ආයුබෝවන්, Khabro පදිංචිකරුවන්! මූලික විද්යාව තුළ විලාසිතා, ඇදහිල්ල හෝ ෆැන්ටසි ගැන කතා කළ හැකිද?
විශ්වය මිනිස් විලාසිතා ගැන උනන්දු නොවේ. විද්යාව ඇදහිල්ල ලෙස අර්ථ දැක්විය නොහැක, මන්ද විද්‍යාත්මක උපකල්පන නිරන්තරයෙන් දැඩි පර්යේෂණාත්මක පරීක්ෂණයකට භාජනය වන අතර ප්‍රවාදය වෛෂයික යථාර්ථය සමඟ ගැටීමට පටන් ගත් වහාම ඉවත දමනු ලැබේ. ෆැන්ටසිය සාමාන්‍යයෙන් කරුණු සහ තර්කනය යන දෙකම නොසලකා හරියි. එසේ වුවද, මහා රොජර් පෙන්රෝස් මෙම සංසිද්ධීන් සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රතික්ෂේප කිරීමට කැමති නැත, මන්ද විද්‍යාත්මක විලාසිතා ප්‍රගතියේ එන්ජිම විය හැකි බැවිනි, සැබෑ අත්හදා බැලීම් මගින් න්‍යායක් සනාථ කරන විට ඇදහිල්ල දිස්වන අතර මනඃකල්පිත පියාසර කිරීමකින් තොරව අපගේ සියලු අමුතුකම් තේරුම් ගත නොහැක. විශ්වය.
"විලාසිතා" පරිච්ඡේදයේ, මෑත දශකවල වඩාත්ම විලාසිතාමය න්යාය වන නූල් න්යාය ගැන ඔබ ඉගෙන ගනු ඇත. "ඇදහිල්ල" කැප වී ඇත්තේ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව පවතින මූලධර්ම සඳහා ය. තවද "ෆැන්ටසි" අප දන්නා විශ්වයේ සම්භවය පිළිබඳ න්‍යායන්ට වඩා අඩු දෙයක් ගැන සැලකිලිමත් නොවේ.
3.4 මහා පිපිරුම් පැරඩොක්ස්
අපි මුලින්ම නිරීක්ෂණ ප්රශ්නය මතු කරමු. නිරීක්ෂණය කළ හැකි මුළු විශ්වයම වරක් 3.1 වගන්තියේ ඉදිරිපත් කර ඇති මහා පිපිරුම් පින්තූරයට අනුරූප වන අතිශයින් සම්පීඩිත හා ඇදහිය නොහැකි තරම් උණුසුම් තත්වයක පැවති බවට සෘජු සාක්ෂි මොනවාද? වඩාත්ම බලගතු සාක්ෂිය වන්නේ කොස්මික් මයික්‍රෝවේව් පසුබිම් විකිරණ (CMB) සමහර විට මහා පිපිරුම ලෙස හැඳින්වේ. CMB විකිරණ සැහැල්ලු ය, නමුත් ඉතා දිගු තරංග ආයාමයක් ඇත, එබැවින් ඔබේ ඇස්වලින් එය දැකීමට සම්පූර්ණයෙන්ම නොහැකි ය. මෙම ආලෝකය සෑම පැත්තකින්ම අතිශයින්ම ඒකාකාරව (නමුත් බොහෝ දුරට නොගැලපෙන ලෙස) අප මතට වත් කරයි. එය ~2,725 K, එනම් නිරපේක්ෂ ශුන්‍යයට වඩා අංශක දෙකකට වඩා වැඩි උෂ්ණත්වයක් සහිත තාප විකිරණ නියෝජනය කරයි. නිරීක්ෂණය කරන ලද “ග්ලිමර්” ආරම්භ වී ඇත්තේ මහා පිපිරුමෙන් වසර 3000 කට පමණ පසු ඇදහිය නොහැකි තරම් උණුසුම් විශ්වයක (එවකට ~ 379 K) ආරම්භ වූ බව විශ්වාස කෙරේ - විශ්වය ප්‍රථම වරට විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණයට විනිවිද පෙනෙන අවසාන විසිරීමේ යුගයේදී (නමුත් මහා පිපිරුම අතරතුර මෙය කිසිසේත් සිදු නොවීය).පිපිරීම;මෙම සිදුවීම සිදුවන්නේ විශ්වයේ මුළු යුගයෙන් පළමු 000/1 තුළ - මහා පිපිරුමේ සිට අද දක්වා). පසුගිය විසිරුණු යුගයේ සිට, මෙම ආලෝක තරංගවල දිග දල වශයෙන් වැඩි වී ඇත්තේ විශ්වයම ප්‍රසාරණය වූ තරමට (40 ගුණයකින් පමණ) ශක්ති ඝනත්වය රැඩිකල් ලෙස අඩු වී ඇත. එබැවින් CMB හි නිරීක්ෂිත උෂ්ණත්වය 000 K පමණි.
