Тэлж буй орчлон ертөнц: Их тэсрэлтээс өнөөдрийг хүртэл

Орчлон ертөнц төсөөлөшгүй халуун, нягттай цэг байхдаа их тэсрэлт болсоноор мэндэлжээ. Ертөнц үүсээд дөнгөж аравын хасах гучин дөрвөн секунд болоод байхдаа бидний өнөөдөр инфляци гэж нэрлэдэг үзэгдэл болсон бөгөөд ертөнц гэрлээс ч илүү хурдаар өөрийн хэмжээг дор хаяж 90 удаа хоёр дахин том болж, дэд-атомын хэмжээнээс голфийн бөмбөгний дайтай болтлоо тогтмол өссөн гэж үздэг.

Инфляцийн дараа, ертөнц  илүү удаанаар тэлж эхэлсэн. Ертөнц тэлж, хөрсөнөөр маттер бүрэлдэх боломжтой болсон байна. Их тэсрэлтээс хоёр секундийн дараа манай орчлон нейтрон, протон, электрон, анти-электрон, фотон, нейтриногоор дүүрсэн байжээ.

Ертөнцийн эхний гурван минутын турш Их тэсрэлтийн цөмийн-синтез гэх процессийн дүнд гэрлийн элементүүд бий болж, Темпратур аравын гучин хоёр зэрэгт Келвинээс аравын есөн зэрэгт Келвин хүртлээ бууран, протон болон нейтронууд мөргөлдөн ус төрөгчийн изотоп дейтериумыг бүтээсэн. Дейтериумын ихэнхи нь Гелийг бүтээсэн бөгөөд Литигийн багахан ул мөр бүтээгдсэн нь өнөөдөр илэрдэг.

Эхний 380000 жилд, ертөнц гэрэл тархахад дэндүү халуун байлаа. Дулааны үр дүнд мөргөлдсөн атомууд  нь өөрсдийгөө пласм болгон задлах хангалттай хэмжээний энергитэй байснаас ертөнцөд протон, нейтрон, электроны салангид дүр зураг л ажиглагдаж байжээ.

Ойролцоогоор 380000 жилийн дараа, ертөнц маттер атом болохуйц хэмжээнд хөрсөн бөгөөд үр дүнд нь тунгалаг цахилгаан нейтрал газаар дүүржээ. Яг энэ үед өнөөдөр сансарын богино долгионы үлдэгдэл цацраг хэлбэрээр бүртгэгддэг их тэсрэлтээс хойших анхны гэрэл цацарсан байна. Гэсэн хэдий ч ертөнцөд анхны гэрэл цацарсанаас хойш анхны гэрэлтэт-обектууд болон одод бий болхоос өмнө ертөнцөд түнэр харанхуй ноёлсон аж.

Их тэсрэлт болсоноос дөрвөн зуун мянган жилийн дараа л ертөнц сансарын харанхуйн үеээс ангижирч дахин ионжуулалтын үе эхэллээ. Бүтэн тэр бум жилийн турш үргэлжилсэн энэ үед хангалттай хэмжээний газ анхны одод болон галактикийг бүтээж эхэлсэн бөгөөд тэдгээрээс цацарсан хэт ягаан туяа нь ертөнц дээрх ихэнх нейтрал устөрөгчүүдийг ионжуулан хорвоогоос арчиж хаяжээ.

Ертөнц дээрх маттерууд биесдээ татагдан ертөнцийн тэлэлт аажимаар удааширж эхэлсэн боловч өнөөдөр харанхуйн энерги гэж нэрлэгддэг нууцлаг хүч  таваас зургаан тэр бум жилийн өмнө ертөнцийн тэлэлтийг дахин хурдасгаж энэ үзэгдэл өнөөдөр ч гэсэн үргэлжилсээр байна.

Манай нарны аймаг Их тэсрэлтээс есөн тэр бум жилийн дараа үүссэн гэж үздэг.

Их тэсрэлт

Их тэсрэлт гэдгийг өнөөдөр бидэнд  харагдах бүхэн орон зай хугацаа ч мөн үүсгэсэн зүйл хэмээн ойлгох хэрэгтэй. Өөрөөр хэлбэл их тэсрэлт болсоноор ертөнц орон зай дотор тэлж эхэлсэн хэрэг биш, Их тэсрэлт нь ертөнцтэй цуг орон зай хугацааг ч мөн үүсгэсэн хэрэг.

Орчлон ертөнц Их тэсрэлтийн ямар нэг хэсгээс тэлж эхлээгүй, үнэндээ орон зай өөртэй агуулах маттерийнхаа хамтаар сунаж эхэлсэн юм.

Тэгэхээр орчлон ертөнц гэдэг нь орон зай хугацаа болон түүнд агуулагдах бүхий л зүйлс гэдгийг бид мэддэг боллоо, мөн түүнчилэн Их тэсрэлтийн загварын цаадахь (Beyond the Big Bang Model)  өөрөөр Их тэсрэлтийн өмнөх үеийн онолуудыг боловсруулж чадвал энэ онол нь бидэнд Ягаад Их тэсрэлтээс ертөнц тэлж эхэлсэн болон юу их тэсрэлтийг Бүтээсэн зэрэгт тайлбар авах юм.

Хэдийгээр иймэрхүү загварууд олон байдаг ч одоогийн байдлаар тэдгээрийн нэг нь ч туршилагаар илрэх урьдчилсан үр дүнг тодорхойлж чадаагүй байна. 

Нас

Манай орчлон ертөнц ойролцоогоор 13,8 тэр бум  дээр нэмэх эсвэл хасах 130 сая жилийн настай гэж үздэг., харин нарны аймаг маань ердөө 4,6 тэр бум жилийн настай.

Энэ тооцооллийг ертөнц дээрх маттер болон энергийн нягтийн тархалтыг хэмжисэн хэмжилтээс тооцоолон гаргаж авдаг. Мөн энэ нь судлаачидад өнгөрсөн үед ертөнц хэр хурдтай тэлсэн болохыг тооцоолох боломж олгодог юм. Дээрх мэдлэгийн тусламжтайгаар тэд цаг хугацааг ухрааж Их тэсрэлт болсон үеийн дүр зургийг гаргаж авдаг. 

Бүтэц

Шинжлэх ухаанчид ертөнц үүссэн анхны үед түүний бүтцийн тухай ярих боломжгүй гэж үзэж байна. Маттерын нягтаршилд үүсэх бяцхан хэмжээний флуктацуудын таталцал нь тэдгээрийг буцаагаад оддын, өргөн аалзны тор шиг бүтэцтэй болгох бөгөөд хоосон орон зайг үүсгэдэг. Энэ үзэгдэл зогсоо зайгүй үржилэн ертөнц дээрх одод болон галиктикууд тэдгээрээс том хэмжээтэй Клустер болон СуперКлустэруудыг бүтээжээ. 

Контент

Гучин жилийн турш одон орончид ертөнц дээрх ихэнхи зүйлс биднийг бүтээсэн шиг барионик маттер буюу энгийн атомуудаас бүтсэн гэж үзэж байлаа. Гэвч Энэ нь ердөө ертөнцийн дөрөв аравны зургаахан хувийг эзэлдэг болох нь тогтоогджээ. Үлдэгдэл ерэн зургаа орчим хувийн, хорин гурван хувь нь энгийн маттертай маш сул харилцан үйлчилэлд ордог эгэл бөөмсүүдээс бүрдэх Харанхуйн маттераар дүүргэгддэг бол үлдсэн 72 хувь нь ертөнцөд тэлэх хурдатгал олгодог Харанхуйн энергээр дүүржээ.

Харин энгийн маттеруудын далан таван хувь нь бидний танил ус төрөгч үлдсэн хорин тав орчим хувь нь гэлигээс бүтдэг бөгөөд хүнд элементүүд нь ертөнц дээрх нийт атомуудын маш өчүүхэн хувийг эзэлдэг юм. 

Хэлбэр

Орчлон ертөнцийн өөрийх нь хэлбэр түүнд агуулагдах маттеруудын таталцал болон тэлэлтийн хэмжээнээс хамаарна.

Ертөнцийн нягт тодорхой утгаас илүү бол бөмбөрцөгийн гадаргуу шиг эерэг муруйлттай гүдгэр байж болно. Энэ нь гэрэл үүсгэгчээс цацарсан гэрлийн багцууд ертөнцөөр аялан явсаар анхны цэг дээрээ эргэн ирнэ гэсэн үг. Хэрвээ ертөнц бөмбөрцгийн гадаргуу шиг хэлбэртэй юм бол ертөнц нэг өдөр тэлэхээ болиж буцаж агшиж эхлэх бөгөөд үүнийг Big Crunch гэдэг.

Хэрвээ ертөнцийн нягт тодорхой утгаас бага бол сөрөг муруйлттай, ертөнцийн геометр хэмжээ хотгор буюу яг л мориний эмээл шиг муруйлттай байна. Хэрвээ ертөнц ямар ч хүрээ хязгааргүй бол түүний тэлэлт мөнхөд үргэлжилэх юм.

Харин ертөнцийн нягт тодорхой утгатай яг тэнцүү бол түүний геометр хэмжээ хавтгай болох бөгөөд ямар ч муруйлтгүй болж яг л цагаан цаас шиг байх ажээ. Хэрвээ ертөнц зах хязгааргүй бол мөнхөд тэлж, гэхдээ тэлэлтийн хэмжээ цаг хугацааны хязгааргүй хэмжээнээс болж аажмаар тэг болох ёстой. Хамгийн сүүлийн үеийн судалгаа манай ертөнц хоёрхон хувийн алдаатайгаар хавтгай гэж харуулдаг. 

Тэлж буй орчлон ертөнц

1920 онд, одон оронч Эдвин Хаббл манай ертөнц тогтонги биш гэдгийг нээжээ. Харин ч тэлж байгаа бөгөөд энэ нээлт нь ертөнц их тэсрэлтээс үүссэн байж болохын баталгаа болсон юм.

Үүний дараагаар, ертөнц дээрх маттерийн гравитаци түүний тэлэлтийг удаашируулах эсэх талаар маш удаан шинжилгээ хийсний эцэст 1998 онд Хаббл Сансарын Телескопийн алсын суперноваг ажигласан ажиглалтаар, олон жилийн өмнө ертөнц өнөөдрөөс илүү удаанаар тэлж байсан гэдгийг нээжээ. Өөрөөр хэлбэл манай ертөнцийн тэлэлт таталцалын улмаас удаашираагүй бөгөөд харин ч бүүр илүү хурдтай болж байгаа гэсэн үг. Шинжлэх ухааны хамгийн агуу нууцуудын нэг болоод байгаа Харанхуйн энерги ертөнцийг илүү хурдатгалтайгаар тэлэх шалтгаан болж байна.