Жойқын жарылыс

Жойқын жарылыс () —  Әлемнің бұдан 13.7 миллиард жыл бұрын жойқын ғарыштық жарылыс нәтижесінде пайда болғанын және өзгеріп бүгінге жеткенін сипаттайтын ортақ космологиялық модель.. Бұл модель қазіргі ғылыми зерттеу мен өлшеулер арқылы белгілі бір деңгейге дейін расталып отыр. Космологтар дәріптейтін бұл теория бойынша, әлем бұрын шекті уақыттың алдында айрықша тығыз, ерекше жоғары температураға ие алғашқы күйден өзгеріп келген. 2013 жылғы Планк спутнигі қол жеткізген ең жоғары өлшеулер арқылы аталмыш жойқын жарылыс бұдан 13.798 (± 0.37) миллиард жыл бұрын болған көрінеді.
 Бұл теорияның тарихы 
Жойқын жарылыс теориясы моделі Эйнштейннің Жалпы салыстырмалылық теориясын негіз етіп, өріс теңдеулері шешімін (мысалы кеңістіктің біркелкілігі мен біртұтастығы) табуды біршама жеңілдетті.

1922 жылы Кеңес Одағының космологі және математигі  Александр Фридман Эйнштейннің Жалпы салыстырмалылық теориясын пайдаланып ағынды денелерді зерттеп, осы моделдің өріс теңдеуін ұсынды.

1927 жылы Бельгиялық физик, діни қызметкер Жорж Леметр өз еңбегінде кеңейген әлем өз бастауын алғашқы нүктедегі жарылысқа апарып тірейтіні сөзсіз деп есептеп, Жойқын жарылыс моделі мен Тұрақты күй моделін салыстырып, алдыңғысының шындыққа тіпті де жақын екеніне көптеген практикалық дәлелдер келтірді.Lemaître, G. (1927). "Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques". Annals of the Scientific Society of Brussels 47A: 41. (French) (Translated in: "http://adsabs.harvard.edu/abs/1931MNRAS..91..483L A Homogeneous Universe of Constant Mass and Growing Radius Accounting for the Radial Velocity of Extragalactic Nebulae]". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 91: 483–490. 1931. Expansion of the universe,Lemaître) 
Lemaître, G. (1931). "The Evolution of the Universe: Discussion". Nature 128: 699–701. doi: 10.1038/128704a0. Оның тұжырымы Фридман теңдеуі мәнімен бірдей болғандықтан, біртұтас Фридман — Леметр — Робертсон — Уокер метрикасы деп аталды. Аталған теңдеу былай көрсетіледі:

Мұнда R (Т) ғарыштық масштаб коэффициентін көрсетеді.

 k=1 -ге тең болғанда үш өлшемді кеңістік сфералды болады, оның жалпы көлемі шектеулі болып, мәні 2R(t) тең.
 K = -1 -ге тең болғанда үш өлшемді кеңістік гиперболалық кеңістік болады және жалпы көлемі шексіз.
 К= 0 -ге тең болғанда үш өлшемді кеңістік тегіс болып, жалпы көлемі шексіз болады.

1929 жылы АҚШ ғалымы Эдвин Хаббл астрономиялық күзетулер мен есептеулер арқылы жер шарынан алыс жұлдыздар мен галактикалар үздіксіз алыстап, қызарып жатқанын байқады және осы негізде Кеңейген әлем түсінігін туғызды.
Бұл теория ғалымдар, әсіресе, физиктер арасында кеңінен таралып E. Britannica/big-bang-model,  қазіргі әлемнің басталу тарихы бар деп қабылданды.