මෙම විකිරණය අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම නොගැලපෙන බව (එනම් තාප) රූපයේ දැක්වෙන එහි සංඛ්‍යාත වර්ණාවලියේ ස්වභාවයෙන්ම ආකර්ෂණීය ලෙස සනාථ වේ. 3.13. එක් එක් නිශ්චිත සංඛ්‍යාතයේ විකිරණ තීව්‍රතාවය ප්‍රස්ථාරයේ සිරස් අතට සටහන් කර ඇති අතර සංඛ්‍යාතය වමේ සිට දකුණට වැඩි වේ. අඛණ්ඩ වක්‍රය 2.2 K ක උෂ්ණත්වයක් සඳහා 2,725 වගන්තියේ සාකච්ඡා කර ඇති Planck blackbody වර්ණාවලියට අනුරූප වේ. වක්‍රයේ ඇති ලක්ෂ්‍ය යනු දෝෂ තීරු ලබා දෙන විශේෂිත නිරීක්ෂණ දත්ත වේ. ඒ අතරම, දෝෂ තීරු 500 ගුණයකින් වැඩි වේ, එසේ නොමැති නම්, දෝෂ උපරිමයට ළඟා වන දකුණු පසින් පවා ඒවා සලකා බැලිය නොහැක. න්‍යායික වක්‍රය සහ නිරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල අතර ඇති එකඟතාව සරලව කැපී පෙනෙන ය - සමහර විට ස්වභාවධර්මයේ ඇති තාප වර්ණාවලිය සමඟ ඇති හොඳම ගිවිසුම විය හැකිය.
කෙසේ වෙතත්, මෙම අහඹු සිදුවීම පෙන්නුම් කරන්නේ කුමක්ද? පෙනෙන විදිහට, තාප ගතික සමතුලිතතාවයට ඉතා සමීප වූ තත්වයක් අපි සලකා බලමින් සිටිමු (ඒ නිසා අසංගත යන යෙදුම කලින් භාවිතා කරන ලදී). නමුත් අලුතින් නිර්මාණය කරන ලද විශ්වය තාප ගතික සමතුලිතතාවයට ඉතා සමීපව පැවතියේ කුමන නිගමනයද? අපි රූපය වෙත ආපසු යමු. 3.12 කොටසේ සිට 3.3. වඩාත් විස්තීර්ණ ගොරෝසු-කැට සහිත කලාපය (නිර්වචනය අනුව) එවැනි වෙනත් ඕනෑම කලාපයකට වඩා විශාල වනු ඇත, සහ සාමාන්‍යයෙන් අනෙක් ඒවාට සාපේක්ෂව විශාල වනු ඇත, එය ඔවුන් සියල්ලන්ම වාමන කරනු ඇත! තාප ගතික සමතුලිතතාවය සාර්ව තත්වයකට අනුරූප වේ, අනුමාන වශයෙන්, ඕනෑම පද්ධතියක් ඉක්මනින් හෝ පසුව පැමිණෙනු ඇත. සමහර විට එය විශ්වයේ තාප මරණය ලෙස හැඳින්වේ, නමුත් මේ අවස්ථාවේ දී, අමුතු තරම්, අපි විශ්වයේ තාප උපත ගැන කතා කළ යුතුය. අලුත උපන් විශ්වය ශීඝ්‍රයෙන් ප්‍රසාරණය වෙමින් පැවතීම නිසා තත්වය සංකීර්ණ වී ඇත, එබැවින් අප සලකා බලන තත්වය ඇත්ත වශයෙන්ම සමතුලිත නොවේ. එසේ වුවද, මෙම නඩුවේ ප්‍රසාරණය අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම ඇඩිබටික් ලෙස සැලකිය හැකිය - මෙම කරුණ 1934 දී ටොල්මන් විසින් සම්පූර්ණයෙන්ම අගය කරන ලදී [ටොල්මන්, 1934]. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ප්‍රසාරණයේදී එන්ට්‍රොපි අගය වෙනස් නොවූ බවයි. (මෙයට සමාන තත්වයක්, ඇඩියබාටික් ප්‍රසාරණය හේතුවෙන් තාප ගතික සමතුලිතතාවය පවත්වා ගෙන යන විට, විශ්වයේ නිශ්චිත පරිමාවන්හිදී පමණක් එකිනෙකට වෙනස් වන රළු-කැට සහිත කොටස් සහිත සමාන-පරිමා කලාප සමූහයක් ලෙස අදියර අවකාශයේ විස්තර කළ හැකිය. මෙම ප්‍රාථමික තත්වය උපරිම එන්ට්‍රොපියකින් සංලක්ෂිත වූ බව අපට උපකල්පනය කළ හැක - ප්‍රසාරණය තිබියදීත්!).
