Ғалам эволюциясы идеясының қалыптасуы

 

Қазіргі таңда бүкіл ғалам эволюциясының идеясы жаратылыстанушы ғалымдардың арасында қарсылық тудырмай, қабылдануда. Бірақ, бұл жағдай бірден пайда бола салған жоқ. Кезкелген ұлы ғылыми идея секілді, ол да ғылымда басты орынға ие болуының алдында ұзақ та күрделі сынақтардан өтті. Тіпті Ватиканның өзі эволюцияның жалпы бірдей сипатын мойындауға мәжбүр болды. Егер, New Catholіc Encyclopedіa атты шығармада “Жалпы эволюция - тіпті адам ағзасы эволюциясы да, пайда болудың шынайы ғылыми түсіндірмесі болуы тиіс” (1967 жыл, V том, 694 б.) деп көрсетілсе, 1982 жылы Ватиканның католик шіркеуінің Жоғарғы Ғылыми Кеңесі: “Біз толып жатқан дәлелдемелердің нәтижесінде эволюцияның концепциясын адамдар мен басқа приматтарға да қатысты қарастыруға болады деген сенімге келдік” деп бірауыздан жариялады. (D.M.Lovesteіn Twelve Wіse Man at the Vatіcan //Nature. 30.09. 1982. 395 б.)

 Бұл сілтемелер “Тіршілік – ол қалай пайда болды? Эволюция жолымен бе, жоқ құдіретті күштің қалауымен бе?” атты 1992 жылы 24 тілде 27 млн. даналық тиражбен Watchtower Bіble and Tracht Socіety of New York  Іnc. Іnternatіonal Bіble Students Assocіatіon. Brooklіn, New York, USA, баспасында жарық көрген кітаптан алынды.

Ғалам эволюциясы - физика ғылымының теориялық базисіне және көптеген астрофизикалық бақылауларға негізделіп дәлелденген ғылыми факт.

Ғалам эволюциясы жайлы қазіргі заман ғылымының негізін 1916 жылы салыстырмалылық теориясын ойлап тапқан Альберт Эйнштейн салып кеткен. Ол жұлдыздармен бірқалыпты толтырылған әлем үшін теңдеу құрып, кеңістіктің қисаюы ақырында өзіне өзі тірелетіндігін есептеп шығарды. Осындай “тұйық” ғаламның көлемі шектелген болып, оның шекаралары болған жоқ. Бірақ Эйнштейннің бұл теориясында бір кемшілік болды, яғни осы теория шынайы болған жағдайда жұлдыздар тартылыс күшінің әсерімен бір нүктеге жиналып қалуға тиіс болды. Сол себепті Эйнштейн ғаламды бірбіріне сығылуынан сақтайтын, әлдебір “антигравитациялық” өрісті ойлап табуға мәжбүр болып, теңдеуін осы өріспен толықтырды.

Эйнштейн өзі ойлап тапқан теңдеуді тартылыс теориясының “шынайылылыққа сәйкес келетін” жалғыз теңдеу деп қарастырды. Сол себепті Ресей математигі Александр Фридман 1922 – 1924 жылдары жарық көрген еңбектерінде бұл проблеманың жалғыз статикалық емес, сонымен қатар динамикалық та шешімдері бар екендігін дәлелдегенде Эйнштейн бұл көзқарасты жоққа шығаруға тырысып, теріс қабылдады. Кейінірек Фридманның түсінік берілген жеке хатынан кейін ол кешірім сұрап, Фридманның жұмысын “түсінік беруші” деп те атады, бірақ одан арыға барған жоқ. Черновиктерінде Эйнштейін тіпті “бұл теорияның ешқандай да физикалық маңызы жоқ” деп көрсетті. Осы оқиғадан кейін де Эйнштейін өзінің статикалық моделін қасарыса ұстанып келді. Ғаламның стационарлы еместігі жайлы теория тек 1929 жылы, яғни алдымен астроном В.М.Слайфер, ал одан кейін Э.Хаббл көптеген бақылаулардың нәтижесінде ғаламның кеңеюі фактісін анықтағанда ғана дәлелденді. Хаббл ғаламның кеңеюін дәлелдегенде ғана Эйнштейін өзінінің көзқарасының теріс екендігі мойындап “бұл менің өмірімдегі ең үлкен қателік” деп жариялады.