 Δz=Δλ / λ =Hr / c (Хаббл заңы)

Хабблдың есептеулері арқылы, ең алыс галактикалар мен үйіржұлдыздар біздің бақылауымыз тұрғысынан бізден алыстап бара жатыр, олардың бергісіне қарағанда арғысының алыстау жылдамдығы тіпті де зор екен. Демек бұл барша нәрсе бір-бірінен өзара алыстап, әлем кеңейіп бара жатқанын көрсетеді. Егер ғарыштағы жұлдыздар мен галактикалар бір-бірінен алыстап, әлем ұлғайып бара жатқан болса, онда олар кезінде бір-біріне өте жақын болғанын көрсетеді. Физиктер бұдан ары ғылыми қорытынды жасап, онда әлем ең алғашқы сәтте өте тығыз және өте шағын болған деген қорытынды шығаруға болады. Бөлшектік ірі үдеткіштер арқылы жүргізілген ғылыми тәжірибелер бұл теорияны растай түсті. Дегенмен, қазіргі технологияның шектемесінен, әсіресе Ірі үдеткіштердің мүмкіндігі әлі де шекті болғандықтан, әлем кеңеюінің алғашқы сәтін тіке/жанама тәсілмен айқын түсіндіру әлі де қиын болып тұр. Жойқын жарылыс теориясы әлемнің алғашқы кезеңі туралы әлі ештеңені нақты түсіндіре алмайды, оның бар мүмкіндігі сол алғашқы кезеңнен кейінгі өзгерістерді жорамалға негізделген күйде түсіндірумен ғана шектеледі.

Қазіргі өлшеулер мен есептеулер бойынша, ғарышта Жеңіл элементтер айрықша мол екені анықталды. Жойқын жарылыс теориясында айтылатын ғарыштың алғашқы тез кеңеюі (жарылысы) мен біртіндеп суу барысында алғашқы бірнеше минутта термоядролық реакциядан осы Жеңіл элементтердің мол қоры қалыптасқаны анық. Сандық және сапалық анықтау бойынша, жеңіл элементтердің молдығы алғашқы сол жарылыста пайда болған жеңіл элементтердің мөлшері мен сипатына сай келеді.

 Аталуы 
Бастапқы кезде Жойқын жарылыс теориясы «Динамикалық эволюцияланған үлгі» деп аталған. Big Bang сөзін ең алғаш Британия астрономы Фред Хойл қолданған болатын. Бір қызығы, Хойл әлемді түсіндіретін теориялар ішінде осы Жойқын жарылыс теориясына қарсы шығып, материяның "үздіксіз туу" гипотезасын ұстанып, тұрақты күй теориясын жақтаған екен. Ол, 1949 жылы наурызда BBC радиосының бір  бағдарламасына қатысып, «Заттардың табиғаты» деген дәріс оқу барысында Леметр секілді кісілердің моделін сынап, "the Big Bang theory" — "Жойқын жарылыс теориясы" деген сөзді қолданған. Хойл осы теорияны мұқатып осылай атаған деушілер көп болғанымен,  Хойлдың өзі кейінірек "Бұлай атауда еш мазақтау мәні жоқ, тек бұл екі түрлі теорияны өзара ажырату үшін осылай атадым" деп ақталған болатын. Хойл кейін Жұлдыз өзегіндегі термоядролық реакция туралы зерттеулері арқылы ғылымға үлкен үлес қосты. Дәл сол жұлдыз өзегіндегі термоядролық реакциялар арқылы жеңіл элементтерден (Сутегі, Гелий) басқа ауыр элементтер (темір қатарлылар) жасалу барысы айқындалды. Басқа тілдерге бұл теория ағылшын тіліндегі "Big Bang" сөзі арқылы аударылып жалпыласты. Қазақ тілінде бұл сөзді "Үлкен Жарылыс" деп аудару біршама жиі кездеседі. Бірақ біз аталған жарылыстың жай мағынадағы "үлкен" ғана еместігін ескеріп, "Жойқын жарылыс" деп атауды жөн санадық. Дегенмен, бұл соңғы шешім емес, тегі қалай атау мәселесі қазақ тілінде шындап бірлікке келген деп айту қиын. Бұл туралы әлі де іргелі ізденіс керек.

