Таталцлын давалгаа гэдэг нь Алберт Эйнштейний ерөнхий харьцангуйн онолоор зөгнөж гаргаж тавьсан орон зай, цаг хугацааны хотгор гүдгэр хавтгайн, давалгаа адил тархах тархалтын өөрчлөлт юм. Таталцлын давалгаа нь таталцлын давалгааг сонгодог утгаар нь томьёолсон жингийн таталцлын “дагалдах бүтээгдэхүүн” төдийгүй бүх хурдалж буй жин үүсгэдэг байна.

 NASA-гийн компьютерийн симуляцаар зурсан Эйнштейний бичиж үлдээсэн таталцлын давалгааны дүрслэл

Таталцлын цацраг гэдэг нь таталцлын давалгааны түгээж байгаа эрчим хүч (energia) юм.

Таталцлын давалгааг үүсгэж тарааж байгаа системүүдийн чухал жишээнүүд гэвэл хоёрдмол однууд. Үүний нэг од нь цагаан одой од, нейтрон од, эсвэл хар нүх байдаг.

Таталцлын цацралтыг 2015 онд шууд ажигласан ба өмнө нь шууд бус байдлаар Hulse-Taylor-ын хоёрдмол байнга цацралттай байдаг одны (pulsar) нэг тойрог тойрох (periоdus) хугацааг яг хэмжсэний үндсэн дээр ажиглажээ.

Энэ бол 1993 онд физикийн Нобелийн шагналыг хүртээх үндэс болсон аж. Ингэснээр энэ нь “таталцлын давалгааны одон орон судлал” гэдэг одон орон судлалын нэг шинэ салбарыг эхлүүлсэн юм. 2014 оны гуравдугаар сард BICEP2 гэдэг сансрын телескопоор таталцлын давалгаа гэж байдаг гэдгийг шууд бусаар батлах шинж тэмдгийг оллоо гэж судалгааны нэг баг мэдэгдэв.

Таталцлын давалгааны ерөнхий шинж чанарууд

Ерөнхий харьцангуйн онолын дагуу таталцлын орон зайн өөрчлөлтүүд нь Ньютоны (Newton) тэнгэрийн механикт байдаг шиг тэр дороо нөлөөлөхгүй, харин гэрлийн хурдаар цааш тархдаг. Тийм учраас хурдалж байгаа жингүүдээс бүтсэн бүх систем   (хоёрдмол одны систем,  эсвэл нэг эргэлдэж байгаа гариг) бүгд таталцлын давалгааг үүсгэдэг аж.

Энэ үзэгдэл нь хэлбэрийн хувьд цахилгаан соронзон цацралтай төстэй боловч энэ хоёрын дундах томхон ялгаа гэвэл бидний мэдэж байгаачлан энд хасах жин гэж байхгүй юм. Үүнээс болоод энд таталцлын хоёр туйл буюу dipоlus (нэг хасах, нэг нэмэх цэнэгтэй туйлтай ба холболтуудын байрлал нь symmetry биш молекулыг бид Dipуlus буюу хоёр туйлтай гэдэг) гэж байдаггүй харин таталцлын цацралт нь  kvadrupоl цацралт болдог аж.

Энд мөн Birkhoff-ын заалтын үндсэн дээр симметр-хэм тэгш чичирхийлэлтэй (oscillation) жингийн тархцын хуваарилалт нь (distribution) таталцлын давалгааг үүсгэж чаддаггүй.

Таталцлын давалгаануудын өвөрмөц гол шинж чанар нь сансарт байгаа биетүүд түүнийг “сүүдэрлэж” сулруулж чаддаггүй байна. Үүгээр одон орон судлалд урьд өмнө нь харагдаггүй байсан биетүүдийг тухайлбал хар нүхийг эсвэл өөр цахилгаан соронзон цацралтыг эсвэл өөр биетүүдийн биднээс халхалж байсан биетүүдийг олж харж, ажиглах боломжтой болгосон нь бидэнд шинэ цаг үеийг авчирч байгаа юм.

Физикт хурдатгал гэдэг нь хурд нь байнга өсөж байгааг хэлээд зогсохгүй гэдгийг дээрх тайлбарыг хийхдээ бид онцлон тэмдэглэж байгаа гэдгийг хэлэх хэрэгтэй. Хөдөлгөөний чиглэл нь байнга өөрчлөгдөж байгаа бол бид үүнийг хурдасч байгаа биет гэж үзнэ.  Дэлхийг тойрон нэгэн жигд хурдаар тойрч байгаа сарны хөдөлгөөн бол хурдасч байгаа хөдөлгөөн юм.

Таталцлын квантум орон зайн онолын дагуу бол (үүний онолын томъёоллыг одоо хүртэл хийж чадаагүй) таталцлыг, таталцлын харилцан үйлчлэлээр graviton-ууд дамжуулж байдаг байна. Эгэл хэсгийн физикт graviton гэдэг нь таталцлын харилцан нөлөөллийг дамжуулж байгаа элементийн эгэл хэсэг юм. Ийм зүйл байдаг гэдгийг одоогоор үзүүлж харуулж чадаагүй байгаа. Хэрэв байдаг бол таталцлын эцэс төгсгөлгүй нөлөөллийн зайнаас болж энэ нь жингүй, 2 тоот эгэл хэсгийн хөдөлгөөнөөс хамааралгүй, эгэл хэсгүүдийн өөрийнх нь дотоод  impulzusmomentum юм.   Kvantum-эрчим хүчний хамгийн бага нэгж.

