Kirish i-bob. Kosmologiya haqida umumiy ma’lumotlar

Metagalaktikaning boshlanishi

Yuqorida qayd qilinganimizdek skalyar zarralarning maydoni vakum holati bilan ifodalanishi kerak. Bunday sistemalar shunday holatga mos keladi-ki, unda umuman real skalyar zarralar bo’lmaydi. Nazariyaning doirasida fizik vakum energiya zichligi qiymati _{ vak} ni aniq yechish mumkin bo’lmay faqatgina uning o’lchamliligiga bog’liq holda qiymatini baholash mumkin. Masalan, _{ vak} unversial doimiylar h, c va G qiymatlari bilan aniqlanadi,deb qiymatini baholash mumkin. _{ vak }c⁷/G²_{ }h _{ }10¹⁵ erg/sm³. Bunday kattalik hatto kosmik masshtabda ham juda katta kattalikdir. Baxo-lashlarga ko’ra butun Metagalaktikada 10⁸⁰ erg energiya taqsimlangan. Unversial kattaliklardan tashqari elementar zarralar massasidan foydalanib _{ vak} ning qiymatini baxolash mumkin. Elementar zarralar tipik massasi bu eletron massasidir. Osongina ko’rsatish mumkin-ki, _{ vak }m⁴c⁵/h³_{ }10³⁸erg/sm³ bo’lib, kosmologik masshtabga yaqin bo’lib,kuzatiladigan chegaradan yetarlicha kattadir, ya’ni, _{ vak; e }10^-8erg/sm³. Bundan ko’rinib turibdiki, fizik vakumning energiyasining ekspermental qiymati kutiladigan qiymatidan kichikdir. Shuning uchun yuqorida kichik t larda fizik vakumning katta tuzulishini vakumni qo’zg’alishi singari tushinish mumkin bo’lib, bu kattalikni keskin o’zgarishiga olib keladi. Bunday o’tishning ilyustrassiysi 2-rasmda ko’rsatilgan. Bu rasmda _{ vak} –ning qiymati o’tishdan oldin va keyin ko’rsatilgan.
Savol yug’iladi fizik vakumdagi fazaviy o’tishda energiya qayerga o’tadi. Qayd qilish mumkin-ki, bunday energiya Metagalaktikaning kengayishiga va yangi zarralarni paydo bo’lishiga sarflanadi, lekin skalyar vakumning o’ziga xos xususiyatlari Fridman modelini yuqorida qayd etilgan qiyinchiliklarni kengaytiradi.
Skalyar zarrachalar vakumi o’ziga xos xususiyatlarga ega bo’ladi [12]. Unda energiya zichligi qancha katta bo’lsa, u o’zida shuncha ko’p yangi zarrachalarni tortishga intiladi. Fizik vakumning bunday xususiyati odatiy tasavvurlarga qarshidir. Masalan, gazni siqsak, uning bosimi va zichligi oshadi va gaz aksincha yangi zarralarni itarib chiqarishga intiladi.

Rasm-2 Fizik vakum energiyasini kosmologik vaqt t-ga bog’lanishi.

Fizik vakumning ko’rinmasligining asosiy sababi shundadir. Fizik vakum unda mavjud bo’lgan zarralarni erkinlikga qo’yib yubormaydi.

Matematik tilda fizik vakumning bunday hususiyati (loboratoriya sharoitida) p=-_{ } holat tenglamasi bilan ifodalanadi. Yuqorida qayd etganimizdek de-Sitter modelidan huddi shunday holat tenglamasi kelib chiqadi. Shuning uchun de-Sitter modelidan foydalansak Metagalaktika fizik vakumda rivojlanishi kerak. Avval Metagalaktika rivojlanishi de-sittar modeli bo’yicha almashtiriladi deb olish Fridman modelini muammolarini yo’qotadi. Haqiqatdan ham Metagalaktika radiusi de-Sitter modeli doirasida eksponensial ravishda (e^Ht) o’zgaradi, bu esa singulyarlikni yo’qotadi. Ikkinchi tomondan, tez eksponensial kengayish (baxolashlarga ko’ra de-Sitter modeliga asosan Metagalaktika radiusi 10⁸⁰⁰ sm ga oshadi) birlamchi Metagalaktikaning hajmi hozirgisidan ko’p tartibda katta bo’lgan ekanligini ko’rsatadi. U holda garizont prablemasi ham hal etiladi: de-sittar modeli doirasida kengayish nihoyat darajada amalga oshadi, shuning uchun hozirgi zamon erasida garizont o’lchami kattaligi Metagalaktika o’lchamiga mos keladi. Kengayish boshlanishida esa u garizont Metagalaktikadan ancha katta bo’lib, shuning uchun Metagalaktikaning barcha oblastlari o’zaro sababli bog’lanishda bo’ladi.
Boshqacha qilib aytganda hozirgi vaqtda garizont qiymati uzoq oldingi vaqtlarga yaqin bo’lgan oblastlargacha borib yetadi. Bunday xususiyat de- Sitter modeliga asoslangan kosmologiya xususiyatidir.
Bundan tashqari Metagalaktika kengayishi boshlang’ich stadiyasini de-Sitter modeli bilan ifodalash yana energetik muammoni ham hal etish mumkin.



Rasm-3 Metagalaktikaning de-Sitter rivojlanishi stadiyasidan Fridman rivojlanish stadiyasiga o’tishni ko’rsatuvchi sxema.

Metagalaktikaning hech nimadan paydo bo’lishi bu noto’g’ridir. Metagalaktikaning rivojlanishining ikki stadiyasida fizik vakumni kiritilishi kosmologiyaning asosiy muammolarini hal etishi mumkin.

3-rasm fizik vakumda de-Sitter rivojlanish stadiyasidan Fridman rivojlanish stadiyasiga o’tishda fazaviy o’tishni ilyustrassiyasidir. Qayd qilish kerak-ki, bunday fazaviy o’tish ilyustrassiyasi oddiy lekin yagona emas. Metagalaktika boshlang’ich rivojlanishida bir nechta skachoklarni o’tgan bo’lishi ehtimoldan holi emas. Fizik vakum nazaeiyasi va gravitassiya nazariyasi hali bunday savollarga absalyut aniq javob berish holatida emas. Metagalaktika boshlang’ich paytlarida qanday bo’lganligi noma’lum.