არსებობს სამყაროს ნაწილი, რომელსაც ვერასდროს დავინახავთ?
ამ სტატიაში
კითხვის პარამეტრები

არა იმიტომ, რომ ტელესკოპები არასაკმარისად ძლიერია, არამედ იმიტომ, რომ თავად სამყაროს აგებულება გვიწესებს საზღვარს.
წარმოიდგინე, რომ კაცობრიობამ ისეთი ტელესკოპი შექმნა, რომელსაც შეუძლია წარმოუდგენლად შორეული გალაქტიკების დანახვა.
შემდეგ კიდევ უფრო ძლიერი ტელესკოპი ავაგეთ.
და კიდევ უფრო ძლიერი.
ყოველი ახალი მოწყობილობით კოსმოსის უფრო შორეულ წარსულს ვხედავთ.
ვპოულობთ უძველეს გალაქტიკებს, ვაკვირდებით სამყაროს ადრეულ
ეპოქებს და თანდათან ვუახლოვდებით ზღვარს, რომლის მიღმაც
ჯერ არაფერი დაგვინახავს.
ბუნებრივია, ჩნდება კითხვა: თუ ტექნოლოგია განუწყვეტლივ განვითარდება, ოდესმე მთელ სამყაროს დავინახავთ?
პასუხი შეიძლება იყოს - არა.
არსებობს ზღვარი, რომელსაც ტელესკოპის გაუმჯობესებით ვერ გადავლახავთ.
უფრო მეტიც, სამყაროს გაფართოების შესახებ დღევანდელი ცოდნა კიდევ უფრო უცნაურ შესაძლებლობაზე მიუთითებს: ზოგი გალაქტიკა, რომლის წარსულსაც დღეს ვაკვირდებით, მომავალში ისეთ მოვლენებს განიცდის, რომელთა სინათლეც ჩვენამდე ვეღარასდროს მოაღწევს.
ამ ყველაფრის გასაგებად ერთი რამ უნდა გავარჩიოთ.
სამყარო და დაკვირვებადი სამყარო ერთი და იგივე არ არის.
სამყარო შეიძლება გაცილებით დიდი იყოს, ვიდრე ის, რასაც ვხედავთ
დავიწყოთ ცნობილი რიცხვით.
სამყაროს ასაკი დაახლოებით 13.8 მილიარდი წელია.
ეს შეფასება სხვადასხვა ასტრონომიულ დაკვირვებას ეფუძნება, მათ შორის სამყაროს უძველესი გამოსხივების გაზომვას.
სინათლე წამში დაახლოებით 300 000 კილომეტრს გადის.
ამიტომ ერთი შეხედვით ლოგიკურია ვიფიქროთ, რომ სამყაროში მაქსიმუმ 13.8 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე შეგვიძლია დანახვა.
მაგრამ აქ პირველი მოულოდნელობა გველოდება.
ანუ იმ რეგიონებამდე, საიდანაც ყველაზე ძველი სინათლე მოვიდა, დღევანდელი მანძილი ბევრად აღემატება სამყაროს ასაკის სინათლის წლებში გამოსახულ მნიშვნელობას.
როგორ შეიძლება სინათლეს 13.8 მილიარდი წელი ემოგზაურა, მაგრამ მისი წყარო დღეს ჩვენგან დაახლოებით 46 მილიარდი სინათლის წლით იყოს დაშორებული?
სანამ სინათლე მოძრაობდა, თავად სივრცეც ფართოვდებოდა.
სინათლე მოგზაურობს, მაგრამ გზაც იზრდება
წარმოიდგინე ჭიანჭველა, რომელიც გაჭიმვად რეზინის ზედაპირზე მიცოცავს.
ჭიანჭველა გარკვეული სიჩქარით მოძრაობს. მაგრამ თუ რეზინა იმავდროულად იწელება, ორ მონიშნულ წერტილს შორის მანძილიც იზრდება.
ჭიანჭველას უკვე გავლილი გზა და დანიშნულებამდე დარჩენილი მანძილი მხოლოდ მისი საკუთარი მოძრაობით აღარ განისაზღვრება.
დაახლოებით მსგავსი რამ ხდება კოსმოსშიც, ოღონდ რეალური სამყარო გაჭიმვადი რეზინის ფურცელი არ არის. ეს მხოლოდ ანალოგიაა.
როდესაც ვამბობთ, რომ სამყარო ფართოვდება, ვგულისხმობთ, რომ დიდ მასშტაბებზე ერთმანეთისგან თავისუფლად დაშორებულ რეგიონებს შორის მანძილი დროთა განმავლობაში იზრდება.
ამიტომ შორეული გალაქტიკიდან წამოსულ სინათლეს გზაში მზარდი სივრცის გადაკვეთა უწევს.
სინათლეს საკუთარი სიჩქარის ზღვარი არ დაურღვევია.
უბრალოდ იმ ხანგრძლივი დროის განმავლობაში, როცა ჩვენამდე მოდიოდა, მისი წყაროსა და ჩვენს შორის არსებული სივრცე გაფართოვდა.
სწორედ ამიტომ სამყაროს ასაკი 13.8 მილიარდი წელია, ხოლო დაკვირვებადი სამყაროს დღევანდელი რადიუსი დაახლოებით 46 მილიარდი სინათლის წელი.
