3.Kainatın çoxölçülü fəzası.
Kütlənin pərakəndə yerləşdiyi halda fəzanın və zamanın xüsusiyyətlərini öyrənmək məsələsi həddən artıq çətindir. Üç cisim üçün məsələlərin həlli üçün xüsusi hallar mövcuddur. Dörd cisim üçün isə demək olar ki, xüsusi həll yolları yoxdur. Buna görə də kosmologiyada kainatın eynicinsli və izotrop modellərindən istifadə olunur. Bu model də elə başlanğıcından Olbers paradoksları ilə dolu olub. Bu paradokslara görə eynicinsli və izotrop kainatda işıq sonsuz miqdarda çox, qravitasiya isə sonsuz böyük olmalıdır. Sonsuz böyük qravitasiya ilə müqayisə etdikdə Yer kürəsinin cazibə qüvvəsi sonsuz az görünür və buna görə də insanlar və Yer kürəsinə yapışmamış bütün əşyalar çəkisizlik vəziyyətində olmalıdırlar.
İstənilən “Düzgün” paradoks tətbiq olunan modelin öyrənilməkdə olan istənilən obyekt və hadisə ilə uyğun gəlmədiyini təsdiq edir. Əgər qravitasiya sonsuz nəhəng deyilsə, deməli Kainatın fəzası qapalıdır. Qapalı fəzada isə bütün istiqamətlər eyni mənalı deyildir. Müşahidəçini əyilmiş fəzanın sərhədlərindən kənara çıxaran istiqamət onunla əlaqəsi olan istənilən kənar istiqamətlərdən fərqlənir. Deməli kainatın modeli eynicinsli və izotrop ola bilməz. Qalaktikanın “hərəkətliliyi” kainatın modelinin həmçinin dinamik olmasını tələb edir.
Bir çox elm adamları Kainatın standart modeli kimi “Böyük partlayış” ideyası əsasında qurulmuş və xx əsrin sonunda infilyasion genişlənmə nəzəriyyəsi ilə tamamlanmış bir modeli qəbul edirlər. Kainatın standart modelində XNN-dən də daha çox əksliklər vardır. Qarşılıqlı cazibənin xüsusi nəzəriyyəsindəki paradoks onun qeyri-bərabər tətbiqi ilə əlaqədardırsa, onda “Böyük partlayış” nəzəriyyəsindəki paradoks da kainatın heç də düzgün olmayan modelinin tətbiqindən ibarətdir.
Böyük partlayış nəzəriyyəsindəki səbəb-nəticə əlaqələri zənciri parçalanır, fəza heç nədən yaranır, Kainat heç nədən genişlənir və nəyə görəsə də 3 fəza və 1 zaman ölçüsünə malikdir. Kainatın yaranmasına qədər isə “nə olub?” sualını vermək qadağandır.
Səbəb-nəticə əlaqələri parçalanması mümkündür, amma bu sual fiziki nəzəriyyələr çərçivəsində həll ola bilməz. Böyük partlayış nəzəriyyəsini qəbul edən fiziklər istər-istəməz “İlahi Yaradılış”ı qəbul etmiş olurlar. Böyük partlayış nəzəriyyəsində materiyanın qorunması qanunu pozulmuş olur. Buna görə də o çoxölçülü fəza nəzəriyyəsi ilə uyğun gəlmir. Halbuki, materiyanın qrorunması nəzəriyyəsinə əsasən fəzanın zamana hasilindən əmələ gələn həcm daimidir və heç vaxt sıfıra çevrilə bilməz. Fəzanı sıxmaqla biz ondan zamanı çıxarmış oluruq və əksinə. Zirvə torunun əhatəsini əmələ gətirən çevrələrin mərkəzləri arasındakı məsafə müşahidə olunan kainatın ölçüləri ilə müqayisədə çox kiçikdir. Buna görə də kainatın modeli kimi bir sferanı götürə bilərik.
Kainatın kütləsi onu müşahidə edənlərlə birlikdə kürənin səthində bərabər paylanmışdır.
