|
6 .2 . N ostatsion ar koinot va m asshtab faktori
Yuqorida keltirilgan dalillardan ko'rinib turibdiki, yulduzlar va galaktikalar orasida nostatsionarlari mavjud, qolganlari statsionar bo‘lsalarda (masalan: Bizning Galaktika va Quyosh), uzluksiz ravishda modda va energiya oqimi chiqib turadi. Chaqnovchi yulduzlar va aktiv yadroli galaktikalar esa vaqti-vaqti bilan fazoga katta miqdorda modda otib turadi.
Galaktikalar o'zagidagi kuzatilayotgan modda oqimini, shuningdek, Metagalaktikaning kengayishini XX asming buyuk astronomi V.A.Ambar- sumyan koinotda o‘ta zich materiya manbalari borligi va ular o ‘zlaridan uzluksiz modda sochishi bilan tushuntirgan. Yulduzlar va galaktikalar hosil qiladigan chang+gaz modda ana shu o‘ta zich materiyadan hosil bo‘ladi. Ambarsumyan nazariyasi ham galaktikalar nostatsionar obyektlar ekanligini ta’kidlaydi. Metagalaktika ham o‘z navbatida nostatsionardir, chunki uni tashkil etgan galaktikalar, kvazar (kvazag)lar bir-birlaridan qochmoqdalar. Agar endi Metagalaktika tashqarisidagi obyktlar ham shunday xususiyatga ega deb faraz qilsak, butun koinot nostatsionar ekan degan xulosaga kelamiz. Butun koinotning tashkil etuvchilari bir-biridan uzoqlashmoqda deganda, biz ulami o‘z ichiga olgan fazo kengaymoqda degan xulosaga kelamiz. Haqiqat- dan ham kengayayotgan ideal gazda atomlar va molekulalar bir-birlaridan qochmaydi, balki bosim kuchi ta'sirida gazning hajmi kattalashadi.
Koinotning kengayish tezligini masofaga bog‘liq ravishda ortib borishini ham koinotdagi fazo kengaymoqda deyish oson tushuniladi.
179
Adiabatik kengayayotgan ideal gazdagi ikkita molekulani bir-biridan
«uzoqlashish» tezligi ular orasidagi masofa o'zgarishining vaqtga nisbatiga teng. Molekulalar bir-birlaridan qancha uzoqda boisa, ular orasidagi masofaning ortish miqdori shuncha katta boiadi, demak uzoqlashish tezligi shuncha katta boiadi yoki havo shari olib uni shishira boshlasak, shai sirtiga siyoh bilan qo‘yilgan ikki nuqta bir-biridan uzoqlasha boshlaydi, uzoqlashish tezligi nuqtalar orasidagi masofaga bogiiq, masofa qancha katta boisa, tezlik ham shuncha katta boiadi.
Koinotning kengayishishini masshtab faktori (R(t))ning o'zgarishi bilan ifodalash mumkin. Hozirgi paytda ikkita galaktika orasidagi masofa r0 boisa, u biror ixtiyoriy t vaqt momentida r(t) = R(t0)r0 boiadi, ya’ni t = t(l boiganda R(t0) =1 va r = r0.
Endi r(t) ni vaqt bo'yicha o'zgarishini ko‘raylik. t dan t + dt gacha boigan vaqt oraligida masofaning o‘zgarishi quyidagicha:
dr = r(t + dt) - r(t) = r0(R(t+dt) - R(t)) = r0dR.
Bu yerda, dR — masshtabning dt vaqt ichida o ‘zgarishi. Agar endi
r( t)
orttirmalarni dt ga boisak va r0 ~ ni hisobga olsak quyidagicha boiadi:
d ^ _ d R r ( f ) _ _ dR r
dt dt R( t ) y0K1 dt R ' ( 1 )
Tezlik (v) uchun topilgan bu formulani Xabbl formulasi bilan solishtirsak
** = It lTt ekanligini topamiz. Ya’ni har bir vaqt momentida Xabbl doimiy
(H)si koinotning barcha kuzatilayotgan nuqtalarida bir xil boiadi. t — kosmologik vaqt deb ataladi. Koinot modelini tuzish R(t) ning har xil kosmologik vaqt momentlari uchun qiymatini topish demakdir. Bu masalani yechish uchun biror vaqt momentida barcha nuqtalari va yo‘nalishlarida Koinotning xossalari va R(t) bir xil deb faraz qilinadi. Bu Koinotning bir jinsli va izotropligini ifodalaydi.