Өөр долгионуудтай төстэй байдлаар таталцалын давалгааг ердийн параметерүүдээр илэрхийлж болно.

Amplitude-давалгааны хэмжээ. Давалгааны богиносох, уртассах хэмжээний харьцаа.

Frequency-давтамж. Чичирхийллийн цаг хугацааны давтамж. Нэгж нь Hz

Давалгааны урт-хоёр биенээ дагаж байгаа давалгааны хамгийн дээд цэг хоорондын зай.

Хурд-Хамгийн том давалгааны фронтын хурд. Жижиг аmplitude-тэй таталцлын давалгааны хувьд энэ нь гэрлийн хурдтай тэнцүү.

Давалгааны эх үүсвэрүүд

Орчлон ертөнцийн жин эсвэл эрчим хүчний өөрчлөлт нь бүхний дотор kvadrupolmomentum цаг хугацаагаар өөрчлөгдөж, таталцлын давалгааг үүсгэдэг. Хамгийн энгийн тохиолдолд бие биенээ тойрон эргэж байгаа 2 биет таталцлын давалгааг үүсгэдэг байна. Энэ таталцлын харилцан үйлчлэл нь маш сул учраас бидний нарны систем дэх жингүүдийн хувьд маш бага учраас энэ нөлөөг одоог хүртэл илрүүлж ажиглаж чадаагүй байсан юм.

Эрчтэй учраас илрүүлж ажиглаж болох таталцлын давалгаануудын эх үүсвэрүүдийг суперновагийн (супер шинэ од) тэсрэлтийн үеэр болон нэг нь нөгөөгөө тойрон эргэж байгаа нейтрон однууд, хар нүхнүүдийн үеэр олж тогтоож болно. Ийм эх үүсвэрүүд биднээс асар хол оршдог, дэлхийд үзүүлэх нөлөө нь асар бага учраас дэлхий дээрх үзэгдлүүдээс тухайлбал газар хөдлөлтийн чичирхийллээс ялгахад хэцүү байдаг.

Балар эртний тэсрэлт нь таталцлын давалгааны эх үүсвэр мөн боловч түүний давтамж болон эрчим хүчний нягтрал нь орчлон ертөнцийн тэлэлтээс үүдэн маш бага болсон тул зөвхөн 2015 онд сансарт хөөргөсөн LISA илрүүлэгч л үүнийг хийж чадах байх.

Таталцлын давалгааны хэлбэрүүд
-Periоdus-тай- нэг тойрог тойрох (periоdus) хугацаа
-Эрэгний резба шиг хэлбэртэй
-Санамсаргүй тохиолдож байгаа юм шиг байдалтай
-Гэнэтийн байдалтай гэсэн хэлбэрүүдээр гарч ирдэг байна.

Periоdus-тай таталцлын давалгааны эх үүсвэр нь харьцангуй тогтмол, сайтар тодорхойлогдсон давтамжтай таталцлын системүүд юм. Үүний жишээ гэвэл бие биенээ тойрч эргэх хоёр нейтрон од, хоёр хар нүх зэрэг хоёрдмол системүүд эсвэл өөрийнхөө тэнхлэгийг тойрон хурдан эргэх нейтрон од  юм. Эдгээр эх үүсвэрүүд нь харьцангуй сул таталцлын давалгааг үүсгэдэг.

Эрэгний резба шиг хэлбэртэй таталцлын давалгаа гэдэг нь удахгүй бие биедээ уусах таталцлын хоёрдмол системийн эцсийн шатанд үүсдэг. Ийм систем нь хоёр нейтрон одноос, хоёр хар нүхнээс эсвэл нэг нейтрон од, нэг хар нүхнээс бүтдэг. Эдгээр нь бие биенээ тойрон эргэх ба цаг хугацаа өнгөрөх бүрт зам нь бие биедээ улам ойртож, хоёр биет удалгүй бие биедээ уусдаг байна. Энэ хөдөлгөөний явцад хоёр биет хоорондын зай улам багасаж хурд нь нэмэгдэх ба таталцлын давалгааны давтамж нь цааш өсдөг. Энэ системийн хоёр биет эрэгний резба хэлбэрийн замд орж бие биедээ улам ойртох тул энд үүсэх таталцлын давалгааг ингэж нэрлэжээ.

Гэнэтийн байдалтай таталцлын давалгаа нь богино хугацаагаар мэдэгдэхгүй ажиллагаатай эсвэл урьдаас хүлээж байгаагүй эх үүсвэрээс ирдэг. Зарим онолын дагуу бол супернова болон гаммагийн гэнэтийн үүсэлт нь гэнэтийн байдалтай таталцлын давалгааг үүсгэдэг байж болох юм.       

Санамсаргүй байдалтай таталцлын давалгаа нь орчлон ертөнцийн хөгжлийн эртний шатанд үүсч үлдсэн юм. Балар эртний тэсрэлтийг санамсаргүй таталцлын давалгаа үүсэх хамгийн магадлал өндөртэй үйл явц гэж үздэг. Ийм учраас энэ төрлийн таталцлын давалгаа нь орчлон ертөнцийн гарал үүсэл болон түүний түүхийн талаар чухал мэдээллийг өгч болох юм гэж үздэг.

Урианхан овогт Лувсангийн Пүрэвхүү