Бір айта кетерлігі, 1964 жылы  Ғарыш микротолқынды фонының  (CMB) анықталуы Жойқын жарылыстың болғанына үлкен бір дәлел болды. Әсіресе оның спектрін есептеп, сол арқылы қара дененің сәуле қисығы айқындалған соң, ғалымдардың көбі Жойқын жарылыс теориясына сене бастады.

 Жойқын Жарылыс Теориясының жалпы жүйесі 
Жойқын Жарылыс теориясы осы ғаламның қалай пайда болғаны туралы аса маңызды сұраққа аса материалды, ғылыми және нанымды жауап беретін теория.

Қазіргі зерттеулерге сәйкес, ғаламда 100 млрд.-тан астам галактика бар. Солардың бар болғаны, 10%-на жуығы материялық объектілерден тұрса, қалған 90%-ы – қап-қараңғы кеңістік.

О баста Жойқын Жарылыс идеясы – астрономдардың ғаламның қалай пайда болғанын түсіндіру талпынысынан шыққан болатын. Неге екені түсініксіз, бірақ, бұл идеямен танысқан сайын алынған жауаптардан гөрі туындайтын сұрақтар көбейді. Десек те, ғаламның тарихы туралы ең сенімді әрі орныққан идея – осы.

Жойқын Жарылыс Теориясына сәйкес, оқиға шамамен 14 млрд жыл бұрын болды. Барлығы космологиялық сингулярлықтан басталады. Ғалам атомдар сияқты өте ұсақ бөлшектерден тұратын, диаметрі бірнеше миллиметр ғана болатын өте ұсақ материялдық объект ретінде ғана бар болатын. Ондағы температура бірнеше мыңдаған градустарға дейін жоғары, өте тығыз болатын. Шексіз ауыр массасы, сәйкесінше, шексіз гравитациялық күшке де ие болды. Міне, осы – сингуляр нүкте болатын. Уақыт та, кеңістік те жоқ болды. Тек сингуляр нүкте болды.

Ғалымдардың айтуынша, объекттің ыстық болғаны соншалықты, белгілі бір уақытта өте үлкен жарылыс орын алды. Бұл үлкен ғана емес, жойқын жарылыс болатын.

Жарылыстың бірінші секунды өтпей-ақ, космос 1050 есе кеңейіп үлгерді. Сосын, кеңею жылдамдығы азая бастады, бірақ, әлі алғашқы секунд басталған жоқ. Жарылыс болған алғашқы сәттерде Ғалам үлкен температурада «қайнады». Сосын, бірден суи бастады, бірінші секунд әлі де басталған жоқ болатын.

Кейбір ғалымдар, бұл процесті сингуляр нүктенің кеңеюі деп те түсінідіреді. Неде болса, бір нәрсе анық – ғалам әлі күнге дейін кеңейіп келеді. Шексіздікке қарай. Біз ғалам хронологиясының кезекті нүктесінде тұрмыз.

Шамамен, Жарылыстан соң 3 минут өткенде, өте ыстық тұмандықтар пайда болды. Тек, 300 мың жылдан соң ғана космостағы температура 1000°С-қа дейін төмендеді.

Жарылыстан соң, араға 1 млрд жыл салып температура -200°С-қа төмендеді. Және алып тұмандықтар пайда бола бастады. Кейін олардың бойынан жаңа галактикалар қалыптасты, әр галактикада жаңа жұлдыздар пайда бола бастады. Бұл процестердің бәрі – сингуляр нүктенің жарылуынан кейінгі ұсақ мөлшердегі бөлшектердің тартылуы мен әрекеттесулерінің есебінен жүріп жатты.

Жойқын Жарылыс Теориясына сәйкес, әрбір галактиканың өзегінде үлкен гравитация күшіне ие «Қара құрдым» орналасқан. 
Біздің ортақ мекеніміз – Жер шары – «Құс жолы» деп аталатын галактикада жайғасқан. «Құс Жолының» немесе өзге де галактикалардың бір-бірінен алшақтауы – кеңеюдің әлі де жүріп жатқаны анық. Бұл кеңеюден бөлек, Жарылыстың болғанын жарылыс толқындары да дәлелдей түседі. Біздің Ғалам сағат сайын барлық бағыт бойынша миллиардтаған шақырымға кеңеюде, яғни біз кеңейген ғаламда жасап жатырмыз.

