Теория большого взрыва википедия физика кто придумал
Обновлено: 02.07.2024
Большой взрыв это термин, который описывает происхождение Вселенной. Короче говоря, теория Большого взрыва предполагает, что это событие привело к созданию всего, что состоит из физического космоса - пространства, времени и элементарных частиц. Последние стали строительными блоками для более сложных форм - звезд, планет и живых существ на Земле и, возможно, где-то еще во Вселенной. Большой взрыв произошел около 13,8 миллиарда лет назад.
Неизвестно, чем был Космос до Большого взрыва. Расширение Вселенной приводит к выводу, что в самом начале ее существования вся материя в ней была сосредоточена в одной точке, называемой сингулярностью. По законам физики эта точка должна быть бесконечно большой и горячей.
Однако следует помнить, что это не подтвержденная, хотя и вероятная концепция, объясняющая происхождение мира. Теория Большого взрыва, смоделировавшая изначальную сингулярность, ставит перед астрономами проблему, которая, согласно нынешнему уровню знаний, не может быть решена. Это нарушение всех законов физики. Однако благодаря теории расширения можно проследить первые моменты после Большого взрыва.
Первый период в истории Вселенной называется эпохой Планка . Он длился несколько секунд. Первоначальная основа стала расширяться. Именно тогда были созданы время и пространство. Не исключено, что в эту эпоху начались другие процессы, которые легли в основу существующего сегодня космоса. Сегодня, однако, нет никакой теории, которая позволила бы нам узнать об этих процессах.
Другая эра началась через 10 секунд после Большого взрыва. Она называется инфляционной эрой , то есть началом экспансии. За период Вселенная выросла в много раз. Тогда космос был горячей смесью всех элементарных частиц.
Расширение Космоса способствовало его охлаждению. Это позволило через некоторое время после Большого взрыва объединить элементарные частицы в более сложные структуры, такие как протоны и нейтроны. На последующих этапах истории космоса был установлен его химический состав, образовалось излучение, а затем звезды, планеты и галактики.
Доказательства, подтверждающие теорию большого взрыва
До того, как родилась концепция Большого взрыва, космос обычно считался вечным и неизменным. Первым шагом в развитии теории Большого взрыва стало открытие, сделанное в 1912 году Весто Слайфером .
Этот американский астроном заметил, что спиральные туманности, которые он изучал, имеют красное смещение, что означает, что они отдаляются от Земли. Дальнейшие исследования показали, что эти туманности не находятся в Млечном Пути, а представляют собой отдельные галактики. Однако исследования подтвердили, что туманности удаляются от нашей планеты и, таким образом, космос расширяется.
Сам Весто Слайфер не выдвигал никаких гипотез о происхождении Вселенной. Сделал это Жорж Леметр в 1927 году. Он заявил, что, поскольку Космос расширялся, он должен был быть единственной точкой в начале своего существования, «изначальным атомом».
В последующие десятилетия Эдвин Хаббл подтвердил расширение Вселенной. Он также сформулировал закон (позже названный его именем), согласно которому красное смещение галактик прямо пропорционально их расстоянию от Земли.
Вторым свидетельством стало открытие микроволнового фонового излучения. Первая возможность его существования была предложена в 1948 году Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Херманом. Однако у них не было доказательств его существования.
Его случайно обнаружили Арно Аллан Пензиас и Роберт Вудро Вильсон , работающие в Bell Telephone Laboratories в Нью-Джерси (США). В 1965 году во время ремонта антенны были зафиксированы волны, идущие со всех сторон. Эти волны приходили все время с одинаковой интенсивностью. Изначально входящий звук считался выходом из строя антенны. Несмотря на последующий ремонт, антенна продолжала принимать этот загадочный сигнал.
