బిగ్ బ్యాంగ్: కూర్పుల మధ్య తేడాలు

'''మహా విస్ఫోటం''' లేదా '''Big Bang''', అనేక స్వతంత్ర పరిశీలనల ఫలితంగా ఏర్పడిన వాదము. ఇది [[విశ్వం]] యొక్క ''' ఖగోళ భౌతిక నమూనా '''. 1929 లో [[ఎడ్విన్ హబుల్]] పరిశీలనలలో 'గేలక్సీల మధ్య దూరాలు వాటి [[రెడ్ షిఫ్ట్]] కు అనులోమానుపాతంగా వున్నాయని గుర్తించాడు. ఈ పరిశీలనన ఫలితంగా 'విశ్వం విస్తరిస్తూ ఉంది' అనే నిర్ధారణకు రావడం జరిగింది. నేటికినీ విశ్వం విస్తరిస్తూ ఉంది అనగా, అది ప్రారంభ దశలో విపరీతమైన ద్రవ్యరాశి మరియు ఉష్ణాలను కలిగి వుండేదని తేటతెల్లమౌతుంది.

విశ్వవాప్తి యాత్రానుగుణంగా చూస్తే గతం యొక్క అనంత ద్రవ్యరాశి, మరియు ఉష్ణోగ్రత, అనంత కాలం వైపుకు తీసుకెళుతుంది.ఈ 'గురుత్వ ఏకత్వం' "సాపేక్ష సిద్ధాంతాన్ని"ని ఛేదించుకుంటూ పోతుంది. ఈ ఏకత్వంవైపు మనమెంత పోతామో అంత ఈ ప్రారంభ దశలో గల ఉష్ణోగ్రత, ద్రవ్యరాశి యొక్క స్థితి 'మహావిస్ఫోటం' వైపుకు తీసుకెళుతుంది. కానీ ఈ 'మహావిస్ఫోటం' స్థితి ఎంతకాలం వరకూ వుండగలిగింది అనే విషయాన్ని నిర్ధారించుటకు తర్జన భర్జనలు జరుగుతూనే వున్నాయి. కొందరైతే ఇది 'ఏకత్వం', ఇంకొందరికైతే విశ్వపు మొత్తం చరిత్ర. సాధారణంగా ఈ ప్రారంభ ఘడియలలో, అనగా మహావిస్ఫోటన సమయంలో, [[హీలియం]] సింథసైజేషన్ జరిగి వుంటుందని అంచనా. ఈ ఘడియలలోనే విశ్వం జనియించింది. ఈ విశ్వవ్యాప్తి కొలమానాల, ఉష్ణోగ్రతల తేడాల మరియు [[గేలక్సీ]] ల అంతర్ కార్యకలాపాల ఆధారంగా విశ్వం యొక్క వయస్సు 13.7 ± 0.2 బిలియన్ల సంవత్సరాలని నిర్ణయించారు. ఈ మూడు స్వతంత్ర కొలమానాల ఆధారంగా జరిగిన నిర్ణయం, మోడల్ (విశ్వం లో గల పదార్థాలన్నింటినీ విశదీకరిస్తుంది) కు సరిపోయేలా ఉన్నది.

విశ్వం వ్యాప్తినొందుతూ తన ఆకారాన్ని పెంచుకుంటూ పోతున్న కొలదీ ఉష్ణోగ్రతలో తరుగుదల కనిపిస్తుంది, దీని కారణంగా ప్రతి అణువు లోని శక్తి క్షీణిస్తూ వున్నది.

