د نړۍ پراخېدنه (انبساط)

د نړۍ پراخېدنه، د وخت په تېرېدو سره د دوو داسې جسمونو تر منځ د واتڼ زیاتېدو ته ویل کېږي چې د جاذبې له‌پلوه یو بل پورې تړلي نه‌دي. دا یوه ذاتي پراخېدنه ده چې له امله یې د فضا (تشیا) لویوالی بدلون مومي. نړۍ د یوه جسم په «دننه» کې پراخوالی نه‌مومي او نه هم «دباندې» فضا شتون ته اړتیا لري. په حقیقت کې، [د پراخېدنې په ترڅ کې] نه فضا او نه هم جسمونه په فضا کې حرکت کوي؛ بلکې مټریکه پېښه ده چې په اندازه کې یې بدلون راځي او د تشیال‌وخت لویوالی او هندسه (هندسي جوړښت) تنظیموي. څرنګه چې د نړۍ د تشیال‌وخت د مټریک فضایي برخې لویوالی مخ په زیاتېدو دی، جسمونه یو له بل څخه په تلپاتي زیاتېدونکي سرعت سره لا لېرې کېږي. د نړۍ په هر ټکي کې یوه راصد ته داسې معلومېږي چې ټوله فضا د پراخېدو په حال کې ده، پرته له نږدې کهکشانونو څخه (چې د جاذبې پر مټ سره تړلي دي او دا کهکشانونه داسې تر سترګو کېږي چې ګواکې له راصد څخه د اړوند واټن په متناسب سرعت سره لېرې کېږي). په داسې حال کې چې د فضا دننه، جسمونه د نور څخه ګړندي حرکت نه‌شي کولای، دغه محدودیت د یوه مټریک اړوند بدلونونو پر اغېزو باندې د وضع کولو وړ نه‌دی؛ نو هغه جسمونه، چې په یوه جاذبوي چاپېریال کې ولاړ راصد څخه په یوه پوره لېرې واټن کې پراته دي، په داسې یوه «سرعت» (د واټن/وخت له پلوه، نه حرکت) شاته ځي چې ان د نور تر سرعته هم تېری کوي. دغه جسمونه د مشاهدې وړ هم نه‌دي (ځکه چې خپاره شوي سېګنالونه یې د دې توان نه‌لري ترڅو د جسم او راصد ترمنځ تلپاتی زیاتېدونکی واټن ووهلای شي)- د نوموړو جسمونو شتون زموږ د مشاهدې وړ نړۍ محدوده کړې ده.

د ټولیز (عام) نسبیت د اغېزې په توګه، د نړۍ پراخېدنه او د ورځني ژوند پراخېدنې او چاودنې سره توپیر لري؛ دا د نړۍ یوه ځانګړتیا ده او ټول‌ګډونه دی، یعنې د ټولې نړۍ لپاره پېښېږي، نه دا چې یوازې د نړۍ یوې ځانګړې برخه کې رامنځ‌ته شي. نو له نورو پراخېدنو او چاودنو څخه په توپیر سره، د نړۍ پراخېدنه له نړۍ څخه «دباندې» د مشاهدې وړ نه‌ده؛ داسې ګومان کېږي چې د مشاهدې لپاره هېڅ کوم «دباندې» چاپېریال شتون نه‌لري.

مټریکه پراخېدنه د سترې چاودنې (بېګ بنګ) کیهان‌پوهنې یوه کلیدي ځانګړنه ده، چې ریاضیکي موډل یې د فریډمن-لېمایټر-رابرټسن-واکر مټریک له مخې جوړ شوی دی او زموږ د نړۍ ټولیزه ځانګړتیا بلل کېږي. له هغه ځایه چې ماده د جاذبې له امله دومره پیاوړې سره نښتې ده چې مټریکه پراخېدنه په کې د مشاهدې وړ نه‌ده، نو دغه موډل یوازې په لویو اندازو (کابو د کهکشاني موښتو او تر هغو لویې اندازې) کې د پلي کېدو وړ دی. نو په ترتیب سره، یوازېني کهکشانونه چې د مټریکې پراخېدنې په پایله کې سره لېرې کېږي هغه کهکشانونه دي چې کیهاني اړوند لویوالی یې د جاذبوي متلاشي کېدنې لپاره تر ټولو ستر برید څخه تېری کړی دی (جاذبوي متلاشي کېدنه د نړۍ د عمر په اوږدو کې د مادې کثافت او د پراخېدنې منځنۍ کچې ته په کتو سره، شونې ده).

