Bunday holda, elektromagnit nurlanishning barcha diapazonlari - radio to’lqinlardan yuqori energetikali gamma nurlanishgacha qo’llaniladi. Axir, har bir spektral diapazon kosmosga o’z derazasini ochadi. Superkompyuterlar katta hajmdagi ma’lumotlarni tahlil qiladi. Shunday qilib, barcha turdagi kosmik hodisalarni misli ko’rilmagan aniqlik bilan o’rganish mumkin. 2015 yilda tadqiqot imkoniyatlari yana bir mutlaqo yangi usul bilan to’ldirildi: endi olimlar Yerdagi tortishish to’lqinlarini o’lchay oladilar - va shu tariqa ilgari o’lchash usullari umuman mavjud bo’lmagan astronomik hodisalarni o’rgana oladilar.

Virtual kosmik makon
Koinotining hozirgi kungacha eng katta va eng batafsil modeli IllustrisTNG ni tuzish uchun tadqiqotchilar Shtutgartdagi “Hazel Hen” yuqori darajada unumdor kompyuterini fazoning dastlabki holati haqidagi maʼlumotlar bilan to’ldirmoqdalar. So’ngra superkompyuter koinotning 13 milliard yildan ortiq evolyutsiyasini hisoblab chiqadi. Buning uchun bir yildan ortiq vaqt davomida kechayu-kunduz ishlaydigan 16 000 ta protsessor yadrosi kerak bo‘ladi - bu zamonaviy shaxsiy kompyuter uchun 15 000 yillik hisoblash vaqtiga teng. Ushbu model tadqiqotchilarga Koinotdagi keng ko’lamli o’zaro bog’lanishlarni, shuningdek, galaktikalardagi gaz oqimlari kabi tafsilotlarni o’ziga xos tarzda va yuqori aniqlikda namoyish etadi.

Qora materiya va qora energiya
Koinotning juda kichik bir qismi yulduzlar, sayyoralar va biz kuzata oladigan boshqa samoviy jismlardan iborat. Qolganlari – qolgan yana 95 foizi - qora materiya va qora energiyadir.

Qora materiya ko’rinmaydi, lekin u o’zining tortishish kuchi tufayli o’zini bildiradi. Agar qora materiya bo’lmaganida, kosmosdagi ko’rinadigan materiya boshqacha xatti-harakat qilgan bo’lardi. Misol uchun, bizning Somon yo’li kabi galaktikalar turli yo’nalishlarda tarqalishi kerak bo’lardi. Qora energiya - bu astronomlar tomonidan Koinotning jadal ravishda kengayib borishiga ta’sir etuvchi omilni tushuntirish uchun ishlatiladigan atamadir. Massalarning o’zaro tortishishi tufayli Koinot o’zining kengayishida sekinlashishi kerak bo’lardi. Ammo o’lchov teskari ta’sirga ega: Koinot borgan sari tezroq kengaymoqda! Buni faqat koinotning 70 foizi qora energiyadan tashkil topgandagina tushuntirish mumkin.

Ko’rinmas zarralarni topish
Kosmosdagi “oddiy” materiyadan besh baravar ko’p bo’lgan qora materiyani biz to’g’ridan-to’g’ri ko’ra olmaymiz, o’lchay olmaymiz ham. Tadqiqotchilar, u ko’rinadigan, “normal” materiya bilan juda zaif o’zaro ta’sirda bo’lgan, ilgari noma’lum bo’lgan elementar zarralardan iborat deb taxmin qilmoqdalar. Ular bu zarralarni supero‘tkazuvchi termometrlar yordamida kamdan-kam uchraydigan hodisalar uchun kriogen qidiruv tajribasi bilan qidirmoqdalar (CRESST, qisq. Ing. til. The Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers). Italiyadagi Gran Sasso tog’ tizmasi ostida har tomondan 1400 metrdan ortiq tosh bilan himoyalangan, yuqori sezgir detektorlarga ega yer osti laboratoriyasi mavjud. Kosmosdan Yerga tushgan barcha “normal” zarrachalarni tog ‘materiyasi ushlab qoladi. “Qora” elementar zarralar esa, aksincha, toshga deyarli to’sqinliksiz singishi kerak. Haqiqiy o’lchov asboblari bu deyarli -273 daraja Selsiygacha sovutilgan o’ta sof kaltsiy volframat kristallaridir. Qora materiya zarrasi kristallardan biriga urilganda, harorat gradusning milliondan bir qismiga ko’tariladi. Bu minimal farq juda sezgir termometr bilan o’lchanadi Ikki tadqiqotchi Gran Sasso yer osti laboratoriyasida CRESST tajriba detektorini jihozlamoqda. | © Astrid Eckert

Katta portlash
Fanning eng katta sirlaridan biri Koinotning kelib chiqishi masalasidir. Bugun biz koinot kengayib borayotganini bilamiz. Qay tariqa kengayib borayotganini ham bilamiz. Boshqa tomondan, materiya va energiya cheksiz ravishda quyuqlashib bormoqda. Aynan bu holat bizning hozirgi Koinotimizning boshlang’ich davriga to’g’ri keladi - sof matematik jihatdan qaraganda, 13,8 milliard yil oldingi davriga. Ammo bu Katta portlash fazodagi hech qanday portlashni tasvirlamaydi. Bugungi kunda hukmron bo’lgan nazariyaga ko’ra, bu makon, vaqt va materiyaning boshlanishidir.