మహావిస్ఫోటం జరిగిన కొద్ది నిముషాలలోనే, అపుడు ఉష్ణోగ్రత ఒక బిలియన్ గిగా కెల్విన్ లు ⁹; మరియు ద్రవ్యరాశి గాలి ద్రవ్యరాశితో సమానం, [[న్యూట్రాన్]]లు మరియు [[ప్రోటాన్]]లు కలిసి విశ్వపు [[డ్యుటేరియం]] మరియు [[హీలియం]] యొక్క న్యూక్లియైలుగా ఏర్పడ్డాయి. ఈ చర్యకు "మహా విస్ఫోట న్యూక్లియోసింథసిస్" అని అభివర్ణించారు. <ref name="kolb_c4"> కోల్బ్ మరియు టర్నర్ (1988), చాప్టరు 4</ref> చాలా ప్రోటాన్లు కలవకుండా [[హైడ్రోజన్]] కేంద్రకాలుగా మిగిలి పోయాయి. విశ్వం చల్లబడుతూ, మిగిలిన పదార్థాల భారశక్తులు ఫోటాన్ల కన్నా ఎక్కువ గురుత్వాన్ని పొందాయి. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు కేంద్రకాలు కలిసి 'అణువులు' గా (ఎక్కువగా హైడ్రోజన్) ఏర్పడిన 3,80,000 సంవత్సరాల తరువాత రేడియేషన్ విచ్ఛిత్తై, విశ్వంలో వెదజల్లబడింది. ఈ రేడియేషన్ ను "కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్ గ్రౌండ్ రేడియేషన్" అని అంటారు. <ref name="peacock_c9">Peacock (1999), chapter 9</ref>

[[దస్త్రం:Hubble ultra deep field.jpg|thumb|left|'హబుల్ అతిలోతు మైదానం' గేలక్సీల చిత్రాలు, విశ్వపు ప్రాచీన కాలం, బాల్యదశ, విశ్వం ద్రవ్యరాశి తోనూ ఉష్ణాలతోనూ కూడుకొని వున్నదిఉంది. (మహావిస్ఫోటం ప్రకారం) ]]

మొదటి సూత్రం ప్రకారం, వీక్షణా పరీక్షల ఆధారంగా విశ్వపు 'స్థిర రూపం' పెద్దమొత్తంలో వయస్సుకు అనుగుణంగా మార్పుచెందుతూ వుంది. 10⁻⁵.<ref>{{cite journal | first=A. V. | last=Ivanchik | coauthors=A. Y. Potekhin and D. A. Varshalovich | title=The fine-structure constant: a new observational limit on its cosmological variation and some theoretical consequences | journal=[[Astronomy and Astrophysics]] | volume=343 | year=1999 | pages=459 | url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1999A%26A...343..439I}}</ref> మరియు సాపేక్ష సిద్ధాంతం ప్రకారం అంతరిక్ష యాత్రల ఆధారంగా సౌరమండలం మరియు నక్షత్రాల మధ్య కొలమానాల బద్ధంగా 'మహావిస్ఫోటం' నిరూపించబడింది.<ref> విపులంగా విషయాలనూ మూలలనూ వాటి పరీక్షలనూ 'సాపేక్ష సిద్ధాంతాల పరీక్షలలో' వర్ణింపబడినవి. </ref>

సాధారణ సాపేక్షత, విశ్వకాలాన్ని 'మెట్రిక్ టెన్సర్' ద్వారా, దగ్గరలో గల బిందువుల ద్వారా విశదపరుస్తుంది. ఈ బిందువులు [[గేలక్సీ]]లు, [[నక్షత్రం|నక్షత్రాలు]], లేదా ఇతర వస్తువులు గావచ్చు, వీటిని గ్రాఫ్ పై గదులు ఏర్పరచి విశదీకరిస్తారు. ఖగోళశాస్త్ర నియమాలు ఈ మెట్రిక్ లను 'హోమోజెనస్' లేదా 'ఇసోట్రోపిక్'ల ద్వారా పెద్ద పరిమాణాలతో సూచిస్తారు. ఈ పరిమాణాలతో విశ్వంలోని వస్తువుల భౌతిక దూరాలను కొలుస్తారు. <ref>{{cite book | author=d'Inverno, Ray | title=Introducing Einstein's Relativity | location=Oxford | publisher=Oxford University Press | year=1992 | id=ISBN 0-19-859686-3}} Chapter 23</ref>

