Теория Большого взрыва стала почти такой же общепринятой космологической моделью, как и вращение Земли вокруг Солнца. Согласно теории, около 14 млрд лет назад спонтанные колебания в абсолютной пустоте привели к появлению Вселенной. Нечто, сравнимое по размеру с субатомной частицей, расширилось до невообразимых размеров за доли секунды. Но в этой теории существует много проблем, над которыми бьются физики, выдвигая всё новые и новые гипотезы.
Было бы неважно, какой изюм вы выбрали, потому что все изюмы все дальше отделяются друг от друга по мере того, как торт расширяется. Более того, изюм, который находится дальше всего, будет отходить быстрее, потому что там будет больше торта расширяйтесь между вашим изюмом и этими далекими.
Как это происходит со Вселенной, - говорят теоретики Большого Взрыва. Поскольку взрыв Большого Взрыва, они рассуждают, вселенная расширяется. Само пространство расширяется, так же, как торт расширялся между изюмом по их аналогии. Независимо от того, вы смотрите с Земли или с чужой планеты на миллиарды миль, все остальные галактики отходят от вас, когда пространство расширяется. Галактики дальше от вас движутся быстрее от вас, потому что между вами и этими галактиками расширяется пространство. Вот как теоретики Большого Взрыва объясняют, почему свет от более далеких галактик смещается дальше к красному концу спектра.
Что не так с теорией Большого взрыва
Из теории следует, что все планеты и звёзды образовались из пыли, размётанной по космосу в результате взрыва. Но что предшествовало ему, неясно: здесь наша математическая модель пространства-времени перестаёт работать. Вселенная возникла из начального сингулярного состояния, к которому не применить современную физику. Теория также не рассматривает причины возникновения сингулярности или материи и энергии для её возникновения. Считается, что ответ на вопрос о существовании и происхождении начальной сингулярности даст теория квантовой гравитации.
Фактически, большинство астрономов теперь используют это правило, известное как закон Хаббла, для измерения расстояния объекта от Земли - чем больше красное смещение, тем более отдаленный объект. Они и другие физики предположили, что они наблюдали послесвечение от взрыва Большого Взрыва. Поскольку Большой взрыв затронул всю вселенную в тот же момент времени, послесвечение должно пронизывать всю вселенную и могло быть обнаружено независимо от того, в каком направлении вы Это послесвечение называется космическим фоновым излучением.
Его длина волны и однородность хорошо согласуются с другими астрономами «математические расчеты о Большом Взрыве». Однако модель Большого взрыва не единообразно принята. Одна из проблем теории состоит в том, что она предсказывает гладкую вселенную. То есть распределение материи в больших масштабах должно быть примерно одинаковым, где бы вы ни выглядели. Ни одно место во Вселенной не должно быть неуклюже.
Большинство космологических моделей предсказывают, что полная Вселенная имеет размер намного больший, чем наблюдаемая часть - сферическая область с диаметром примерно 90 млрд световых лет. Мы видим только ту часть Вселенной, свет от которой успел достичь Земли за 13,8 млрд лет. Но телескопы становятся всё лучше, мы обнаруживаем всё более дальние объекты, и пока нет оснований считать, что этот процесс остановится.
Вместо равномерного распределения материи вселенная, кажется, содержит большие пустые пространства, перемежающиеся плотно упакованными полосами материи. Сторонники Большого Взрыва утверждают, что их теория не является недостатком. Они утверждают, что гравитация от огромных необнаруженных объектов в космосе притягивает материю к комкам. Другие астрономы, все еще неохотно верить в невидимые объекты, чтобы решить необъяснимую проблему, продолжают подвергать сомнению фундаментальные аспекты теории Большого Взрыва.
Несмотря на свои проблемы, Большой взрыв по-прежнему считается большинством астрономов лучшей теорией, которую мы имеем. Однако, как и в любой научной гипотезе, для определения ее достоверности необходимы больше наблюдений и экспериментов. Достижения, начиная от более чувствительных телескопов до экспериментов в физике, должны добавить больше топлива в космологические дебаты в течение ближайших десятилетий.
