Модели стандартии эволютсияи Олам ва консепсияи таркиши бузург

Дар ҳама давру замон одамонро сирру асрори пайдоиши Олам, осмони ситоразор, Офтобу Замин, сабабҳои ивазшавии фаслҳои сол, шабу рӯз ва ғайра ба худ ҷалб менамуданд. Бино бар он, аз қадимулайём, аз замонҳое ки донишҳо оид ба ҳодисаҳои табиат асоси илмӣ (ба маънои имрӯзааш) надоштанд, дар байни мардум ақидаҳои гуногуни асотирӣ, ё худ афсонавӣ оид ба ин масъалаҳо мавҷуд буданд. Ақидаҳои динӣ бошанд пайдоиши Оламу ҷирмҳои осмонӣ ва ҳодисаҳои табиатро амру хости худованд баён менамоянд.

Бо пайдоиши донишҳои илмӣ тасаввуротҳои пештара оид ба масъалаҳои зикршударо фикру ақидаҳо ва тахминҳои илмӣ иваз мекунанд. Пайдоиш ва эволютсияи Оламро қисми махсуси астрономия – космология меомӯзад.
Космология, ё худ кайҳоншиносӣ Оламро ҳамчун системаи ягонаву яклухт меомӯзад ва ҳадафи асосии он муқаррар намудани қонуниятҳои пайдоиш ва эволютсияи ин система мебошад. Хулосаҳои ин омӯзиш, ки моделҳои космологии Олам номида мешаванд, ба қонунҳои физикӣ, маълумотҳои астрономӣ ва принсипҳои фалсафӣ асос ёфтаанд. Яке аз принсипҳои муҳимтарини фалсафии кайҳоншиносӣ нуқтаи назарест, ки мувофиқи он қонунҳои физикии дар ягон қисми маҳдуди Олам (масалан, дар рӯи Замин) муқаррар гардида, дар соҳаҳои хеле васеътари он ва, умуман, дар тамоми Олам амалкунанда ҳисобида мешаванд. Принсипи дуюми фалсафӣ талаб менамояд, ки натиҷаи мушоҳидаҳои астрономии ягон қитъаи Олам барои қитъаҳои дигари он низ татбиқ карда мешаванд. Мувофиқи принсипи сеюми фалсафӣ танҳо он хулосаҳо ҳақиқӣ ҳисобида мешаванд, ки ба имконияти мавҷудияти худи мушоҳидакунанда мухолифат накунад. Масалан, мувофиқи принсипи якум тахмин карда мешавад, ки қонуни ҷозибаи умумиолами Нютон на танҳо барои ҳодисаҳои рӯи заминӣ ва ё системаи офтобӣ, балки барои ҳодисаҳои қитъаҳои дигари Олам низ татбиқшавандааст. Танҳо бо назардошти ин принсипҳо космология таълимоти илмӣ ҳисобида мешавад.

Тавре қайд намудем, ҳодисаҳои космологӣ моделҳои пайдоиш ва эволютсияи Олам номида мешаванд. Саволе ба миён меояд, ки «Чаро модел?». Сабаб дар он аст, ки мувофиқи принсипи асосии табиатшиносии муосир танҳо он хулосаҳои илмӣ ҳақиқӣ ва аслӣ ҳисобида мешаванд, ки исботи таҷрибавӣ дошта бошанд. Яъне танҳо ва танҳо таҷриба меъёри ҳақиқати илмӣ ҳисобида мешавад. Вале аксари мушоҳидаҳои астрономиро дар таҷриба такрор кардан ғайриимкон аст. Бино бар он хулосаҳои ин мушоҳидаҳоро қонун гуфтан хатост ва онро модел, ё худ яке аз маънидодҳои имконпазир меноманд.

Моделҳои космологии ҳар давру замони таърихӣ вобаста аз он, ки ба кадом принсипҳову қонунҳои физикӣ асос ёфтаанд, аз якдигар хеле ва хеле фарқ мекунанд. Тасаввуротҳои космологии аввалин, ки дар замонҳои қадимтарин пайдо шудаанд, ғайриилмӣ ва соддалавҳона буданд. Вале бо мурури замон, дар баробари инкишофи илмҳои мухталиф, аз ҷумла табиатшиносӣ, тасаввуротҳои космологӣ низ инкишоф ёфта, заминаҳои илмӣ пайдо мекунанд. Пайдоиши космологияи муосир бо бунёди назарияи нисбияти Эйнштейн, астрофизикаи релятивӣ ва механикаи квантӣ робитаи ногусастанӣ дорад.

