራሬድ ስፔክትረም ውስጥ በጣም ያነሰ ፍሪኩዌንሲ ፎንቶኖችን ወደ ህዋ ታመነጫለች። በፕላንክ ቀመር (E = hν፣ ክፍል 2.2 ይመልከቱ) እያንዳንዱ ከፀሃይ የሚመጡት ፎቶኖች ወደ ህዋ ከሚለቀቁት ፎቶኖች የበለጠ ሃይል አላቸው።ስለዚህ ሚዛኑን ለመጠበቅ ብዙ ፎቶኖች ከመሬት መውጣት አለባቸው። ምስል 3.16 ይመልከቱ). ያነሱ ፎቶኖች ከደረሱ፣ ገቢው ኃይል አነስተኛ የነጻነት ዲግሪ ይኖረዋል፣ እና የሚወጣው ሃይል ብዙ ይኖረዋል፣ እና ስለዚህ፣ በቦልትማን ቀመር (S = k log V) መሰረት፣ መጪዎቹ ፎቶኖች ከሚወጡት በጣም ያነሰ ኢንትሮፒይ ይኖራቸዋል። . የራሳችንን ኢንትሮፒን ዝቅ ለማድረግ በእጽዋት ውስጥ የሚገኘውን ዝቅተኛ-ኢንትሮፒ ሃይል እንጠቀማለን፡ እፅዋትን ወይም ዕፅዋትን እንበላለን። በምድር ላይ ያለው ሕይወት የሚኖረው እና የሚበለጽገው በዚህ መንገድ ነው። (እንደሚታየው እነዚህ ሃሳቦች ለመጀመሪያ ጊዜ በኤርዊን ሽሮዲንገር በ1967፣ላይፍ as It Is [Schrödinger,2012] የተባለውን አብዮታዊ መጽሐፋቸውን ሲጽፉ በግልፅ የተቀረጹ ናቸው)።

የዚህ ዝቅተኛ-ኤንትሮፒ ሚዛን በጣም አስፈላጊው እውነታ ይህ ነው-ፀሐይ ሙሉ በሙሉ በጨለማ ሰማይ ውስጥ ሞቃት ቦታ ነው. ግን እንደዚህ ያሉ ሁኔታዎች እንዴት ተፈጠሩ? ከቴርሞኑክሌር ምላሾች ጋር የተያያዙትን ጨምሮ ብዙ ውስብስብ ሂደቶች ሚና ተጫውተዋል, ነገር ግን በጣም አስፈላጊው ነገር ፀሐይ ሙሉ በሙሉ መኖሩ ነው. እናም የተነሳው የሶላር ቁስ (እንደሌሎች ከዋክብት እንደሚፈጥረው ጉዳይ) በስበት መጨናነቅ ሂደት ውስጥ በመፈጠሩ እና ሁሉም ነገር በአንጻራዊ ሁኔታ አንድ ወጥ በሆነ የጋዝ እና የጨለማ ቁስ ስርጭት ስለጀመረ ነው።

እዚህ ላይ ጨለማ ጉዳይ የሚባለውን ሚስጥራዊ ንጥረ ነገር መጥቀስ አለብን፣ እሱም በግልጽ 85% የሚሆነውን የጽንፈ ዓለሙን ቁስ (Λ) ይዘት ይይዛል፣ ነገር ግን በስበት መስተጋብር ብቻ የተገኘ ነው፣ እና አጻጻፉ የማይታወቅ ነው። ዛሬ ይህንን ጉዳይ ግምት ውስጥ የምናስገባበት አጠቃላይ የጅምላ መጠን ስንገመግም ነው, ይህም አንዳንድ አሃዛዊ መጠኖችን ሲሰላ ነው (ክፍል 3.6, 3.7, 3.9 ይመልከቱ, እና ለተጨማሪ ጠቃሚ የንድፈ ሃሳባዊ ሚና ጨለማ ጉዳይ, ክፍል 4.3 ይመልከቱ). የጨለማው ጉዳይ ምንም ይሁን ምን፣ የመጀመሪያው ወጥ የሆነ የቁስ ስርጭት ዝቅተኛ-ኢንትሮፒ ተፈጥሮ ለሕይወታችን ምን ያህል አስፈላጊ እንደሆነ እናያለን። የእኛ ሕልውና, እኛ እንደተረዳነው, በዝቅተኛ-ኢንትሮፒ የስበት ክምችት ላይ የተመሰረተ ነው, እሱም የቁስ አካል የመጀመሪያ ወጥ ስርጭት ባህሪ ነው.