С момента Большого взрыва Вселенная расширяется с ускорением . Сложнейшая загадка современной физики - вопрос о том, что вызывает ускорение. Согласно рабочей гипотезе, во Вселенной содержится невидимая составляющая, называемая «тёмной энергией». Теория Большого взрыва не объясняет, будет ли Вселенная расширяться бесконечно, и если да, то к чему это приведёт - к её исчезновению или чему-то ещё.
Но Большой взрыв не является единственной предлагаемой теорией относительно происхождения нашей Вселенной. Некоторые астрономы обратились к этой идее просто потому, что в то время не было достаточной информации для проверки Большого Взрыва. Британский астрофизик Фред Хойл и другие утверждали, что вселенная была не только однородной в пространстве - идея, называемая космологическим принципом, но также неизменной во времени, концепция, называемая совершенным космологическим принципом. Эта теория не зависела от конкретного события, такого как Большой взрыв.
Хотя ньютоновскую механику потеснила релятивистская физика, её нельзя назвать ошибочной. Тем не менее восприятие мира и модели для описания Вселенной полностью изменились. Теория Большого взрыва предсказала ряд вещей, которые не были известны до того. Таким образом, если на её место придёт другая теория, то она должна быть похожей и расширить понимание мира.
В теории устойчивого состояния звезды и галактики могут измениться, но в целом вселенная всегда выглядела так, как сейчас, и это всегда будет. «Большой взрыв» предсказывает, что по мере того, как галактики отступают друг от друга, пространство становится все более опустошающим. Астрономы предполагают, что этот новый материал состоит из атомов водорода, которые медленно сливаются в открытом пространстве, чтобы образовать новые звезды.
Естественно, непрерывное создание материи из пустого пространства встретило критику. Как вы можете получить что-то из ничего? Идея нарушает фундаментальный закон физики: сохранение материи. Согласно этому закону материя не может быть ни создана, ни разрушена, а только преобразована в другие формы материи или в энергию. Но скептически настроенным астрономам трудно было прямо опровергнуть непрерывное создание материи, потому что количество материи, сформированное в теории устойчивого состояния, настолько крошечное: примерно один атом каждые миллиарды лет на каждые несколько кубических футов пространства.
Мы остановимся на самых интересных теориях, описывающих альтернативные модели Большого взрыва.
Вселенная как мираж чёрной дыры
Вселенная возникла благодаря коллапсу звезды в четырёхмерной Вселенной, считают учёные из Института теоретической физики «Периметр». Результаты их исследования опубликовал журнал Scientific American . Ниайеш Афшорди, Роберт Манн и Рази Пурхасан говорят, что наша трёхмерная Вселенная стала подобием «голографического миража» при схлопывании четырёхмерной звезды. В отличие от теории Большого взрыва, согласно которой Вселенная возникла из чрезвычайно горячего и плотного пространства-времени, где не применяются стандартные законы физики, новая гипотеза о четырёхмерной вселенной объясняет как причины зарождения, так и её стремительного расширения
Тем не менее, теория устойчивого состояния не позволяет сделать важный шаг. Если материя постоянно создается повсюду, тогда средний возраст звезд в любом разделе Вселенной должен быть одинаковым. Но астрономы обнаружили, что это не так. Астрономы могут выяснить, сколько лет галактике или звезде, измеряя ее расстояние от Земли. Чем дальше от Земли находится объект, тем дольше он снимает свет с объекта, чтобы путешествовать по космосу и достигать Земли. Это означает, что самые отдаленные объекты, которые мы видим, также являются самыми старыми.
Согласно сценарию, сформулированному Афшорди и его коллегами, наша трёхмерная Вселенная - это своеобразная мембрана, которая плывёт сквозь ещё более объёмную вселенную, существующую уже в четырёх измерениях. Если бы в этом четырёхмерном космосе существовали свои четырёхмерные звёзды, они бы тоже взрывались, как и трёхмерные в нашей Вселенной. Внутренний слой становился бы чёрной дырой, а внешний выбрасывался бы в пространство.