მაგრამ 46 მილიარდი სინათლის წელი მთელი სამყაროს ზომა არ არის.
ეს მხოლოდ იმ რეგიონის დაახლოებით რადიუსია, საიდანაც კოსმოსის არსებობის განმავლობაში სინათლეს ან სხვა ინფორმაციას ჩვენამდე მოსაღწევად საკმარისი დრო ჰქონდა.
სივრცის ის რეგიონი, საიდანაც სამყაროს დღევანდელ ასაკამდე ჩვენამდე ინფორმაციას მოღწევა შეეძლო.
მის მიღმა რა არის?
აქ იწყება კიდევ უფრო საინტერესო ნაწილი.
სად მთავრდება დაკვირვებადი სამყარო?
წარმოიდგინე, რომ შუაღამით უზარმაზარ ველზე დგახარ.
ყველგან სიბნელეა.
შენ გარშემო რაღაც მანძილზე სინათლე ჩანს, მაგრამ უფრო შორს ვეღარაფერს არჩევ.
ნიშნავს ეს იმას, რომ ხილული სივრცის მიღმა ველი მთავრდება?
რა თქმა უნდა, არა.
უბრალოდ იქიდან შენამდე საკმარისი სინათლე არ აღწევს.
კოსმოსის შემთხვევაში განსხვავება ისაა, რომ შეზღუდვას სიბნელე ან ცუდი ამინდი კი არა, სინათლის სასრული სიჩქარე და სამყაროს ისტორია ქმნის.
არსებობს რეგიონები, რომლებიც იმდენად შორსაა, რომ იქიდან ჩვენამდე ინფორმაციას ჯერ ვერ მოუღწევია.
საზღვარი, რომელიც განსაზღვრავს, საიდან შეეძლო სინათლეს ან სხვა სიგნალს ჩვენამდე მოღწევა სამყაროს დღევანდელ ასაკამდე.
ეს არ არის მატერიალური კედელი.
არც სამყაროს ფიზიკური კიდეა.
ეს არის ჩვენი დაკვირვების საზღვარი.
ჩვენ არ გვაქვს მტკიცებულება, რომ რეალობა დაკვირვებადი სამყაროს ჰორიზონტთან მთავრდება.
სავსებით შესაძლებელია, მის მიღმაც სივრცე გრძელდებოდეს, არსებობდეს გალაქტიკები, ვარსკვლავები და პლანეტები.
რამდენად შორს?
ზუსტად არ ვიცით.
სამყარო შეიძლება სასრული იყოს, მაგრამ დაკვირვებად ნაწილზე ბევრად დიდი.
შესაძლებელია უსასრულოც იყოს.
დღევანდელი დაკვირვებები ამ კითხვას საბოლოოდ ვერ პასუხობს.
მაგრამ არსებობს მეორე, კიდევ უფრო უცნაური ჰორიზონტი
აქამდე ვისაუბრეთ იმაზე, რასაც დღეს ვხედავთ.
ახლა სხვა კითხვა დავსვათ.
სამყაროს გაფართოების ამჟამად მიღებული მოდელის მიხედვით, ასეთი ადგილები ნამდვილად არსებობს.
მიზეზი მხოლოდ სამყაროს სიდიდე არ არის.
მიზეზი ისაა, რომ მისი გაფართოება აჩქარებულია.
1990-იანი წლების ბოლოს მეცნიერებმა შორეული ზეახალი ვარსკვლავების შესწავლით აღმოაჩინეს, რომ სამყაროს გაფართოება მოსალოდნელზე სწრაფად მიმდინარეობდა.
ზეახალი ვარსკვლავი არის ვარსკვლავური აფეთქების ერთ-ერთი სახეობა. გარკვეული ტიპის ზეახლები ასტრონომებს უზარმაზარი მანძილების გაზომვაში ეხმარება.
დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ სამყაროს გაფართოება დროთა განმავლობაში აჩქარდა.
ამ აჩქარებას დღეს ბნელ ენერგიას უკავშირებენ.
სახელწოდებამ შეიძლება ისეთი შთაბეჭდილება შექმნას, თითქოს ვიცოდეთ, რა არის ბნელი ენერგია. სინამდვილეში მისი ფიზიკური ბუნება ჯერ გაურკვეველია.
მთავარი ისაა, რომ თუ სამყაროს გაფართოება მომავალშიც დაახლოებით იმ წესით გაგრძელდება, როგორც ამას სტანდარტული კოსმოლოგიური მოდელი აღწერს, გარკვეული მანძილის მიღმა დღეს წარმოქმნილი სინათლე ჩვენამდე ვეღარასოდეს მოაღწევს.
საზღვარი, რომლის მიღმა მდებარე რეგიონებიდან დღეს გამოგზავნილი სინათლე, სამყაროს გაფართოების შესაბამისი მოდელის მიხედვით, ჩვენამდე მომავალშიც ვერ მოაღწევს.
შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტთან სახელწოდების მსგავსება შემთხვევითი არ არის.
ორივე შემთხვევაში საქმე ინფორმაციის მიღების ფუნდამენტურ შეზღუდვას ეხება, თუმცა ამ საზღვრების ფიზიკური წარმოშობა განსხვავებულია.
