இன்று நமது யுனிவர்ஸில் உள்ள விண்மீன் திரள்கள் வெளிப்படுத்தும் கிளம்பிங் / க்ளஸ்டரிங் வடிவத்தின் வரைபடம். படக் கடன்: கிரெக் பேகன் / எஸ்.டி.எஸ்.சி.ஐ / நாசா கோடார்ட் விண்வெளி விமான மையம்.

ஒரு சரியான யுனிவர்ஸ்

யுனிவர்ஸ் முற்றிலும் சீரானதாக பிறந்து இன்னும் நமக்கு எழுந்திருக்க முடியுமா?

“முதலில், நீங்கள் என் வீட்டைப் பார்க்க வேண்டும். இது மிகவும் நொண்டி போன்றது, ஆனால் உங்கள் வீட்டை விட நொண்டி. ” -லம்பி ஸ்பேஸ் இளவரசி, சாகச நேரம்

யுனிவர்ஸைப் பற்றி நீங்கள் நினைக்கும் போது, ​​நீங்கள் நிச்சயமாக ஒரு மென்மையான, சீரான இடமாக நினைக்கவில்லை. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, பூமி கிரகம் போன்ற ஒரு கொத்து வெற்று இடத்தின் படுகுழியை விட மிகவும் வித்தியாசமானது! இன்னும் மிகப்பெரிய அளவுகளில், யுனிவர்ஸ் மிகவும் மென்மையானது, ஆரம்ப காலங்களில், சிறிய அளவுகளில் கூட இது மென்மையாக இருந்தது. எங்கள் யுனிவர்ஸ் இயல்பாகவே குவாண்டம் என்றாலும், அனைத்து உதவியாளர் குவாண்டம் ஏற்ற இறக்கங்களுடனும், அது மிகவும் மென்மையாகவும், வெறுமனே அங்கிருந்து வளர்ந்திருக்க முடியுமா என்று நீங்கள் ஆச்சரியப்படலாம். இன்று நம்மிடம் உள்ள யுனிவர்ஸைப் பார்த்து கண்டுபிடிப்போம்.

பூமி, நட்சத்திரங்கள் மற்றும் பால்வீதி நிச்சயமாக குழப்பத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன, ஆனால் அவை முந்தைய, சீரான நிலையில் இருந்து எழுந்தனவா? பட கடன்: ESO / S. வழிகாட்டி.

அருகிலுள்ள செதில்களில், நம்மிடம் அடர்த்தியான விஷயங்கள் உள்ளன: நட்சத்திரங்கள், கிரகங்கள், நிலவுகள், சிறுகோள்கள் மற்றும் மனிதர்கள் போன்றவை. அவற்றுக்கிடையே வெற்று இடத்தின் பரந்த தூரங்கள் உள்ளன, மேலும் அவை பரவலான பொருள்களின் மக்கள்தொகை கொண்டவை: விண்மீன் வாயு, தூசி மற்றும் பிளாஸ்மா ஆகியவை இறந்த மற்றும் இறக்கும் நட்சத்திரங்களின் எச்சங்களை அல்லது இன்னும் பிறக்கவிருக்கும் நட்சத்திரங்களின் எதிர்கால இருப்பிடங்களைக் குறிக்கும் . இவை அனைத்தும் நமது பெரிய விண்மீன் மண்டலத்தில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன: பால்வெளி.

பெரிய அளவுகளில், விண்மீன் திரள்கள் தனிமையில் (புல விண்மீன் திரள்கள்) இருக்கக்கூடும், அவை ஒரு சிலரின் சிறிய குழுக்களாக (நம் சொந்த உள்ளூர் குழுவைப் போல) பிணைக்கப்படலாம், அல்லது அவை நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கானவற்றைக் கொண்ட பெரிய எண்ணிக்கையில் ஒன்றாகக் கொத்தாக இருக்கலாம். பெரியவை. இன்னும் பெரிய அளவுகோல்களைப் பார்த்தால், கொத்துகள் மற்றும் குழுக்கள் மாபெரும் இழைகளுடன் கட்டமைக்கப்பட்டிருப்பதைக் காண்கிறோம், அவற்றில் சில பிரபஞ்சம் முழுவதும் பல பில்லியன் ஒளி ஆண்டுகளாக நீண்டு கொண்டிருக்கின்றன. அவர்களுக்கு இடையே? ராட்சத வெற்றிடங்கள்: குறைவான அல்லது இல்லாத விண்மீன் திரள்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் இல்லாத குறைவான பகுதிகள்.

