Evrenin en karanlık çağı, insan bilincinin boşluğu, evrenin tarihi
([Evrenin Doğuşu Günlüğü] çok fazla içeriğe sahip, onu serileştirilmiş bir şekilde tanıtacağız. Bu ikinci sayı. Daha uzun. Hepsini bir kerede okuyamıyorsanız, toplamanız ve okumanız önerilir. Bu makaleyi okuduğunuz için teşekkür ederiz!)
"Başlangıçta, Tanrı göğü ve yeri yarattı. Yeryüzü boşluk ve kaostur, uçurum karanlıktır ve Tanrı'nın ruhu su üzerinde koşar. Tanrı şöyle dedi:" Işık olsun. "Öyleyse ışık var."
Bu, "İncil Genesis" in açılış bölümüdür ve teolojiden gelmesine rağmen, yine de bilime ilham verebilir. En azından teoloji ve bilim şu noktada fikir birliğine varmıştır: Işık, evrendeki en önemli "unsur" dur.
En erken ışığı arıyorum
Bilim adamları her zaman kendilerini evrendeki ilk ışığı, "Tanrı'nın yarattığı ilk ışığı" bulmaya adamışlardır. Hubble aracılığıyla, 13.3 milyar ışıkyılı uzaklıkta, 13.3 milyar yıl önceki galaksiler gördük Bu, gördüğümüz en uzak ve en eski galaksidir.
Bu 13,3 milyar ışıkyılı uzaklık nasıl ortaya çıktı? Aslında bunu "Bilim mantıklı" dizisinde tanıttık ve bugün yine bahsedeceğiz, gök cisimlerinin kırmızıya kayması. Basitçe söylemek gerekirse, bu Doppler etkisidir. Gök cisimlerinden dünyaya gelen ışık esasen elektromanyetik dalgalardır. Dalga kaynağı bizden uzakta olduğu için, dalga boyu uzar ve kırmızıya kayma olan kırmızımsı bir spektrumla sonuçlanır. Kırmızıya kayma değeri z aracılığıyla (hesaplama yöntemi aşağıdaki gibidir, burada gözlenen dalga boyu, 0 orijinal dalga boyu; f gözlenen frekans, f0 orijinal frekanstır), bu gök cisimlerinin uzaklıkları elde edilebilir.
Z = 0, = 0, yani bu noktanın ayaklarımızın altında olduğunu bilmek kolaydır, bu yüzden bize olan mesafenin de 0'dır. Açıkça söylemek gerekirse, bu dünya veya güneş sistemidir (hatta Samanyolu). Bu kırmızıya kayma değerini kullanarak bilim adamları, galaksinin uzaklığının 13,3 milyar ışık yılı olduğunu hesapladılar.
Bilim adamlarının mevcut araştırmalarına göre, evrenin yaşı şu şekilde kabul ediliyor: 13,82 milyar yıl . Başka bir deyişle, bu galaksiden önce, evren yaklaşık 520 milyon yıl yaşamıştır.
Öyleyse, teleskop gözlem teknolojisini geliştirmeye ve evreni daha uzun süre önce gözlemlemeye devam edebilir miyiz?
Çok zor. Belki olabilir, ama bir sınır olacak. Yani belli bir çağda, ne kadar büyük bir teleskop kullanırsak kullanalım, devrim niteliğinde bir teknolojik gelişme olmadığı sürece o zaman evreni göremeyeceğiz.
Elbette bu, mesafe ne kadar uzaksa o kadar zor görünür. Üstelik evren genişledikçe gözlem zorluğunu da artıracak ve parlaklığı artacaktır. (1 + z) ^ 2 Kanun bozulur. Hubble Uzay Teleskobu için, 7 gök cisiminin gözlemsel kırmızıya kayması temelde sınıra ulaştı. Bu mesafedeki gök cismi, evrenin doğumundan yaklaşık 520 milyon yıl sonradır.