ఈ మహావిస్ఫోట విశ్వకాలంలో ముఖ్యమైన విషయం, 'ఖగోళ మండలాలు' వుండడం. విశ్వం ఒక అంతమగు వయస్సును కలిగి వుండొచ్చు, మరియు [[కాంతి]] కూడా అంతమగు వేగంతో ప్రయాణిస్తూ వుండవచ్చు, భూతకాలంలో ఎన్నో సంఘటనలు జరిగివుండవచ్చు, వీటి కాంతి మన వరకు చేరక పోవచ్చు. ఈ తరహా సంఘటనలు 'పాత మండలం' లోనూ జరిగి వుండవచ్చు, వీటిని మనం దూరం నుండి వీక్షించనూ వచ్చు. విశ్వం విస్తరిస్తున్న కారణంగా, దూరపు వస్తువులు వేగంగా కదులుతూ వున్న కారణంగా, మేము విరజిమ్ము కాంతిని దూరపు మండలాలు పొందకనూ పోవచ్చు. ఈ విషయం 'భవిష్యత్తు మండలాల'ను సూచిస్తుంది.<ref name="kolb_c3">Kolb and Turner (1988), chapter 3</ref>

నవీన వీక్షణా సాక్ష్యాలు, 'హబుల్ నియమం' లేదా 'హబుల్-లాంటి వ్యాప్తి' [[గేలక్సీ]]ల లోని [[రెడ్ షిఫ్ట్]] లలో వీక్షింపబడినది, విపులంగా, ఈ 'కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్ గ్రౌండ్' కొలమానాలు మరియు కాంతిమూలకాల విస్తారం. దీనిని కొన్ని సార్లు 'మహావిస్ఫోట సిద్ధాంత మూడు స్థంబాల'ని కూడా అంటారు. <ref>{{cite journal|title = Cosmological Constraints from the Red-Sequence Cluster Survey|author = Gladders, Michael D.; Yee, H. K. C.; Majumdar, Subhabrata; Barrientos, L. Felipe; Hoekstra, Henk; Hall, Patrick B.; Infante, Leopoldo|journal = The Astrophysical Journal|volume = 655|issue = 1|pages = 128-134|date = January 2007|url = http://adsabs.harvard.edu/abs/2007ApJ...655..128G | doi = 10.1086/509909 <!--Retrieved from url by DOI bot-->}}</ref> మహావిస్ఫోట సిద్ధాంతంలో 'ఆకృతుల గురుత్వ పెరుగుదల' వీటి ఆధారంగానే వెలగట్టారు.

సుదూరంలోనున్న [[గేలక్సీ]]లకు [[క్వాజార్]]లను శోధించినపుడు, ఈ వస్తువులు [[రెడ్ షిఫ్ట్]] కు లోనైయాయని, వీటి నుండి వెలువడిన [[కాంతి]] దీర్ఘమైన తరంగదైర్ఘ్యాలకు మార్పు చెందినదని గమనించబడినదిగమనించబడింది. ఒక వస్తువుయొక్క 'ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం' తీసుకొని, వాటికాంతి యొక్క ఉద్గార రేఖా చిత్రాలతో జోడించి, చూడవచ్చును.

[[దస్త్రం:2MASS LSS chart-NEW Nasa.jpg|right|thumb|మొత్తం 'దగ్గరి-ఇన్ఫ్రారెడ్' ఆకాశ చిత్రం, [[పాలపుంత]] ఆవల [[గేలక్సీ]]ల పంపిణీ. ఈ గేలక్సీల రెడ్-షిఫ్ట్ రంగుతో కోడ్ చేయబడినదిచేయబడింది.]]