Об открытии узнали ученые из Принстонского университета - Робер Х. Дике, Джим Пиблз и Дэвид Уилкинсон. Они собирались сделать то, что случайно сделали Пензиас и Уилсон. Исследователи описали это явление в двух статьях, опубликованных в 1965 году в Astrophysical Journal . Пензиас и Уилсон представили результаты своих наблюдений. Так Дике, Пиблз и Уилкинсон объяснили, какое открытие сделали ученые Bell Telephone Laboratories.
Так что же такое микроволновое фоновое излучение? Это тип электромагнитного излучения, образовавшийся примерно через 380тысяч лет после Большого взрыва. В предшествующую этому времени эру, известную как эра последнего рассеяния , экстремальные температуры все еще препятствовали слиянию электронов с атомными ядрами. Фотоны высоких энергий рассеивались от свободно циркулирующих электронов.
Наблюдаемая Вселенная в логарифмическом масштабе в представлении художника Наблюдаемая Вселенная в логарифмическом масштабе в представлении художникаВ эпоху рекомбинации расширяющийся космос охладился достаточно, чтобы позволить протонам и нейтронам захватывать электроны, что приводило к образованию атомов. В результате этого процесса фотоны перестали взаимодействовать с электронами. Материя отделилась от излучения, которое представляет собой микроволновое фоновое излучение.
Что было до Большого взрыва?
Большой взрыв означает создание Вселенной и, следовательно, всего, что из нее состоит. Другими словами, раньше не было ничего, кроме сингулярности - ни времени, ни пространства, ни материи.
Теория Большого взрыва выходит за рамки человеческого понимания реальности. Вопрос «что было раньше?» и «сколько времени это было?» не имеет никакого логического оправдания. Слово «было» относится к понятию времени, которое еще не существовало. Также невозможно определить, где был старт Вселенной и какого размера она была. Размер и местоположение - это понятия, относящиеся к существованию пространства, которого также не существовало до Большого взрыва.
Однако есть альтернативные теории. Они отвечают на вопрос «что было до Большого взрыва?».
Начало всего - альтернативные теории
Модифицированная теория большого взрыва - это работа физика Кембриджского университета, лауреата Нобелевской премии Роберта Пенроуза . По его словам, существование вселенных циклично. В каждой последующей вселенной количество материи ограничено. Спустя сотни миллиардов лет последние звезды сгорают, не оставляя строительных блоков для новых небесных тел. Остаются только черные дыры. Однако они тоже не вечны и со временем исчезают.
Таким образом, материя перестает существовать в данной вселенной. Когда ее нет, остается только радиация. Она движется со скоростью света, а это значит, что для нее не существует времени. Так что ее тоже нет. Однако из излучения возникает первичная частица, которая по неизвестным науке причинам создает новую вселенную.
Приведенные ранее доказательства Большого взрыва не принимаются частью научного сообщества. Профессор Чанди Прескод-Вайнштейн из Университета Нью-Гэмпшира сказала, что у космоса нет отправной точки. По ее замыслу, это постоянно расширяющееся пространство.
Также не следует забывать о древнейшей концепции - креационизме. Хотя в каждой религии происхождение Вселенной объясняется по-разному, общим знаменателем креационизма является творческий акт, совершаемый Абсолютом, высшим существом, наделенным разумом.
С самого начала своей истории человечество задавалось вопросом, как был создан космос. Столетия научного развития позволили сформулировать теорию Большого взрыва, которая рационально объясняет концепцию творения. Однако многие вопросы остаются без ответа. Узнаем ли мы когда-нибудь, что происходило до Большого взрыва и когда наступит конец Вселенной? Ответы на эти фундаментальные вопросы, несомненно, были бы одним из величайших достижений человеческой цивилизации.
Что будет со Вселенной
Будущее знать нельзя, но можно предсказать.
Гипотезы относительно того, что эволюция Вселенной обладает отправной точкой, естественным способом подводят ученых к вопросам о возможной конечной точке этого процесса. Если Вселенная начала свою историю из маленькой точки с бесконечной плотностью, которая вдруг начала расширяться, не означает ли это, что расширяться она тоже будет бесконечно? Или же однажды у нее закончится экспансивная сила и начнется обратный процесс сжатия, конечным итогом которого станет все та же бесконечно плотная точка?