د تورم له تیوري سره سم، د تورم پېر په ترڅ کې، له سترې چاودنې څخه د یوې ثانیې کابو 10⁻³² برخې په تېرېدو سره نړۍ ناببره پراخه شوه او حجم یې کم تر کمه د 10⁷⁸ ضریب په اندازه زیات شو (کم تر کمه د 10²⁶ ضریب په اندازه په درې واړو اړخونو کې د یوه واټن پراخېدنه)؛ دغه کچه د هغه 1 نانومتر (10⁻⁹ متره، د یوه DNA مالیکول د سوَر کابو نیمایي برخه) اوږدوالي لرونکي جسم له پراخېدنې سره معادل کېږي، چې ناڅاپه کابو 10.6 نوري کاله (شاوخوا 10¹⁷ متره یا 62 تریلیونه مایله) پراخ شي. وروسته له هغې هم د نړۍ پراخېدنې دوام وموند خو د لومړۍ پراخېدنې په پرتله په تدریجي توګه په خورا کرارۍ سره؛ شاوخوا 9.8 بیلیونه کاله وروسته تر سترې چاودنې (4 بیلیونه کاله پخوا) په تدریجي توګه د خورا چټکې پراخېدنې پېر پیل شو او لا دوام لري. فزیک‌پوهانو د دغه ګړندیتوب د ځنډېدنې د بیانولو په موخه، د تیارې انرژۍ د شتون فرضیه ومنله، چې په ساده جاذبوي موډلونو کې د کیهان‌پوهنې یوه ثابت په توګه څرګندېږي. د کیهان‌پوهنې اوس‌مهاله غوره موډل (Lambda-CDM) د خورا ساده تعمیم‌ورکولو له‌مخې، دغه ګړندیتوب به په راتلونکي کې لا پیاوړی شي. د ۲۰۱۶ کال په جون کې، د NASA او ESA ساینس‌پوهانو د هابل تشیال تلسکوپ په کارولو سره ترسره شوو څېړنو پر بنسټ څرګنده کړه چې د پخوا انګېرنو څخه په توپیر سره نړۍ 5 تر 9 سلنه پورې لا ګړندۍ پراخېږي.

مخینه

په ۱۹۱۲ کې وستو سلېفر وموندله چې د لېرې پرتو کهکشانونو نور سره رنګ ته اوړي، چې وروسته بیا له ځمکې څخه د کهکشانونو پرشا ستنېدلو په توګه تفسیر شو. په ۱۹۲۲ کې الکساندر فریډمن د نړۍ پراخېدنې د څرګندولو په موخه، د تیوریکي شواهدو چمتو کولو لپاره د انشټین ساحوي معادلې وکارولې.

په ۱۹۲۴ کې سویډنی ستورپوه- کنوټ لوندمارک- لومړنۍ کس ؤ چې د پراخېدنې لپاره یې رصداتي شواهد وموندل. د NASA/IPAC د کهکشاني واټنونو د ماوراءکهکشان ډېټابېس، یان ستیر له څرګندونې سره سم، «د لوندمارک ماوراءکهکشاني واټن اټکلونه د هابل په پرتله لا دقیق وو او د هغې پراخېدنې کچې (د هابل ثابت) سره موافق دي چې دم‌مهال د نړۍ د ۱ سلنې تر ټولو دقیقو اندازه‌اخېستنو کې راځي».

په ۱۹۲۷ کې جورج لېمایټر په خپلواکه توګه، د تیوریکي اساساتو پر بنسټ، فریډمن ته ورته پایلې ته ورسېده او همدا راز د «کهکشانونو پورې د واټن او د هغو شاتګ سرعت تر منځ اړیکې» لپاره یې رصداتي شواهد وړاندې کړل. په ۱۹۲۹ کې اډوېن هابل د لوندمارک او لېمایټر موندنې په رصداتي توګه تایید کړې. د کیهان‌پوهنې اصل په په پام کې نیولو سره، د دغو موندنو له مخې به داسې استنباط شونی وي چې ګواکې ټول کهکشانونه یو له بله لېرې کېږي.