පෙනෙන විදිහට, අපි සුවිශේෂී විරුද්ධාභාසයකට මුහුණ දී සිටිමු. 3.3 වගන්තියේ ඉදිරිපත් කර ඇති තර්කවලට අනුව, මහා පිපිරුම අතිශයින් අඩු එන්ට්රොපිය සහිත සාර්ව තත්වයක් වීම (සහ ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන් පැහැදිලි කර ඇත) දෙවන නියමයට අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, සීඑම්බී නිරීක්ෂණවලින් පෙනී යන්නේ මහා පිපිරුමේ සාර්ව තත්ත්වය දැවැන්ත එන්ට්රොපිය මගින් සංලක්ෂිත වූ බවයි, සමහර විට හැකි උපරිමයෙන් පවා. අපට මෙතරම් බරපතල වැරදී යන්නේ කොතැනටද?
මෙම විරුද්ධාභාසය සඳහා එක් පොදු පැහැදිලි කිරීමක් මෙන්න: අලුත උපන් විශ්වය ඉතා "කුඩා" බැවින්, උපරිම එන්ට්රොපිය සඳහා යම් සීමාවක් තිබිය හැකි බව උපකල්පනය කර ඇති අතර, පෙනෙන පරිදි එවකට පැවති තාපගතික සමතුලිතතාවයේ තත්වය විය. එම අවස්ථාවේ දී හැකි සීමිත මට්ටමේ එන්ට්‍රොපියක් පමණි. කෙසේ වෙතත්, මෙය වැරදි පිළිතුරකි. එවැනි පින්තූරයක් සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් තත්වයකට අනුරූප විය හැකි අතර, විශ්වයේ විශාලත්වය යම් බාහිර සීමාවන් මත රඳා පවතී, නිදසුනක් ලෙස, මුද්රා තැබූ පිස්ටනයක් සහිත සිලින්ඩරයක අඩංගු වායුවක දී මෙන්. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, පිස්ටන් පීඩනය යම් බාහිර යාන්ත්රණයක් මගින් සපයනු ලබන අතර, එය බාහිර බලශක්ති ප්රභවයක් (හෝ පිටවන) වලින් සමන්විත වේ. නමුත් මෙම තත්වය සමස්තයක් ලෙස විශ්වයට අදාළ නොවේ, එහි ජ්‍යාමිතිය සහ ශක්තිය මෙන්ම එහි “සමස්ත ප්‍රමාණය” තනිකරම අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය මගින් තීරණය වන අතර අයින්ස්ටයින්ගේ සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ ගතික සමීකරණ මගින් පාලනය වේ (ද ඇතුළුව. පදාර්ථයේ තත්වය විස්තර කරන සමීකරණ; 3.1 සහ 3.2 කොටස් බලන්න). එවැනි තත්වයන් යටතේ (කාලයේ දිශාවට අදාළව සමීකරණ සම්පූර්ණයෙන්ම නිර්ණය සහ වෙනස් නොවන විට - 3.3 කොටස බලන්න), අදියර අවකාශයේ සම්පූර්ණ පරිමාව කාලයත් සමඟ වෙනස් විය නොහැක. අදියර අවකාශය P ම "පරිණාමය" නොකළ යුතු බව උපකල්පනය කෙරේ! සියලුම පරිණාමය සරලව විස්තර කර ඇත්තේ P අවකාශයේ C වක්‍රයේ පිහිටීම මගින් වන අතර මෙම අවස්ථාවෙහිදී විශ්වයේ සම්පූර්ණ පරිණාමය නියෝජනය කරයි (3.3 කොටස බලන්න).
එය මහා කඩාවැටීම කරා ළඟා වන විට විශ්වයේ බිඳවැටීමේ පසුකාලීන අවස්ථා සලකා බැලුවහොත් සමහර විට ගැටළුව වඩාත් පැහැදිලි වනු ඇත. රූපයේ දැක්වෙන K > 0, Λ = 0 සඳහා Friedman ආකෘතිය සිහිපත් කරන්න. 3.2 වගන්තියේ 3.1a. මෙම ආකෘතියේ කැළඹීම් පදාර්ථයේ අක්‍රමවත් ව්‍යාප්තියෙන් පැන නගින බව අපි දැන් විශ්වාස කරන අතර සමහර කොටස්වල දේශීය බිඳවැටීම් දැනටමත් සිදුවී ඇති අතර, කළු කුහර එම ස්ථානයේ ඉතිරි වේ. එවිට අපි උපකල්පනය කළ යුත්තේ මෙයින් පසු සමහර කළු කුහර එකිනෙක ඒකාබද්ධ වී අවසාන ඒකීයත්වයට කඩා වැටීම අතිශය සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියක් බවට පත්වනු ඇති බවත්, පරමාදර්ශී ගෝලාකාර සමමිතික ෆ්‍රීඩ්මන්ගේ දැඩි සමමිතික විශාල බිඳවැටීම සමඟ පොදු කිසිවක් නොමැති බවත්ය. රූපයේ දක්වා ඇති ආකෘතිය. 3.6 අ. ඊට පටහැනිව, ගුණාත්මක වශයෙන්, බිඳවැටීමේ තත්වය රූපයේ දැක්වෙන දැවැන්ත අවුල වඩාත් සිහිපත් කරයි. 