Ответы на эти вопросы были основной целью космологов с самого начала споров о том, какая же космологическая модель Вселенной является верной. С принятием теории Большого взрыва, но по большей части благодаря наблюдению за темной энергией в 1990-х годах, ученые пришли к согласию в отношении двух наиболее вероятных сценариев эволюции Вселенной.
Согласно первому, получившему название «большое сжатие», Вселенная достигнет своего максимального размера и начнет разрушаться. Такой вариант развития событий будет возможен, если только плотность массы Вселенной станет больше, чем сама критическая плотность. Другими словами, если плотность материи достигнет определенного значения или станет выше этого значения (1-3×10 -26 кг материи на м³), Вселенная начнет сжиматься.
Альтернативой служит другой сценарий, который гласит, что если плотность во Вселенной будет равна или ниже значения критической плотности, то ее расширение замедлится, однако никогда не остановится полностью. Согласно этой гипотезе, получившей название «тепловая смерть Вселенной», расширение продолжится до тех пор, пока звездообразования не перестанут потреблять межзвездный газ внутри каждой из окружающих галактик. То есть полностью прекратится передача энергии и материи от одного объекта к другому. Все существующие звезды в этом случае выгорят и превратятся в белых карликов, нейтронные звезды и черные дыры.
Постепенно черные дыры будут сталкиваться с другими черными дырами, что привет к образованию все более и более крупных. Средняя температура Вселенной приблизится к абсолютному нулю. Черные дыры в итоге «испарятся», выпустив свое последнее излучение Хокинга. В конце концов термодинамическая энтропия во Вселенной станет максимальной. Наступит тепловая смерть.
Современные наблюдения, которые учитывают наличие темной энергии и ее влияние на расширение космоса, натолкнули ученых на вывод, согласно которому со временем все больше и больше пространства Вселенной будет проходить за пределами нашего горизонта событий и станет невидимым для нас. Конечный и логичный результат этого ученым пока не известен, однако «тепловая смерть» вполне может оказаться конечной точкой подобных событий.
Есть и другие гипотезы относительно распределения темной энергии, а точнее, ее возможных видов (например фантомной энергии). Согласно им галактические скопления, звезды, планеты, атомы, ядра атомов и материя сама по себе будут разорваны на части в результате ее бесконечного расширения. Такой сценарий эволюции носит название «большого разрыва». Причиной гибели Вселенной согласно этому сценарию является само расширение.
Хронология событий в теории Большого Взрыва
Так все выглядело в разрезе времени.
Основываясь на знаниях о нынешнем состоянии Вселенной, ученые предполагают, что все должно было начаться с единственной точки с бесконечной плотностью и конечным временем, которые начали расширяться. После первоначального расширения, как гласит теория, Вселенная прошла фазу охлаждения, которая позволила появиться субатомным частицам и позже простым атомам. Гигантские облака этих древних элементов позже, благодаря гравитации, начали образовывать звезды и галактики.
Все это, по догадкам ученых, началось около 13,8 миллиарда лет назад, и поэтому эта отправная точка считается возрастом Вселенной. Путем исследования различных теоретических принципов, проведения экспериментов с привлечением ускорителей частиц и высокоэнергетических состояний, а также путем проведения астрономических исследований дальних уголков Вселенной ученые вывели и предложили хронологию событий, которые начались с Большого взрыва и привели Вселенную в конечном итоге к тому состоянию космической эволюции, которое имеет место быть сейчас.
Вселенная из ничего
Если подумать о Большом Взрыве как о метафоре человеческой психологии, то в каком-то смысле можно счесть себя центром Вселенной, поскольку именно так она выглядит для всех наблюдателей. Однако в более глубоком смысле никто не находится в центре, так как экспансия повсюду, а все мы находимся в одной и той же ситуации. Важно понимать, что Большой взрыв это описание того, как возникла Вселенная, а не объяснение почему она возникла. Теория Большого взрыва не предполагает ничего о том, было ли что-то до взрыва и что послужило причиной его возникновения.