Например, возьмите квазары, маленькие точки света, которые выделяют огромное количество радио энергии. Поскольку свет от квазаров сдвинут до красного конца спектра, астрономы используют закон Хаббла для вычисления того, что эти электростанции расположены на большом расстоянии от Земли и, следовательно, очень стары. Но квазары существуют только на этих больших расстояниях -новы находим ближе. Если теория устойчивого состояния верна, то должны быть как молодые, так и старые квазары. Поскольку астрономы не обнаружили квазаров, которые сформировались в последнее время, они заключают, что вселенная должна измениться с течением времени.
В нашей Вселенной чёрные дыры окружены сферой, называемой горизонтом событий. И если в трёхмерном пространстве эта граница двухмерная (как мембрана) , то в четырёхмерной вселенной горизонт событий будет ограничен сферой, существующей в трёх измерениях. Компьютерное моделирование коллапса четырёхмерной звезды показало, что её трёхмерный горизонт событий будет постепенно расширяться. Именно это мы и наблюдаем, называя рост 3D-мембраны расширением Вселенной, полагают астрофизики.
Открытие квазаров положило теорию устойчивого состояния на нестационарную землю. Плазменная Вселенная и Маленькие взлеты. Не устраивает ни теория Большого взрыва, ни теория устойчивого состояния? Меньшинство астрономов формулируют другие взгляды на создание Вселенной. Названная Плазменной Вселенной, его модель начинается с того, что 99 процентов наблюдаемой вселенной сделаны из плазмы. Плазма, ионизированный газ, который проводит электричество, иногда называют четвертым состоянием материи. Эта теория утверждает, что Большой взрыв никогда не происходил, и что вселенная пересекается гигантскими электрическими токами и огромными магнитными полями.
Большая заморозка
Альтернативой Большому взрыву может быть Большая заморозка. Команда физиков из Мельбурнского университета во главе с Джеймсом Кватчем представила модель рождения Вселенной, которая больше напоминает постепенный процесс заморозки аморфной энергии, чем её выплеск и расширение в трёх направлениях пространства.
По этому мнению вселенная существует вечно, главным образом под воздействием электромагнитной силы. Такая вселенная не имеет четкого начала и не предсказуемого конца. В Плазменной Вселенной галактики медленно объединяются в гораздо больший промежуток времени, чем в теории Большого Взрыва, возможно, до тех пор, пока 100 миллиардов лет.
Немного доказательств для Плазменной Вселенной - это прямые наблюдения за небом. Вместо этого это происходит из лабораторных экспериментов. Компьютерное моделирование плазмы, подвергнутой высокоэнергетическим полям, выявляет модели, которые выглядят как смоделированные галактики. Используя фактические электромагнитные поля в лаборатории, исследователи также смогли воспроизвести образцы плазмы, наблюдаемые в галактиках. Несмотря на то, что все еще существует мнение меньшинства, Плазменная Вселенная набирает обороты у более молодых, более лабораторных астрономов, которые ценят жесткие эмпирические данные по математическим доказательствам.
Бесформенная энергия, по мнению учёных, подобно воде охладилась до кристаллизации, создав привычные три пространственных и одно временное измерение.
Теория Большой заморозки ставит под сомнение принятое в настоящее время утверждение Альберта Эйнштейна о непрерывности и плавности пространства и времени. Не исключено, что пространство имеет составные части - неделимые стандартные блоки наподобие крошечных атомов или пикселей в компьютерной графике. Эти блоки настолько малы, что их невозможно наблюдать, однако, следуя новой теории, можно обнаружить дефекты, которые должны преломлять потоки других частиц. Учёные вычислили такие эффекты с помощью математического аппарата, а теперь попытаются обнаружить их экспериментально.
Между тем, другая группа астрономов развивает теорию устойчивого состояния, которая фактически соответствует астрономическим наблюдениям. Как и его предшественник, эта теория устойчивого состояния предлагает вселенную без начала и конца. Скорее, материя постоянно создается через последовательность «Маленьких взломов», возможно, связанных с таинственными квазарами. В этой новой теории галактики формировались бы со скоростью, определяемой темпами, в которые расширяется Вселенная.
Будет ли вселенная расширяться? Будет ли он просто прекратить или даже начать контракт? Ответ зависит от количества массы, которое содержит Вселенная. Если масса вселенной превышает определенное критическое значение, тогда сила тяжести должна в конечном итоге остановить все, отлетая от всего остального.