46 მილიარდი და 16 მილიარდი სინათლის წელი - რატომ გვაქვს ორი საზღვარი?
როგორც უკვე გავიგეთ, დაკვირვებადი სამყაროს დღევანდელი რადიუსი დაახლოებით 46 მილიარდი სინათლის წელია.
მაგრამ სტანდარტული კოსმოლოგიური მოდელის მიხედვით, ჩვენი დღევანდელი კოსმოლოგიური მოვლენათა ჰორიზონტი დაახლოებით 16 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზეა.
რას ნიშნავს ეს?
მოდით, ორი გალაქტიკა წარმოვიდგინოთ.
პირველი დღეს ჩვენგან 10 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზეა.
მეორე კი 25 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე.
ვივარაუდოთ, რომ ორივე ამჟამად სინათლის ახალ სიგნალს აგზავნის დედამიწისკენ და მათი მოძრაობა სამყაროს საშუალო გაფართოებას მიჰყვება.
პირველი გალაქტიკიდან დღეს გამოგზავნილ სინათლეს, არსებული მოდელის მიხედვით, მომავალში ჩვენამდე მოღწევა შეუძლია.
მეორე გალაქტიკიდან დღეს გამოგზავნილი სინათლე კი ჩვენამდე ვერასოდეს მოაღწევს.
ეს არ ნიშნავს, რომ მეორე გალაქტიკა დღეს აუცილებლად უხილავია.
შესაძლოა, ჩვენ მისი ძველი სინათლე უკვე მიღებულიც გვქონდეს.
ჩვენ შეიძლება ვხედავდეთ გალაქტიკის წარსულს, მაგრამ მისი დღევანდელი მდგომარეობა ჩვენთვის სამუდამოდ მიუწვდომელი იყოს.
ეს ორი რიცხვი სხვადასხვა კითხვას პასუხობს.
მეორე ზღვარი სამყაროს ამჟამინდელ მოდელზეა დამოკიდებული. ის არ ნიშნავს, რომ 16 მილიარდ სინათლის წელზე შორს ვერაფერს ვხედავთ.
სწორედ ამ განსხვავების გაგებაა მთელი ისტორიის გასაღები.
როგორ შეიძლება რაღაც სინათლეზე სწრაფად გვშორდებოდეს?
ალბათ აქ ეჭვი გაგიჩნდა.
განა აინშტაინმა არ გვასწავლა, რომ სინათლის სიჩქარეზე სწრაფად არაფერი მოძრაობს?
დიახ, ფარდობითობის სპეციალური თეორიის მიხედვით, მატერიალური ობიექტი სინათლის სიჩქარეს ვერ მიაღწევს ან გადააჭარბებს მის გარშემო არსებულ ლოკალურ სივრცეში.
მაგრამ სამყაროს გაფართოებისას განსხვავებული მოვლენაა.
გალაქტიკებს შორის მანძილი შეიძლება ისეთი ტემპით იზრდებოდეს, რომ ეს ზრდა, როდესაც მას სიჩქარის ერთეულებით გამოვსახავთ, სინათლის სიჩქარეს აღემატებოდეს.
ამით აინშტაინის თეორია არ ირღვევა.
სინათლეზე სწრაფად მოძრავი ობიექტი და სინათლეზე სწრაფად მზარდი კოსმოსური მანძილი ერთი და იგივე არ არის.
ამის გასაგებად ისევ წარმოვიდგინოთ ორი წერტილი გაჭიმვად ზედაპირზე.
წერტილები ზედაპირზე ადგილს არ იცვლიან, მაგრამ მათ შორის მანძილი იზრდება.
რაც უფრო დიდია საწყისი მანძილი, მით უფრო სწრაფად შეიძლება იზრდებოდეს მათ შორის დაშორება.
სამყაროს შემთხვევაში სწორედ ასეთი გაფართოების ეფექტი გვაძლევს საშუალებას, გავიგოთ, რატომ შეიძლება ძალიან შორეულ გალაქტიკებამდე მანძილი სინათლის სიჩქარეზე უფრო სწრაფად იზრდებოდეს.
თუმცა აქ კიდევ ერთი სიფრთხილეა საჭირო.
სინათლეზე სწრაფი დაშორება თავისთავად არ ნიშნავს, რომ გალაქტიკის დანახვა შეუძლებელია.
გაფართოების ისტორია მნიშვნელოვანია.
ზოგი შორეული გალაქტიკის სინათლე ჩვენამდე აღწევს, მიუხედავად იმისა, რომ ამ გალაქტიკამდე მანძილი დღეს ძალიან სწრაფად იზრდება.
სწორედ ამიტომ კოსმოლოგიური მოვლენათა ჰორიზონტი და ის საზღვარი, რომლის მიღმაც დაშორების ტემპი სინათლის სიჩქარეს აჭარბებს, ერთმანეთში არ უნდა აგვერიოს.
სინათლე შეიძლება ჩვენკენ მოდიოდეს, მაგრამ მაინც ვერ მოგვიახლოვდეს
წარმოიდგინე მოძრავი ბილიკი აეროპორტში.
შენ ბილიკის მოძრაობის საპირისპიროდ მიდიხარ.
თუ ბილიკი შენზე ნელა მოძრაობს, წინსვლას შეძლებ.