Как пишет издание Discover, для современных космологов Большой Взрыв – это модель, описывающая, как Вселенная расширялась из чрезвычайно горячего, плотного раннего состояния в реальность, которую мы видим сегодня. Доказательства такой интерпретации просто ошеломляют. За последние 50 лет наши знания о Вселенной чрезвычайно возросли.
Хотите узнать еще больше интересных теорий о возникновении нашей Вселенной? Подписывайтесь на наш канал в Google News!
Фоновое микроволновое космическое излучение – прямое доказательство Большого Взрыва
Теория Большого взрыва
В начале ХХ века (в 1916 г.) Альберт Эйнштейн опубликовал Общую Теорию Относительности (ОТО), в которой появились первые идеи данной концепции. Он описал, что пространство и время неразрывно связаны между собой и являются формами существования единой субстанции – материи. ОТО основана на сенсационном предположении о том, что гравитационная сила не может появиться в статичном пространстве, пространство-время искривлено помещёнными в него массой и энергией (ведь именно из-за сил гравитации звезды и планеты имеют шарообразную форму). Так же по ОТО во Вселенной должны происходить одновременно два процесса – сжатие и расширение. Но в то время большинство ученых придерживались мнения о статичности Вселенной, и на эти идеи отреагировали неоднозначно. Чтобы согласиться с мнением большинства, в следующем, 1917 году Эйнштейн ввёл космологическую постоянную, чтобы уравнения допускали пространственно однородное статическое решение, однако позднее назвал её своей самой большой ошибкой (да-да! Гении тоже могут ошибаться!).
В 1922 году советский физик А. Фридман на основе уравнений Эйнштейна понял, что вся Вселенная возникла из плотно сжатой точки, и , поскольку во Вселенной постоянно происходят процессы взрывного характера (например, взрывы сверхновых), то учёный предположил, что в рождении Вселенной так же лежит взрывной процесс.
Позднее, в 1929 г., Э. Хаббл обнаружил, что галактики постоянно удаляются друг от друга, или, как принято говорить, «разбегаются». Данное открытие подтвердило мысль о расширяющейся Вселенной.
Следующий важнейший шаг в этой теории – выход работы Г. А. Гамова в 1948 году о «Горячей Вселенной», которая была построена на теориях Фридмана. Гамов писал, что первичное вещество во Вселенной было не только очень плотным, но и очень горячим. Именно высокие температуры и плотность способствовали возникновению ядерных реакций, в результате чего синтезировались легкие химические элементы, послужившие строительным материалом для звёзд и галактик. На основе этого Гамов предсказал наличие космического фона излучения, которое с того момента не могло исчезнуть – его температура упала почти до абсолютного нуля. В 1964 году теория Гамова была полностью подтверждена американскими радиоастрономами Р. Вилсоном и А. Пензиасом, которым удалось открыть космический фон излучения и измерить его температуру. Теперь это излучение называется реликтовым.
В 2000-х годах спутники подтвердили теорию расширения Вселенной, а в настоящее время реликтовое излучение измеряется с более высокой точностью.
От сингулярности до наших дней (этапы развития)
1. Как уже было сказано выше, в начале всего существовала космологическая сингулярность – состояние, при котором всё вещество было сжато до колоссальных значений плотности и температуры, а кривизна пространства-времени стремится к бесконечности. В данном состоянии не может работать ни один из известных законов физики. Размер самой сингулярности сопоставим с размером атомного ядра. Только представьте, как в такую точку можно уместить всё космическое вещество!
2. Далее, по неизвестным нам причинам, началась планковская эпоха – произошло что – то, что заставило вещество стремительно расширяться и постепенно охлаждаться. Момент Большого взрыва считается рождением всего сущего («день рождения» Вселенной произошёл примерно 13,7 млрд лет назад). При высоких температурах на начальном этапе начали действовать реакции ядерного синтеза – так стали возникать первые частицы.