Kainatın standart modelində bir müşahidəçini kürənin mərkəzində yerləşdirib, kütləni isə bütün həcm boyu bərabər paylayırıq. Standart modeldə kainata daxildən baxılır, buna görə də vahid, lakin daha düzgün modelin qurulması mümkün olur. Bundan başqa standart modelin hərəkət qanunauyğunluğu çox eybəcər bir şəkil almış olur ki, bu da eynilə Keplerin planetlərin hərəkət qanununun Ptolomey reosentrik sistemində tətbiqinə oxşayır. Bu cür yazılarda hərəkətdə olan və tədqiq edənlərin fiziki anlamı tamamilə saxtalaşdırılır, abstraksiya tamamilə hökmranlıq edir. Buna Eynişteynin nisbilik nəzəriyyəsinə oxşayan və onun nümunəsi əsasında işlənib hazırlanmış çoxlu sayda cazibə nəzəriyyələrini misal göstərmək göstərmək olar. Bu nəzəriyyələri nə inkar etmək olmur, nə də nəzəriyyələrin qurulmasında istifadə olunan hesablama metodları ilə sübut etmək olmur.
Modellərin müxtəlifliyinə görə müşahidəçilər müxtəlif məsafələri ölçürlər. Standart nodelin müşahidəçisi məsafəni düz xətt boyunca ölçür və hesab edir ki, kainatın genişlənmə sürəti işıq sürətinə bərabərdir. Onun tərəfindən ölçülmüş maksimal məsafə isə kainatın radiusu Rbc -yə bərabərdir. Burada vəziyyət standartdır.
İnsanın daxilində olan və düzgün olmayan daxili intuisiyasiyası həmişə onu məcbur edib ki, özünü kainatın daxilində yerləşdirsin. Ptolomeyin fırlanan şəffaf kürələr sistemi də elə bu cür yaranmışdır. Kopernikə görə Yer kürəsi öz yerini Günəşə verərək planetlər sırasında 1-ci planet olmuşdur. Bu fikrinə görə də Kopernik biri üstün vəziyyətdən məhrum etmişdir. Vilyam Qerşel hesab edirdi ki, Günəş bizim qalaktikada mərkəzi mövqeyə malikdir. Amerikan astrofiziki Xalrou Şepli isə təsdiq edib ki, Günəş heç də kəhkəşanın mərkəzində yox onun kənarında yerləşmişdir. Beləliklə Kopernikdən sonra 2-ci dəfə bizim kainatda üstün vəziyyətdə olmamız təkzib edilmişdir.
Kainatın çoxölçülü fəza nəzəriyyəsi modeli biri 4 ölçülü fəzada üstün vəziyyətdən məhrum edir. Çoxölçülü fəza müşahidəçilərinə kürənin mərkəzində yerləşmək qadağan edilmişdir. Onlar ancaq kürənin səthində yerləşə bilərlər. Kainat modelinin qabığında yerləşmiş müşahidəçi kürənin səthi boyu kosmik obyektlər arasındakı məsafəni ölçür, ona görə də müşahidəçi tərəfindən ölçülmüş maksimal məsafə п*Rbc –yə, genişlənmə sürəti isə hadisələrin hərəkət sürətinə bərabər olur.
Biz dinamik paradokslardan məhrum olmuş Olbersin kainat modelini əldə etmiş oluruq. Bu modelin qurulması zamanı biz yalnız 1 zaman-məkan şəkildəyişməsini yerinə yetirmişik, 4 ölçülü fəzada yerləşmişik, 3ölçülü fəza isə bizim üçün 2 ölçülü kürəşəkilli örtük olub. Beləliklə də, biz kainatın modelinə öyrəşdiyimiz 3 ölçülü fəzadan baxa bilərik və ona XNN-i və digər fiziki qanunları tətbiq edə bilərik. Kürənin istənilən nöqtəsi standart modelin müşahidəçisi üçün İHS-in mərkəzi ola bilər. ÇFN-də müşahidəçi kainatın istənilən nöqtəsini öz nisbi hesablama sistemi üçün başlanğıc olaraq götürə bilər. Mövcud olan texniki vasitələr şüalanmaya nisbət olaraq istənilən obyektin sürətini ölçməyə imkan verir ki, bunların da fiziki mənasına daha sonra diqqət yetirəcəyik. Günəş bu mütləq sistemdə kürə boyunca ≈ 400 km ∕saat sürətlə hərəkət edir. Biz dolça bürcündən şir bürcü istiqamətinə uçuruq. Bizim qalaktika lokal qalaktika qrupu tərkibində mütləq hesablama sistemi ilə 600 km ∕saat sürətlə hərəkət edir.