3.14 අ; මෙම අවස්ථාවේ දී පැන නගින ඒකීයත්වය, 3.2 වගන්තියේ අවසානයේ සඳහන් කර ඇති BCLM කල්පිතයට යම් දුරකට අනුකූල විය හැකිය. විශ්වය කුඩා ප්‍රමාණයකට හැකිලී ගියද, අවසාන කඩා වැටෙන තත්වයට සිතාගත නොහැකි එන්ට්‍රොපියක් ඇත. මෙම විශේෂිත (අවකාශීයව වසා ඇති) නැවත කඩා වැටෙන ෆ්‍රීඩ්මන් ආකෘතිය දැනට අපගේම විශ්වයේ පිළිගත හැකි නිරූපණයක් ලෙස නොසැලකේ වුවද, විශ්ව විද්‍යාත්මක නියතයක් ඇති හෝ රහිතව අනෙකුත් ෆ්‍රීඩ්මන් ආකෘති සඳහාද එම සලකා බැලීම් අදාළ වේ. පදාර්ථයේ අසමාන ව්‍යාප්තිය හේතුවෙන් සමාන කැළඹීම් අත්විඳින එවැනි ඕනෑම ආකෘතියක බිඳවැටෙන අනුවාදය නැවතත් කළු කුහරයක් වැනි ඒකීයභාවයක් සියල්ල පරිභෝජනය කරන අවුල් ජාලයක් බවට පත් විය යුතුය (රූපය 3.14 b). මෙම සෑම අවස්ථාවකම කාලය ආපසු හැරවීමෙන්, අපි හැකි ආරම්භක ඒකීයත්වය (විභව මහා පිපිරුම්) වෙත ළඟා වනු ඇත, ඒ අනුව, එන්ට්‍රොපියේ "සිවිලිම" පිළිබඳ මෙහි කරන ලද උපකල්පනයට පටහැනි වන දැවැන්ත එන්ට්රොපිය ඇති (රූපය 3.14 c).
මෙහිදී මම සමහර විට සලකා බලනු ලබන විකල්ප හැකියාවන් වෙත යා යුතුය. සමහර න්‍යායවාදීන් යෝජනා කරන්නේ, මහා කඩාවැටීම ළඟා වන විට, විශ්වයේ සම්පූර්ණ එන්ට්රොපිය ක්රමානුකූලව කුඩා (උපරිම ප්‍රසාරණයෙන් පසු) වන පරිදි, දෙවන නියමය කෙසේ හෝ එවැනි කඩා වැටෙන ආකෘතිවල ආපසු හැරවිය යුතු බවයි. කෙසේ වෙතත්, කළු කුහර ඉදිරියේ එවැනි පින්තූරයක් සිතීම විශේෂයෙන් දුෂ්කර ය, ඒවා සෑදූ පසු, එන්ට්රොපිය වැඩි කිරීමට තමන්ම ක්‍රියා කිරීමට පටන් ගනී (එය සිදුවීම් ක්ෂිතිජය අසල ශුන්‍ය කේතු පිහිටීමෙහි කාල අසමමිතිය සමඟ සම්බන්ධ වේ, රූපය 3.9 බලන්න). මෙය ඈත අනාගතය දක්වාම පවතිනු ඇත - අවම වශයෙන් හෝකින් යාන්ත්‍රණයේ බලපෑම යටතේ කළු කුහර වාෂ්ප වන තුරු (3.7 සහ 4.3 කොටස් බලන්න). ඕනෑම අවස්ථාවක, මෙම හැකියාව මෙහි ඉදිරිපත් කර ඇති තර්ක අවලංගු නොකරයි. එවැනි සංකීර්ණ කඩාවැටෙන ආකෘති සමඟ සම්බන්ධ වූ සහ පාඨකයන් විසින්ම සිතිය හැකි තවත් වැදගත් ගැටළුවක් තිබේ: කළු කුහරවල ඒකීයත්වය එකවරම මතු නොවිය හැකිය, එබැවින් අපි කාලය ආපසු හරවන විට, අපට මහා පිපිරුමක් නොලැබෙනු ඇත. එය සිදු වන්නේ "සියල්ල හා කෙලින්ම". කෙසේ වෙතත්, මෙය නිශ්චිතවම ප්‍රබල කොස්මික් වාරණයේ (තවමත් ඔප්පු කර නොමැති නමුත් ඒත්තු ගැන්වෙන) කල්පිතයේ ගුණාංග වලින් එකකි [Penrose, 1998a; PkR, වගන්තිය 28.8], ඒ අනුව, සාමාන්‍ය අවස්ථාවෙහිදී, එවැනි ඒකීයත්වයක් අවකාශයට සමාන වනු ඇත (1.7 වගන්තිය), එබැවින් එක් වරක් සිදුවීමක් ලෙස සැලකිය හැකිය. එපමනක් නොව, ශක්තිමත් කොස්මික් වාරණ කල්පිතයේ වලංගු භාවය පිළිබඳ ප්රශ්නය කුමක් වුවත්, මෙම තත්ත්වය තෘප්තිමත් කරන බොහෝ විසඳුම් දන්නා අතර, එවැනි සියලු විකල්පයන් (පුළුල් කළ විට) සාපේක්ෂව ඉහළ එන්ට්‍රොපි අගයන් ඇත. මෙය අපගේ සොයාගැනීම්වල වලංගු භාවය පිළිබඳ කනස්සල්ල බෙහෙවින් අඩු කරයි.
