Kirish i-bob. Kosmologiya haqida umumiy ma’lumotlar

1.3-§ Relyativistik kosmologiya.
Ma’lumki, nisbiylik nazariyasi katta masalalarning mavjudligi fazo va vaqt xususiyatlariga ta’sir ko’rsatishi xulosasiga olib keladi. Bizga ma’lum bo’lgan Yevklid fazosi xususiyatlari katta masalalar oldida o’zgaradi, iborali qilib aytganda, katta masalalar yaqinida fazo egrilanadi. Masalan: fazoning egrilanishi natijasida nur Quyosh yaqinida 2'' ga egrilanadi, uni Quyoshning to’la tutilishi vaqtida, Quyosh yaqinidagi yulduzlarning vaziyatini kuzatishda o’lchash mumkin.
Barcha galaktikalar to’dalari gravitatsion ta’sirning yig’indisi bir butun koinotning egrilanishini hosil qilishi mumkin. Qayd qilish lozimki, nisbiylik nazariyasi qonunlari asosida, masalaning ixtiyoriy taqsimlanishida fazo va vaqt xususiyatlarini aniqlash masalasi juda murakkabdir.
Hozirgi zamon relyativistik kosmologiya fani A.A. Fridman ishlaridan boshlangan, u muhitni birjinsli va izotrop deb hisoblab, koinot nostatsionar bo’lishli, u doimo kengayishi yoki siqilishi kerakligini isbotladi. Mos ravishda muhitning o’rtacha zichligi ham o’zgarib turishi kerak. Relyativistik kosmologiyada ham koinotning nostatsionarligi huddi klassik fizikadagidek, cheksiz kengayuvchi yoki siqilishi bilan almashuvchi harakatdan iboratdir. Relyativistik mexanikada aniqlangan kritik zichlikning qiymati (1.5) formula yordamida aniqlangan qiymatiga to’g’ri keladi. Relyativistik mexanikaning klassik mexanikadan farqi, undan fazoning egrilanishi kelib chiqishidir. Kritik qiymatga teng o’rtacha zichlikda, kengayishni tezligi cheksiz nolga yaqinlashadi, fazoning egriligi nolga tengdir va Yevklidli geometriya xususiyatlariga egadir. Boshqa barcha hollarda fazoning geometriyasi noyevkliddir. Kritik qiymatdan kichik zichliklarda fazoning egrilanishi manfiy, katta zichliklarda esa musbatdir. Mos ravishda birinchi holda koinot hamma vaqt kengayadi, ikkinchi holda kengayish biror asrda siqilishga almashadi. Ikkinchi holda noyevklid geometriya kuchi asosida fazo chekli bo’lishi kerak, ya`ni har qanday vaqt momentida chekli hajmga va chekli massaga ega bo’lishi kerak, ammo koinotning chegarasi bo’lmasligi kerak.
Bunday chegaralangan uch o’lchamli fazoning modeli bo’lib, kengayuvchi sfera sirti xizmat qiladi. Bunday modelda, galaktikalar tekis chizilgan figuralar orqali, tasvirlanadi. Sfera yuzining cho’zilishida, uning sathi va undagi figuralar orasidagi masofa oshadi. Bunday sfera cheksiz kengaysa ham uning sathi istalgan vaqtda chekli bo’lishi mumkin, bunday ikki o’lchamli fazoda chegara mavjud emasdir.
Relyativistik kosmologiyada masshtabli faktor R(t) ning xususiyatlari (1.2), (1.3) formulalar yordamida aniqlanuvchi kattaliklar bilan aniqlanadi.