Léarscáil den phatrún bearrtha / braislithe a thaispeánann réaltraí inár Cruinne inniu. Creidmheas íomhá: Greg Bacon / STScI / Ionad Eitilte Spáis Goddard NASA.

Cruinne Foirfe

An bhféadfadh gur rugadh an Cruinne go hiomlán aonfhoirmeach agus gur eascair dúinn fós í?

“Ar dtús, ba cheart duit mo theach a sheiceáil. Tá sé, cosúil le, kinda bacach, ach ar bhealach níos lú bacach ná, cosúil le do theach. " -Lumpy Space Princess, Am Eachtraíochta

Nuair a smaoiníonn tú ar na Cruinne, is cinnte nach smaoiníonn tú air mar áit réidh aonfhoirmeach. Tar éis an tsaoil, tá clump cosúil le Earth planet difriúil go mór ná an duibheagán de spás folamh! Ach ar na scálaí is mó, tá an Cruinne réidh go leor, agus go luath, bhí sí réidh fiú ar scálaí níos lú. Cé go bhfuil ár Cruinne chandamach go bunúsach, leis na luaineachtaí chandamach uile a ghabhann leis, b’fhéidir go gceapfá an bhféadfadh sé a bheith breá réidh agus gan fás as sin. A ligean ar ghlacadh le breathnú ar na Cruinne atá againn inniu agus a fháil amach.

Is cinnte go dtaispeánann an Domhan, na réaltaí agus Bealach na Bó Finne clumpiness, ach b’fhéidir gur eascair siad as staid aonfhoirmeach níos luaithe? Creidmheas íomhá: ESO / S. Guisard.

Ar scálaí in aice láimhe, tá cnuasaigh dlúth ábhair againn: rudaí cosúil le réaltaí, pláinéid, móin, astaróidigh agus daoine. Eatarthu tá achair fhairsinge spáis fholamh, a bhfuil cnuasaigh ábhair níos idirleata iontu freisin: gás idir-réaltach, deannach agus plasma a léiríonn iarsmaí réaltaí atá marbh agus atá ag fáil bháis nó suíomhanna todhchaí na réaltaí atá fós le breith. . Agus tá siad seo go léir ceangailte le chéile inár réaltra mór: Bealach na Bó Finne.

Ar scálaí níos mó, is féidir réaltraí a bheith ann ina n-aonar (réaltraí allamuigh), is féidir iad a cheangal le chéile i ngrúpaí beaga nach bhfuil ach cúpla (cosúil lenár ngrúpa áitiúil féin), nó is féidir leo a bheith ann i líon níos mó cnuasaithe le chéile, ina bhfuil na céadta nó fiú na mílte cinn mhóra. Má fhéachaimid ar scálaí níos mó fós, feicimid go bhfuil na braislí-agus-grúpaí struchtúrtha feadh filiméid ollmhóra, cuid acu a shíneann ar feadh go leor billiúin solasbhliana ar fud na gcosmas. Agus eatarthu? Neamhní ollmhóra: réigiúin gann agus gan mórán réaltraí agus réaltaí iontu ar chor ar bith.

Taispeánann an dá insamhalta (dearg) agus suirbhéanna réaltraí (gorm / corcra) na patrúin braislithe ar scála mór céanna. Creidmheas íomhá: Gerard Lemson & Cuibhreannas Mhaighdean, trí http://www.mpa-garching.mpg.de/millennium/.

Ach má thosaímid ag breathnú amach ar scálaí níos mó fós - ar scálaí na mílte billiúin solasbhliana i méid - faighimid amach go bhfuil cuma an-chosúil ar aon réigiún spáis ar a mbreathnaímid ar aon réigiún spáis eile. An dlús céanna, an teocht chéanna, na huimhreacha céanna réaltaí agus réaltraí, na cineálacha céanna réaltraí, srl. Ar na scálaí is mó ar fad, níl aon chuid dár Cruinne níos speisialta nó níos lú ná aon chuid eile den Cruinne. Is cosúil go bhfuil na hairíonna ginearálta céanna ag réigiúin éagsúla spáis áit ar bith agus i ngach áit a mbímid.

Creidmheas íomhánna: Cuibhreannas Mhaighdean / A. Amblard / ESA (barr agus lár), insamhalta ar ábhar dorcha agus cá háit ar cheart na réaltraí a bheith; Cuibhreannas ESA / SPIRE / cuibhreannas HerMES (bun), de Pholl Lockman, áit a bhfuil gach ponc ina réaltra.