3. В Эпоху великого объединения возникли силы гравитации, способные объединять разрозненное вещество.
4. Эпоха инфляции – Вселенная начала стремительно расширяться, но вот вопрос: куда.
5. Бариогенезис – объединение кварков и глюонов в барионы, а так же образование материи и антиматерии. Появляются четыре фундаментальных физических взаимодействия (сильное, слабое, гравитационное и электро – магнитное). После падения температуры и периода фазового перехода гравитация становится доминирующей силой.
6. Тёмные века – Вселенная была заполнена водородно – гелиевой массой; материя стала прозрачной для излучения, распространяющееся свободно и дошедшее до нас в виде реликтового излучения.
7. Рождение первых звёзд – сжатие облаков водорода и гелия под воздействием гравитации привело к возникновению термоядерных реакций. Появившиеся первые звезды объединялись в другие гравитационные системы – галактики.
8. Эра вещества – формирование планетарных систем.
Можно сказать, что сейчас Вселенная находится в «самом расцвете сил»: появляются новые планетарные системы, рождаются и умирают звезды, после гибели которых во Вселенную выбрасывается строительное вещество для других объектов. Именно в наше время во Вселенной созданы все условия для возникновения жизни.
Охлаждение Вселенной
После взрыва все должно было снизить температуру.
Со снижением плотности и температуры внутри Вселенной начало происходить и снижение энергии в каждой частице. Это переходное состояние длилось до тех пор, пока фундаментальные силы и элементарные частицы не пришли к своей нынешней форме. Так как энергия частиц опустилась до значений, которые можно сегодня достичь в рамках экспериментов, действительное возможное наличие этого временного периода вызывает у ученых куда меньше споров.
Так как температура была уже недостаточно высокой для создания новых протонно-антипротонных пар (или нейтронно-антинейтронных пар), последовало массовое разрушение этих частиц, что привело к остатку только 1/1010 количества изначальных протонов и нейтронов и полному исчезновению их античастиц. Аналогичный процесс произошел спустя около 1 секунды после Большого взрыва. Только «жертвами» на этот раз стали электроны и позитроны. После массового уничтожения оставшиеся протоны, нейтроны и электроны прекратили свое беспорядочное движение, а энергетическая плотность Вселенной была заполнена фотонами и в меньшей степени нейтрино.
В течение первых минут расширения Вселенной начался период нуклеосинтеза (синтез химических элементов). Благодаря падению температуры до 1 миллиарда кельвинов и снижения плотности энергии примерно до значений, эквивалентных плотности воздуха, нейтроны и протоны начали смешиваться и образовывать первый стабильный изотоп водорода (дейтерий), а также атомы гелия. Тем не менее большинство протонов во Вселенной остались в качестве несвязных ядер атомов водорода.
Спустя около 379 000 лет электроны объединились с этими ядрами водорода и образовали атомы (опять же преимущественно водорода), в то время как радиация отделилась от материи и продолжила практически беспрепятственно расширяться через пространство. Эту радиацию принято называть реликтовым излучением, и она является самым древнейшим источником света во Вселенной.
С расширением реликтовое излучение постепенно теряло свою плотность и энергию и в настоящий момент его температура составляет 2,7260 ± 0,0013 К (-270,424 °C), а энергетическая плотность 0,25 эВ (или 4,005×10 -14 Дж/м³; 400–500 фотонов/см³). Реликтовое излучение простирается во всех направлениях и на расстояние около 13,8 миллиарда световых лет, однако оценка его фактического распространения говорит примерно о 46 миллиардах световых годах от центра Вселенной.
Структурирование Вселенной
Вот что произошло за 14 миллиардов лет.