თუ ბილიკი უფრო სწრაფად მოძრაობს, გარკვეული დროის განმავლობაში შეიძლება შენი დანიშნულების ადგილიდან უფრო შორს აღმოჩნდე, მიუხედავად იმისა, რომ მისკენ მიაბიჯებ.
სამყაროში სინათლეს მსგავსი პრობლემა შეიძლება შეექმნას.
ფოტონი, ანუ სინათლის ნაწილაკი, ჩვენკენ მიემართება, მაგრამ გაფართოების გამო ჩვენამდე დარჩენილი მანძილი თავდაპირველად მაინც იზრდება.
ეს ჯერ კიდევ არ ნიშნავს, რომ ფოტონი საბოლოოდ ვერასოდეს მოაღწევს ჩვენამდე.
გაფართოების ტემპის ცვლილების გამო მან შეიძლება მოგვიანებით წინსვლა დაიწყოს.
მაგრამ აჩქარებული გაფართოების გარკვეულ პირობებში არსებობს ისეთი შორეული რეგიონებიც, საიდანაც დღეს წამოსული სინათლე ამ გზას ვერასოდეს დაასრულებს.
ყველაზე ძველი სინათლე, რომელსაც ვხედავთ
თუ სამყაროს ძალიან შორეულ წარსულს დავაკვირდებით, ერთ განსაკუთრებულ გამოსხივებას მივაგნებთ.
მას კოსმოსური მიკროტალღური ფონი ეწოდება.
ეს არის ადრეული სამყაროდან შემორჩენილი გამოსხივება, რომელიც დღეს თითქმის ყველა მიმართულებიდან მოდის.
მისი ისტორია დაახლოებით 13.8 მილიარდი წლის წინ იწყება.
ახალგაზრდა სამყარო იმდენად ცხელი იყო, რომ სინათლის ნაწილაკები გამუდმებით ეჯახებოდნენ თავისუფალ ელექტრონებს და დიდ მანძილებზე თავისუფლად ვერ გადაადგილდებოდნენ.
სამყარო მაშინ სინათლისთვის გაუმჭვირვალე იყო.
დაახლოებით 380 000 წლის შემდეგ ტემპერატურა საკმარისად დაეცა, რომ ელექტრონებსა და ატომურ ბირთვებს სტაბილური ატომების წარმოქმნა შესძლებოდათ.
ამის შემდეგ სინათლემ ბევრად თავისუფლად დაიწყო მოძრაობა.
სწორედ ამ ეპოქის გამოსხივებას ვაკვირდებით დღეს მიკროტალღური ფონის სახით.
კოსმოსური მიკროტალღური ფონი სამყაროს კიდის ფოტო არ არის. ის გვაჩვენებს იმ უძველეს ეპოქას, როცა სამყარო სინათლისთვის გამჭვირვალე გახდა.
ამაზე უფრო ადრეული მოვლენების შესასწავლად მეცნიერები სხვა კვალს ეძებენ, მაგალითად, ადრეულ სამყაროში წარმოქმნილი ნაწილაკებისა და შესაძლო გრავიტაციული ტალღების გავლენას.
აქ კიდევ ერთი განსხვავება უნდა დავიმახსოვროთ.
რამდენად შორს მდებარე რეგიონებიდან შეიძლებოდა ინფორმაცია ჩვენამდე მოსულიყო?
რამდენად ადრეული ეპოქიდან შეგვიძლია თავისუფლად მოძრავი სინათლის პირდაპირ მიღება?
ორივე ძალიან მნიშვნელოვანია, მაგრამ სხვადასხვა მიზეზით.
სამყარო შეიძლება ნელ-ნელა გვიქრებოდეს თვალწინ
ახლა წარმოვიდგინოთ წარმოუდგენლად შორეული მომავალი.
გავიდა მილიარდობით წელი.
მზის სისტემა დიდი ხანია შეცვლილია. ვარსკვლავების მრავალი თაობა დაიბადა და გაქრა.
მაგრამ სადღაც, გრავიტაციულად შეკრულ გალაქტიკაში, კვლავ არსებობენ ასტრონომები.
ისინი კოსმოსს აკვირდებიან.
და ამჩნევენ, რომ შორეული გალაქტიკებიდან მიღებული სინათლე უკიდურესად სუსტია.
რატომ?
როდესაც სივრცე ფართოვდება, მასში მოგზაური სინათლის ტალღის სიგრძეც იზრდება.
სინათლის ტალღის სიგრძის ზრდა სამყაროს გაფართოების შედეგად. რაც უფრო მეტად გაიწელა სინათლე, მით უფრო დაბალი ენერგია აქვს მის თითოეულ ფოტონს.
წარმოიდგინე სინათლის ტალღა, რომელიც სივრცის გაფართოებასთან ერთად იწელება.
მისი ტალღის სიგრძე იზრდება, თითოეული ფოტონის ენერგია კი მცირდება.
რაც უფრო ძლიერად იწელება სინათლე, მით უფრო რთული ხდება მისი აღმოჩენა.
შორეულ მომავალში ბევრი გალაქტიკის სინათლე იმდენად გაწელილი და დასუსტებული იქნება, რომ პრაქტიკულად მიუწვდომელი გახდება.