Ach níor thosaigh ár Cruinne leis na cnapáin-agus-folúntais ollmhóra seo ar chor ar bith. Nuair a fhéachaimid ar an “bpictiúr leanbh” is luaithe dár Cruinne - Cúlra na MICREATHONNACH Cosmaí - feicimid go raibh dlús na Cruinne óg mar an gcéanna ar gach scála i ngach áit. Agus nuair a deirim an rud céanna, is éard atá i gceist agam gur thomhais muid go raibh an teocht 3 K i ngach treo, agus ansin 2.7K, agus ansin 2.73K, agus ansin 2.725K. Bhí sé i ndáiríre, i ndáiríre aonfhoirmeach i ngach áit. Mar fhocal scoir, sna 1990idí, fuair muid amach go raibh roinnt réigiún ann a bhí beagán níos dlúithe ná an meán agus roinnt nach raibh ach beagán níos dlúithe ná an meán: thart ar 80-90 micrea-nicil. Bhí an Cruinne an-aonfhoirmeach ar an meán ina laethanta tosaigh, áit nach raibh ach imeacht ó aonfhoirmeacht foirfe ach 0.003% nó mar sin.

Tá na luaineachtaí sa Chúlra MICREATHONNACH Cosmaí sa raon ó na deicheanna go dtí na céadta µK, ach is í an teocht iomlán 2.725 K. Creidmheas íomhá: ESA agus an Comhoibriú Planck.

Taispeánann an pictiúr leanbh seo ó shatailít Planck na luaineachtaí ó aonfhoirmeacht foirfe, leis na “spotaí teo” dearga a fhreagraíonn do na réigiúin tearc-chos agus na “spotaí fuara” gorma a fhreagraíonn do na cinn ródhona: na cinn a fhásfaidh ina réalta agus ina réaltraí- réigiúin shaibhre spáis. D'éiligh an Cruinne na neamhfhoirfeachtaí seo - na ródháileoga agus na fo-dhlúis seo - ionas go mbeadh an struchtúr sin ar chor ar bith.

Dá mbeadh sé breá aonfhoirmeach, b’fhearr gan aon réigiún spáis níos mó ábhar a mhealladh ná aon cheann eile, agus mar sin ní tharlódh aon fhás imtharraingthe le himeacht ama. Ach má thosaíonn tú leis na neamhfhoirfeachtaí beaga sin fiú - an cúpla cuid i 100,000 a thosaigh ár Cruinne leis - ansin faoin am a théann 50 go 100 milliún bliain thart, tá na chéad réaltaí sa Cruinne curtha le chéile againn. Le himeacht ama tá cúpla céad milliún bliain caite, tá na chéad réaltraí curtha le chéile againn. Le himeacht aimsire tá beagán níos mó ná leathbhilliún bliain caite, tá an oiread sin réaltaí agus réaltraí curtha le chéile againn gur féidir le solas infheicthe taisteal go saor ar fud na Cruinne gan dul isteach san ábhar neodrach blocála solais sin. Agus le go leor billiúin bliain imithe thart, tá na cnuasaigh agus na cnuasaigh réaltraí a aithnímid inniu ann.

Mar sin an mbeifí in ann Cruinne a chruthú gan luaineachtaí? Ceann a rugadh go breá réidh, ach a d’fhás na luaineachtaí seo de réir mar a chuaigh am ar aghaidh? Is é an freagra: ní má chruthaíonn tú an Cruinne an bealach a cruthaíodh ár gceann. Feiceann tú, tháinig ár Cruinne inbhraite ón Big Bang te, áit ar líonadh an Cruinne go tobann le farraige te, dlúth ábhar, frithmhéadair agus radaíochta. Tháinig an fuinneamh don Big Bang te ó dheireadh an bhoilscithe - áit ar athraíodh fuinneamh is gné dhílis den spás féin ina ábhar agus ina radaíocht - le linn próisis ar a dtugtar ath-théamh cosmaí. Ach ní théiteann an Cruinne suas go dtí na teochtaí céanna i ngach áit, mar gheall le linn boilscithe, bhí luaineachtaí chandamach ann a shín ar fud na Cruinne! Is é seo an fhréamh as ar tháinig na réigiúin ródhona agus róbheag seo.

Cé go síneann boilsciú cosmaí árasán na Cruinne, síneann sé luaineachtaí chandamach an spáis fholamh ar fud na Cruinne féin, ag lua luaineachtaí dlúis / fuinnimh ar fhabraic an ama spáis. Creidmheas íomhá: E. Siegel.

Má tá Cruinne ábhar-agus-radaíochta-saibhir agat a raibh bunús boilscithe aici agus dlíthe na fisice atá ar eolas againn, beidh na luaineachtaí seo agat a mbeidh réigiúin ródhona agus ró-íseal mar thoradh orthu.

Ach cad a shocraigh a méid? An bhféadfadh siad a bheith níos lú?

Is é an freagra tá: dá dtarlódh boilsciú ag scálaí fuinnimh níos ísle nó má bhí airíonna difriúla ag an gcumas boilscithe ná na cinn a bhí aige, d’fhéadfadh na luaineachtaí seo a bheith i bhfad níos lú. Ní amháin go bhféadfaidís a bheith cosúil le deich n-uaire níos lú, ach céad, míle, milliún, billiún nó fiú níos lú ná na cinn atá againn!