Детали этого процесса могут быть описаны согласно представлению о количестве и типе материи, распределенной во Вселенной, которая представлена в виде холодной, теплой, горячей темной материи и барионного вещества. Однако современной стандартной космологической моделью Большого взрыва является модель Лямбда-CDM, согласно которой частицы темной материи двигаются медленнее скорости света. Выбрана она была потому, что решает все противоречия, которые появлялись в других космологических моделях.
Согласно этой модели на холодную темную материю приходится около 23 процентов всей материи/энергии во Вселенной. Доля барионного вещества составляет около 4,6 процента. Лямбда-CDM ссылается на так называемую космологическую постоянную: теорию, предложенную Альбертом Эйнштейном, которая характеризует свойства вакуума и показывает соотношение баланса между массой и энергией как постоянную статичную величину. В этом случае она связана с темной энергией, которая служит в качестве акселератора расширения Вселенной и поддерживает гигантские космологические структуры в значительной степени однородными.
Теория Большого взрыва: история эволюции нашей Вселенной
Как появилась наша Вселенная? Как она превратилась в кажущееся на первый взгляд бесконечное пространство? И чем она станет спустя многие миллионы и миллиарды лет? Эти вопросы терзали (и продолжают терзать) умы философов и ученых, кажется, еще с начала времен, породив при этом множество интересных и порой даже безумных теорий. Сегодня большинство астрономов и космологов пришли к общему согласию относительно того, что Вселенная, которую мы знаем, появилась в результате гигантского взрыва, породившего не только основную часть материи, но явившегося источником основных физических законов, согласно которым существует тот космос, который нас окружает. Все это называется теорией Большого взрыва.
Вначале был взрыв.
Стоит отметить, что теория Большого Взрывая является лишь одной из многих предложенных гипотез возникновения Вселенной (например, есть еще теория стационарной Вселенной), однако она получила самое широкое признание и популярность. Она не только объясняет источник всей известной материи, законов физики и большую структуру Вселенной, она также описывает причины расширения Вселенной и многие другие аспекты и феномены.
Тайны сингулярности
Сингулярность мало кто может объяснить человеческим языком.
Также известная как планковская эпоха (или планковская эра) принимается за самый ранний из известных периодов эволюции Вселенной. В это время вся материя содержалась в единственной точке бесконечной плотности и температуры. Во время этого периода, как считают ученые, квантовые эффекты гравитационного взаимодействия доминировали над физическим, и ни одна из физических сил не была равна по силе гравитации.
Планковская эра предположительно длилась от 0 до 10 -43 секунды и названа она так потому, что измерить ее продолжительность можно только планковским временем. Ввиду экстремальных температур и бесконечной плотности материи состояние Вселенной в этот период времени было крайне нестабильным. После этого произошли периоды расширения и охлаждения, которые привели к возникновению фундаментальных сил физики.
Приблизительно в период с 10 -43 до 10 -36 секунды во Вселенной происходил процесс столкновения состояний переходных температур. Считается, что именно в этот момент фундаментальные силы, которые управляют нынешней Вселенной, начали отделяться друг от друга. Первым шагом этого отделения явилось появление гравитационных сил, сильных и слабых ядерных взаимодействий и электромагнетизма.
В период примерно с 10 -36 до 10 -32 секунды после Большого взрыва температура Вселенной стала достаточно низкой (1028 К), что привело к разделению электромагнитных сил (сильное взаимодействие) и слабого ядерного взаимодействия (слабого взаимодействия).
История теории Большого взрыва
А вы бы смогли рассказать все это в эфире ВВС?
Самое раннее упоминание Большого взрыва относится к началу 20-го века и связано с наблюдениями за космосом. В 1912 году американский астроном Весто Слайфер провел серию наблюдений за спиральными галактиками (которые изначально представлялись туманностями) и измерил их доплеровское красное смещение. Почти во всех случаях наблюдения показали, что спиральные галактики отдаляются от нашего Млечного Пути.
В 1922 году выдающийся российский математик и космолог Александр Фридман вывел из уравнений Эйнштейна для общей теории относительности так называемые уравнения Фридмана. Несмотря продвижения Эйнштейном теории в пользу наличия космологической постоянной, работа Фридмана показала, что Вселенная скорее находится в состоянии расширения.