உருவகப்படுத்துதல்கள் (சிவப்பு) மற்றும் விண்மீன் ஆய்வுகள் (நீலம் / ஊதா) இரண்டும் ஒரே பெரிய அளவிலான கிளஸ்டரிங் வடிவங்களைக் காட்டுகின்றன. படக் கடன்: ஜெரார்ட் லெம்சன் & கன்னி கூட்டமைப்பு, http://www.mpa-garching.mpg.de/millennium/ வழியாக.

ஆனால் நாம் இன்னும் பெரிய அளவுகோல்களைப் பார்க்கத் தொடங்கினால் - பல்லாயிரக்கணக்கான பில்லியன் ஒளி ஆண்டு அளவுகளில் - நாம் பார்க்கும் எந்த குறிப்பிட்ட இடமும் விண்வெளியின் வேறு எந்தப் பகுதியையும் போலவே இருப்பதைக் காணலாம். ஒரே அடர்த்தி, அதே வெப்பநிலை, அதே எண்ணிக்கையிலான நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள், ஒரே வகையான விண்மீன் திரள்கள் போன்றவை. எல்லாவற்றிலும் மிகப் பெரிய அளவீடுகளில், நமது பிரபஞ்சத்தின் எந்தப் பகுதியும் வேறு எந்தப் பகுதியையும் விட அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ இல்லை பிரபஞ்சம். விண்வெளியின் வெவ்வேறு பகுதிகள் அனைத்தும் எங்கும் எங்கு பார்த்தாலும் ஒரே பொதுவான பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதாகத் தெரிகிறது.

படங்கள் கடன்: கன்னி கூட்டமைப்பு / ஏ. அம்ப்லார்ட் / ஈஎஸ்ஏ (மேல் மற்றும் நடுத்தர), இருண்ட பொருளின் உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் எங்கு இருக்க வேண்டும்; லாக்மேன் ஹோலின் ESA / SPIRE Consortium / HerMES கூட்டமைப்பு (கீழே), அங்கு ஒவ்வொரு புள்ளியும் ஒரு விண்மீன்.

ஆனால் எங்கள் யுனிவர்ஸ் இந்த மாபெரும் கிளம்புகள் மற்றும் வெற்றிடங்களுடன் தொடங்கவில்லை. நமது பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பகால “குழந்தை படம்” - காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி - ஐப் பார்க்கும்போது, ​​இளம் யுனிவர்ஸின் அடர்த்தி எல்லா இடங்களிலும் முற்றிலும் எல்லா அளவிலும் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதைக் காணலாம். நான் இதைச் சொல்லும்போது, ​​வெப்பநிலை எல்லா திசைகளிலும் 3 K ஆகவும், பின்னர் 2.7K ஆகவும், பின்னர் 2.73K ஆகவும், பின்னர் 2.725K ஆகவும் அளவிடப்பட்டோம். இது உண்மையில் எல்லா இடங்களிலும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தது. இறுதியாக, 1990 களில், சில பகுதிகள் சராசரியை விட சற்று அடர்த்தியாகவும், சில சராசரியை விட சற்றே குறைவான அடர்த்தியாகவும் இருப்பதைக் கண்டுபிடித்தோம்: சுமார் 80-90 மைக்ரோகெல்வின் மூலம். யுனிவர்ஸ் அதன் ஆரம்ப நாட்களில் சராசரியாக மிகவும் சீரானதாக இருந்தது, அங்கு சரியான சீரான தன்மையிலிருந்து புறப்படுவது 0.003% அல்லது அதற்கு மேற்பட்டது.

காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணியில் ஏற்ற இறக்கங்கள் பல்லாயிரம் முதல் நூற்றுக்கணக்கான µK வரை இருக்கும், ஆனால் ஒட்டுமொத்த வெப்பநிலை 2.725 கே. படக் கடன்: ஈஎஸ்ஏ மற்றும் பிளாங்க் ஒத்துழைப்பு.

பிளாங்க் செயற்கைக்கோளின் இந்த குழந்தை படம் சரியான சீரான தன்மையின் ஏற்ற இறக்கங்களைக் காட்டுகிறது, குறைவான பகுதிகளுக்கு ஒத்த சிவப்பு “ஹாட் ஸ்பாட்கள்” மற்றும் அதிகப்படியான “நீல நிற குளிர் புள்ளிகள்” ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது: அவை நட்சத்திரம் மற்றும் விண்மீன் மண்டலமாக வளரும்- இடத்தின் வளமான பகுதிகள். யுனிவர்ஸுக்கு இந்த குறைபாடுகள் தேவை - இந்த அதிகப்படியான மற்றும் குறைபாடுகள் - இதனால் அந்த அமைப்பு அனைத்தும் உருவாகும்.