Әрине, бұл кеңею де мәңгі емес. Циклдік ғалам моделі бойынша, ерте ме, кеш пе, жарық толқындарының әсерінен Ғалам кеңеюін тоқтатады.

Бұл – Қара Құрдым гравитация қуатын жоғалтады деген сөз емес. Яғни, Қара Құрдымдардың тартылысы күшейген сайын, айналасындағы барлық материяларды «жұтып ала» береді. Осының есебінен, Ғалам бастапқыдағыдай температурасы өте жоғары, шексіз ауыр массалы тығыз материялық объектке айналғанша, бұл үдеріс жалғаса беруі мүмкін. 

Арадан ұзақ уақыт өтіп, тығыздалған бөлшектер бір мезетте жарылады. Бәрі бастапқыдағыдай қайталанады. Бұл әдетте Жойқын серпіліс деп аталады.

Бұл тарихтың тағы қанша мәрте қайталанатыны біз үшін құпия болып қала береді. Өйткені біз соның бір қайталанысында, бір серпілісінде ғана өмір сүреміз.

 Жарылыс барысы 
Шар тәрізді шоғырлардағы ең кәрі жұлдыздардың химиялық құрамы әлемге 13-15 млрд жыл болғанын көрсетті. Аспан денелері мен олардың жүйелерінің эволюциялық өзгерісіне тұрақсыз құбылыстар және жарылыс процестері негізгі себепші болған.

Бұдан 15 млрд жылдай бұрын алапат жарылыс біздің әлемді жасады. Уақыт-кеңістікті, барлық материяны және қоршаған энергияны тудырған "Жойқын жарылыс" деп аталған табиғат өзгерісінен кейін барлық әлем пайда болды деп айту дұрыс емес пікір.

Әлем ерекше тез кеңею сатысын басынан өткізді. Кеңістік орасан зор мөлшерде энергия бөліп шығара отырып, өзінен өзі кеңейе берді. Осы сәтте Әлем пайда болды.Тұяқбаев С.Т., Кронгарт Б.Ф. Физика. Жалпы білім беретін мектептің 11-сыныбына арналған оқулық. Алматы: "Мектеп" баспасы, 2011. - 367 б.ISBN 9965-33-206-1.
Тағы қараңыз
 Жойқын сығылу - Әлемнің түпкілікті тағдырына арналған теориялық сценарий
 Жойқын сөгілу - Кеңеюдің экспоненталық өсу жылдамдығына негізделген космологиялық модель
 Жойқын мұздау
 Мәңгілік қайталаным - Әлем және барлық тіршілік үнемі қайталанып отырады деген теория
 Кванттық айналым космологиясы - Кванттық айналым гравитациясының шекті, симметриялы кішірейтілген моделі
 Кванттық айналым гравитациясы - Кванттық гравитация теориясы, кванттық механика мен жалпы салыстырмалықтың бірлігі
 Ғаламатжұлдыз - өз эволюциясының соңғы кезінде жарылып кеткен жұлдыз
 Циклдік ғалам моделі
 Қара құрдым
 Жойқын серпіліс

 Дереккөздер 

 Сыртқы сілтемелер 

 «Ғаламшар. Жойқын жарылыс» (). Фильм Discovery Science
 «Ғылым көзқарасы: Жойқын жарылыс» (). Фильм Мелисы Акдоган, National Geographic, 2009
 «Ғылым және техника. Жаңа Жойқын жарылыс» (). Фильм Discovery, 2009
 Үлкен жарылыс парадокстары
 «Жойқын жарылысқа дейін не болған?» (). Фильм BBC Two: Horizon, 2011

Санат:Космология
Санат:Астрономия
Санат:Шоқжұлдыздар
Санат:Жұлдыздар
Санат:Физикалық космология