ඒ අනුව, විශ්වයේ කුඩා අවකාශීය මානයන් සැලකිල්ලට ගත් විට, විය හැකි එන්ට්‍රොපියේ නිශ්චිත “පහළ සිවිලිමක්” තිබිය යුතු බවට අපට සාක්ෂි හමු නොවේ. ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන්, කළු කුහර ආකාරයෙන් ද්‍රව්‍ය සමුච්චය වීම සහ “කළු කුහර” ඒකීයත්වය තනි ඒකීය අවුල් ජාලයකට ඒකාබද්ධ කිරීම දෙවන නියමයට සම්පූර්ණයෙන්ම අනුරූප වන ක්‍රියාවලියක් වන අතර මෙම අවසාන ක්‍රියාවලිය දැවැන්ත වැඩිවීමක් සමඟ සිදු විය යුතුය. එන්ට්රොපිය තුළ. විශ්වයේ අවසාන තත්වය, ජ්‍යාමිතික ප්‍රමිතීන්ට අනුව "කුඩා", සිතාගත නොහැකි එන්ට්‍රොපියක් තිබිය හැක, එවැනි කඩා වැටෙන විශ්ව විද්‍යාත්මක ආකෘතියක සාපේක්ෂ වශයෙන් මුල් අවධියට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය, සහ අවකාශීය කුඩාම උපරිම අගය සඳහා "සිවිලිම" සකසන්නේ නැත. එන්ට්‍රොපියේ, එවැනි "සිවිලිමකට" (කාල ප්‍රවාහය ආපසු හරවන විට) මහා පිපිරුමේදී එන්ට්රොපිය අතිශයින් අඩු වූයේ මන්දැයි පැහැදිලි කළ හැකි වුවද. ඇත්ත වශයෙන්ම, සාමාන්‍යයෙන් විශ්වයේ බිඳවැටීම නියෝජනය කරන එවැනි පින්තූරයක් (පය. 3.14 a, b), විරුද්ධාභාසයට විසඳුමක් යෝජනා කරයි: මහා පිපිරුම අතරතුර පැවතිය හැකි දේට සාපේක්ෂව සුවිශේෂී අඩු එන්ට්‍රොපියක් තිබුණේ ඇයි? පිපිරුම උණුසුම් බව (සහ එවැනි තත්වයක් උපරිම එන්ට්රොපිය තිබිය යුතුය). පිළිතුර නම් අවකාශීය ඒකාකාරීත්වයෙන් විශාල අපගමනයකට ඉඩ දෙන්නේ නම් එන්ට්රොපිය රැඩිකල් ලෙස වැඩි විය හැකි අතර, මේ ආකාරයේ විශාලතම වැඩිවීම කළු කුහර මතුවීම නිසා සිදුවන අක්රමිකතා සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති බවයි. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, එහි අන්තර්ගතය ඇදහිය නොහැකි තරම් උණුසුම් වූවත්, අවකාශීය සමජාතීය මහා පිපිරුමකට, සාපේක්ෂ වශයෙන් කිවහොත්, ඇදහිය නොහැකි තරම් අඩු එන්ට්‍රොපියක් තිබිය හැකිය.
මහා පිපිරුම ඇත්ත වශයෙන්ම FLRU ආකෘතියේ ජ්‍යාමිතියට අනුරූප වූ (නමුත් Fig. 3.14c හි දක්වා ඇති අක්රමිකතා ඒකීයත්වයේ වඩාත් සාමාන්‍ය අවස්ථාවට අනුරූප නොවන) තරමක් අවකාශීය සමජාතීය බවට වඩාත් ප්‍රබල සාක්ෂි වලින් එකකි. RI සිට, නමුත් මෙවර එහි තාප ගතික ස්වභාවයට වඩා එහි කෝණික සමජාතීයතාවයෙන්. මෙම සමජාතීයතාවය ප්‍රකාශ වන්නේ RI හි උෂ්ණත්වය අහසේ ඕනෑම ස්ථානයක ප්‍රායෝගිකව සමාන වන අතර සමජාතීයතාවයෙන් බැහැරවීම් 10-5 ට නොඅඩු වීම (අවට පදාර්ථ හරහා අපගේ චලනය හා සම්බන්ධ කුඩා ඩොප්ලර් ආචරණය සඳහා සකස් කර ඇත. ) මීට අමතරව, මන්දාකිණි සහ අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය ව්‍යාප්තියේදී පාහේ විශ්වීය ඒකාකාරිත්වයක් පවතී; මේ අනුව, තරමක් විශාල පරිමාණයන් මත baryons බෙදා හැරීම (1.3 වගන්තිය බලන්න) සැලකිය යුතු සමජාතීයතාවයකින් සංලක්ෂිත වේ, සැලකිය යුතු විෂමතා ඇතත්, විශේෂයෙන් ඊනියා හිස් අවකාශයන්, දෘශ්‍ය පදාර්ථයේ ඝනත්වය සාමාන්‍යයට වඩා රැඩිකල් ලෙස අඩු වේ. පොදුවේ ගත් කල, අප බලන විශ්වයේ අතීතයට සමජාතීයතාවය ඉහළ යයි තර්ක කළ හැකි අතර RI යනු අපට සෘජුවම නිරීක්ෂණය කළ හැකි පදාර්ථ ව්‍යාප්තිය පිළිබඳ පැරණිතම සාක්ෂියයි.