Daha tuhaf olan ise, kırmızıya kayması 7 olan evreni gözlemlemek şu anda imkansız olsa da, kırmızıya kayması 1100 olan bir evreni hala gözlemleyebilmemizdir. Abartılı gibi görünen kırmızıya kayma değerlerindeki farka bakmayın, ancak aslında zaman aralığı da iyi. 1100'ün kırmızıya kayma değeri, Big Bang'den yaklaşık 380.000 yıl sonradır. Bunun nedeni, en ilkel evreni görmemizi sağlayan kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunun katkısıdır.
Yani, evrenin bu ara aşaması Big Bang'den 380.000 ila 520 milyon yıl sonra (yani, z 7 ile 1100 arasındadır) hiçbir şey göremiyoruz. .
Evrenin bu aşaması, evrenin karanlık çağıdır.
Evrenin karanlık çağları
Daha önce de söylediğimiz gibi, evren yeni oluştuğunda, çünkü sıcaklık çok yüksek olduğu için, her yerde "güveçte fotonlar" vardı ve hiç de rahatlayamıyorlardı. Evren genişledikçe ve sıcaklık düşmeye devam ettikçe, sonunda "soğudular". Baryonlar birleşmeye başlar, Oluşan hidrojen atomları (yaklaşık% 92'sini oluşturur), geri kalanı helyumdur, ayrıca çok az miktarda döteryum, lityum vardır, daha ağır elementler yoktur .
Tüm atomlar birleştiğinde, evren aniden "sersemlemiş" hale geldi: Hayatımda peşine düşecek başka ne var? Parçacıkların hepsi dürüst, yaşlılığımı huzur içinde mi geçirmeliyim?
Atomun tamamının yüksüz olduğunu ve elektronların çekirdeği güvenli bir şekilde çevrelediğini biliyoruz. Hidrojen atomunun etrafında, hala aynı olan hidrojen atomları, hidrojen atomları ve sayısız hidrojen atomu vardır (elbette bu ifade kesin olmayabilir, ancak anlaşılması kolaydır). Herkes çok istikrarlıdır, "kuyudaki su, yanındaki kuyudaki suyu ihlal etmez".
Söylediğimiz gibi atomlar yüklü değildir, ışık yaymazlar, hiçbir şey yapmazlar, spektral çizgileri soğurmazlar veya yaymazlar. Bu koşullar altında, tüm evren sustu. Bu nedenle bu dönemde evrenden hiç ışık göremiyoruz. Görünür ışıktan bahsetmiyorum bile, kızılötesi, mikrodalga ve diğer elektromanyetik radyasyon bile tespit edilemez.
Lord Bao'dan daha karanlık.
Belki de evren, yüzeysel bir evren olmadığını kanıtlayarak bu hayatı boşuna yaşamak istemiyordur.
Ancak, herkes siyahsa, gerçekten siyahtır.
Karanlıkta ışıltı
Dediği gibi, "Gümüş her zaman parlar ve atomlar her zaman parlar." Sonuçta, bu hidrojen atomları hala bize ipuçları bıraktı. Koyu saç evreni sonunda saç çizgisini soldurdu ve biraz "ışığı" ortaya çıkardı ...
Bu atomik yapıdan başlar.
Bir hidrojen atomunun özünün bir elektron ve bir proton olduğunu biliyoruz. Hem proton hem de elektronun kendileri sürekli olarak dönerler, buna spin denir. Dönmelerinin iki yönü vardır (ifade etmek için pozitif ve negatif kullanırız), bu nedenle bunların aynı yönde veya ters yönde iki göreceli durumu vardır.
Evrenin karanlık çağlarında, hidrojen atomlarının yarısı aynı yöndeki proton-elektron kombinasyonları, diğer yarısı ise ters yöndeki proton-elektron kombinasyonlarıdır. Bu iki parçacık "birbirlerine karşı savaşmaktan" hoşlanıyor gibi görünüyor. İlk durumda, elektron uzun bir süre boyunca dönecek (aslında bir geçiş) ve protonun dönüş yönünün tersi bir durum haline gelecektir. Bu süreçte enerji açığa çıkacak, fotonlar salıverilecek, bu fotonun dalga boyu yirmi bir Santimetre, yani denir 21 cm çizgi , Olarak da adlandırılır Hidrojen teli .
