Kosmoloogiline printsiip: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Addbot (arutelu | kaastöö)
P Robot: muudetud 28 intervikilinki, mis on nüüd andmekogus Wikidata
PResümee puudub
21. rida:
Seda versiooni toetasid algselt [[statsionaarse seisundi teooria]] esindajad (teiste seas [[Hermann Bondi]] ja [[Fred Hoyle]]). Selle teooria kohaselt tagab homogeensuse uue aine pidev ilmumine Universumisse. Tänapäeval pole täielikul kosmoloogilisel printsiibil enam erilist tähtsust.
 
Astronoomide vaatlusandmete kohaselt on Universumil heterogeensed struktuurid kuni [[superparv]]ede, [[galaktikafilament]]ide ja suurte [[tühik]]uteni, kuid vähemalt 200 miljoni [[parsek]]i suurusjärgus on Universum enam-vähem homogeenne. See käib [[ruum (füüsika)|ruum]]ilise homogeensuse ja isotroopsuse kohta; suurtes [[aeg|ajalistes]] mastaapides Universum aga homogeenne ega isotroopne ei ole, sest ta on [[evolutsioon (filosoofia)|evolutsioneerunud]] väga teistsugustest tingimustest [[Suur Pauk|Suurest Paugust]] saadik ning evolutsioneerub väga teistsugustele tingimustele (eriti [[varjatud energia]] tugeva mõju tõttu). Nähtavasti ootab Universumit ees ''[[Big Freeze]]'' või ''[[Big Rip]]''. Mittekosmoloogilistes (väikestes) mastaapides on Universum ajaliselt homogeenne, kuid ta pole ajaliselt isotroopne mastaapides, mis on suuremad [[elementaarosake]]ste [[vastasmõju]]de kestusest. Mitteisotroopse aja ([[aja nool]]e) ilmumine suurtes mastaapides on üks fundamentaalsemaid [[füüsika lahendamatud probleemid|lahendamatuid probleeme]] [[füüsika]]s.
 
==Kehtivustingimused==
28. rida:
100 miljonist valgusaastast suuremaid struktuure tänapäeva andmetel ei ole. Seetõttu paistab, et selles mastaabis kinnitavad vaatlusandmed kosmoloogilist printsiipi.
 
Tavaliselt arvatakse, et üleminek struktureerituselt homogeensusele ja isotroopsusele leiab aset mastaapides suurusjärgus pool miljardit [[valgusaasta]]t. Kui võtta sellise servapikkusega kuup, siis osutub selles asuvate tähtede ja galaktikate arv ligikaudu ühesuguseks Universumi mis tahes piirkonnas. [[Vaadeldav Universum|Vaadeldavasse Universumisse]] mahub mitu tuhat sellist kuupi. Sel juhul on Universum suurtes mastaapides homogeenne ja isotroopne, nagu kosmoloogiline printsiip ütlebki.
 
==Järelmid==
Kosmoloogilise printsiibiga postuleeritavad omadused homogeensus ja isotroopsus tähendavad muu hulgas, et [[Maa (planeet)|Maa]] ei ole Universumis eriline ega väljavalitud koht ([[Koperniku printsiip]]) ning Universum näeb ühtemoodi välja olenemata sellest, kus vaatleja asub. Piisavalt suures mõõtkavas on erinevused tühised.
Kosmose vaatlused näitavad, et Maast kaugemal on [[galaktikaparv]]ed tihedamalt koos ja sisaldavad vähem [[metall]]e. Seda seletavad kosmoloogilist printsiipi rakendavad teadlased [[falsifikatsioon|falsifitseerimatu]] oletusega, et galaktikate populatsiooni muutusele piki vaatekiirt vastab muutus homogeenses Universumis kui tervikus. Kosmoloogid on ühel meelel, et kaugete galaktikate vaatlusandmete põhjal peab Universum kosmoloogilise printsiibi järgi olema mittestaatiline. Kõik vaatekiired peavad olema [[sünkroonsus|sünkroonsed]], nii et ühesuguse [[punanihe|punanihke]] suurusega galaktikad peavad olema ühel ja samal arenguastmel. Mittestaatiline Universum saadakse ka kosmoloogilise printsiibi rakendamisel [[üldrelatiivsusteooria]]le.
 