თუ ბნელი ენერგია მომავალშიც კოსმოლოგიური მუდმივას მსგავსად იმოქმედებს, ასეულობით მილიარდი წლის მასშტაბზე გრავიტაციულად შეუკავშირებელი შორეული გალაქტიკები შეიძლება პრაქტიკულად გაქრეს მომავალი დამკვირვებლების ციდან.
გალაქტიკები უბრალოდ არსებობას არ შეწყვეტენ. ისინი არ აფეთქდებიან მხოლოდ იმიტომ, რომ ჩვენ მათ ვეღარ ვხედავთ. საუბარია მათგან ახალი ინფორმაციის მიღების შეუძლებლობასა და ძველი სინათლის თანდათან დასუსტებაზე.
გალაქტიკები შეიძლება დარჩნენ სამყაროში, მაგრამ ჩვენთვის მათი აწმყო და მომავალი სამუდამოდ მიუწვდომელი გახდეს.
მომავლის ასტრონომებს შეიძლება გაცილებით ნაკლები სამყარო ჰქონდეთ შესასწავლი
წარმოიდგინე ცივილიზაცია, რომელიც ჩვენგან დაახლოებით 100 მილიარდი წლის შემდეგ გაჩნდება.
მას შეიძლება ჰქონდეს წარმოუდგენლად განვითარებული ტექნოლოგია.
შესაძლოა, მისი ტელესკოპები ჩვენსაზე მილიონჯერ უფრო მგრძნობიარეც იყოს.
მაგრამ თუ სამყაროს გაფართოების არსებული სურათი ძალაში დარჩება, ასეთი ცივილიზაცია შორეულ გალაქტიკებზე გაცილებით ნაკლებ ინფორმაციას მიიღებს.
მათთვის ხილულ კოსმოსში შეიძლება ძირითადად საკუთარი, გრავიტაციით შეკრული გალაქტიკური სამეზობლო დარჩეს.
დღეს ჩვენ უამრავ შორეულ გალაქტიკას ვხედავთ.
ვაკვირდებით, როგორ ნაწილდებიან ისინი სივრცეში.
ვზომავთ მათ წითელ წანაცვლებას.
ვაგროვებთ მტკიცებულებებს, რომ სამყარო ფართოვდება.
მომავლის დამკვირვებლებს კი შეიძლება ეს მტკიცებულებები გაცილებით რთულად მოსაპოვებელი ჰქონდეთ.
შესაძლოა, ჩვენ კოსმოსის ისეთ ეპოქაში ვცხოვრობდეთ, როდესაც მისი მასშტაბური ისტორიის გარკვეული მტკიცებულებები ჯერ კიდევ ხელმისაწვდომია, მაგრამ ძალიან შორეულ მომავალში მათი აღმოჩენა ბევრად გაძნელდება.
ეს სცენარი ბნელი ენერგიის მომავალ ქცევაზეა დამოკიდებული.
ჩვენ ჯერ არ ვიცით, უცვლელი დარჩება თუ არა ის ყოველთვის.
თუ კოსმოსის ნაწილი სამუდამოდ მიუწვდომელია, როგორ ვიცით, რომ ის არსებობს?
ეს ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კითხვაა.
მეცნიერებაში მხოლოდ იმის თქმა, რომ რაღაც „შეიძლება არსებობდეს“, საკმარისი არ არის.
გვჭირდება მტკიცებულებები, გამოთვლები და ისეთი მოდელები, რომელთა შედეგებიც დაკვირვებებს შეესაბამება.
სამყაროს გაფართოების შესახებ ჩვენი ცოდნა მრავალ დამოუკიდებელ დაკვირვებას ეფუძნება.
მეცნიერები სწავლობენ გალაქტიკების სინათლის წითელ წანაცვლებას, შორეულ ზეახალ ვარსკვლავებს, კოსმოსურ მიკროტალღურ ფონს და გალაქტიკების ფართომასშტაბიან განაწილებას.
ამ მონაცემების ერთობლიობა საკმაოდ წარმატებით აიხსნება თანამედროვე კოსმოლოგიური მოდელით.
სწორედ ამ მოდელიდან გამომდინარეობს კოსმოლოგიური ჰორიზონტების არსებობა.
მაგრამ აქ ორი განსხვავებული დონის მტკიცებას ვაკეთებთ.
სამყარო ფართოვდება და მის გაფართოებაში აჩქარების ეფექტი ფიქსირდება.
თუ გაფართოების არსებული სურათი მომავალშიც შენარჩუნდა, გარკვეული რეგიონებიდან ინფორმაციის მიღება სამუდამოდ შეუძლებელი იქნება.
ეს პროგნოზი სერიოზულ ფიზიკურ საფუძველს ეყრდნობა, მაგრამ სამყაროს უსასრულოდ შორეული მომავალი ჯერ არავის დაუკვირვებია.
ამიტომ მეცნიერებაში ასეთ დასკვნებს პირობითად ვაყალიბებთ.
თუ გაფართოების შესახებ არსებული მოდელი მომავალშიც სწორად აღწერს სამყაროს, მაშინ შესაბამისი შედეგებიც უნდა მივიღოთ.
მეცნიერების სიძლიერე მხოლოდ პასუხების პოვნაში არ არის. ის იმაშიც მდგომარეობს, რომ ერთმანეთისგან განასხვავებს შემოწმებულ ფაქტს და ამ ფაქტებზე დაფუძნებულ პროგნოზს.