இது முற்றிலும் சீரானதாக இருந்தால், விண்வெளியின் எந்தப் பகுதியும் மற்றவற்றை விட அதிக விஷயத்தை ஈர்க்காது, எனவே காலப்போக்கில் எந்த ஈர்ப்பு வளர்ச்சியும் ஏற்படாது. இன்னும் நீங்கள் அந்த சிறிய குறைபாடுகளுடன் கூட ஆரம்பித்தால் - நமது பிரபஞ்சம் தொடங்கிய 100,000 இல் சில பகுதிகள் - பின்னர் 50 முதல் 100 மில்லியன் ஆண்டுகள் செல்லும்போது, ​​நாங்கள் பிரபஞ்சத்தில் முதல் நட்சத்திரங்களை உருவாக்கியுள்ளோம். சில நூறு மில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்துவிட்ட நிலையில், நாங்கள் முதல் விண்மீன் திரள்களை உருவாக்கியுள்ளோம். அரை பில்லியனுக்கும் அதிகமான வருடங்கள் கடந்துவிட்ட நிலையில், நாம் பல நட்சத்திரங்களையும் விண்மீன் திரள்களையும் உருவாக்கியுள்ளோம், அந்த ஒளி-தடுக்கும் நடுநிலை விஷயத்தில் ஓடாமல் புலப்படும் ஒளி பிரபஞ்சம் முழுவதும் சுதந்திரமாக பயணிக்க முடியும். காலப்போக்கில் பல பில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்துவிட்டன, இன்று நாம் அடையாளம் காணும் விண்மீன்களின் கொத்துகள் மற்றும் கொத்துகள் உள்ளன.

எனவே ஏற்ற இறக்கங்கள் இல்லாமல் ஒரு பிரபஞ்சத்தை உருவாக்க முடியுமா? ஒன்று மிகவும் மென்மையாக பிறந்தது, ஆனால் நேரம் செல்ல செல்ல இந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் வளர்ந்தனவா? பதில்: நம்முடையதை உருவாக்கிய விதத்தில் நீங்கள் பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கினால் அல்ல. எங்கள் கவனிக்கத்தக்க யுனிவர்ஸ் சூடான பிக் பேங்கிலிருந்து வந்தது, அங்கு யுனிவர்ஸ் திடீரென்று ஒரு சூடான, அடர்த்தியான கடல், ஆன்டிமாட்டர் மற்றும் கதிர்வீச்சால் நிரம்பியது. சூடான பிக் பேங்கிற்கான ஆற்றல் பணவீக்கத்தின் முடிவில் இருந்து வந்தது - அங்கு விண்வெளியில் உள்ளார்ந்த ஆற்றல் பொருளாகவும் கதிர்வீச்சாகவும் மாற்றப்பட்டது - ஒரு செயல்முறையின் போது அண்ட ரீஹீட்டிங் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஆனால் யுனிவர்ஸ் எல்லா இடங்களிலும் ஒரே வெப்பநிலையை வெப்பமாக்குவதில்லை, ஏனென்றால் பணவீக்கத்தின் போது, ​​குவாண்டம் ஏற்ற இறக்கங்கள் இருந்தன, அவை யுனிவர்ஸ் முழுவதும் நீட்டிக்கப்பட்டன! இந்த அதிகப்படியான மற்றும் குறைவான பகுதிகள் எங்கிருந்து வந்தன என்பதற்கான வேர் இதுதான்.

அண்ட பணவீக்கம் யுனிவர்ஸ் பிளாட்டை நீட்டிக்கும்போது, ​​இது யுனிவர்ஸ் முழுவதும் வெற்று இடத்தின் குவாண்டம் ஏற்ற இறக்கங்களையும் விரிவுபடுத்துகிறது, இது விண்வெளி நேரத்தின் துணி மீது அடர்த்தி / ஆற்றல் ஏற்ற இறக்கங்களை பதிக்கிறது. பட கடன்: ஈ. சீகல்.