Bilim adamları için bu, o karanlık çağa bir ışık parıltısı veren "talihsizlikte şanslı bir servet". Bu dalga boyunun ışığı (hidrojen hattı dalga boyunun bir kısmı evrenin genişlemesinden kaynaklanan Doppler etkisinden dolayı 2 metreye çekilmesine rağmen) mikrodalgaların menziline ait olduğu için dünya atmosferine iyi girip tarafımızdan tespit edilebilir.
Bu geçişin olasılığı aslında son derece küçüktür, yalnızca 2,9 × 10 ^ 15 / saniye , Dönüştürmek için ortalama olarak her elektronun 11 milyon yıl Çevirebilir. Neyse ki, Evrenin zamanı ve atom sayısı nasıl 15. bir kuvvetle karşılaştırılabilir? ? Bu nedenle bizim için karanlık çağı anlamamıza yetecek kadar gözlem nesnesi var.
Mükemmel gözlem alanı
Bununla birlikte, bu hidrojen hattını gözlemlemek o kadar kolay değildir. Öncelikle yeterince güçlü ekipmana sahip olmalıyız.İnsanlar çok sayıda teleskop yapmış olsalar da, her biri evreni gözlemlemek için farklı prensipler kullanır.Evrenin karanlık dönemini gözlemlemek için mikrodalgaları toplayan teleskoplara sahip olmamız gerekir. İkinci olarak, bu spektral çizgileri açıkça görebilmek için dünyanın manyetik alanı gibi çeşitli faktörlerin neden olduğu paraziti de korumalıyız.
En uygun yer ayın arkasıdır. Yeryüzüne baktığı için ayın arkası, ayın devasa gövdesi tarafından neredeyse mükemmel bir şekilde korunur ve dünyanın manyetik alanının karışmasını önler. Bu nedenle, ayın uzak tarafı, gökbilimciler için her zaman rüya gözlem alanı olmuştur.
Tesadüfen, ayın arkasında bir dedektör var-- Chang'e 4 . Ancak karanlık çağları keşfetmekten sorumlu olan kendisi değil ortaklarıdır. Relay Star Saksağan Köprüsü .
Queqiao, evrenin derinliklerinden zayıf sinyaller toplayabilen iki küçük deneysel uydu ile donatılmıştır. Aynı zamanda Chang'e 4, evrenin karanlık çağını gözlemlemek için parazit efektleri elde etmek için Queqiao ile eşleştirilmiş bir alıcı da taşıyordu. Çin Bilimler Akademisi Uzay Bilimi ve Uygulamalı Araştırma Merkezi direktörü Wu Ji'ye göre Çin, evrenin karanlık çağını tam olarak keşfetmek için ay yörüngesine bir "uydu oluşumu" yerleştirecek.
Ülkemizin yanı sıra ABD'nin de doğal olarak bu kararlılığı var. Çok erken bir tarihte, ayın arkasında "" adı verilen büyük ölçekli bir gözlem sistemi kurmayı düşünmeye başladılar. Karanlık Çağda Ay İnterferometresi "(DALI) -yüzbinlerce antenden oluşan 48 kilometre genişliğindeki devasa bir teleskop. Ancak şu anda plan resmi olarak uygulanmaya başlamış değil.
Artık evrenin sonsuza kadar sessiz olmadığını biliyoruz. Karanlıkta yüz milyonlarca yıl geçirmesine rağmen, evren yavaşça uyanır ve yavaş yavaş aydınlanır. Peki, evren nasıl "dirildi"? Bu soruya [Evrenin Doğuşu Günlüğü] 'nün üçüncü sayısındaki makalede cevap vereceğiz. Eğer ilgileniyorsanız, lütfen tıklayın Dikkat , Bir sonraki sayıyı bir an önce okuyun, daha ilginç bilgiler de edinebilirsiniz, desteğiniz için teşekkür ederiz!
İlgili makaleler: "Evrenin Doğuşu" Efsanevi büyük patlama, evrenin barbarca büyümesi
