ბნელი ენერგია

ბნელი ენერგიის არსზე ჯერ კიდევ კამათი მიმდინარეობს. ცნობილია, რომ თანაბრადაა განაწილებული სამყაროში, აქვს ძალიან დაბალი სიმკვრივე (10⁻²⁹ გრ/სმ³) და არ შედის ჩვეულებრივ ნივთიერებასთან ურთიერთქმედებაში, გარდა გრავიტაციულისა, ამიტომ ლაბორატორიულ პირობებშიც ძნელი იქნება მისი აღმოჩენა. ასეთი ღრმა ზემოქმედება სამყაროზე, ბნელი ენერგიის მიერ სივრცეების ერთგვაროვანი და ყოვლისმომცველი შევსებით აიხსნება.

 დაახლოებით 5 მილიარდი წლის მერე სამყარომ ისეთი ზომა მიიღო, რომ გრავიტაცია ანუ მიზიდულობა, მისმა საწინააღმდეგო ძალამ გადაძლია და სამყარომ უკვე თანაბარი გაფართოების ნაცვლად აჩქარებული გაფართოება დაიწყო. ამას მოწმობს შორეულ გალაქტიკებში ზეახალი ვარსკვლავების აფეთქებებზე დაკვირვება. Ia ტიპის ზეახალი ვარსკვლავების ევოლუცია ზუსტად არის შესწავლილი, ამიტომ წინასწარ შეიძლება განისაზღვროს, თუ როგორი იქნება მოცემულ მანძილზე აფეთქების სიკაშკაშე. დაკვირვებები გვიჩვენებს, რომ შორეულ გალაქტიკებში ასეთი აფეთქებების სიკაშკაშე დაბალია და არ ემთხვევა გამოთვლებს (სხივმა განიცადა მნიშვნელოვანი წითელი წანაცვლება, ეს იმაზე მეტყველებს, რომ სინათლის წყარო  გვშორდება), ანუ გალაქტიკები იმაზე შორს დაგვცილდა, ვიდრე ნავარაუდევი იყო. თუ ასე გაგრძელდა, სამყაროს გაფართოების რაღაც ეტაპზე, გალაქტიკები ისე დაშორდება ერთმანეთს, რომ ფარდობითი სიჩქარე სინათლისაზე მეტი გახდება და მათი დანახვა შეუძლებელი იქნება.

 თუ ბნელი ენერგიის ძალა დროთა განმავლობაში განეიტრალდა, მაშინ გრავიტაცია დაიწყებს მატერიის უკან მიზიდვას და სამყარო ისევ ერთ წერტილში მოიყრის თავს.
თუ ბნელმა ენერგიამ გაანეიტრალა ყველა სხვა ძალა, მაშინ ის გახლეჩს გალაქტიკებს, შემდეგ, გადაძლევს ელექტრულ და ატომურ ძალებსაც და საბოლოოდ გაანადგურებს სამყაროს, ანუ მოხდება ე.წ. ”დიდი გახლეჩა”.

კოსმოსის მიკროტალღური გამოსხივება, იგივე რელიქტური გამოსხივება, არის გამოძახილი დიდი აფეთქებისა, რომელიც 13,8 მილიარდი წლის წინათ მოხდა. სამყაროს გაფართოებასთან ერთად, გამოსხივება ენერგიას კარგავდა და ცივდებოდა. დროის იმ მონაკვეთს , რომელსაც “რეკომბინაცია” ეწოდება, გაცივება კიდევ უფრო სწრაფად ხდებოდა და ჩნდებოდა პირველი ელექტრონები და  ბირთვები, თავის მხრივ, ეს ნაწილაკები ატომებს ქმნიდა. იმ დროისათვის სინათლე მჭიდროდ იყო დაკავშირებული პლაზმასთან, სამყაროს გაფართოებასთან ერთად სინათლე გამოეყო ამ საერთო მასას და დაიწყო თავისუფლად გავრცელება სამყაროში (ანუ სამყარო გამჭვირვალე გახდა). კოსმოსის გაფართოებამ და გაცივებამ ამ განთავისუფლებული პირველადი გამოსხივების დიაპაზონი მიკროტალღურში გადაწია (ანუ გამოსხივებამ დაკარგა ენერგია). სწორედ მისია WMAP-ის (აქამდე მას იკვლევდა კოსმოსური თანამგზავრი COBE, თუმცა მისი აპარატურა უფრო ნაკლებად მგრძნობიარე იყო) საშუალებით გახდა შესაძლებელი ამ გამოსხივების პრაქტიკული დასაბუთება. აპარატის მიმღები მოწყობილობა თითქმის აბსოლუტურ ნულამდე იყო გაცივებული, რადგან მიკროტალღური გამოსხივების ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულზე ცოტა მეტია. WMAP-მა საშუალება მოგვცა ისე წარმოგვედგინა სამყარო, როგორც სურათზე ვხედავთ.

(cobe).ასეთია აპარატის “თვალით” დანახული სამყაროს რელიქტური გამოსხივებით შედგენილი რუკა. შუა წითელი ნაწილი ჩვენივე გალაქტიკის სიბრტყეა. გალაქტიკაში მილიარდობით ვარსკვლავია, ანუ ტემპერატურა მაღალია და წითელი ფერიც ამის მაჩვენებელია.

 (wmap). ფერებით ნაჩვენებია გადახრა საშუალო ტემპერატურიდან (2,75 გრადუსი აბსოლუტურ ნულს მაღლა): წითელი ადგილები უფრო თბილია, ცისფერი კი დაახლოებით 0,0002 გრადუსით ცივი. როგორც ვხდავთ, რელიქტური გამოსხივება არათანაბრადაა განაწილებული, რაც საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ თუ როგორი აღნაგობა აქვს სამყაროს მის სხვადასხვა ნაწილში, როგორია თანაფარდობა მატერიისა და ენერგიის განაწილებაში, სამყაროს ასაკი, მანძილები ობიექტებამდე და სხვა კიდევ ბევრი მონაცემი (ილუსტრაცია WMAP Science Team).

 სამყაროს სურათი პლანკის სახელობის (ESA) კოსმოსურმა ობსერვატორიამაც გადაიღო. სხვა მონაცემებთან ერთად, მისიამ უნდა გაარკვიოს ფართოვდებოდა თუ არა სამყარო დიდი აფეთქებისთანავე (ინფლაციის ეპოქა, 10^-38 _ 10^-36 წმ.) სინათლის სხივის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით, რის გამოც წყვილ-წყვილად წარმოქმნილი ვირტუალური ნაწილაკები და ანტინაწილაკები ისეთ მანძილზე დაშორდნენ ერთმანეთს, რომ რეალურ ნაწილაკებად მოასწრეს ჩამოყალიბება. თეორიულად, ეს ფაქტი, ხსნის აგრეთვე სამყაროს შორეულ რეგიონებს შორის მსგავსებას. ინფლაციურ გაფართოებემდე არეები, რომლებიც ახლა ასე შორს არის ერთმანეთისაგან, მაშინ ძალიან ახლოს იყო და ერთნაირი თვისებები ჰქონდა. ეს არ ეწინააღმდეგება ფიზიკის კანონებს, რადგან ინფლაციის პერიოდში სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით არაფერი მოძრაობდა, მხოლოდ სივრცე ფართოვდებოდა.