මෙම පින්තූරය එහි වර්ධනයේ මුල් අවධියේදී විශ්වය සැබවින්ම අතිශයින්ම සමජාතීය වූ නමුත් තරමක් අක්‍රමවත් ඝනත්වයකින් යුක්ත වූ දර්ශනයට අනුකූල වේ. කාලයාගේ ඇවෑමෙන් (සහ විවිධ ආකාරයේ "ඝර්ෂණ" වල බලපෑම යටතේ - සාපේක්ෂ චලනයන් මන්දගාමී වන ක්රියාවලීන්), මෙම ඝනත්ව අක්රමිකතා ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම යටතේ තීව්ර විය, එය පදාර්ථය ක්රමානුකූලව ගැටගැසීමේ අදහසට අනුකූල වේ. කාලයත් සමඟ, clumping වැඩි වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස තරු සෑදීම; ඒවා මන්දාකිණි වලට සමූහගත වන අතර, ඒ සෑම එකක්ම මධ්‍යයේ දැවැන්ත කළු කුහරයක් වර්ධනය කරයි. අවසාන වශයෙන්, ගුරුත්වාකර්ෂණයේ අනිවාර්ය බලපෑම නිසා මෙම ගැටීම සිදු වේ. එවැනි ක්රියාවලීන් ඇත්ත වශයෙන්ම එන්ට්‍රොපියේ ප්‍රබල වැඩිවීමක් සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති අතර ගුරුත්වාකර්ෂණය සැලකිල්ලට ගනිමින්, අද RI පමණක් ඉතිරිව ඇති ප්‍රාථමික දිලිසෙන බෝලය උපරිම එන්ට්‍රොපියට වඩා බොහෝ දුරින් තිබිය හැකි බව පෙන්නුම් කරයි. මෙම බෝලයේ තාප ස්වභාවය, රූපයේ දැක්වෙන ප්ලාන්ක් වර්ණාවලිය මගින් පෙන්නුම් කෙරේ. 3.13, පවසන්නේ මෙය පමණි: අපි විශ්වය (අවසාන විසිරීමේ යුගයේ) හුදෙක් පදාර්ථය සහ ශක්තිය එකිනෙකා සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන පද්ධතියක් ලෙස සලකන්නේ නම්, එය ඇත්ත වශයෙන්ම තාප ගතික සමතුලිතතාවයේ පැවති බව අපට උපකල්පනය කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, අපි ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම් ද සැලකිල්ලට ගතහොත්, පින්තූරය නාටකාකාර ලෙස වෙනස් වේ.
නිදසුනක් ලෙස, අපි සිතන්නේ නම්, මුද්රා තැබූ භාජනයක ඇති වායුවක්, එය කන්ටේනරය පුරා ඒකාකාරව බෙදා හරින විට එම සාර්ව තත්වයේ උපරිම එන්ට්රොපිය කරා ළඟා වන බව උපකල්පනය කිරීම ස්වාභාවිකය (රූපය 3.15 a). මේ සම්බන්ධයෙන්, එය අහස පුරා ඒකාකාරව බෙදා හරින ලද RI ජනනය කරන ලද උණුසුම් බෝලයකට සමාන වනු ඇත. කෙසේ වෙතත්, ඔබ ගුරුත්වාකර්ෂණය මගින් එකිනෙකට සම්බන්ධ වූ විශාල ශරීර පද්ධතියක් සමඟ ගෑස් අණු වෙනුවට නම්, උදාහරණයක් ලෙස, තනි තරු, ඔබට සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් පින්තූරයක් ලැබේ (රූපය 3.15 b). ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම් හේතුවෙන් තරු පොකුරු ආකාරයෙන් අසමාන ලෙස බෙදා හරිනු ලැබේ. අවසානයේදී, විශාලම එන්ට්රොපිය සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ බොහෝ තරු කඩා වැටීමෙන් හෝ කළු කුහරවලට ඒකාබද්ධ වූ විටය. මෙම ක්‍රියාවලියට බොහෝ කාලයක් ගත වුවද (අන්තර් තාරකා වායුව පැවතීම නිසා ඝර්ෂණය මගින් එය පහසු වනු ඇත) අපට පෙනෙනු ඇත්තේ, ගුරුත්වාකර්ෂණය ආධිපත්‍යය දරන විට, එන්ට්රොපිය වැඩි වන විට, පදාර්ථය පද්ධතිය තුළ බෙදා හැරීම අඩු වන බවයි. .