Bhunaigh boilsciú an Big Bang te agus ba chúis leis an Cruinne inbhraite a bhfuil rochtain againn uirthi, ach is iad na luaineachtaí ó bhoilsciú a d’fhás isteach sa struchtúr atá againn inniu. Creidmheas íomhá: Bock et al. (2006, astro-ph / 0604101); modhnuithe le E. Siegel.

Tá sé seo ríthábhachtach, toisc go dtógann sé go leor ama ar fhoirmiú struchtúir chosmaí. Inár Cruinne, tógann sé na céadta mílte bliain chun dul ó na luaineachtaí tosaigh sin go dtí an chéad uair is féidir linn iad a thomhas (an CMB). Le dul ón CMB go dtí go gcuireann domhantarraingt ar chumas chéad réaltaí na Cruinne a fhoirmiú, tógann sé timpeall céad milliún bliain.

Ach le dul ó na chéad réaltaí sin go Cruinne faoi smacht fuinnimh dorcha - ceann nach mbeidh aon struchtúr nua ann mura bhfuil tú faoi cheangal imtharraingthe cheana féin - ní léim chomh mór sin é. Ní thógann sé ach timpeall 7.8 billiún bliain ón mBang Mór don Cruinne tosú ag luasghéarú, rud a chiallaíonn dá mbeadh na luaineachtaí tosaigh i bhfad níos lú, ionas nach mbeadh na chéad réaltaí curtha le chéile againn go dtí, abair, deich mbilliún bliain tar éis an Big Bang , chinnteodh an teaglaim de luaineachtaí beaga le fuinneamh dorcha nach bhfaighimis réaltaí ar chor ar bith.

Is féidir le réalta ollmhór amháin teacht chun cinn as scamall gáis atá ag titim as a chéile, ach is féidir leis na scálaí ama a bheith iontach má bhí an luaineacht tosaigh a d’fhág go raibh an scamall beag go leor. Creidmheas íomhá: Réaltnéal na bPoll Eochair trí NASA / Foireann Oidhreachta Hubble (STScI).

Cé chomh beag agus a chaithfeadh na luaineachtaí sin a bheith? Is ábhar iontais an freagra: níl ach cúpla céad uaire níos lú ná na cinn atá againn i ndáiríre! Dá mbeadh uimhreacha ag “scála” na luaineachtaí seo sa CMB (thíos) a bhí ar scála dosaen in ionad cúpla míle, bheadh ​​an t-ádh ar ár Cruinne fiú réalta nó réaltra amháin a bheith ann faoin lá inniu, agus bheadh cinnte breathnú ar aon rud cosúil leis na Cruinne atá againn i ndáiríre.

Eascraíonn luaineachtaí ar scálaí éagsúla an struchtúr a fheicimid ar scálaí éagsúla. Gan neamhfhoirfeachtaí, níl aon rud le fás. Creidmheas íomhá: Foireann eolaíochta NASA / WMAP.

Murab é fuinneamh dorcha é - más ábhar agus radaíocht an rud ar fad a bhí againn - ansin in am go leor, d’fhéadfaimis struchtúr a dhéanamh sa Cruinne is cuma cé chomh beag agus a bhí na luaineachtaí tosaigh sin. Ach tugann an dosheachanta sin de leathnú luathaithe mothú práinne dár Cruinne nach mbeadh againn murach é, agus déanann sé fíor-riachtanach go mbeadh méid na meán luaineachtaí thart ar 0.00001% ar a laghad den mheán-dlús chun go mbeadh a Cruinne le struchtúir faoi cheangal shuntasacha ar chor ar bith. Déan do luaineachtaí níos lú ná sin, agus beidh Cruinne agat gan aon rud ar chor ar bith. Ach déan na luaineachtaí sin a ardú go leibhéal “ollmhór” 0.003%, agus níl aon fhadhb agat Cruinne a fháil a bhreathnaíonn díreach cosúil lenár gceann féin.

Le luaineachtaí ach beagán níos lú ná na cinn a bhí againn, ní bheadh ​​braislí réaltraí - cosúil leis an gceann a thaispeántar anseo - ann riamh. Creidmheas íomhá: Jean-Charles Cuillandre (CFHT) & Giovanni Anselmi (Coelum Astronomia), Haváí Starlight.

Ní foláir gur rugadh cnapáin dár Cruinne, ach dá mbeadh boilsciú difriúil, bheadh ​​mais na gcnapanna sin an-difriúil freisin. I bhfad níos lú, agus ní bheadh ​​aon struchtúr ann ar chor ar bith. I bhfad níos mó, agus d’fhéadfadh go mbeadh Cruinne líonta go tubaisteach againn le poill dhubha ó thréimhse an-luath. Chun an Cruinne a thabhairt dúinn d’éiligh muid inniu meascán an-ámharach d’imthosca, agus an t-ádh orainn, tá an chuma ar an scéal gur tugadh an ceart dúinn.

Bhí an post seo le feiceáil den chéad uair ag Forbes, agus tugann ár lucht tacaíochta Patreon saor in aisce duit é. Déan trácht ar ár bhfóram, & ceannaigh ár gcéad leabhar: Beyond The Galaxy!