பணவீக்க தோற்றம் மற்றும் நமக்குத் தெரிந்த இயற்பியலின் விதிகளைக் கொண்ட ஒரு விஷயம் மற்றும் கதிர்வீச்சு நிறைந்த யுனிவர்ஸ் உங்களிடம் இருந்தால், இந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் உங்களிடம் இருக்கும், அவை அதிகப்படியான மற்றும் குறைவான பகுதிகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

ஆனால் அவற்றின் அளவை எது தீர்மானித்தது? அவை சிறியதாக இருந்திருக்க முடியுமா?

பதில் ஆம்: பணவீக்கம் குறைந்த ஆற்றல் அளவீடுகளில் நிகழ்ந்திருந்தால் அல்லது பணவீக்க ஆற்றல் அது கொண்டிருக்க வேண்டியதை விட வேறுபட்ட பண்புகளைக் கொண்டிருந்தால், இந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் மிகச் சிறியதாக இருந்திருக்கலாம். அவை பத்து மடங்கு சிறியவை மட்டுமல்ல, நூறு, ஆயிரம், ஒரு மில்லியன், ஒரு பில்லியன் அல்லது நம்மிடம் இருப்பதை விட சிறியதாக இருந்திருக்கலாம்!

பணவீக்கம் சூடான பிக் பேங்கை அமைத்து, நாம் அணுகக்கூடிய யுனிவர்ஸை உருவாக்கியது, ஆனால் பணவீக்கத்தின் ஏற்ற இறக்கங்கள் தான் இன்று நம்மிடம் உள்ள கட்டமைப்பில் வளர்ந்தன. பட கடன்: பொக் மற்றும் பலர். (2006, ஆஸ்ட்ரோ- ph / 0604101); ஈ.சீகலின் மாற்றங்கள்.

இது மிக முக்கியமானது, ஏனென்றால் அண்ட அமைப்பு உருவாக்கம் நடக்க நீண்ட நேரம் எடுக்கும். எங்கள் பிரபஞ்சத்தில், அந்த ஆரம்ப ஏற்ற இறக்கங்களிலிருந்து முதல் முறையாக நாம் அவற்றை அளவிட முடியும் (CMB) நூறாயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகும். CMB இலிருந்து புவியீர்ப்பு யுனிவர்ஸின் முதல் நட்சத்திரங்களை உருவாக்க உதவும் போது செல்ல, அது சுமார் நூறு மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகும்.

ஆனால் அந்த முதல் நட்சத்திரங்களிலிருந்து இருண்ட ஆற்றல் ஆதிக்கம் செலுத்தும் யுனிவர்ஸுக்குச் செல்ல - நீங்கள் ஏற்கனவே ஈர்ப்பு விசையில் பிணைக்கப்படவில்லை என்றால் புதிய கட்டமைப்பு எதுவும் உருவாகாது - அது அவ்வளவு பெரிய பாய்ச்சல் அல்ல. பிரபஞ்சத்திற்கு பிக் பேங்கில் இருந்து சுமார் 7.8 பில்லியன் ஆண்டுகள் மட்டுமே விரைவாகத் தொடங்குகிறது, அதாவது ஆரம்ப ஏற்ற இறக்கங்கள் மிகச் சிறியதாக இருந்திருந்தால், பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு பத்து பில்லியன் ஆண்டுகள் வரை முதல் நட்சத்திரங்களை நாம் உருவாக்கியிருக்க மாட்டோம். , இருண்ட ஆற்றலுடன் சிறிய ஏற்ற இறக்கங்களின் கலவையானது நாம் ஒருபோதும் நட்சத்திரங்களைப் பெறமாட்டோம் என்பதை உறுதி செய்யும்.

சரிந்துவரும் வாயு மேகத்திலிருந்து ஒரு ஒற்றை, பாரிய நட்சத்திரம் வெளிவரக்கூடும், ஆனால் மேகத்தின் விளைவாக ஏற்படும் ஆரம்ப ஏற்ற இறக்கங்கள் போதுமானதாக இருந்தால் நேர அளவுகள் மிகப்பெரியதாக இருக்கும். படக் கடன்: நாசா / ஹப்பிள் ஹெரிடேஜ் டீம் (எஸ்.டி.எஸ்.சி.ஐ) வழியாக கீஹோல் நெபுலா.

அந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் எவ்வளவு சிறியதாக இருந்திருக்கும்? பதில் ஆச்சரியமாக இருக்கிறது: உண்மையில் நம்மிடம் இருப்பதை விட சில நூறு மடங்கு சிறியது! CMB இல் (கீழே) இந்த ஏற்ற இறக்கங்களின் “அளவுகோல்” சில ஆயிரங்களுக்குப் பதிலாக ஒரு டஜன் அளவிலான எண்களைக் கொண்டிருந்தால், நமது யுனிவர்ஸ் இன்று ஒரு நட்சத்திரம் அல்லது விண்மீன் கூட இருப்பதற்கு அதிர்ஷ்டசாலியாக இருந்திருக்கும், நிச்சயமாக நம்மிடம் உள்ள யுனிவர்ஸைப் போல எதுவும் இல்லை.