Яке аз моделҳои дар космологияи муосир эътироф шуда модели Олами васеъшавандаи якҷинса, изотропӣ, ғайристатсионарӣ ва тафсон мебошад, ки дар асоси назарияи умумии нисбият ва назарияи ҷозибаи релятивии Эйнштейн пешниҳод шудааст. Якҷинса ва изотропӣ будани Олам маънои онро дорад, ки хосиятҳои Олам, мувофиқан, дар тамоми нуқтаҳои он ва дар ҳама самтҳо якхелаанд. Ғайристатсионарии Олам бошад аз вақт вобаста будани хосиятҳои онро нишон медиҳад.

Соли 1916 А. Эйнштейн ҳалли статсионарии (аз вақт новобастаи) муодилаҳои назарияи умумии нисбиятро ёфта, модели статсионарии эволютсияи Оламро пешниҳод кард. Физик ва математики рус Александр Фридман соли 1922 ҳалли ғайристатсионарии муодилаҳои Эйнштейнро пешниҳод намуда, бо роҳи назариявӣ исбот намуд, ки олами бо моддаи ҷазбшаванда пуршуда статсионарӣ буда наметавонад ва бояд ба таври даврӣ васеъ ва фишурда шавад. Дар аввалҳо Эйнштейн ин натиҷаи илмии Фридманро инкор кард, вале соли 1923 вай иқрор шуд, ки хулосаҳои Фридман комилан дурустанд. Дере нагузашта олими амрикоӣ Эдвин Хаббл ҳодисаи «эффекти ҷойивазкунии сурх» номидашавандаро такроран кашф ва маънидод намуд, ки он тасдиқи таҷрибавии ақидаҳои А. Фридман мебошад. Мувофиқи ин натиҷаҳои назариявӣ ва таҷрибавӣ ба хулоса омадан мумкин аст, ки Олам васеъшаванда аст. Вале агар Олам васеъшаванда бошад, пас вай бояд ибтидо дошта бошад. Онгоҳ саволҳое ба миён меоянд, ки Олам дар ибтидо дар кадом ҳолат буд, аз ибтидо то имрӯз чанд вақт гузаштааст, ояндаи Олам чӣ гуна хоҳад буд ва ҳоказо.

Солҳои 40 – уми асри 20 физики амрикоӣ Георгий Гамов дар асоси натиҷаҳои назариявӣ ва таҷрибавии зикршуда модели стандартии Оламро пешниҳод намуд. Мувофиқи ин модел Олам дар ибтидо нуқтаеро мемонад, ки зичии беандоза калон (ρ ~ 1094 г/см3) ва ҳарорати ниҳоят баланд (Т > 1015 0С) дорад. Мувофиқи принсипҳои физикӣ чунин ҳолати система мутлақо ноустувор аст ва система бояд аз ин ҳолат раҳо ёбад. Роҳи ягонаи баромадан аз ин ҳолати ноустуворӣ таркиш аст. Аз ин рӯ, хулосаҳои модели мазкурро консепсияи таркиши бузург низ мегӯянд ва лаҳзаи ибтидоии ин таркишро ибтидои эволютсияи Олам меҳисобанд. Фарз карда мешавад, ки ин таркиш тақрибан 15 – 20 миллиард сол пеш ба амал омада, дар натиҷаи он Олам аввал бо суръати баланд ва минбаъд оҳистатар васеъ ва хунук мешавад. Аз рӯи дараҷаи васеъшавӣ олимон оид ба ҳолати материя дар давраҳои гуногуни васеъшавӣ хулосаҳо мебароранд.

Тахмин карда мешавад, ки ҳамагӣ пас аз 0,01 сонияи баъди таркиш зичии материя то 1014 г/см3 ва ҳарорат то 109 0С кам мешавад. Дар ин вазъият дар Олами васеъшаванда бояд фотонҳо, электронҳо, позитронҳо, нейтронҳо, антинейтронҳо ва миқдори камтари нуклонҳои сабук (ядрои атоми ҳидроген ва гелий) мавҷуд бошанд. Дар айни замон ба амал омадани табдилёбиҳои аннигилятсия ва тавлиди ҷуфти зарра ва антизарра аз рӯи нақшаи е– + е+ →← γ + γ аз эҳтимол дур набуд. Боз эҳтимол меравад, ки пас аз 3 дақиқаи баъди таркиш аз нуклонҳо ва электронҳои мавҷуда атомҳои сабуктарини ҳидроген ва гелий ба вуҷуд омада, Олам аз омехтаи ин газҳо пур мешавад.

Эволютсияи минбаъдаи Олам, ки дар ҷараёни он ситораҳо, ҷирмҳои дигари кайҳонӣ ва системаи онҳо пайдо мешаванд, дар мавзӯи оянда муҳокима карда мешавад (нигар мавзӯи 6.). Ҳоло бошад ба муҳокимаи кашфиётҳое шурӯъ менамоем, ки боэътимодии модели стандартиро нишон медиҳад ва аз он хулосаҳои аз назари илмӣ боварибахш ҳосил мешаванд.