Kosmoloogilise printsiibi üks järelm on, et Universumi suurimad diskreetsed struktuurid on [[mehhaaniline tasakaal|mehhaanilisesmehaanilises tasakaalus]]. Aine homogeensus ja isotroopsus kõige suuremates mastaapides tähendaks seda, et kõige suuremad diskreetsed struktuurid on osad ühestainsast mittediskreetsest vormist, nii nagu [[leivaraasuke]]sed on [[leib|leiva]] osad. Äärmistel kosmoloogilistel kaugustel saab mehhaanilisemehaanilise tasakaalu omadust vaatekiirega lõikuvatel pindadel empiiriliselt kontrollida, kuid kosmoloogilise printsiibi eeldusel ei saa seda tuvastada vaatekiirega paralleelsel pinnal.
 
Minevikus on paljud teadlased oletanud, et Universumil on hierarhiline ehitus: iga materiaalne süsteem on osa mingist kõrgemat järku süsteemist. Kui see oleks nii, siis tähendaks see kosmoloogilise printsiibi rikkumist, sest mis tahes suurusega piirkonda Universumis me ka vaatleksime, alati oleks olemas privilegeeritud suund – suund lähima kõrgemat järku süsteemi keskme poole.
 
Juba vahetult kosmoloogilisest printsiibist tulenevad mõned tähtsad järeldused Universumi ehituse kohta. Näiteks Universum tervikuna ei tohi [[pöörlemine|pöörelda]] (sest [[pöörlemistelg]] oleks privilegeeritud suund) ning tal ei tohi olla [[keskpunkt]]i ja ruumilist piiri (muidu oleks rikutud Universumi homogeensuse tingimus).
52. rida:
Esmapilgul näib, et Hubble'i seadus on kosmoloogilise printsiibiga vastuolus, sest sellest printsiibist näib tulenevat, et just meie asukoht on see kese, millest kõik ülejäänud galaktikad eemalduvad. Tegelikult see nii ei ole. Kui me asuksime mis tahes muus tähesüsteemis, fikseeriksime täpselt samasuguse galaktikate eemaldumise seaduse.
 
Peale selle, Hubble'i seadus on ainuke galaktikate eemaldumise seadus, mis pole kosmoloogilise printsiibiga vastuolus. Vaatleme mis tahes [[geomeetriline kujund|geomeetrilist kujundit]], mille moodustavad mitu galaktikat. See kujund peab suurenema nii, et ta jääks iseendaga [[sarnased kujundid|sarnaseks]] (muidu kasvaksid kaugused ühes suunas kiiremini kui teises, see aga oleks vastuolus Universumi isotroopsusega). Sellepärast peab ühe ja sama aja jooksul kaugus igast galaktikast kasvama sama arv kordi. Kui galaktika ''A'' asub suvaliselt valitud keskmest (näiteks Linnutee keskmest) ''N'' korda kaugemal kui teine galaktika ''B''. Sellepärast ta peab ka kaugenema ''N'' korda kiiremini kui galaktika ''B''. Teiste sõnadega, galaktika eemaldumise kiirus peab olema võrdeline tema kaugusega, mida Hubble'i seadus ütlebki.
 
USA [[astronoom]] [[Allan Sandage]] osutas vastuolule: Hubble'i seadus kehtib isegi "heterogeensusrakukese" sees, kaugustel umbes 2 megaparsekit, kuna aga üleminek Universumi homogeensusele leiab aset vähemalt 100 korda suurematel kaugustel. Selle paradoksi lahendamiseks viidatakse "[[varjatud energia]]le", mis tekitab dünaamika juba kaugustel 1,5...2 MPc ning jaotub palju homogeensemalt kui aine.
 