பல்வேறு அளவுகளில் ஏற்ற இறக்கங்கள் பல்வேறு அளவுகளில் நாம் காணும் கட்டமைப்பை உருவாக்குகின்றன. குறைபாடுகள் இல்லாமல், வளர எதுவும் இல்லை. பட கடன்: நாசா / டபிள்யூஎம்ஏபி அறிவியல் குழு.

அது இருண்ட ஆற்றலுக்காக இல்லாவிட்டால் - நம்மிடம் இருந்த அனைத்தும் விஷயம் மற்றும் கதிர்வீச்சு என்றால் - போதுமான நேரத்தில், அந்த ஆரம்ப ஏற்ற இறக்கங்கள் எவ்வளவு சிறியதாக இருந்தாலும் நாம் பிரபஞ்சத்தில் கட்டமைப்பை உருவாக்க முடியும். ஆனால் துரிதப்படுத்தப்பட்ட விரிவாக்கத்தின் தவிர்க்க முடியாத தன்மை நம் பிரபஞ்சத்திற்கு நாம் இல்லையெனில் இல்லாத அவசர உணர்வைத் தருகிறது, மேலும் சராசரி ஏற்ற இறக்கங்களின் அளவு சராசரி அடர்த்தியின் குறைந்தபட்சம் 0.00001% ஆக இருக்க வேண்டும் என்பது முற்றிலும் அவசியமாகிறது எந்தவொரு குறிப்பிடத்தக்க பிணைப்பு கட்டமைப்புகளையும் கொண்ட பிரபஞ்சம். உங்கள் ஏற்ற இறக்கங்களை விட சிறியதாக ஆக்குங்கள், உங்களுக்கு எதுவும் இல்லாத யுனிவர்ஸ் இருக்கும். ஆனால் அந்த ஏற்ற இறக்கங்களை “பாரிய” 0.003% வரை உயர்த்தவும், நம்முடையதைப் போலவே தோற்றமளிக்கும் யுனிவர்ஸைப் பெறுவதில் உங்களுக்கு எந்தப் பிரச்சினையும் இல்லை.

நம்மிடம் இருந்ததை விட சற்று சிறிய ஏற்ற இறக்கங்களுடன், விண்மீன் கொத்துகள் - இங்கே காட்டப்பட்டுள்ளதைப் போல - ஒருபோதும் இருக்காது. படக் கடன்: ஜீன்-சார்லஸ் குய்லாண்ட்ரே (சி.எஃப்.எச்.டி) & ஜியோவானி அன்செல்மி (கோலம் வானியல்), ஹவாய் ஸ்டார்லைட்.

நமது யுனிவர்ஸ் கட்டிகளுடன் பிறந்திருக்க வேண்டும், ஆனால் பணவீக்கம் வேறுபட்டிருந்தால், அந்த கட்டிகளின் வெகுஜனங்களும் மிகவும் வித்தியாசமாக இருந்திருக்கும். மிகவும் சிறியது, எந்த அமைப்பும் இருக்காது. மிகப் பெரியது, மிக ஆரம்ப காலத்திலிருந்தே கருந்துளைகளால் நிரப்பப்பட்ட ஒரு யுனிவர்ஸ் பேரழிவை நாம் சந்தித்திருக்க முடியும். இன்று நமக்கு கிடைத்த பிரபஞ்சத்தை வழங்குவதற்கு மிகவும் அதிர்ஷ்டமான சூழ்நிலைகள் தேவை, மற்றும் எங்களுக்கு அதிர்ஷ்டம், எங்களுக்கு வழங்கப்பட்ட ஒன்று சரியாகவே தெரிகிறது.

இந்த இடுகை முதலில் ஃபோர்ப்ஸில் தோன்றியது, இது எங்கள் பேட்ரியன் ஆதரவாளர்களால் விளம்பரமில்லாமல் உங்களிடம் கொண்டு வரப்படுகிறது. எங்கள் மன்றத்தில் கருத்துத் தெரிவிக்கவும், எங்கள் முதல் புத்தகத்தை வாங்கவும்: கேலக்ஸிக்கு அப்பால்!