గేలక్సీల నిర్మాణపు వర్గీకరణల విపులీకర వీక్షణలు మరియు పెద్ద పరిమాణాల ఖగోళ నిర్మాణం మరియు గేలక్సీల పంపిణీ మరియు క్వాజార్లు, ఇవన్నీ 'మహావిస్ఫోట సిద్ధాంతాని'కి మూలాధారాలు. మొదటి క్వాజార్లు మరియు గేలక్సీలు, మహావిస్ఫోటం జరిగిన బిలియన్ సంవత్సరాల తరువాత ఏర్పడినవని ఎన్నో వీక్షణలు మరియు సిద్ధాంతాలు విశదీకరిస్తున్నవి. ఆ తరువాత గేలక్సీల సమూహాలు, గేలక్సీల క్లస్టర్లు, సూపర్ క్లస్టర్లు యేర్పడినవి. <ref>{{cite journal | author = E. Bertschinger | title = Cosmological perturbation theory and structure formation | id = {{arxiv|archive=astro-ph|id=0101009}} | year = 2001}}<br />{{cite journal | author = Edmund Bertschinger|title=Simulations of structure formation in the universe | journal=Annual Review of Astronomy and Astrophysics | volume=36 | pages=599–654 | url=http://arjournals.annualreviews.org/doi/abs/10.1146%2Fannurev.astro.36.1.599 | doi = 10.1146/annurev.astro.36.1.599 <!--Retrieved from url by DOI bot-->|date=1998}}</ref>

అయస్కాంత ఏకథృవాల గూర్చి 1970 లో అనంగీకారం లేవనెత్తబడింది. మహా ఏకీకరణ సిద్ధాంతం, విశ్వంలోని 'టోపోలోజికల్ డిఫెక్ట్' ను సూచించింది. ప్రారంభ దశలో వేడిమి గల విశ్వమునందు వస్తువుల తయారీకి సరియైన అవకాశాలు మెండు, ఆ దశలో అయస్కాంత ఏకథృవాలను గుర్తించలేదు. <ref name="kolb_c8">Kolb and Turner, chapter 8</ref>

[[దస్త్రం:Cosmological composition.jpg|thumb|right|375px|ఒక 'ఫై చార్ట్', ఇది 'విశ్వం'లోని వివిధ శక్తి-ద్రవ్యరాసుల అనుపాత మిశ్రమాలను సూచిస్తున్నది. ఇది "లాంబ్డా-మోడల్-ΛCDM కు తదునుగణంగా వున్నదిఉంది. దాదాపు 95% చీకటి లేదా అంధకార పదార్థం మరియు శక్తి.]]

1970 మరియు 1980 లలో, వివిధ పరిశోధనలద్వారా తెలిసిందేమంటే, గురుత్వబలాల మధ్య గల గేలక్సీలలో వీక్షించుటకు సరియగు లేదా తగినంత పదార్థం లేదని స్పష్టమైనది. ఈ విషయం ఇంకో సిద్ధాంతానికి జన్మనిచ్చింది, విశ్వంలోని 90% పదార్థం చీకటి లేదా అంధకార పదార్థమనీ, ఇది కాంతిని సృష్టించదనీ లేదా వెదజల్లదనీ. <ref>{{cite web | last=Keel | first=Bill | url=http://www.astr.ua.edu/keel/galaxies/darkmatter.html | title=Galaxies and the Universe lecture notes - Dark Matter |publisher=University of Alabama Astronomy | accessdate=2007-05-28}}</ref>

పరిశోధనాలయాలలో ఈ చీకటి పదార్థాలు నిర్ధారింపబడలేదు. ఎందరో భౌతికశాస్త్రవేత్తలు, ఈ చీకటి పదార్థాలగూర్చి చర్చించారు మరియు పరిశోధనారూపాలిచ్చారు. <ref name="pdg">{{cite journal | last=Yao | first=W. M. | coauthors=et al. | year=2006 | title=Review of Particle Physics | journal=J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. | volume=33 | pages=1–1232 | doi=10.1088/0954-3899/33/1/001}} {{PDFlink|[http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/darkmatrpp.pdf Chapter 22: Dark matter]|152&nbsp;[[Kibibyte|KiB]]<!-- application/pdf, 155836 bytes -->}}.</ref>

రెడ్ షిఫ్ట్ ల కొలమానాల ప్రకారం, సూపర్ నోవాల పరిశోధనల ఫలితంగా తేలిన విషయం ఏమంటే, విశ్వం వ్యాపించడానికి కారణం విశ్వంయొక్క గురుత్వ త్వరణం, ఈ త్వరణం విశ్వపు సగం వయస్సునుండి ఆరంభమైనదనీ. ఈ విషయం ధృవీకరించడానికి, సాధారణ సాపేక్షతా సిద్ధాంతానికి, విశ్వంలో ఎక్కువ శక్తి అవసరమైంది, ఆ శక్తి అత్యంత ఋణాత్మక పీడనం గావచ్చు లేదా 'అంధకార లేదా చీకటి శక్తి' గావచ్చు. చీకటి శక్తి క్లస్టర్ల రూపంలో లేకనూ పోవచ్చు, దీనిని 'పోగొట్టబడుచున్న' శక్తిసాంద్రత అనవచ్చును.