እዚህ ጋር ወደ አንድ አስደናቂ—በእውነቱ፣ ድንቅ—የቢግ ባንግ ገጽታ ላይ ደርሰናል። ሚስጥሩ እንዴት እንደተከሰተ ብቻ ሳይሆን እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሆነ የኢንትሮፒ ክስተት መሆኑም ጭምር ነው። ከዚህም በላይ የሚያስደንቀው ነገር ኢንትሮፒ ዝቅተኛ በሆነ መልኩ በአንድ በተወሰነ መልኩ ዝቅተኛ መሆኑ ማለትም የነፃነት ስበት ደረጃዎች በሆነ ምክንያት ሙሉ በሙሉ ታግደዋል. ከፍተኛው ኤንትሮፒይ ባለው ሞቃት ሁኔታ ውስጥ በጣም የተደሰቱ ስለሚመስሉ ይህ ከቁስ የነፃነት ደረጃዎች እና (ኤሌክትሮማግኔቲክ) ጨረሮች ጋር በጣም ተቃራኒ ነው። በእኔ አስተያየት ይህ ምናልባት እጅግ በጣም ጥልቅ የሆነው የኮስሞሎጂ እንቆቅልሽ ነው, እና በሆነ ምክንያት አሁንም እንደተገመተ ይቀራል!

የቢግ ባንግ ሁኔታ ምን ያህል ልዩ እንደነበረ እና በስበት መጨናነቅ ሂደት ውስጥ ምን ኤንትሮፒ ሊነሳ እንደሚችል በዝርዝር መቀመጥ ያስፈልጋል። በዚህ መሠረት በመጀመሪያ በጥቁር ጉድጓድ ውስጥ የማይታመን ኢንትሮፒ ምን እንደሆነ ማወቅ ያስፈልግዎታል (ምሥል 3.15 ለ ይመልከቱ). ስለዚህ ጉዳይ በክፍል 3.6 እንነጋገራለን. አሁን ግን ከሚከተለው ጋር የተዛመደ ወደ ሌላ ችግር እንሸጋገር እና በጣም ሊሆን የሚችል ሊሆን ይችላል፡ ከሁሉም በላይ፣ አጽናፈ ዓለሙ በእውነቱ የቦታ ገደብ የለሽ ሊሆን ይችላል (እንደ FLRU ሞዴሎች ከ K ጋር) 0፣ ክፍል 3.1 ይመልከቱ) ወይም ቢያንስ አብዛኛው ዩኒቨርስ በቀጥታ ላይታይ ይችላል። በዚህ መሠረት የኮስሞሎጂ አድማስ ችግርን እንቀርባለን, በሚቀጥለው ክፍል ውስጥ እንነጋገራለን.

» ስለ መጽሐፉ ተጨማሪ መረጃ እባክዎን ይጎብኙ የአሳታሚው ድር ጣቢያ
» ማውጫ
» የተቀነጨበ

ለ Khabrozhiteli በኩፖኑ ላይ 25% ቅናሽ - አዲስ ሳይንስ

የመጽሐፉን የወረቀት ስሪት ሲከፍሉ, ኢ-መጽሐፍ ወደ ኢሜል ይላካል.

ምንጭ: hab.com