და რა არის მთელი სამყაროს მიღმა?
ეს კითხვა შეიძლება ბუნებრივად გაგვიჩნდეს, მაგრამ მასში ერთი გაუგებრობა იმალება.
ჩვენ უკვე ვიცით, რომ დაკვირვებად სამყაროს საზღვარი არ არის აუცილებელი მთელი სამყაროს საზღვარი იყოს.
მაგრამ აქვს თუ არა თვითონ მთელ სამყაროს კიდე?
არ ვიცით.
შესაძლებელია სივრცე უსასრულოდ გრძელდებოდეს.
შესაძლებელია სივრცე სასრული იყოს და მაინც არ ჰქონდეს ჩვეულებრივი კიდე.
ამ მეორე შესაძლებლობის წარმოსადგენად დედამიწის ზედაპირი დაგვეხმარება.
თუ დედამიწის ზედაპირზე ერთი მიმართულებით განუწყვეტლივ იმოგზაურებ, ზედაპირის კიდეს ვერ მიაღწევ.
საბოლოოდ შეიძლება ისევ საწყის ადგილას დაბრუნდე.
დედამიწის ზედაპირი სასრული ფართობისაა, მაგრამ მას კიდე არ აქვს.
დედამიწის ზედაპირი ორგანზომილებიანია, ხოლო ჩვენი სივრცე სამგანზომილებიანი. ეს მაგალითი მხოლოდ იმის წარმოსადგენად გვჭირდება, რომ სასრულ სივრცეს აუცილებელი არ არის ჩვეულებრივი საზღვარი ჰქონდეს.
კოსმოლოგიაში მსგავსი შესაძლებლობები უფრო რთული, სამგანზომილებიანი სივრცის გეომეტრიით განიხილება.
დღევანდელი დაკვირვებები მიუთითებს, რომ სივრცე დიდ მასშტაბებზე ძალიან ახლოსაა ბრტყელ გეომეტრიასთან.
თუმცა ეს თავისთავად არ ნიშნავს, რომ მთელი სამყარო აუცილებლად უსასრულოა.
თითოეულ დამკვირვებელს საკუთარი დაკვირვებადი სამყარო აქვს
მოდი, ახლა სრულიად სხვა ადგილას გადავინაცვლოთ.
წარმოიდგინე პლანეტა რომელიმე წარმოუდგენლად შორეულ გალაქტიკაში.
იქ ცხოვრობენ არსებები, რომლებიც ცას აკვირდებიან.
მათაც აქვთ ტელესკოპები.
მათაც შეუძლიათ სინათლის შესწავლა.
და მათაც ექნებათ საკუთარი დაკვირვებადი სამყარო.
მაგრამ მათი დაკვირვებადი სამყარო ზუსტად იმავე რეგიონს არ მოიცავს, რომელსაც ჩვენი.
რატომ?
იმიტომ, რომ დაკვირვებადი სამყარო კონკრეტული დამკვირვებლის მდებარეობის მიხედვით განისაზღვრება.
ჩვენი კოსმოსური ჰორიზონტი ჩვენ გარშემოა.
მათი კი მათ გარშემო.
შესაძლებელია მათი ხილული კოსმოსის ნაწილი ჩვენსას ემთხვეოდეს, ნაწილი კი სრულიად განსხვავებული იყოს.
შესაძლოა, ისინი ისეთ გალაქტიკებს ხედავდნენ, საიდანაც ჩვენამდე ინფორმაცია არასოდეს მოსულა.
და ჩვენც ვხედავდეთ ისეთ რეგიონებს, რომლებიც მათთვის მიუწვდომელია.
დაკვირვებადი სამყაროს ცენტრში ყოფნა არ ნიშნავს მთელი სამყაროს ცენტრში ყოფნას.
ეს მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ სამყაროს ჩვენამდე მოღწეულ სინათლეს ჩვენი ადგილიდან ვაკვირდებით.
შეიძლება ჰორიზონტის მიღმა სრულიად სხვა სამყარო იყოს?
აქ მეცნიერება განსაკუთრებით ფრთხილი უნდა იყოს.
თუ დაკვირვებადი სამყაროს მიღმა უზარმაზარი რეგიონებია, შეიძლება ისინი ჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროს ჰგავდეს.
შესაძლოა იქაც არსებობდეს გალაქტიკები.
ვარსკვლავები.
პლანეტები.
და ფიზიკური პროცესები, რომლებსაც უკვე ვიცნობთ.
ეს არის ბუნებრივი დაშვება იმ კოსმოლოგიური მოდელების ფარგლებში, რომლებშიც სამყარო დიდ მასშტაბებზე ერთგვაროვანია.
მაგრამ ჩვენ ვერ დავადასტურებთ, რომ ჰორიზონტის მიღმა ყველაფერი ზუსტად ისეთივეა.
ასევე არ გვაქვს მტკიცებულება, რომ იქ აუცილებლად სრულიად განსხვავებული ფიზიკის კანონები მოქმედებს.
ზოგი თეორიული მოდელი, მათ შორის ინფლაციის გარკვეული სცენარები, გაცილებით უფრო დიდი კოსმოსური სტრუქტურების არსებობასაც განიხილავს.
ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც ადრეულ სამყაროში სივრცემ უკიდურესად სწრაფი გაფართოების ფაზა გაიარა. ინფლაციის დეტალური მექანიზმი ჯერ საბოლოოდ დადასტურებული არ არის.
ინფლაციის ზოგი ვარიანტი მრავალ განსხვავებულ კოსმოსურ რეგიონსაც უშვებს.
მაგრამ ეს უკვე თეორიული შესაძლებლობების სფეროა.
ჰორიზონტის მიღმა სივრცის გაგრძელების შესაძლებლობა არ არის მტკიცებულება, რომ იქ სხვა ფიზიკის კანონები ან პარალელური სამყაროები არსებობს.
ჩვენ უნდა განვასხვავოთ ის, რასაც არსებული ფიზიკა ბუნებრივად პროგნოზირებს, და ის, რაც ჯერ მხოლოდ საინტერესო ჰიპოთეზაა.
შეიძლება ოდესმე ეს საზღვარი გადავლახოთ?
ახლა ყველაზე ადამიანური კითხვა დავსვათ.
თუ სადღაც არსებობს გალაქტიკა, რომელსაც ვერასოდეს დავინახავთ, იქნებ მომავალში იქ მოგზაურობა შევძლოთ?
აქ პრობლემა კიდევ უფრო რთულია.
ჩვენ უკვე ვიცით, რომ კოსმოლოგიური მოვლენათა ჰორიზონტის მიღმა დღეს გამოგზავნილი სინათლე, სტანდარტული მოდელის მიხედვით, ჩვენამდე ვერასოდეს მოაღწევს.
ასეთ რეგიონში ჩვეულებრივი კოსმოსური ხომალდით მოგზაურობა მით უმეტეს შეუძლებელი იქნება, რადგან ხომალდი სინათლეზე სწრაფად ვერ იმოძრავებს.
რა მოხდება, თუ ტექნოლოგია წარმოუდგენლად განვითარდება?
ფიზიკის დღევანდელი ცოდნა არ გვაძლევს დადასტურებულ მეთოდს, რომლითაც ამ შეზღუდვას გადავლახავთ.
ჭიის ხვრელები და სივრცე-დროის უჩვეულო გამრუდებაზე დაფუძნებული სხვა იდეები თეორიულ ფიზიკაში განიხილება.
მაგრამ მათ საფუძველზე პრაქტიკული, ფიზიკურად შესაძლებელი ტრანსპორტის არსებობა დადასტურებული არ არის.
ამიტომ არასწორი იქნებოდა იმის თქმა, რომ მომავალში ადამიანები აუცილებლად შეძლებენ კოსმოლოგიური ჰორიზონტის მიღმა გასვლას.
ისევე არასწორი იქნებოდა იმის მტკიცება, რომ ყველა შესაძლო მომავალი ფიზიკური თეორია უკვე ვიცით.
ჩვენთვის ცნობილი ფიზიკისა და სამყაროს გაფართოების ამჟამინდელი მოდელის ფარგლებში არსებობს რეგიონები, რომლებთანაც მომავალში ინფორმაციის გაცვლა შეუძლებელი იქნება.
ყველაზე დიდი საიდუმლო ის კი არ არის, რასაც ვერ ვხედავთ
ამ ისტორიაში ყველაზე უცნაური ალბათ ერთი რამაა.
ჩვენ ხშირად გვგონია, რომ მეცნიერების მთავარი დაბრკოლება ტექნოლოგიაა.
უფრო დიდი ტელესკოპი გვჭირდება.
უფრო მგრძნობიარე დეტექტორი.
უფრო სწრაფი კომპიუტერი.
და ხშირად ეს მართლაც ასეა.
მაგრამ სამყაროს შესწავლისას ისეთ საზღვრებსაც ვაწყდებით, რომლებიც მხოლოდ ტექნოლოგიით არ გადაილახება.
შეიძლება არსებობდეს რეგიონები, საიდანაც სინათლეს ჩვენამდე არასოდეს მოუღწევია.
შეიძლება არსებობდეს მოვლენები, რომელთა სინათლეც ჩვენამდე ვერასოდეს მოაღწევს.
შეიძლება სამყაროს ისეთი ნაწილებიც ჰქონდეს, რომლებთან დაკავშირებულ პირდაპირ მტკიცებულებებს ვერც ერთი მომავალი ცივილიზაცია ვერ მიიღებს ჩვენი მდებარეობიდან.
და მიუხედავად ამისა, ეს ყველაფერი არ ნიშნავს, რომ სამყაროს შესახებ ვერაფერს გავიგებთ.
პირიქით.
სწორედ სინათლის მოძრაობის, სივრცის გაფართოებისა და გრავიტაციის კანონების შესწავლით მივედით დასკვნამდე, რომ ასეთი საზღვრები შეიძლება არსებობდეს.
ჩვენ აღმოვაჩინეთ არა მხოლოდ ახალი გალაქტიკები, არამედ ისიც, სად მთავრდება ჩვენი დაკვირვების შესაძლებლობა.
ეს განსაკუთრებული მიღწევაა.
იქნებ მთელი სამყარო იმაზე ბევრად დიდია, ვიდრე ოდესმე წარმოგვიდგენია?