Çoxölçülü fəza nəzəriyyəsi Nyuton və Eynişteynin zaman-məkan modellərinin sintezi yolu ilə gedir. Hərəkətdə olan vasitələrin elektrodinamikası üçün müddət səhv olaraq tam sayılmışdır. Tamamlanmış fiziki nəzəriyyə kimi onu bütün fiziki hadisə və proseslərin təsvirində tətbiq etmişlər. “Mütləq” anlamını demək olar ki, fizikadan tamamilə sıxışdırıb çıxarmışlar. “Mütləq” sözü rast gəlinən istənilən fiziki nəzəriyyə relyativistlər tərəfindən qəsdən elmə zidd kimi qəbul edilmişdir. Abstraktlaşma metodu tamamilə öyrənilmişdir və aşkar və qeyri-aşkar şəkildə bütün elmi qaydalarla istifadə olunur. Əgər sükunətin ardınca hərəkətin, statikanın ardınca dinamikanın, ağacların ardınca isə meşənin olduğunu unutmasaq, onda “mütləq” nəinki yolveriləndir, hətta fiziki nəzəriyyədə vacibdir. Təkcə sükunətin mütləqliyi yox, onun əksi olan hərəkətin də mütləq olması dərk etməyə mənfi təsir edir. Əgər 1-ci halda biz doqmatizmə(qeyri tənqidi düşünərək, hər şeyi ehkam kimi qəbul etmə) aparan yolu tutsaq onda o, mütləq reallığa aparan yoldur. Avstriya fiziki Ernst Max. Eynşteynin ideyaları təsviri altında olaraq Ptolomey və Kopernikin nəzəriyyələri haqqında bunları demişdir:
“Hər iki nəzəriyyə doğrudur, lakin sonuncusu daha sadə və praktikdir.”
Eynişteyn mütləq sistemlərin var olmasının əksinə çıxaraq öz kumirinin (pərəstişkar etdiyinin) arxasınca getmişdir. Lakin planetlər üçün mütləq olan və seçilmiş sistemi Kopernik tapmışdır. Mümkün olan çoxsaylı hesablama sistemləri arasında həmişə seçilmiş bir sistem olur. Bu cür sistemi tapmaq hərdən çox çətin olur. Belə ki.bir sıra baryerləri dəf edib, öyrənilən problemlərə daxildən deyil, kənardan baxmaq tələb olunur. Üçölçülü fəzanın obyektləri üçün mütləq hesablama sistemini tapa bilməyərək Eynişteyn və onun ardınca da bütün relyativistlər (bütün biliklərin nisbi olduğunu söyləyənlər) elan etdilər ki, mütləq hesablama sistemi mövcud deyil. Lakin bu belə deyil.
Bu bölmədə biz kainatın hərəkətdə olmayan bütün obyektlərinə şamil olan bu cür hesablama sisteminə baxacağıq.Bu sistemin özünəməxsusluğu onun 4 ölçülü fəzada yerləşməsidir. Mütləq hesablama sisteminin qurulmasında ən çətin məqam dördölçülü fəzanın varlığına imkan vermək, məşhur psixaloji baryeri aşmaq olub. İş o yerə çatmışdı ki, məşhur alimlər fiziklərə əmək haqqının ödənilməməsini təklif etmişdilər. Əsas olaraq da onu gətirmişdilər ki, bu nəzəriyyənin çoxölçülü fəza ilə heç bir əlaqəsi yoxdur.
Mütləq hesablama sisteminin müşahidəçiləri üçün Kainat modelinin hərəkəti genişlənməkdə olan sferanın (kürənin) sadə mexaniki hərəkəti kimi görünürdü. Biz kainatı nisbiliyin ümumi abstrakt nəzəriyyəsi əvəzinə klassik və kvant mexanikasının fundamental qanunlarının köməyi ilə öyrənə bilərik. Fiziki olaraq kainatın bütün fəzası və fundamental konstantlar (sabitlər) harmonik titrəyiş əmələ gətirir. Bu təsdiqi biz fərziyyə kimi qəbul edək, lakin bunu mikroaləm üçün sübut olunmuş hesab etmək olar.