© Ammo koinotdagi mavjud bo’lgan katta hajmdagi materiya va energiyani qanday qilib shunday kichik nuqtaga siqish mumkin? Katta portlash - bugungi kunda tasvirlanganidek – yuzaga kelishi uchun avvaliga juda qisqa, fafqulodda tez kengayish sodir bo’lishi kerak: ya’ni yorug’lik tezligidan oshuvchi inflyatsiya. Elektromagnit nurlanishga asoslangan o’lchash usullari Katta portlash yaqinidagi bu hududni tadqiq eta olmaydi, ammo tortishish to’lqinlari yordamida esa buning imkoni bor.

Katta portlash yoki katta zarba?
Katta portlashda, mavjud nazariyaga ko’ra, makon, vaqt va materiya yo’qdan yaratilgan. Bugungi bilimlar tufayli barcha jarayonlarni Katta portlashdan keyingi soniyaning milliarddan bir qismidan hisoblab chiqish mumkin. Juda qisqa, ammo tushunish uchun juda muhim qism bevosita “portlash” dan so’ng hali ham qorong’ulikda qolmoqda. Maks Plank Jamiyatining Gravitatsion fizika institutining yosh olimi Anna Ijasning tadqiqoti shunga asoslangan. U ishlayotgan tsiklik model avvalgi Koinot asta-sekin taxminan 10-25 sm gacha qisqargan va keyin yana kengayganini nazarda tutadi. Shunga asoslanib, Katta portlash, ehtimol, yumshatilgan kuchli zarba bo’lgan. Ilm-fan haligacha tushuntirib bera olmagan Katta portlash nazariyasining zaruriy qismi bu inflyatsiya - “portlash” dan ko’p o’tmay juda tez kengayishdir. Kuchli zarba modeli bu taxminga asoslanmagan.
  Katta portlashdan oldin nima bo’lgan? Balki oldingi Koinot? | © Anna Ijjas
Tortishish to’lqinlari
Albert Eynshteyn yana haq: 2015 yil 14 sentabrda u o’zining nisbiylik nazariyasida tasvirlab berganidan 100 yil o‘tib tortishish to‘lqinlari birinchi marta o‘lchanadi. Biroq, tortishish to’lqinlari nima? Eynshteynning fikriga ko’ra, har bir massa to’rt o’lchovli fazoda izini qoldiradi. Agar bu massalar harakat qilsa, to’lqinlar hosil bo’ladi. Bu to’lqinlar kosmosda yorug’lik tezligida tarqaladi va fazoni buzib ko’rsatadi.

Kosmosda doimo tortishish to’lqinlari hosil bo’ladi. Biroq, Yerda ularni faqat juda katta massalarning juda tez harakatlanishida? masalan, ikkita qora tuynuk birlashganda o’lchash mumkin. Aynan shu narsa 2015 yil sentyabr oyida o’lchangan . Bu jarayon uchun juda sezgir o’lchash asboblari talab etiladi: signallarni qabul qiluvchi ikkita ulkan interferometr AQShda joylashgan. Ammo bu oʻlchash asboblaridagi yuqori aniqlikdagi texnologiyaning koʻp qismi va baholash dasturlari Germaniyadan – Maks Plank Jamiyatining Potsdam va Gannoverdagi Gravitatsion fizika institutidan olingan.
  Galaktikalar
Galaktikalar cheksiz kosmos dengizidagi “dunyolar orollari” dir. Yulduzlar, sayyora tizimlari, chang bulutlari, gaz tumanliklari va qorong’u moddalar bu yerda to’planadi. Ular tortishish kuchi ta’siri ostida birga saqlanib turadi. Galaktikalar turli xil tuzilishga ega - oddiy ellipslardan tortib, bizning Somon yo’li kabi o’ziga xos “shoxobchalarga” ega juda murakkab spiral galaktikalargacha. Oxir-oqibat bir nechta galaktikalar turli o’lchamdagi guruhlar va to’dalarni hosil qilish uchun birlashadi. Ushbu galaktika to’dalarining eng kattalari bir necha ming galaktikalarni o’z ichiga oladi.

Andromeda tumanligi bizga eng yaqin galaktika boʻlib, taxminan Somon yoʻlining oʻlchamiga teng. Bu Yerdan ko’rishimiz mumkin bo’lgan eng uzoqdagi astronomik obyekt.
  © ESO/С. Bryunye

Supernova
Ba’zi yulduzlar o’ta yorqin yakun topadilar: evolyutsiyaning oxirida ulkan yulduzning yorqin portlashi Supernova deb ataladi. Bu nomlanish (nova = lotin tilidan yangi) Tyxo Bragaga borib taqaladi. 1572 yilda daniyalik astronom ilgari hech narsa ko’rinmas bo’lgan joyda juda yorqin yulduzning to’satdan paydo bo’lishini kuzatadi.

Supernovaning portlashida yulduzning katta qismi energiyaga aylanadi va bir vaqtning o’zida taraladi. Faqat neytron yulduzi yoki qora tuynuk qoladi. Masalan qizil gigant kabi ulkan gigant yulduz yoqilg’ini tugatganida o’ta yangi ayniqsa ta’sirli bo’ladi. U o’zining tortishish kuchi ta’sirida buziladi va katta miqdorda energiya chiqaradi. Shundan so’ng, Supernova bir muncha vaqt o’zi joylashgan butun galaktikadan ko’ra yorqinroq tarzda nur taratadi.