В 1924 году измерения Эдвина Хаббла дистанции до ближайшей спиральной туманности показали, что эти системы на самом деле являются действительно другими галактиками. В то же время Хаббл приступил к разработке ряда показателей для вычета расстояния, используя 2,5-метровый телескоп Хукера в обсерватории Маунт Вилсон. К 1929 году Хаббл обнаружил взаимосвязь между расстоянием и скоростью удаления галактик, что впоследствии стало законом Хаббла.
В 1927 году бельгийский математик, физик и католический священник Жорж Леметр независимо пришел к тем же результатам, какие показывали уравнения Фридмана, и первым сформулировал зависимость между расстоянием и скоростью галактик, предложив первую оценку коэффициента этой зависимости. Леметр считал, что в какой-то период времени в прошлом вся масса Вселенной была сосредоточена в одной точке (атоме).
Эти открытия и предположения вызывали много споров между физиками в 20-х и 30-х годах, большинство из которых считало, что Вселенная находится в стационарном состоянии. Согласно устоявшейся в то время модели, новая материя создается наряду с бесконечным расширением Вселенной, равномерно и равнозначно по плотности распределяясь на всей ее протяженности. Среди ученых, поддерживающих ее, идея Большого взрыва казалась больше теологической, нежели научной. В адрес Леметра звучала критика о предвзятости на основе религиозных предубеждений.
Следует отметить, что в то же время существовали и другие теории. Например, модель Вселенной Милна и циклическая модель. Обе основывались на постулатах общей теории относительности Эйнштейна и впоследствии получили поддержку самого ученого. Согласно этим моделям Вселенная существует в бесконечном потоке повторяющихся циклов расширений и коллапсов.
После Второй мировой войны между сторонниками стационарной модели Вселенной (которая фактически была описана астрономом и физиком Фредом Хойлом) и сторонниками теории Большого взрыва, быстро набиравшей популярность среди научного сообщества, разгорелись жаркие дебаты. По иронии судьбы, именно Хойл вывел фразу «большой взрыв», впоследствии ставшую названием новой теории. Произошло это в марте 1949 года на британском радио BBC.
Космос настолько загадочен, что мы не сможем понять даже малую его часть.
В конце концов дальнейшие научные исследования и наблюдения все больше и больше говорили в пользу теории Большого взрыва и все чаще ставили под сомнение модель стационарной Вселенной. Обнаружение и подтверждение реликтового излучения в 1965 году окончательно укрепили Большой взрыв в качестве лучшей теории происхождения и эволюции Вселенной. С конца 60-х годов и вплоть до 1990-х астрономы и космологи провели еще больше исследований вопроса Большого взрыва и нашли решения для многих теоретических проблем, стоящих на пути у данной теории.
Среди этих решений, например, работа Стивена Хокинга и других физиков, которые доказали, что сингулярность являлась неоспоримым начальным состоянием общей относительности и космологической модели Большого взрыва. В 1981 году физик Алан Гут вывел теорию, описывающую период быстрого космического расширения (эпохи инфляции), которая решила множество ранее нерешенных теоретических вопросов и проблем.
В 1990-х наблюдался повышенный интерес к темной энергии, которую рассматривали как ключ к решению многих нерешенных вопросов космологии. Помимо желания найти ответ на вопрос о том, почему Вселенная теряет свою массу наряду с темной матерей (гипотеза была предложена еще в 1932 году Яном Оортом), также было необходимо найти объяснение тому, почему Вселенная по-прежнему ускоряется.
Дальнейший прогресс изучения обязан созданию более продвинутых телескопов, спутников и компьютерных моделей, которые позволили астрономам и космологам заглянуть дальше во Вселенной и лучше понять ее истинный возраст. Развитие космических телескопов и появление таких, как, например, Cosmic Background Explorer (или COBE), космический телескоп Хаббла, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) и космическая обсерватория Планка, тоже внесло бесценный вклад в исследование вопроса.