Kainatın hadisələr horizontu (kürədə 2 nöqtə arasındakı maksimal məsafə) hazırkı zamanda 1.68*1026 m məsafədə yerləşir, müşahidə üçün mümkün olan məsafə isə 4.5*1025 m-dir. Hadisələr horizontu arasındakı məsafə həmişə mümkün olan müşahidə məsafəsindən çox, horizontun hərəkət sürəti isə işıq sürətindən çox olur. Burada heç bir ziddiyət yoxdur. Hadisələr horizontu maddi obyekt deyildir və istənilən sürətlə hərəkət edə bilər. Bu səbəbə görə də biz heç vaxt kainatın doğulma anını görə bilməyəcəyik. Elə bu səbəbə görə də kainatın kənarlarının fotoşəkli bizə yaxın yerləşən kainatın şəklindən heç nə ilə fərqlənmir.
Kainatın sürətlənmiş genişlənməsi qravitasiya (cazibə) qüvvəsi yaradır. Qravitasiya qüvvəsi dördüncü ölçü tərəfindən təsir göstərir və ona görə də bizim tərəfimizdən eyni vaxtda bütün istiqamətlərdən göstərilən təsir qəbul olunur. Bütün istiqamətlərdən təsir göstərən reliktik (çox qədim) şüalanmada öz həqiqi izahını tapmış olur. Bundan başqa kosmik hissəciklərin nəhəng enerjisi də öz izahını tapır. Hissəciklər heç bir yerdən uçub gəlmir, onlar 4 ölçülü fəza ilə kainat modelinin hərəkətdə olan qabığı ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı vakuumdan əmələ gəlir. Reliktik şüalanma yalnız bizim üçölçülü fəzamızın dörd ölçülü fəzada işıq sürətinə bərabər sürətlə hərəkət etməsini sübut edir. Onun qədim mənşəli olmasnı nəzərə çatdıran şüalanmanın adı heç bir fziki əsaslanmaya malik deyil. Kosmik zərrəciklər öz nəhəng enerjijərini çox tez itirirlər. Böyük partlayış modelində onlar yarandıqları vaxtdan etibarən bir neçə milyard il ərzində olduqları kimi qala bilməmişlər.
Üçölçülü kainatın yaşı 8 milyard ildir. Kainatın genişlənməsi hər 1,5 milyard ildən bir onun sıxılması ilə dəyişilir. Həmin vaxtdan fəzanın əyrilik əlaməti də dəyişir. Kainatın 2 ölçülü qabıq modeli elə bil tərsinə çevrilmiş olur. (tərs üzünə çevrilir). Çoxölçülü fəza nəzəriyyəsində kainatın yaşı mövcud olmayan Xabbl sabiti ilə deyil, vahid fundamental kvant sabiti əsasında hesablanır. Böyük partlayış nəzəriyyəsində bütün hesablamalar partlayış nöqtəsinə xətti ekstrapolyasiya - Kainatın titrəyiş periodu ilə müqayisədə nisbətən kiçik olan zaman kəsiyində mümkündür və çoxlu miqdarda konstantların mövcudluğu zamanı daimiliyi güman olunur. İşıq sürəti, Plank daimiliyi, qravitasiya daimiliyi heç də daimiliyin ölçüsü deyildir. Kainatda bir daimilik var-fundamental kvant uzunluğu. Əks fundamental kvant uzunluğunun ölçüsü təkölçülü fəzanın titrəyiş periodudur. Bizim üç ölçülü fəzanın çox ölçülüyünü nəzərə alaraq titrəyiş periodu 18,9 milyard ilə bərabərdir. İşığın sürəti bir il ərzində cəmi 0,05 m/s qədər dəyişir. Əgər ölçmələrin dəqiqliyi yaxşılaşmırsa, onda sürətin ən kiçik dəyişikliklərini yalnız 25 il interval ilə təyin edə bilərik.