Вселенная без начала и конца
Ахмед Фараг Али из Университета Бенха в Египте и Саурия Дас из Университета Летбриджа в Канаде предложили новое решение проблему сингулярности, отказавшись от Большого взрыва. Они привнесли в уравнение Фридмана, описывающее расширение Вселенной и Большой взрыв, идеи известного физика Дэвида Бома . «Удивительно, что небольшие поправки потенциально могут решить так много вопросов», - говорит Дас.
С достаточной массой вселенная в конечном итоге поддастся подавляющей силе тяжести и снова рухнет в единую точку - теорию, часто называемую Большим хрустом. Но без достаточной массы вселенная будет продолжать расширяться. Другие астрономы с тех пор подтвердили этот вывод, используя множество методов и почти подтвердили существование этой таинственной «темной энергии».
Красное смещение происходит, когда источник света отходит от своего наблюдателя: видимая длина волны света растягивается через эффект Допплера в сторону красной части спектра. Наблюдение Хаббла подразумевает, что отдаленные галактики отходят от нас, так как самые дальние галактики имели быстрые кажущиеся скорости. Если галактики отходят от нас, рассуждал Хаббл, то в какой-то момент в прошлом они, должно быть, были сгруппированы близко друг к другу.
Полученная модель объединила в себе общую теорию относительности и квантовую теорию. Она не только отрицает сингулярность, предшествовавшую Большому взрыву, но и не допускает того, что Вселенная со временем сожмётся обратно в первоначальное состояние. Согласно полученным данным, Вселенная имеет конечный размер и бесконечное время жизни. В физическом выражении модель описывает Вселенную, наполненную гипотетической квантовой жидкостью, которая состоит из гравитонов - частиц, обеспечивающих гравитационное взаимодействие.
Открытие Хаббла было первой наблюдательной поддержкой для теории Вселенной Джорджа Леметра «Большой взрыв», предложенной в Леметре, предполагающей, что Вселенная расширялась взрывоопасно из чрезвычайно плотного и жаркого состояния и продолжает расширяться сегодня. Последующие расчеты датируются этим Большим взрывом примерно до 7 миллиардов лет назад. Физики предположили, что материя во вселенной замедлит темпы ее расширения; гравитация в конечном итоге приведет к тому, что Вселенная вернется в центр.
Хотя теория Большого Взрыва не может описать, каковы условия в самом начале Вселенной, это может помочь физикам описать самые ранние моменты после начала расширения. В первые моменты после Большого взрыва вселенная была очень жаркой и плотной. По мере того как вселенная охлаждалась, условия становились правильными, чтобы создавать строительные блоки материи - кварки и электроны, из которых мы все сделаны. Через несколько миллионных секунд спустя кварки агрегированы для получения протонов и нейтронов.
Учёные также утверждают, что их выводы соотносятся с последними результатами измерения плотности Вселенной.
Бесконечная хаотическая инфляция
Термин «инфляция» обозначает стремительное расширение Вселенной, происходившее по экспоненте в первые мгновения после Большого взрыва. Сама по себе теория инфляции не опровергает теорию Большого взрыва, а лишь по-другому интерпретирует её. Эта теория решает несколько фундаментальных проблем физики.
В течение нескольких минут эти протоны и нейтроны объединены в ядра. Когда вселенная продолжала расширяться и охлаждаться, все начиналось медленнее. Это были главным образом гелий и водород, которые до сих пор являются самыми распространенными элементами во Вселенной. 6 миллионов лет спустя гравитация начала образовывать звезды и галактики из облаков газа. Более тяжелые атомы, такие как углерод, кислород и железо, с тех пор непрерывно производятся в сердцах звезд и катапультируются во вселенной в зрелищных звездных взрывах, называемых сверхновых.
Согласно инфляционной модели, вскоре после зарождения Вселенная очень короткое время расширялась по экспоненте: её размер многократно удваивался. Учёные полагают, что за 10 в -36 степени секунд Вселенная увеличилась в размерах как минимум в 10 в 30–50 степени раз, а возможно, и больше. В конце инфляционной фазы Вселенная заполнилась сверхгорячей плазмой из свободных кварков, глюонов, лептонов и высокоэнергетичных квантов.