Märtsis [[2006]] selgus [[kosmosesond]]i [[WMAP]] andmetest, et [[Maa (planeet)|Maa]] liigub kosmilise mikrolaine-taustkiirguse suhtes kiirusega 600 m/s [[Neitsi (tähtkuju)|Neitsi]] tähtkuju suunas.
62. rida:
 
==Tunnetuslik staatus==
Hoolimata nimetusest on pigem tegemist üldistest (võib-olla isegi [[filosoofia|filosoofilistest]] kaalutlustest lähtuva oletuse või [[aksioom]]iga, mille alusel kitsendatakse võimalike kosmoloogiateooriate valikut.
 
Kosmoloogiline printsiip lähtub sellest, et oluline kõrvalekalle homogeensusest ja isotroopsusest väga suures mastaabis on statistiliselt vähetõenäoline. Samuti on mitmesugused [[vaatlus]]ed kosmoloogilist printsiipi [[kinnitus|kinnitanud]].
68. rida:
Kosmoloogilise printsiibi kehtivustingimusi ning kehtivust Universumi igas staadiumis pole võimalik kinnitada.
 
Vaatlused näitavad ainult, et on olemas antud punanihkega (kaugusega) pinnad, millel homogeensed galaktikate parved on ''Maa suhtes'' homogeenselt ja isotroopselt jaotunud. Et suuremast osast Universumist on raske saada sama sügavusega pilte nagu [[Hubble'i kosmoseteleskoobi sügav väli]] (kus on näha ebareeglipäraste siniste galaktikate ja tavaliste galaktikate segu), siis pole võimalik midagi öelda selle kohta galaktikate parvede isotroopsuse määra kohta nendel pindadel.
 
== Võimalik heterogeenne Universum ==
74. rida:
Kosmoloogilise printsiibi kehtivusele heidab väljakutse üldine probleem [[induktsioon|induktiivsete]] järelduste tegemisel: empiirilised vaatlused mustrite kohta, mis esinevad piiratud raamides, ei saa heita valgust asjade seisule väljaspool neid raame ([[induktsiooniprobleem]]).
 
[[Heterogeensus|Heterogeenses]] ruumis võib väga hästi olla homogeenseid ja isotroopseid piirkondi (kuigi nad peavad olema jaotunud ebareeglipäraselt ja ebaühtlaselt). Nii võib Maa paikneda säärases homogeenses ja isotroopses piirkonnas (mis on siiski nii tohutu suur, et ulatub meie senistest vaatlustest väljapoole), mis ise paikneb veel palju suuremas heterogeenses universumis.
 
Piiratud kosmoloogilised vaatlused on üldiselt näidanud, et suurematel [[heleduskaugus]]tel on suurem [[energiatihedus]]. Tihedamaid ja vähem tihedaid piirkondi heterogeenses jaotuses saab avastada üksnes juhul, kui selle struktuur jääb nii kauaks stabiilseks, et valgus jõuab erinevate osade vahelt läbi tulla.
 
Kui heterogeenne universum peaks avastatama, leitaks tõenäoliselt üks kahest järgnevast:
* Sama [[diameeter|diameetri]] ja [[nurkmõõtmed|nurkmõõtmetega]] galaktikatel on oluliselt erinevad punanihked, millest tulenevad [[Hubble'i konstant|Hubble'i konstandi]] erinevad väärtused.
* Eri galaktikaparvedel, millel on ühesugune siniste irregulaarsete galaktikate ja tavaliste galaktikate vahekord, on erinev punanihke väärtus, millest tulenevad erinevad Hubble'i konstandid, mis on suurtes nurkmastaapides heterogeenselt jaotunud.
 
92. rida:
 
[[Pilt:Cmbr.svg|300px|thumb|Kosmilise mikrolaine-taustkiirguse mõõtmise tulemused tehiskaaslaselt [[COBE]]. Mõõtmised vastavad nii hästi teoreetilisele kõverusele, et [[standardhälve]] jääb joonistatud kõvera sisse.]]
[[NASA]] [[Maa tehiskaaslane|tehiskaaslane]] [[COBE]] (1989) ja kosmosesond [[WMAP]] (2003) mõõtsid Kosmilistkosmilist mikrolaine-taustkiirgust. COBE mõõtmised näitasid, et taustkiirgus on isotroopne täpsusega 1:10<sup>5.</sup>.
 
==Välislingid==