එවන් බලපෑම් එදිනෙදා අත්දැකීම් මට්ටමින් පවා සොයාගත හැකිය. කෙනෙකුට ඇසිය හැකිය: පෘථිවියේ ජීවය පවත්වා ගැනීම සඳහා දෙවන නියමයේ කාර්යභාරය කුමක්ද? සූර්යයාගෙන් ලැබෙන ශක්තියට පින්සිදු වන්නට අප මේ ග්‍රහලෝකයේ ජීවත් වන බව නිතර අසන්නට ලැබේ. නමුත් දිවා කාලයේදී පෘථිවියට ලැබෙන සියලුම ශක්තිය පාහේ ඉක්මනින් නැවත අභ්‍යවකාශයට, අඳුරු රාත්‍රී අහසට වාෂ්ප වන බැවින්, අපි පෘථිවිය සමස්තයක් ලෙස සලකන්නේ නම් මෙය සම්පූර්ණයෙන්ම සත්‍ය ප්‍රකාශයක් නොවේ. (ඇත්ත වශයෙන්ම, නිශ්චිත සමතුලිතතාවය ගෝලීය උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම සහ විකිරණශීලී ක්ෂය වීම හේතුවෙන් ග්‍රහලෝකය උණුසුම් වීම වැනි සාධක මගින් සුළු වශයෙන් සකස් කරනු ලැබේ.) එසේ නොවුවහොත්, පෘථිවිය දින කිහිපයක් ඇතුළත වඩ වඩාත් උණුසුම් වී වාසයට නුසුදුසු වනු ඇත! කෙසේ වෙතත්, සූර්යයාගෙන් සෘජුවම ලැබෙන ෆෝටෝන වලට සාපේක්ෂව ඉහළ සංඛ්‍යාතයක් ඇත (ඒවා වර්ණාවලියේ කහ කොටසෙහි සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත), සහ පෘථිවිය අධෝරක්ත වර්ණාවලියේ බොහෝ අඩු සංඛ්‍යාත ෆෝටෝන අභ්‍යවකාශයට විමෝචනය කරයි. ප්ලාන්ක්ගේ සූත්‍රයට අනුව (E = hν, කොටස 2.2 බලන්න), සූර්යයාගෙන් එක් එක් ෆෝටෝන තනි තනිව අභ්‍යවකාශයට විමෝචනය වන ෆෝටෝනවලට වඩා වැඩි ශක්තියක් ඇත, එබැවින් සමතුලිතතාවයට පැමිණීමට වඩා බොහෝ ෆෝටෝන පෘථිවිය හැර යා යුතුය ( රූපය 3.16 බලන්න). අඩු ෆෝටෝන පැමිණේ නම්, එන ශක්තියට නිදහසේ අංශක අඩු වන අතර පිටතට යන ශක්තියට වැඩි වනු ඇත, එබැවින් බෝල්ට්ස්මාන්ගේ සූත්‍රයට (S = k log V) අනුව එන ෆෝටෝනවලට පිටතට යන ඒවාට වඩා ඉතා අඩු එන්ට්‍රොපියක් ඇත. . අපි අපේම එන්ට්රොපිය අඩු කිරීමට ශාකවල අඩංගු අඩු එන්ට්‍රොපි ශක්තිය භාවිතා කරමු: අපි ශාක හෝ ශාකභක්ෂකයන් අනුභව කරමු. පෘථිවියේ ජීවය නොනැසී පවතිනුයේ සහ වර්ධනය වන ආකාරයයි. (පෙනෙන විදිහට, මෙම සිතුවිලි ප්‍රථම වරට පැහැදිලිව සකස් කරන ලද්දේ අර්වින් ෂ්‍රොඩිංගර් විසින් 1967 දී ඔහු සිය විප්ලවීය කෘතිය වන Life as It Is [Schrödinger, 2012] ලියන විට).
මෙම අඩු එන්ට්‍රොපි සමතුලිතතාවය පිළිබඳ වැදගත්ම කරුණ මෙයයි: සූර්යයා සම්පූර්ණයෙන්ම අඳුරු අහසක උණුසුම් ස්ථානයකි. නමුත් එවැනි තත්වයන් ඇති වූයේ කෙසේද? බොහෝ සංකීර්ණ ක්රියාවලීන් තාප න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා හා සම්බන්ධ ඒවා ඇතුළුව කාර්යභාරයක් ඉටු කළේය, නමුත් වඩාත්ම වැදගත් දෙය නම් සූර්යයා කිසිසේත්ම පවතින බවයි. එය ඇති වූයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්‍රියාවලියක් හරහා සූර්ය පදාර්ථය (වෙනත් තාරකා සාදන ද්‍රව්‍ය වැනි) වර්ධනය වූ නිසා වන අතර ඒ සියල්ල ආරම්භ වූයේ වායු හා අඳුරු පදාර්ථ සාපේක්ෂ වශයෙන් ඒකාකාර ව්‍යාප්තියකින් ය.