Концепция подразумевает , что в мире существует множество изолированных друг от друга вселенных с разным устройством
Физики пришли к выводу, что логика инфляционной модели не противоречит идее постоянного множественного рождения новых вселенных. Квантовые флуктуации - такие же, как те, из-за которых появился наш мир - могут возникать в любом количестве, если для этого есть подходящие условия. Вполне возможно, что наше мироздание вышло из флуктуационной зоны, сформировавшейся в мире-предшественнике. Можно также допустить, что когда-нибудь и где-нибудь в нашей Вселенной образуется флуктуация, которая «выдует» юную вселенную совершенно другого рода. По такой модели дочерние вселенные могут отпочковываться непрерывно. При этом вовсе не обязательно, что в новых мирах устанавливаются одни и те же физические законы. Концепция подразумевает, что в мире существует множество изолированных друг от друга вселенных с разным устройством.
Циклическая теория
Пол Стейнхардт, один из физиков, заложивших основы инфляционной космологии, решил развить эту теорию и дальше. Учёный, который возглавляет Центр теоретической физики в Принстоне, совместно с Нэйлом Тьюроком из Института теоретической физики «Периметр» изложил альтернативную теорию в книге Endless Universe: Beyond the Big Bang («Бесконечная Вселенная: За гранью Большого взрыва»). Их модель основана на обобщении теории квантовых суперструн, известной как М-теория. Согласно ей, физический мир имеет 11 измерений - десять пространственных и одно временное. В нём «плавают» пространства меньших размерностей, так называемые браны (сокращение от «мембраны»). Наша Вселенная - просто одна из таких бран.
Модель Стейнхардта и Тьюрока утверждает, что Большой взрыв произошёл в результате столкновения нашей браны с другой браной - неизвестной нам вселенной. По этому сценарию столкновения происходят бесконечно. Согласно гипотезе Стейнхардта и Тьюрока, рядом с нашей браной «плавает» ещё одна трёхмерная брана, отделённая крошечным расстоянием. Она также расширяется, уплощается и пустеет, но через триллион лет браны начнут сближаться и в конце концов столкнутся. При этом выделится огромное количество энергии, частиц и излучения. Этот катаклизм запустит очередной цикл расширения и охлаждения Вселенной. Из модели Стейнхардта и Тьюрока следует, что эти циклы были и в прошлом и обязательно повторятся в будущем. С чего эти циклы начались, теория умалчивает.
Вселенная
как компьютер
Ещё одна гипотеза об устройстве мироздания гласит, что весь наш мир - это не более чем матрица или компьютерная программа. Идею о том, что Вселенная представляет собой цифровой компьютер, впервые выдвинул немецкий инженер и пионер компьютеростроения Конрад Цузе в книге Calculating Space («Вычислительное пространство»). Среди тех, кто также рассматривал Вселенную как гигантский компьютер, значатся физики Стивен Вольфрам и Герард "т Хоофт.
Теоретики цифровой физики предполагают, что Вселенная - по сути информация, и, следовательно, она вычислима. Из этих предположений следует, что Вселенную можно рассматривать как результат работы компьютерной программы или цифрового вычислительного устройства. Этот компьютер может быть, например, гигантским клеточным автоматом или универсальной машиной Тьюринга .
Косвенным доказательством виртуальной природы Вселенной называют принцип неопределённости в квантовой механике
Согласно теории, всякий предмет и событие физического мира происходит из постановки вопросов и регистрации ответов «да» или «нет». То есть за всем, что нас окружает, скрывается некий код, аналогичный бинарному коду компьютерной программы. А мы - своего рода интерфейс, с помощью которого появляется доступ к данным «вселенского интернета». Косвенным доказательством виртуальной природы Вселенной называют принцип неопределённости в квантовой механике: частицы материи могут существовать в неустойчивой форме, а «закрепляются» в конкретном состоянии только при наблюдении за ними.
Последователь цифровой физики Джон Арчибальд Уилер писал : «Не было бы неразумным представить, что информация находится в ядре физики так же, как в ядре компьютера. Всё из бита. Иными словами, всё сущее - каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум - получает свою функцию, свой смысл и, в конечном счёте, само своё существование».