6 .3 . K ritik zichlik
Koinitning kengayish xususiyati undagi o'rtacha modda zichligiga bog‘liqligini va p zichlikli bir jinsli bulutning uning ichidagi markazidan r masofada joylashgan m massali sinov zarraga ta’sir etayotgan kuchlarni ko‘rib chiqaylik. Zarraga ta'sir etayotgan tortishish kuchi, r radiusli sfera ichidagi massa
trt>= f ^ 3P (3)
ga bog'liq. Faraz qilaylik, zarra t> tezlik bilan harakat qilmoqda va r0 uzoqlikda u o0 tezlikka ega bo‘lgan. Harakat davomida zarraning kinetik
180
va potensial E = - - y - energiyalari yig‘indisidan iborat bo‘lgan lo'la energiya o‘zgarmaydi va bir birlik massa uchun
tl} i
E _ v * G _ - o G
m 2 r 2 r0 —COnSt
yoki
ru nj
\)2ry = —2 G—M +, r2i ET7 . /(4a )\
Agar n)? o‘rniga uning yuqoridagi ifodasini qo'ysak
[ v ] = iJf p r 2 + 2 E - (5)
Agar Ek > Ep bo‘lsa, zarra bulutni tark etadi va undan cheksiz uzoqqa-
cha uzoqlashadi. Aks holda, agar E < 0 bo‘lsa rm = uzoqlikda zarraning tezligi nolga teng bo‘ladi.
Koinotda barcha nuqtalar bir xil maqomga eg® va u biror ajratilgan markazga ega emas. Biz galaktikalarning uzoqlashish tezligini bizning Galaktikamizga nisbatan o'lchaganmiz va Xabbl doimiysi H ni ularga asoslanib topganmiz. Shuning uchun Galaktika atrofida r — radiusli sferik sirtlar bor deb faraz qilamiz va bizdan r masofadagi «sinov zarrachasi»— galaktikani harakati qanday bo‘lishini ko‘rmoqchimiz. Xabbl qonuniga asosan bu galaktika bizdan v = Hr tezlik bilan uzoqlashmoqda. Agar yuqoridagi
(5) formulaga tezlik o ‘rniga uning bu ifodasini qo‘ysak, quyidagi munosabatni olamiz:
8 k G (6)
3
Bu yerda: p — r radiusli sfera ichida o'rtacha modda zichligi, u sfera ichidagi galaktikalar va ular orasidagi tarqoq modda massalari yig‘indisini sfera hajmiga nisbati bilan topilgan. (6) formulaning chap tomonidagi qavs
ichida zichliklar ayirmasi keltirilgan va undagi p = —3 — , bu yerda kntik
p 8 7 i G
zichlik deb olib, (6) formulaga qo‘yamiz:
* - f ( p kr- p ) r 2 = 2 E . ( 7 )
Agar r radiusli sfera ichida o‘rtacha modda zichligi kritik zichlikdan kichik (p < pkr) bo‘lsa, u holda to ‘la energiya E > 0 bo‘ladi va galaktika (zarra)ning harakati cheklanmagan ozod holda davom etaveradi va u cheksizlikkacha uzoqlashishi mumkin. Agar p > pkr bo‘lsa, E < 0, ya’ni
181
to ia energiya manfiy va galaktika (zarra) maksimal rm = "j^j' masofagacliii
uzoqlashgandan keyin u to‘xtaydi va keyin massa markazi tomon harakai qilaboshlaydi.
6.4. Kosmologik modellar
Koinotning kengayish sur’ati undagi o‘rtacha modda zichligi (p)ga, to‘g‘rirog‘i o‘rtacha zichlik bilan kritik zichlik (pkr) ayirmasiga, demak to‘la energiya (E) ga bog‘liq. (4) formuladan ko'rish mumkinki, tortishish maydonida to‘la energiya har bir vaqt momentida moduli bo'yicha o‘zgarmas qiymatga ega bo‘lishi kerak. Hozirgi kunda Xabbl qonuniga asosan galaktikalarning qochish tezligi t)0= H r0 va H =73 km/s*Mps — o‘zgarmas qiymat. Bunday tezlikdagi birlik massaning energiyasi masofaning (r0) kvadratiga proporsional bo‘ladi va bu energiya to‘la energiyadir. Koinot ken- gaygan sari u ortaboshlaydi, u hozirgi kunda manfiy qiymatga ega. Demak,
Do'stlaringiz bilan baham: |