මෙහිදී අප අඳුරු පදාර්ථය නම් අද්භූත ද්‍රව්‍යයක් ගැන සඳහන් කළ යුතු අතර, එය විශ්වයේ ඇති ද්‍රව්‍ය (Λ නොවන) අන්තර්ගතයෙන් 85%ක් පමණ වන නමුත් එය හඳුනාගනු ලබන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියාවෙන් පමණක් වන අතර එහි සංයුතිය නොදනී. සමහර සංඛ්‍යාත්මක ප්‍රමාණ ගණනය කිරීමේදී අවශ්‍ය වන සම්පූර්ණ ස්කන්ධය ඇස්තමේන්තු කිරීමේදී අද අපි මෙම කාරණය සැලකිල්ලට ගනිමු (3.6, 3.7, 3.9 කොටස් බලන්න, සහ අඳුරු පදාර්ථයට කළ හැකි වඩා වැදගත් න්‍යායාත්මක කාර්යභාරය සඳහා, 4.3 කොටස බලන්න). අඳුරු පදාර්ථ ප්රශ්නය කුමක් වුවත්, පදාර්ථයේ මුල් ඒකාකාර ව්‍යාප්තියේ අඩු එන්ට්‍රොපි ස්වභාවය අපගේ ජීවිතයට කෙතරම් වැදගත් දැයි අපට පෙනේ. අපගේ පැවැත්ම, අප තේරුම් ගන්නා පරිදි, පදාර්ථයේ ආරම්භක ඒකාකාර ව්‍යාප්තියේ ලක්ෂණයක් වන අඩු එන්ට්‍රොපි ගුරුත්වාකර්ෂණ සංචිතය මත රඳා පවතී.
මෙන්න අපි මහා පිපිරුමේ කැපී පෙනෙන-ඇත්ත වශයෙන්ම, විශ්මයජනක-අංශයකට පැමිණෙමු. අභිරහස පවතින්නේ එය සිදුවූයේ කෙසේද යන්න පමණක් නොව, එය අතිශයින් අඩු එන්ට්‍රොපි සිදුවීමක් වීම තුළය. එපමනක් නොව, කැපී පෙනෙන දෙය නම්, එන්ට්රොපිය අඩු වූයේ එක් විශේෂිත කරුණකින් පමණි, එනම්: නිදහසේ ගුරුත්වාකර්ෂණ අංශක යම් හේතුවක් නිසා සම්පූර්ණයෙන්ම යටපත් වී තිබීම තරම් මෙම තත්වය නොවේ. මෙය ද්‍රව්‍යයේ නිදහසේ සහ (විද්‍යුත් චුම්භක) විකිරණ මට්ටම්වලට වඩා තියුනු ලෙස වෙනස් වේ, මන්ද ඒවා උපරිම එන්ට්රොපිය සහිත උණුසුම් තත්වයකදී උපරිම ලෙස උද්වේගකර ඇති බව පෙනේ. මගේ මතය අනුව, මෙය සමහර විට ගැඹුරුම විශ්වීය අභිරහස විය හැකි අතර, යම් හේතුවක් නිසා එය තවමත් අවතක්සේරු කර ඇත!
මහා පිපිරුමේ තත්වය කෙතරම් විශේෂද යන්න සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්‍රියාවලියේදී ඇති විය හැකි එන්ට්රොපිය කුමක්ද යන්න පිළිබඳව වඩාත් විස්තරාත්මකව වාසය කිරීම අවශ්‍ය වේ. ඒ අනුව, කළු කුහරයක් තුළ සැබවින්ම ආවේනික වූ ඇදහිය නොහැකි එන්ට්රොපිය කුමක්දැයි ඔබ මුලින්ම අවබෝධ කර ගත යුතුය (රූපය 3.15 b බලන්න). අපි මෙම ගැටළුව 3.6 කොටසෙහි සාකච්ඡා කරමු. නමුත් දැනට, පහත සඳහන්, බොහෝ දුරට සම්භාවිතාව හා සම්බන්ධ තවත් ගැටළුවක් වෙත හැරෙමු: සියල්ලට පසු, විශ්වය ඇත්ත වශයෙන්ම අවකාශීය අසීමිත බවට හැරවිය හැකිය (K සමඟ FLRU මාදිලිවල මෙන්. 0, 3.1 වගන්තිය බලන්න) හෝ අවම වශයෙන් විශ්වයේ බොහෝමයක් සෘජුවම නිරීක්ෂණය කළ නොහැක. ඒ අනුව, අපි ඊළඟ කොටසේ සාකච්ඡා කරනු ලබන විශ්වීය ක්ෂිතිජයේ ගැටලුව වෙත පිවිසෙමු.
» පොත පිළිබඳ වැඩි විස්තර මෙතැනින් සොයාගත හැකිය
»
»
Khabrozhiteley සඳහා කූපනය භාවිතයෙන් 25% වට්ටමක් - නව විද්යාව
පොතේ කඩදාසි පිටපත ගෙවීමෙන් පසු විද්‍යුත් පොතක් විද්‍යුත් තැපෑලෙන් එවනු ලැබේ.
මූලාශ්රය: www.habr.com