Фридман өзінің жұмыстарында ғаламның кезкелген кеңеюінің бастамасы болуы керектігі жайлы айтпаған еді. Бұл жағдайдың маңыздылығын белгиялық Аббат Жорж Леметр түсініп, “Бастапқы атом жайлы” еңбегін жариялады. Бұл еңбегінде ол Фридманға қатыссыз, кеңейетін тұйық әлемнің тартылысы үшін теңдеудің шешімін тапты. Оның көзқарасына сәйкес ғалам бастапқы жағдайында кішкентай статикалық шар болып, бір кездерде оған сырттан белгісіз құбылыс ықпал етіп, осының салдарынан күштердің ара салмағы бұзылып ғалам кеңейе бастаған. Бұл шарды Леметр “бастапқы атом” деп атады.

“Ғаламның пайда болуы” жайлы түсінік осылай қалыптасты, ол кезде біздің түсінігіміздегі үлкен жарылыс әлі де қарастырылмаған болатын. Қызық болғанда қазіргі “үлкен жарылыс” деген атын бұл теорияның қарсыласы атақты ағылшын астрофизигі Фред Хойлдың ойлап тапқандығы белгілі. “Бұл теорияны поп ойлап тауып, оны Рим папасы мақұлдаса, бұл теория ғылыми болуы мүмкін бе?” деп мазақтады ол лекциялық трибуналардан. Ватикан сол кезге бұл теорияны тек мақұлдап қана қоймай, оны ғаламның пайда болуын дәлелдейтін ғылыми доктрина деп жариялап қойған болатын. Хойл өзінің кей лекцияларында “бастапқы атомның” аяқ асты кеңею процесіне Биг Бенг, яғни ағылшын тілінен аударғанда “Үлкен жарылыс”  деп мазақ ретінде қойған аты, кейін ғылыми термин ретінде қалыптасты. Шынымен де, Хойлдің “үлкен жарылыс” теориясын мазақтауға негіздері болды десек болады. Себебі, үлкен жарылыстың ол кезде Хабллдың бақылауларынан басқа ешқандай тәжірибелік дәлелдемелері болған жоқ.

Биг Бенгтің даумындағы келесі қадамды 1931 жылы ҚСРОдан АҚШқа көшіп кеткен Фридманның оқушысы Георгий Гамов жасады.

Оның есептеулері бойынша “ыстық күйіндегі” үлкен жарылыста, бастапқы бөлшектердің соқтығысуы сутегі ядроларының пайда болуына, ал одан кейін ауыр сутегі, дейтерий арқылы – гелий және аздаған литий ядроларының пайда болуына әкеліп соғуы тиіс. Бірақ жоғары температураларда бөлшектер жылдамдықтарынан дейтерий ядроларын жоюға жылдамдықтарының жеткілікті болуы салдарынан гелийдің түзілуіде тоқталды.

“Суық” үлкен жарылыста гелийдің синтезі жалғасуға тиіс болды. Гамов бойынша бастапқы атомдардың (оның терминологиясы бойынша “идемдардың”) температурасы миллиардтаған градус болуы керек, сол себепті қазіргі кездегі ғаламның 75 сутегі мен дейтерицден, ал бар болғаны 25 сутегіден және аздаған бөлігі литийден тұруы керек болды (қазіргі кездегі ғаламда 0,000001 ауыр атомдардың да үлесі бар, бірақ олардың барлғы да “аса жаңа” жұлдыздардың “пештерінде” балқытылып шығарылған).