د ګڼ‌شمېر ازمایښتي او تیوریکي رصداتو پر بنسټ، علمي اجماع پر دې ده چې فضا په خپله د پراخېدنې په حال کې ده او کابو 13.8 بیلیونه کاله پخوا له سترې چاودنې څخه وروسته په لومړۍ شېبه کې خورا چټکه پراخه شوه. د پراخېدنې دغه بڼې ته «مټریکه پراخېدنه» ویل کېږي. په فزیک او ریاضیاتو کې، «مټریک» د واټن اندازه کولو په معنی دی او له دغې ګړنې څخه داسې استنباط کېږي چې د واټن مفهوم د نړۍ دننه په خپله د بدلون په حال کې دی.

د کیهان تورم

د فضا مټریکې پراخېدنې نومهاله څرګندونې د فزیک‌پوه آلن ګوټ له‌خوا په ۱۹۷۹ کې، کله چې د دغې سکالو پر څېړنې باندې بوخت ؤ چې «اوس‌مهال ولې هېڅ کوم یوقطبي جسم نه تر سترګو کېږي»، وړاندې شوې. ګوټ د خپلو څېړنو په ترڅ کې وموندله چې که چېرې په نړۍ کې د مثبتې انرژۍ یوې کاذبې خلا حالت لرونکې سیمه شتون ولري، نو د ټولیز نسبیت له مخې به د فضا یوه نمایي (اکسپوننشیل) پراخېدنه رامنځ‌ته کړي. ډېر ژر جوته شوه چې داسې یوه پراخېدنه به یو لړ نورې اوږدمهالې پخوانۍ ستونزې حل کړي. دا ستونزې له هغې مشاهدې څخه سرچینه نیسي چې تمه کېږي نن ترسره شوې دي، او ورسره، نړۍ باید د سترې چاودنې پر مهال له یو شمېر خورا ښه تنظیم شوو یا «ځانګړو» لومړنیو شرایطو په درلودو سره پیل شوې وي. د تورم تیوري تر ډېره بریده دغه ستونزې هم اواروي، نو له‌دې امله زموږ د نړۍ په څېر د سترې چاودنې په چوکاټ کې د یوې بلې نړۍ د شتون شونتیا لا زیاتوي. د راجر پېنروس د څرګندونو پر بنسټ، تورم هغه ستره ستونزه چې د حل کېدلو تمه یې کېده، حل نه‌کړه؛ چې د پخوانۍ نړۍ خورا ټیټې انتروپي په نام یادېږي (د 1/10¹⁰¹²⁸ ترتیب لرونکي حالت له ناشونتیا سره). دغه پخوانۍ نړۍ د ناتړاوتیا جاذبوي تطابقي درجو کې پرته وه (د ناتړاوتیا ساحوي درجو پر خلاف؛ لکه: د کیهان مایکروویو شالید، چې اواروالی یې د تورم له مخې په ډاګه کېدلای شي). له‌دې کبله، هغه خپله سناریو د نړۍ د تکامل په تړاو وړاندې کړه: دوراني تطابقي کیهان‌پوهنه.

تر اوسه د کیهان تورم لپاره هېڅ کومه باوري ځواب ویونکې سیمه موندل شوې نه‌ده. سره له‌دې، که چېرې په راتلونکي کې دغسې یوه سیمه وموندل هم شي، نو سکالري کمیت به وي. یوازېنۍ ورته سکالري سیمه چې شتون یې ثابت شوی، په ۲۰۱۲-۲۰۱۳ کې وموندل شوه او تر اوسه تر څېړنې لاندې ده. نو دا ستونزمنه نه‌برېښي چې د کیهان تورم او د فضا د مټریکې پراخېدنې لپاره تر اوسه یوه ځواب ویونکې سیمه موندل شوې نه‌ده.