Қазақстан республиасының білім және ғылым министрлігі

1. 
   Біздің Галактика
   
2. 
   Хаббл заңы. Біртекті изотропты Әлемнің үлгілері
   
3. 
   Әлемнің эволюциясы
   

Егер бұлтсыз түнде аспанға қарасақ, біз үлкен шенбердің доғасы бойынша өтетің кең ақ жолақты көреміз. Бұл жолақты телескоппен қарасақ, ол өте көп жұлдыздардың жиынтығы бөп шығады. Барлық бұл жұлдыздар, саны 100 миллиардтан асатың, алпауыт жұлдыз жүйені – біздің Галактиканы түзеді. Көзбен көрінетін жарық жұлдыздар – ол Галактиканың бізге ең жақын нысандары.

Көп жұлдыздар жұлдыз жинақтары деп аталатын топтарды түзеді, мысалы, бізге жақын Плеяда, Гиада.

Жұлдыздар және жұлдыз топтармен бірге Галактикада тозан бөлшектері қосылған сирек газдың көп мөлшері бар. Кейбір облыстарда оның тығыздығы шұғыл өседіде, ол диффузиялық газ – тозанды туманносттерді түзеді.

Онымен бірге Галактикада жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қозғалатын жоғарғы энергиялы элементар бөлшектердің үлкен саны бар. Бұл бөлшектердің жиынтығын ғарыштық сәулелер деп атайды.
Хаббл заңы. Біртекті изотропты Әлемнің үлгілері

1915 ж. А. Эйнштейн жалпы салыстырмалылық теорияны құрды. Бұл теория үлкен массаларынының болған жерде кеңістік – уақыттың қасиеттері өзгері керек деген қорытындыға әкелді. Бізге белгілі евилид кеңістіктің қасиеттері (мысалы, үшбұрыштық бұрыштарының қосындысы, параллель сызықтарының қасиеттері) үлкен массаларының қасында өзгеру керек. Бұл өзгерісті кеңістіктің «қисаюы» деп атайды. Бірақ жеке жұлдыздар туғызатын кеңістіктің қисаюы өте аз.

Ал барлық галактикалардың және асқыңгалактикалардың жиынтығын алсақ, олардың массаларының қосындысы біртұтас кеңістіктің анықталған қисықтығын туғызу мүмкін. Бұл кеңістіктің қасиеттерін өзгерту керек, яғни Әлемнің эволюциясына әсері болады.

Массаларының кезкелген таралуындағы салыстырмалық теориясы негізіндегі кеңістік пен уақыттың қасиеттерін анықтау есебі өте қиын. Сондықтан Әлемнің үлгілері деп аталатын кейбір жуық сұлбалар қарастырылады.

Ең қарапайым үлгілерді Әлемдегі зат үлкен масштабтарды біртекті таралады (кеңістіктің біртектілігі) және кеңістіктің барлық бағыттыр бойынша қасиеттері бірдей (кеңістіктің изотроптығы) деп есептеледі. Мұндай кеңістіктің кейбір қисықтығы болу керек, ал оған сәйкес үлгілерді Әлемнің біртекті изотропты үлгілері деп атайды.

Бұл жағдай үшін Эйнштейн теңдеулерінің шешімдері, егер ретсіз қозғалыстарын есептемесек, галактикалардың арасындағы қашықтық өзгеретіндігін көрсетеді: Әлем қысалу немесе кеңею керек. 1929 ж. неміс астрономы Хаббл галактикалардың арасындағы қашықтық өсіп келетіндігін тапты, яғни қазіргі заманда Әлем кеңейіп келеді. Әлемдегі галактикалардың өзара алшақтау жылдамдығы олардың арасындағы қашықтық өскенде олда өседі. Салыстырмалы кішкентай қашықтар үшін бұл байланыс сызықты (Хаббл заң)

мұндағы екі галактикалардың өзара алшықтау жылдамдығы, галактикалардың арасындағы қашықтық, Хаббл тұрақтысы.

Әлемнің біртекті изотропты үлгісі бойынша кез келген екі Галактикалар арасындағы қашықтық уақыт функциясы екендігі шығады. Бұл функцияның түрі кеңістіктің қисықтығына тәуелді. Егер қисықтық теріс болса, Әлем тоқтамай кеңею керек. егер қисықтық нульге тең болса, кеңеюдің жылдамдығы да нульге ұмтылады. Егер қисықтық оң болса, кейбір кезенде Әлем қысалы бастау керек. Бұл жағдайда кеңістік шектелген болу керек, яғни уақыттың кез келген моментінде оның көлемі шектелген болу керек. Бірақ бір жағдайда да оның «шекарасы» болмайды.

Ал кеңістіктің қисықтығы біртекті изотропты модельде Әлемдегі материяның орташа тығыздығына тәуелді. Егер тығыздық кейбір кризистік мәннін кіші болса, қисықтық теріс және бірнеше жағдай болады.

Екінші жағдай (қисықтық нульге тең) тығыздықтың кризистік мәнінде болады. Егер тығыздық кризистік мәнне үлкен болса, қисықтық оң (үшінші жағдай). Кеңею процесінде қисықтықтың абсолюттік мәні өзгеру мүмкін, бірақ оның таңбасы өзгермейді.

Бірақ бұл мән дәл емес, себебі соңғы жылдары Әлемнің массасына бірнеше есе үлкен көрінбейтін қаранғы материяның массасы қосылатындығы ашылды және Хаббл тұрақтысының уақытқа тәуелді өсетіндігі табылды.

1. 
   Біздің Галактикада жұлдыздар саңы қанша?
   
2. 
   Біздің Галактиканың құрамы қандай?
   
3. 
   Қазіргі заманда Әлемнің қандай үлгісі ең таралған?
   
4. 
   Хаббл заңың жазып, түсіндірініз
   
5. 
   Әлемнің эволюциясы мен қисықтық арасындағы байланысты түсіндіріндер
   
6. 
   Әлемдегі материя тығыздығының мәні оның эволюциясына қандай әсері болады?
   

1. 
   Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. - М.: УРСС,2001.-544с.
   
2. 
   Монтенбрук О.,Пфлегер Т. Астрономия на персональном компьютере. - СПб.: Питер,2002.-320с.
   
3. 
   Жаров В.Е. Сферическая астрономия. - М.: Наука.2002.-256с.
   
4. 
   Хойл Ф. Галактики, ядра и квазары. – М.: Мир, 1968