დავუბრუნდეთ საწყის კითხვას.
შევძლებთ ოდესმე მთელი სამყაროს დანახვას?
დღეს ამის საფუძველი არ გვაქვს.
სამყარო შეიძლება ჩვენს დაკვირვებად რეგიონზე წარმოუდგენლად დიდი იყოს.
შესაძლოა უსასრულოც იყოს.
ამასთან, მისი აჩქარებული გაფართოება, თუ მომავალშიც მსგავსი სახით გაგრძელდა, გარკვეულ რეგიონებთან ინფორმაციის გაცვლას სამუდამოდ შეუძლებელს გახდის.
მაგრამ ერთი რამ უნდა გვახსოვდეს.
როდესაც ვამბობთ, რომ კოსმოსის ნაწილი უხილავია, ეს არ ნიშნავს, რომ ის არ არსებობს.
როდესაც ვამბობთ, რომ რაღაცას ვერასოდეს დავინახავთ, ეს არ ნიშნავს, რომ მის შესახებ ყველაფერი ვიცით.
და როდესაც მეცნიერება აღიარებს, რომ სამყაროს სრული ზომა უცნობია, ეს უცოდინრობის დამალვა კი არა, ჩვენი ცოდნის რეალური საზღვრების აღიარებაა.
წარმოიდგინე, რომ ღამის ცას უყურებ.
ათასობით ვარსკვლავიდან მხოლოდ მცირე ნაწილი ჩანს შეუიარაღებელი თვალით.
მათ მიღმა ჩვენი გალაქტიკის ასობით მილიარდი ვარსკვლავია.
მის მიღმა სხვა გალაქტიკები.
მილიარდობით სხვა გალაქტიკა.
და კიდევ უფრო შორს, ჩვენს დაკვირვებად სამყაროს მიღმა, შესაძლოა სივრცე იმ რეგიონებით გრძელდებოდეს, რომელთა სინათლეც ჩვენამდე ჯერ არ მოსულა.
შეიძლება ოდესმე მოვიდეს მათი ზოგიერთი სიგნალი.
შეიძლება ზოგიერთი მოვლენის სინათლე საერთოდ ვერასოდეს მივიღოთ.
და შესაძლოა რეალობის უდიდესი ნაწილი ყოველთვის ჩვენი პირდაპირი დაკვირვების მიღმა დარჩეს.
ჩვენ აღმოვაჩინეთ საზღვარი იმისა, თუ რამდენად შორს შეგვიძლია მისი დანახვა.
და ეს ორი სრულიად განსხვავებული რამაა.
რას ვეყრდნობით და რა რჩება გაურკვეველი?
სამყაროს გაფართოება, მისი აჩქარების ეფექტი და კოსმოსური მიკროტალღური ფონის არსებობა.
კოსმოლოგიური მოვლენათა ჰორიზონტის დღევანდელი მანძილი და მომავალში გარკვეულ რეგიონებთან ინფორმაციის გაცვლის შეუძლებლობა.
სამყაროს სრული ზომა, მისი გლობალური ფორმა და ბნელი ენერგიის ფიზიკური ბუნება.
სხვა კოსმოსური რეგიონები განსხვავებული ფიზიკური პირობებით და ჰორიზონტის გადალახვის ჰიპოთეზური გზები.
სტატიაში გამოყენებული 46 და 16 მილიარდი სინათლის წელი მიახლოებითი მნიშვნელობებია. ისინი ეფუძნება სტანდარტულ კოსმოლოგიურ მოდელს და დღეს არსებული პარამეტრების შეფასებებს.
16 მილიარდი სინათლის წლის ჰორიზონტი სამყაროს მომავალი გაფართოების მოდელზეა დამოკიდებული. მისი არსებობა და ზუსტი მნიშვნელობა არ უნდა აღვიქვათ ბნელი ენერგიის მომავალი ქცევისგან დამოუკიდებელ ფაქტად.
ძირითადი სამეცნიერო წყაროები
NASA - Dark Energy
სამყაროს აჩქარებული გაფართოება, ბნელი ენერგიის ბუნება და კოსმოსის მომავალთან დაკავშირებული საკითხები.
NASA - Dark EnergyESA - Planck Mission
სამყაროს ასაკი, ადრეული სამყაროს გამოსხივება და კოსმოლოგიური პარამეტრების მაღალი სიზუსტით შესწავლა.
ESA - PlanckNASA - Cosmic Microwave Background
კოსმოსური მიკროტალღური ფონი, სამყაროს ადრეული მდგომარეობა და გამჭვირვალე გახდომის ეპოქა.
NASA - UniverseCosmological Horizons
ნაწილაკების ჰორიზონტი, კოსმოლოგიური მოვლენათა ჰორიზონტი და სამყაროს გაფართოების კავშირი სინათლის გადაადგილებასთან.
NASA/IPAC Extragalactic DatabaseNASA - Physics of the Cosmos
ბნელი ენერგიის შესწავლა, სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურა და თანამედროვე კოსმოლოგიის ძირითადი ღია კითხვები.
NASA - Astrophysicsგააგრძელე აღმოჩენა
დაუბრუნდი ამ თემას, აღმოაჩინე დაკავშირებული მასალა ან გადადი ინტერაქტიულ კოსმოსურ გამოცდილებაზე.