Большой взрыв относится к разряду теорий, пытающихся в полном объеме проследить историю рождения Вселенной, определить начальные, текущие и конечные процессы в ее жизни.
Было ли что-то до того, как появилась Вселенная? Этот краеугольный, практически метафизический вопрос задается учеными и по сегодняшний день. Возникновение и эволюция мироздания всегда были и остаются предметом жарких споров, невероятных гипотез и взаимоисключающих теорий. Основными версиями происхождения всего, что нас окружает, по церковной трактовке предполагалось божественное вмешательство, а научный мир поддерживал гипотезу Аристотеля о статичности мироздания. Последней модели придерживался Ньютон, защищавший безграничность и постоянство Вселенной, и Кант, развивший эту теорию в своих трудах. В 1929 году американский астроном и космолог Эдвин Хаббл кардинально изменил взгляды ученых на мир.
Он не только обнаружил наличие многочисленных галактик, но и расширение Вселенной – непрерывное изотропное увеличение размеров космического пространства, начавшееся в миг Большого взрыва.
Кому мы обязаны открытием Большого взрыва?
Работы Альберта Эйнштейна над теорией относительности и его гравитационные уравнения позволили де Ситтеру создать космологическую модель Вселенной. Дальнейшие изыскания были привязаны к этой модели. В 1923 г. Вейль предположил, что помещенное в космическом пространстве вещество должно расширяться. Огромное значение в разработке этой теории имеет работа выдающегося математика и физика А. А. Фридмана. Еще в 1922 г. он допустил расширение Вселенной и сделал обоснованные выводы о том, что начало всей материи находилось в одной безгранично плотной точке, а развитие всему дал Большой взрыв. В 1929 г. Хаббл опубликовал свои статьи, объясняющие подчинение лучевой скорости расстоянию, впоследствии эта работа стала называться «законом Хаббла».
Г. А. Гамов, опираясь на теорию Фридмана о Большом взрыве, разработал идею о высокой температуре исходного вещества. Также он предположил наличие космического излучения, не пропавшего с расширением и остыванием мира. Ученый выполнил предварительные расчеты возможной температуры остаточного излучения. Предполагаемое им значение находилось в диапазоне 1-10 К. К 1950 г. Гамов сделал более точные подсчеты и объявил результат в 3 К. В 1964 радиоастрономы из Америки, занимаясь усовершенствованием антенны, путем исключения всех возможных сигналов, определили параметры космического излучения. Его температура оказалась равной 3 К. Эти сведения стали важнейшим подтверждением работы Гамова и существования реликтового излучения. Последующие измерения космического фона, проведенные в открытом космосе, окончательно доказали верность расчетов ученого. Ознакомится с картой реликтового излучения можно по .
Современные представления о теории Большого взрыва: как это произошло?
Одной из моделей, комплексно объясняющих появление и процессы развития известной нам Вселенной, стала теория Большого взрыва. Согласно широко принятой сегодня версии, изначально присутствовала космологическая сингулярность – состояние, обладающее бесконечной плотностью и температурой. Физиками было разработано теоретическое обоснование рождения Вселенной из точки, имевшей чрезвычайную степень плотности и температуры. После возникновения Большого взрыва пространство и материя Космоса начали непрекращающийся процесс расширения и стабильного охлаждения. Согласно последним исследованиям начало мирозданию было положено не менее 13,7 млрд. лет назад.
Отправные периоды в формировании Вселенной
Первый момент, воссоздание которого допускается физическими теориями, – это Планковская эпоха, формирование которой стало возможным спустя 10-43 секунд после Большого взрыва. Температура материи доходила до 10*32 К, а ее плотность равнялась 10*93 г/см3. В этот период гравитация обрела самостоятельность, отделившись от основополагающих взаимодействий. Непрекращающееся расширение и снижение температуры вызвали фазовый переход элементарных частиц.