Kainatın sıxlığı onun kritik sıxlığına bərabərdir. Kainatın genişlənməsi prosesində kürənin sahəsi böyüyür, deməli onun kütləsi də böyüyür, amma sıxlığı həmişə kritik sıxlığa bərabər olur. Bu səbəbdən də kainatda fəza həmişə bizim və bizim cihazlarımız üçün yastıdır. Böyük partlayış nəzəriyyəsində kainatın kütləsi dəyişmir. Bu da materiyanın bir nöqtədə cəmlənmiş xüsusi fövqaladə vəziyyətə (sinqulyarlığa) gətirib çıxarır. Sinqulyarlığın yaranması bizə xəbərdarlıq edir ki, biz ya düzgün olmayan model qəbul edirik, ya da nəzəriyyələrin tətbiqi öz sərhədlərini aşır. Nisbiliyin ümumi nəzəriyyəsində həm bu, həm də digər hal mövcuddur. 2003- cü ilin yanvarında nəşr olunmuş, David Vilkinsonun orbital radioteleskopu ilə alınmış eksperimental nəticələrə əsasən Kainatın tam sıxlığının kritik sıxlığa olan nısbəti 1.02±0.02-yə bərabərdir. Bu nəticə kainatın üçölçülü fəza nəzəriyyəsi modeli ilə üst-üstə düşür. Böyük partlayiş nəzəriyyəsi bu faktı heç bir şeylə izah edə bilmir ki, niyə məhz radioteleskopun göyə burxılması anında Kainatın sıxlığı onun kritik sıxlığına bərabər olub. Kainatın müşahidə olunan kütlısi onun cəmi kütləsinin 1% -ni təşkil edir.
Hazırkı zamanda Kainatın kütləsi 3,6 X1052 kq-a bərabərdir, onun müşahidə olunan kütləsi isə 6,36 X 1051 kq-dır ki, bu da Kainatın kütləsinin 18%-ni təşkil edir.
Əgər kainatın kütləsini “100 %” qəbul etsək, onda “qaranlıq enerji” 81 %-ni, “qaranlıq kütlə” 17 %-ni, cəmi 1%-ni isə işıqsaçan kütlə təşkil edəcək. “Qaranlıq enerji” kainatın kütləsinin və müşahidə olunan kütlənin potensial enerjisinin müxtəlifliyidir.O, işıqsaçan kütlə ilə qarşılıqlı cazibədədir, lakin biz onu görə bilmirik. Bu yalnız o zaman mümkündür ki, cəzbetmənin sürəti işıq sürətindən nəzərə çarpacaq dərəcədə böyük olsun. Nyuton umundünya cazibə qanununda cəzbetmə sürətini sonsuzluğa bərabər qəbul etmişdir.Eynişteyn hesab edirdi ki,cazibə sürəti işıq sürətinə bərabərdir, çoxölçülü fəza nəzəriyyəsində isə qarşılıqlı əlaqənin mümkün olan maksimal ötürülmə sürəti 2,43 X1042 –dir.
“Qaranlıq kütlə” haqqda bizə məlumdur ki, o müşahidə edə biləcəyimiz kainatın “işıq saçan” kütləsi ilə qarşılıqlı əlaqədədir.“Qaranlıq kütləyə” qara dəliklər, kütləsi və fiziki anlamı bizə məlum olmayan kütlələr daxildir.
Eynişteynin cazibə nəzəriyyəsinin Nyuton nəzəriyyəsindən əsas fərqi ondadır ki, Eynişteyn nəzəriyyəsində Şvarşildin kürənin qravitasion radiusu deyilən məfhumu meydana gəlmişdir.
Əgər işıq şüası cazibə radiusunun 4/3-dən az məsafədə uçursa onda şüalar cazibə mərkəzi tərəfindən tutulur. Qravitasion radiusu aşan məsafələrdə Nyuton və Enşteynin cazibə nəzəriyyələri praktik olaraq eyni nəticə verir.
Çoxölçülü fəza nəzəriyyəsində qravitasion radiusa sadə fiziki izah vermək olar. Cazibə mərkəzi çoxlu sayda ikiölçülü fəzadan ibarətdir. Əgər bütün zərrəcik örtüyünü bir yerə toplasaq onda kürə əldə etmiş oluruq ki, onun radiusu da cazibə radiusu olmuş olur. İkiolçülü fəzanın strukturunu pozmadan kürəni sıxmaq olmaz. Kürəni sıxaraq bir ölçülü fəza (sim) almaq olar.
Eynişteynin cazibə əyrisi Nyuton əyrisinin ölçü boyunca qravitasion radisusunun paralel köçürülməsindən alınır. Çoxölçülü fəza nəzəriyyəsinin cazibə əyrisi isə Eynişteyn əyrisindən əmələ gəlir. Bunların hamısı isə qravitasion itələmə qüvvəsinin yaranmasına səbəb olur.