Сегодня космологи могут с довольно высокой точностью проводить измерения различных параметров и характеристик модели теории Большого взрыва, не говоря уже о более точных вычислениях возраста окружающего нас космоса. А ведь все началось с обычного наблюдения за массивными космическими объектами, расположенными во многих световых годах от нас и медленно продолжающих от нас отдаляться. И несмотря на то, что мы понятия не имеем, чем это все закончится, чтобы выяснить это, по космологическим меркам на это потребуется не так уж и много времени.
Эпоха инфляции
Можно попробовать визуализировать Вселенную так.
С появлением первых фундаментальных сил во Вселенной началась эпоха инфляции, которая продлилась с 10 -32 секунды по планковскому времени до неизвестной точки во времени. Большинство космологических моделей предполагают, что Вселенная в этот период была равномерно заполнена энергией высокой плотности, а невероятно высокие температура и давление привели к ее быстрому расширению и охлаждению.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Это началось на 10 -37 секунде, когда за фазой перехода, вызвавшей отделение сил, последовало расширение Вселенной в геометрической прогрессии. В этот же период времени Вселенная находилась в состоянии бариогенезиса, когда температура была настолько высокой, что беспорядочное движение частиц в пространстве происходило с околосветовой скоростью.
Может ли теория Большого взрыва быть ошибкой?
Первое, о чем необходимо помнить рассуждая о теории Большого взрыва, является принятие того факта, что это очень сложная для понимания концепция. Мы представляем себе начало всего как мощный взрыв, который произошел из одной точки. Однако космологи подразумевают под этим событием нечто иное. Большой Взрыв – это взрыв пространства, а не взрыв в космосе. У взрыва нет ни центра, ни края. Ученые полагают, что за пределами Большого Взрыва не было места, поэтому Вселенная ни во что не расширялась. Скорее, расширялось пространство повсюду. Вот почему кажется, что галактики удаляются от нас во всех направлениях. Любой наблюдатель, где бы он ни находился, увидел бы то же самое. Но как Вселенная могла образоваться в результате взрыва в одной точке пространства? Некоторые исследователи полагают, что ответ на этот вопрос звучит следующим образом – никак.
Теория Большого взрыва свидетельствует о том, что у Вселенной было начало
Возможно ли немыслимое?
Одним из последних серьезных противников теории Большого Взрыва был ныне покойный космолог Джеффри Бербидж, который в начале своей карьеры отстаивал космологию стационарных состояний и не захотел отказаться от своей любимой теории даже после того, как ее опровергли. Позже он придумал сложную модель осциллирующей Вселенной, которая эффективно включает в себя множество маленьких больших взрывов. Так что на самом деле Бербидж принял теорию Большого взрыва, просто не сказал об этом.
Как думаете, что такое Большой взрыв и узнаем ли мы это когда-нибудь? Поделитесь ответом в комментариях а также с участниками нашего Telegram-чата.
Следующей идеей, отрицающей главенствующую космологическую теорию, является плазменно-космологическая модель Эрика Лернера, физика плазмы, который создал культ, следуя собственной точке зрения о том, что Большого Взрыва никогда не было. Неудивительно, что его модель совершенно не согласуется с данными наблюдений. Таким образом, является очевидным один-единственный факт: наше понимание Большого взрыва является неполным.
Вселенная непостижима для человеческого разума, но мы оставляем попыток
Но существовало ли время до Большого Взрыва? Будет ли Вселенная расширяться вечно? Будет ли еще один Большой взрыв? Является ли Вселенная конечной или бесконечной? Существуют ли другие вселенные? Все эти волнующие, открытые вопросы еще долго останутся без ответа. Нам еще многое предстоит узнать о нашем месте в великом замысле природы. Но мы можем быть совершенно уверены, что, куда бы ни привели нас будущие теории и открытия, Большой Взрыв будет частью общей картины.
Читайте также: