პატივცემულო მომხმარებლებო, სამწუხაროდ საკმაოდ დიდი დროის განმავლობაში ამ ბლოგზე ახალი პოსტის დადება აღარ მოხდება. გმადლობთ, რომ ესტუმრეთ ჩემს ბლოგს...

დიდი აფეთქების მოდელი

  ამ პოსტში მე მინდა მოკლედ ჩამოვაყალიბო დიდი აფეთქების მოდელი. მანამდე დავიწყებ ცოტა შორიდან და განვიხილავ სამყაროს აგებულების სტანდარტულ მოდელს:
  სამყაროში არსებული ელემენტარული ნაწილაკები იყოფა ორ კლასად, ფერმიონებად და ბოზონებად. ფერმიონები არიან ძირითადი ნაწილაკები, რომელთაც გააჩნიათ ნახევრის ტოლი სპინი. ბოზონები კი არიან ურთიერთქმედების გადამტანი ნაწილაკები, რომელთაც გააჩნიათ მეთლი სპინი. ითვლება, რომ მთელი დაკვირვებადი მატერია შედგება ფერმიონების სამი ოჯახისგან. თითოეული ოჯახი შედგება ოთხ ნაწილაკისგან - ორი კვარკისა და ორი ლეპტონისგან. სულ არსებობს კვარკების სამი - (u d),(c s),(t b) და ლეპტონების სამი - (νe e),(νμ μ),(ντ τ) დუბლეტი, ანუ სულ გვაქვს ფერმიონების 12 სახეობა. u, d, c, s, t და b არიან შესაბამისად up,down,charm,strange,top,bottom კვარკები, ხოლო e,μ,τ შესაბამისად - ელექტრონი, მიუონი და ტაუონი, νeμτ კი შესაბამისად - ელექტრონული ნეიტრინო, მიუონური ნეიტრინო და ტაუონური ნეიტრინო. სამყაროს ძირითადი ნაწილი აგებულია ფერმიონების პირველი ოჯახისგან - (νe e u d). დანარჩენი ორი, უფრო მასიური ოჯახის ნაწილაკები ამაჩქარებლებზე მიიღება.
  აქვე ავღნიშნავ, რომ ელემენტარული ნაწილაკები არიან ისეთი ნაწილაკები, რომლებიც არ იყოფიან სხვა ტიპის ნაწილაკებად. მაგალითად ატომი არ არის ელემენტარული ნაწილაკი, რადგანაც ის იყოფა ელექტრონებად და ატომბირთვად. ატომბირთვი იყოფა ნუკლონებად, ანუ პროტონებად და ნეიტრონებად. ნუკლონები კი შედგებიან ელემენტარული ნაწილაკებისგან, კვარკებისგან. პროტონი შედგება ორი up კვარკისგან და ერთი down კვარკისგან, ხოლო ნეიტრონი შედგება პირიქით ერთი up კვარკისგან და ორი down კვარკისგან.
  სტანდარტული მოდელის თანახმად ელემენტარული ნაწილაკები ბუნებაში წყვილებად არსებობენ: ყველა ნაწილაკს თავისი ანტინაწილაკი შეესაბამება, რომელსაც საწინააღმდეგო მუხტები (მაგალითად ელექტრული) გააჩნია. ანტინაწილაკი შეიძლება ნაწილაკის იდენტურიც იყოს (მაგალითად ფოტონი).
  ეხლა დავუბრუნდეთ დიდი აფეთქების მოდელს: თავიდან მთელი სამყარო მოქცეული იყო ძალიან მცირე მოცულობაში. ასეთ დროს სამყაროს ტემპერატურა იყო ორ ტრილიონ კელვინზე მეტი და ის წარმოადგენდა კვარკ-გლუონურ პლაზმას. ასეთ დროს ყველა ელემენტარული ნაწილაკი იყო თავისუფალ მდგომარეობაში. აინშტაინის თეორიასა და ნაწილაკების ფიზიკის თანახმად ითვლება, რომ სამყარო გაჩნდა დიდი აფეთქების შედეგად დაახლოებით 13.7 მილიარდი წლის წინ, რომელსაც თან სდევდა სივრცის ზესწრაფი გაფართოება. გაფართოებასთან ერთად სამყაროს სიმკვრივე და ტემპერატურა მცირდებოდა. სწრაფი გაფართოების ეპოქა (ინფლიაცია) დასრულდა საწყისიდან 10-35 წამში. მას შემდეგ სამყარო შედარებით ნელა ფართოვდებოდა და ეს გაფართოება დღესაც გრძელდება. ინფლიაციის ეპოქის შემდეგ სამყაროს საწყისი მომენტიდან 10-10 და 10-4 წამებზე მიყოლებით მოხდა ორი ფაზური გადასვლა, რომლის დროსაც დაირღვა ნაწილაკების ფიზიკიდან ცნობილი სიმეტრიები და გაჩნდნენ მასიანი ნაწილაკები.ნეიტრონების დაშლის გამო დიდი აფეთქებიდან 1 წამის შემდეგ პროტონების რაოდენობა 7-ჯერ მეტი უნდა ყოფილიყო ნეიტრონების რაოდენობასთან შედარებით. დიდი აფეთქებიდან 4 წამის შემდეგ ხდებოდა ელექტრონ-პოზიტრონების ანიგილაცია, ამიტომ ამ დროსთვის სამყაროში სჭარბობდა ფოტონები, ნეიტრინოები და ანტინეიტრინოები. დიდი აფეთქებიდან 180 წამის შემდეგ ტემპერატურა 109 K-მდე შემცირდა და დაიწყო ბირთვების შექმნა, ჩამოყალიბდა იონიზირებული გაზი. მსუბუქი ბირთვების ფორმირება პირველ 10 წუთში დამთავრდა. წყალბადის ბირთვის შესაქმნელად საჭიროა მხოლოდ 1 პროტონი, ჰელიუმის ბირთვისთვის კი ჩვენ გვჭირდება 2 პროტონი და 2 ნეიტრონი, ამიტომ პროტონები ნეიტრონებთან შედარებით სიჭარბის გამო უნდა მომხდარიყო წყალბადის ბირთვების უფრო დიდი რაოდენობის შექმნა, ვიდრე ჰელიუმის ბირთვების. დღეს ექსპერიმენტულად დადგენილია, რომ სამყაროში წყალბადის ბირთვები დაახლოებით 3-ჯერ მეტია ჰელიუმის ბირთვებთან შედარებით, ეს კი მნიშვნელოვნად ადასტურებს დიდი აფეთქების მოდელის სისტორეს. აფეთქებიდან 100 000 წლის შემდეგ, როცა სამყაროს ტემპერატურა 4000 K-მდე დაეცა მოხდა წყალბადის რეკომბინაცია. ანუ პროტონებმა ჩაიჭირეს ელექტრონები, რის შედეგადაც ხდებოდა ფოტონების გამოსხივება, ამ დროისთვის არსებული იონიზირებული გაზი გახდა ნეიტრალური და დაიწყო სამყაროში მატერიის დომინირების ერა. დიდი აფეთქების შემდეგ მთელს სივრცეში გაფანტული მატერიის შეგროვება ნელ-ნელა ხდებოდა გრავიტაციული ველის ზეგავლენით. დაახლოებით 1 მილიარდი წლის შემდეგ მოხდა წყალბადის ნაწილაკების ძლიერად შეკუმშვა, რის შედეგადაც დაიწყო შერწყმის რეაქციები და გალაქტიკების ჩანასახებში აენთნენ პირველი ვარსკვლავები. აინშტაინის განტოლებებზე დამყარებული გრავიტაციული არაერთგვაროვნებების ზრდის მექანიზმი დამაკმაყოფილებლად ხსნის გალაქტიკების დაკვირვებად ზომებს და რაოდენობას.
მრავალი მილიარდი წლების განმავლობაში გაცივების შედეგად რეკომბინაციის პერიოდის გამოსხივების ტემპერატურა დაეცა 2.7 K-მდე და მას რელიქტურ მიკროტალღოვან ფონურ გამოსხივებას უწოდებენ. ეს გამოსხივება დღეისათვის დაფიქსირებულია, რაც კიდევ ერთი დადასტურებაა დიდი აფეთქების მოდელის სისწორისა.
სურათზე მოცემულია მთლიანი სივრცის სითბური რუკა, სადაც დიდი სიზუსტით გამორიცხულია გალაქტიკების სითბური გამოსხივება.
თუ გავასაშუალოებთ მთლიანი სივრცის სითბურ გამოსხივებას, მივიღებთ 2.7 კელვინ ტემპერატურას, რომელიც არის სწორედ რელიქტურ მიკროტალღოვან ფონურ გამოსხივება. ამ სითბური რუკის შესწავლა ძალზედ მნიშველოვან ინფორმაციას იძლევა სამყაროს აგებულების შესახებ.
  დიდი აფეთქებიდან მილიარდი წლის შემდეგ, როდესაც დაიწყო პირველი ვარსკვლავების შექმნა, სამყაროში არსებობდა მხოლოდ სამი მსუბუქი ელემენტი - წყალბადი, ჰელიუმი და ლითიუმი. ვარსკვლავები წყალბადის ბირთვების შერწყმის რეაქციების საშუალებით წვავდნენ წყალბადს და ქმნიდნენ ლითიუმზე უფრო მძიმე ელემენტებს. დღევანდელი ჩვენი სამყაროს ყველა ელემენტი, რომელიც ლითიუმზე მძიმეა, ვარსკვლავების "მუშაობის" შედეგია.ყველა მძიმე ელემენტი, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ დღევანდელ სამყაროში, გამოფრქვეულია ვარსკვლავებიდან, რომლებმაც ამოწურეს თავიანთი საწვავის მარაგი და აფეთქდნენ. მძიმე ელემენტების სინთეზი და ზეახალი ვარსკვლავების აფეთქების შედეგად მათი კოსმოსში მოხვედრის პროცესი დიდი აფეთქებიდან 2 მილიარდი წლის შემდეგ დაიწყო და დღემდე გრძელდება.

0 კომენტარი:

დატოვეთ კომენტარი