Кейінгі кезде орын алып отырған астрономиялық бақылаулар Гамовтың жорамалдарын және оның “ыстық ғалам” теориясын дәлелдеді. Бірақ бұл теория пайда болған кезде оның көзқарасы елеулі қарсылыққа кездесті,  себебі Гамовтың да, Хаббл мен Леметр де теорияларында ғаламның пайда болуына аз ғана мерзім керек деп түсінік берілді. Сол кезде өзінің “ыстық ” үлкен жарылыс теориясын дәлелдеу үшін Гамов жаңа идеяны ұсынды.

Ендігі оның көзқарасы бойынша ертедегі ғалам міндетті түрде толқындардың барлық ұзындықтарында аса күшті сәуле шашуы керек. Фотондар – бұл бірінші пайда болған элементарлы бөлшектермен қосылып “бастапқы” плазманы  яғни жаңа туған ғаламды құраған сәулелер. Бұл плазманың тығыздығының жоғары болғандығы соншалық, фотондар бөлшектермен соқтығысып өзінің бағыттарын өзгертіп отырды. Нәтижесінде олар плазманың ішінде өте баяу қозғалды. Мысал ретінде фотонның біздің күннің ішінен шығуын көрсете аламыз. Ғалымдардың есебі бойынша, егер бір фотон күннің ішінен шығу үшін бір миллион жыл жұмсайтын болса, күннен жерге ұшып жету үшін 8 минут қана уақыт жұмсайды екен.

Бірақ ғалам әлі де ұлғаю үстінде болғандықтан, ол салқындай да берді. Нәтижесінде белгілі бір кезеңде (кейінірек саналғандай, бұл жағдай үлкен жарылыстан 300 мың жыл кейін болған) плазманың температурасы 3000-2700 градусқа төмендеген. Осындай төмендеп бара жатқан  температурамен бірге  фотондардың энергиясы да азайып, ол протондар мен электрондардың өзара кулондық тартылысы мөлшерінен төмендеп кетті. Электрондар мен протондар еш кедергісіз сутегі атомдарына біріге бастады. Атомдарды біріккен бұл бөлшектер фотондарға кедергі келтірмейтін болды, яғни ғалам сәулелер үшін мөлдір болып, жарық сәулелер заттан бөлініп, мүлдем тәуелсіз тіршілікке көшті. Гамовтың пікірінше осындай “қалдық сәуле” үлкен жарылыс теориясының пайдасына қарастырылатын маңызды дәлел болуы тиіс.

Бірақ үлкен жарылыстан 300 мың жылдан кейін яғни 15 миллиард жыл бұрын болған құбылыстың іздерін қайдан іздеу керек деген сұраққа жауап әлі де жоқ еді. Гамовтың оқушылары Альфер мен Харман осы мәселемен айналысып, 1948 жылы ғылыми мақала жариялады. Бұл мақалада олар қалдық сәулелер 15 миллиард жыл ішінде 10 кельвинге дейін суып космоста әлі де сақталып қалуы тиіс екендігін көрсетті. Бірақ олар бұл сәулелердің күші өте әлсіз, сондықтан оларды табу мүмкін емес деп есептеген соң, бұл идея ұмытылып кетті.

Бірақ 15 жылдан кейін ол қайта ашылды. Оның қайта ашушысы  60 жылдардың басында Принстон университетінің гравитациялық зерттеу бөлімін басқарған Роберт Дикке болды. Дикке Гамовтан бөлек, өз бетінше  ыстық ғалам теориясы жайлы өз тұжырымын жасап,  ғалам “қалдық сәуле” қалдыруы тиіс деген ойға келді. Диккенің Гамов пен оның шәкірттері ол сәулелердің қалдықтарын іздеуге бел буды. Осы жұмыстың тәжірибелік жағын өзінің оқушылары Ролл мен Вилкинсонға, ал теориялық жағын Пиблзға тапсырды. Пиблз тез арада бұл сәулелердің суық, изотропты және температурасы 10 кельвин болуы тиіс екендігін есептеп шығарды. 

Осы нәтижелерді Пиблз 1965 жылы Принстон университетінде баяндады.  

Р.А. Мирзадинов

 

Жаратылыстану концепциялары

 

Оқулығынан алынған