Eynişteyn özünün kosmoloji modelinin ilk versiyasında özü də bilmədən qravitasion itələmə qüvvəsinin varlığını təxmin edib. O nəzəriyyəsinə Kainatı stabilləşdirmək üçün lyambda hədd daxil etmışdir, lakin məlum olandan sonra ki Kainat genişlənir, o lyambda həddən imtina etmişdir. Müasir kosmologiya isə yenidən lyambda həddə və itələmənin qravitasion qüvvəsinə qayıtmışdır. Kainatın genişlənmə sürəti özü özlüyündə böyük deyildir, o Nyutonun ümumdünya cazibə qüvvəsində qravitasion sabitdən cəmi 4 qədər böyükdür. Lakin o həmişə Nyuton hərəkətinə mane olur. Planetlər isə öz hərəkətləri zamanı əlavə maneələri dəf etmək məcburiyyətində olurlar, ona görə də onların sürəti azalmalıdır. Yer kürəsi, məsələn bir neçə milyon ildən sonra öz sürətini itirməli və Günəşin üzərinə düşməlidir. Lakin fəza genişləndiyinə görə Yer kürəsi Günəş üzərinə düşmür. Bu genişlənmə hərəkətə əks müqavimət qüvvəsini dəqiq kompensasiya edir. Axı cazibə və tormozlanma qüvvələrinin səbəbi eynidir (fəzanın sürətlənmiş genişlənməsi).
Qüvvələrin qarşılıqlı məhv edilməsi yox, məhz kompensasiyası baş verir. Əks halda Merkuri və digər planetlərin hərəkətlərindəki anomaliyaları biz aşkar edə bilməzdik.
Kainatın sürətlənmiş genişlənməsi şüalanmaya olduğu kimi qravitasion mərkəzə də öz təsirini göstərir. Ona gərə də işıq süalarının qaytarılması Nyuton nəzəriyyəsinə nisbətən Eynişteyn nəzəriyyəsində 2 dəfə çoxdur. Günəşin təsirinin maksimal qravitasion radiusu Yerdən Günəşə qədər olan məsafədən 2660 dəfə çoxdur. Çoxölçülü fəza nəzəriyyəsi 2660 astronomik vahidə bərabər olan Günəş sisteminin sərhədlərini dəqiq təyin edir.
Günəş sisteminin sərhədlərində yavaş-yavaş nəhəng potensial çuxur əmələ gəlir ki, bu da kometlər üçün sığınacaq yeri olur. Potensial çuxurdan çıxmaq və Günəşə doğru hərəkətə başlamaq üçün komet digər kosmik cisimlərin hiddətli hərəkətləri zamanı lazımi miqdarda kinetik enerji əldə etməlidir.
Sərbəst kosmik cisimlərin hərəkəti genişlənməkdə olan kainatın hərəkəti ilə uyğunlaşmağa can atır. Məsafə nə qədər çox olsa, kosmik obyektin sürəti fəzanın hərəkət sürətindən bir o qədər az fərqlənir. Əgər kosmik obyektin sürəti genişlənən fəzanın sürətindən çox olarsa onda belə kosmik obyekt öz sürərini zəiflətmiş olur.
İlk dəfə olaraq sürətin azaldılması halı 1972-ci il 2 mart tarixində kosmosa yollanmış planetlərarası zond “Pioner-10”-un hərəkətini müşahidə edərkən aşkar olmuşdur. Tədqiqat proqramını tamamladıqdan sonra zond Günəş sistemi sərhədlərinə çıxmış, lakin 30 il əlaqədə qalmışdır. Bu hadisələrin gedişi zamanı təyin olunmuşdur ki, Günəşə doğru getdikcə bu planetlərarası zondun sürəti 8X10-10m/s2 qədər azalır. Bizim tərəfimizdən aşkar olunmuş kainatın saniyədə 8,38X10-10 – a bərabər olan genişlənmə sürəti kosmik zondun sürətinin azalması səbəbini izah etməyə imkan vermişdir. Zond kainat modelində kürədə öz vəziyyətini dəyişməz saxlamağa cəhd edir.
Dostları ilə paylaş: |