[[అంధకార శక్తి]] ని వీక్షించక మునుపు, ఖగోళ శాస్త్రజ్ఞులు రెండు దృశ్యాలను ముందుంచారు. మొదటిది; విశ్వం విస్తరిస్తూ పోయి ఓ అత్యంత స్థాయి వద్ద నిలిచి తిరిగీ కూలడం ప్రారంభిస్తుంది. ఈ స్థితిలో విశ్వం తిరిగీ అత్యంత ద్రవ్యరాశి మరియు ఉష్ణాలను కలిగి వుంటుంది. ఈ స్థాయి, మహావిస్ఫోట ప్రారంభ స్థాయిలా వుంటుంది. <ref name="kolb_c3">Kolb and Turner, 1988, chapter 3</ref> రెండవది; విశ్వం విస్తరిస్తూ, వ్యాప్తి చెందే గతి తగ్గుతూ నెమ్మదై పోతుంది కానీ ఆగదు. నక్షత్రాల పుట్టుకలు ఆగిపోతాయి, నక్షత్రాలు పేలిపోయి 'తెల్లమరుగుజ్జులు'గా, 'న్యూట్రాన్ తారలు'గా 'కృష్ణబిలాలు'గా తయారౌతాయి. విశ్వంలో ఉష్ణోగ్రత 'అబ్సొల్యూట్ జీరో' కు చేరుకుంటుంది. దీనినే [[బిగ్ ఫ్రీజ్]] గా అభివర్ణించారు. ఈ దృశ్యాన్నే 'ఉష్ణోగ్రతా మరణం' అన్నారు.

భౌతికశాస్త్రంలో నోబెల్ పురస్కార గ్రహీత [[హాన్నెస్ ఆల్ఫ్ వెన్]], ఈ మహావిస్ఫోట సిద్ధాంతాన్ని, "సృష్టి గురించి చెప్పడానికి 'శాస్త్రీయ కాల్పనికం'" గా అభివర్ణించాడు.<ref> Hannes Alfvén, Cosmology—Myth or Science? ''J Astrophysics and Astronomy'', vol. 5, pp. 79-98, (1984).</ref> "విశ్వపు అనంత స్థితి, అనంత కాలంగా వున్నదని నిరూపించడాని తగిన 'హేతువులు లేవు' అని చాటాడు. విశ్వ సృష్టి, నాలుగువేల లేక 20 బిలియన్ల సంవత్సరాల వయస్సు కలిగివున్నదని నిర్ధారించడానికి సరైన ఆధారాలు లేవు అని ఈ సిద్ధాంతాన్ని తోసిపుచ్చాడు. హాన్నెస్ మరియు సహోద్యోగులు "ఆల్ఫ్ వెన్-క్లెయిన్ నమూనా" సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించారు.[http://public.lanl.gov/alp/plasma/people/alfven.html]. <br />

ఆల్ఫ్ వెన్ సిద్ధాంతాలతో ప్రేరణ పొంది, [[ఎరిక్ లెర్నర్]] అనే పరిశోధకుడు ''విస్ఫోటం ఎన్నడూ జరగలేదు'' (1991) అనే పుస్తకాన్ని వ్రాశాడు. కానీ ఇతడి పుస్తకానికి ప్రతిస్పందన ఋణాత్మకంగానే కలిగింది. <ref>[http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0CE5DD1F39F93BA25755C0A967958260 Letter to the Editor June 18, 1991]</ref><ref>[http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0CEFD8123CF932A3575AC0A967958260 Did the Big Bang Happen? - New York Times<!-- Bot generated title -->]</ref>