Следующий период, характеризующийся показательным расширением Вселенной, наступил еще через 10-35 секунд. Его назвали «Космической инфляцией». Произошло скачкообразное расширение, во много раз превышающее обычное. Этот период дал ответ на вопрос, почему температура в различных точках Вселенной одинакова? После Большого взрыва вещество не сразу разлетелось по Вселенной, еще 10-35 секунд оно было довольно компактным и в нем установилось тепловое равновесие, не нарушенное при инфляционном расширении. Период дал базовый материал – кварк-глюонную плазму, использовавшуюся для формирования протонов и нейтронов. Этот процесс осуществился после дальнейшего уменьшения температуры, он именуется «бариогенезисом». Зарождение материи сопровождалось одновременным возникновением антиматерии. Два антагонистичных вещества аннигилировали, становясь излучением, но количество обычных частиц превалировало, что и позволило возникнуть Вселенной.
Очередной фазовый переход, произошедший после убывания температуры, привел к возникновению известных нам элементарных частиц. Пришедшая вслед за этим эпоха «нуклеосинтеза» ознаменовалась объединением протонов в легкие изотопы. Первые образованные ядра имели короткий срок существования, они распадались при неизбежных столкновениях с другими частицами. Более устойчивые элементы возникли уже после трех минут, прошедших после сотворения мира.
Следующей знаменательной вехой стало доминирование гравитации над другими имеющимися силами. Через 380 тыс. лет со времени Большого взрыва появился атом водорода. Увеличение влияния гравитации послужило окончанием начального периода формирования Вселенной и дало старт процессу возникновения первых звездных систем.
Даже спустя почти 14 млрд. лет в космосе все еще сохранилось реликтовое излучение. Его существование в комплексе с красным смещением приводится как аргумент в подтверждение состоятельности теории Большого взрыва.
Космологическая сингулярность
Если, используя общую теорию относительности и факт непрерывного расширения Вселенной, вернутся к началу времени, то размеры мироздания будут равны нулю. Начальный момент или наука не может достаточно точно описать, используя физические знания. Применяемые уравнения, не подходят для столь малого объекта. Необходим симбиоз, способный соединить квантовую механику и общую теорию относительности, но он, к сожалению, пока еще не создан.
Эволюция Вселенной: что ее ожидает в будущем?
Ученые рассматривают два возможных варианта развития событий: расширение Вселенной никогда не закончится, или же она достигнет критической точки и начнется обратный процесс – сжатие. Этот основополагающий выбор зависит от величины средней плотности вещества, находящегося в ее составе. Если вычисленное значение меньше критического, прогноз благоприятный, если больше, то мир вернется к сингулярному состоянию. Ученые в настоящее время не знают точной величины описываемого параметра, поэтому вопрос о будущем Вселенной завис в воздухе.
Отношение религии к теории Большого взрыва
Основные вероисповедания человечества: католицизм, православие, мусульманство, по-своему поддерживают эту модель сотворения мира. Либеральные представители этих религиозных конфессий соглашаются с теорией возникновения мироздания в результате некоего необъяснимого вмешательства, определяемого как Большой взрыв.
Знакомое всему миру имя теории – «Большой взрыв» – было невольно подарено противником версии о расширении Вселенной Хойлом. Он считал такую идею «совершенно неудовлетворительной». После публикации его тематической лекций занятный термин тут же подхватила общественность.
Причины, вызвавшие Большой взрыв, достоверно неизвестны. По одной из многочисленных версий, принадлежащей А. Ю. Глушко, сжатое в точку исходное вещество было черной гипер-дырой, а причиной взрыва стал контакт двух таких объектов, состоящих из частиц и античастиц. При аннигиляции материя частично уцелела и дала начало нашей Вселенной.
Инженеры Пензиас и Уилсон, открывшие реликтовое излучение Вселенной, получили Нобелевские премии по физике.
Показатели температуры реликтового излучения изначально было очень высоким. Спустя несколько миллионов лет этот параметр оказался в пределах, обеспечивающих зарождение жизни. Но к этому периоду успело сформироваться лишь небольшое количество планет.
Астрономические наблюдения и исследования помогают найти ответы на важнейшие для человечества вопросы: «Как все появилось, и что ждет нас в будущем?». Вопреки тому, что не все проблемы решены, и первопричина появления Вселенной не имеет строгого и стройного разъяснения, теория Большого взрыва обрела достаточное количество подтверждений, делающих ее основной и приемлемой моделью возникновения мироздания.
