Kiedy powstał wszechświat. Jak pojawił się Wszechświat: podejścia naukowe i wersje

Jednym z głównych pytań, które nie opuszcza ludzkiej świadomości, zawsze było i jest pytanie: „jak pojawił się Wszechświat?” Oczywiście nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie i jest mało prawdopodobne, że zostanie ona wkrótce uzyskana, ale nauka pracuje w tym kierunku i tworzy pewien teoretyczny model pochodzenia naszego Wszechświata. Przede wszystkim należy rozważyć podstawowe właściwości Wszechświata, które należy opisać w ramach modelu kosmologicznego:

  • Model musi uwzględniać obserwowane odległości między obiektami, a także prędkość i kierunek ich ruchu. Takie obliczenia opierają się na prawie Hubble'a: cz =H 0D, Gdzie z– przesunięcie ku czerwieni obiektu, D– odległość do tego obiektu, C- prędkość światła.
  • Wiek Wszechświata w modelu musi przekraczać wiek najstarszych obiektów na świecie.
  • Model musi uwzględniać początkową obfitość elementów.
  • Model musi uwzględniać to, co obserwowalne.
  • Model musi uwzględniać obserwowane tło reliktowe.

Rozważmy pokrótce ogólnie przyjętą teorię pochodzenia i wczesnej ewolucji Wszechświata, popieraną przez większość naukowców. Dziś teoria Wielkiego Wybuchu odnosi się do połączenia modelu gorącego Wszechświata z Wielkim Wybuchem. I chociaż pojęcia te początkowo istniały niezależnie od siebie, w wyniku ich unifikacji udało się wyjaśnić pierwotny skład chemiczny Wszechświata, a także obecność kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła.

Według tej teorii Wszechświat powstał około 13,77 miliardów lat temu z jakiegoś gęstego, ogrzanego obiektu - trudnego do opisania w ramach współczesnej fizyki. Problem z osobliwością kosmologiczną polega między innymi na tym, że przy jej opisie większość wielkości fizycznych, takich jak gęstość i temperatura, dąży do nieskończoności. Jednocześnie wiadomo, że przy nieskończonej gęstości (miara chaosu) powinna dążyć do zera, co w żaden sposób nie jest zgodne z nieskończoną temperaturą.

    • Pierwsze 10–43 sekundy po Wielkim Wybuchu nazywane są etapem chaosu kwantowego. Natury wszechświata na tym etapie istnienia nie da się opisać w ramach znanej nam fizyki. Ciągła, zjednoczona czasoprzestrzeń rozpada się na kwanty.
  • Moment Plancka to moment końca chaosu kwantowego, który przypada na 10 -43 sekundy. W tym momencie parametry Wszechświata były równe, podobnie jak temperatura Plancka (około 10 32 K). W momencie ery Plancka wszystkie cztery podstawowe oddziaływania (słabe, silne, elektromagnetyczne i grawitacyjne) zostały połączone w jedno oddziaływanie. Nie można uznać momentu Plancka za jakiś długi okres, ponieważ współczesna fizyka nie działa z parametrami mniejszymi niż moment Plancka.
  • Scena. Kolejnym etapem w historii Wszechświata był etap inflacyjny. W pierwszym momencie inflacji oddziaływanie grawitacyjne zostało oddzielone od pojedynczego pola supersymetrycznego (wcześniej obejmującego pola oddziaływań fundamentalnych). W tym okresie w materii panuje podciśnienie, które powoduje wykładniczy wzrost energii kinetycznej Wszechświata. Mówiąc najprościej, w tym okresie Wszechświat zaczął bardzo szybko się rozszerzać, a pod koniec energia pól fizycznych zamieniła się w energię zwykłych cząstek. Pod koniec tego etapu temperatura substancji i promieniowania znacznie wzrasta. Wraz z zakończeniem fazy inflacyjnej pojawia się także silna interakcja. Również w tym momencie powstaje.
  • Etap dominacji radiacyjnej. Kolejny etap rozwoju Wszechświata, który obejmuje kilka etapów. Na tym etapie temperatura Wszechświata zaczyna spadać, powstają kwarki, następnie hadrony i leptony. W dobie nukleosyntezy następuje powstawanie początkowych pierwiastków chemicznych i synteza helu. Jednak w materii nadal dominuje promieniowanie.
  • Era dominacji substancji. Po 10 000 latach energia substancji stopniowo przewyższa energię promieniowania i następuje ich rozdzielenie. W promieniowaniu zaczyna dominować materia i pojawia się reliktowe tło. Również oddzielenie materii za pomocą promieniowania znacznie wzmogło początkowe niejednorodności w rozkładzie materii, w wyniku czego zaczęły powstawać galaktyki i supergalaktyki. Prawa Wszechświata przybrały taką formę, w jakiej je dzisiaj obserwujemy.

Powyższy obraz składa się z kilku podstawowych teorii i daje ogólne pojęcie o powstaniu Wszechświata we wczesnych stadiach jego istnienia.

Skąd wziął się Wszechświat?

Jeśli Wszechświat powstał z kosmologicznej osobliwości, to skąd wzięła się sama osobliwość? Nie da się obecnie udzielić dokładnej odpowiedzi na to pytanie. Rozważmy kilka modeli kosmologicznych wpływających na „narodziny Wszechświata”.

Modele cykliczne

Modele te opierają się na założeniu, że Wszechświat istniał zawsze i z biegiem czasu jego stan jedynie się zmienia, przechodząc od ekspansji do kompresji i z powrotem.

  • Model Steinhardta-Turoka. Model ten opiera się na teorii strun (M-teorii), ponieważ wykorzystuje obiekt taki jak „brana”. Według tego modelu widzialny Wszechświat znajduje się wewnątrz 3-brany, która okresowo, co kilka bilionów lat, zderza się z inną 3-braną, co powoduje coś w rodzaju Wielkiego Wybuchu. Następnie nasza 3-brana zaczyna oddalać się od drugiej i rozszerzać. W pewnym momencie udział ciemnej energii bierze górę i tempo ekspansji 3-brany wzrasta. Kolosalna ekspansja tak bardzo rozprasza materię i promieniowanie, że świat staje się niemal jednorodny i pusty. W końcu 3-brany zderzają się ponownie, powodując powrót naszej do początkowej fazy cyklu, ponownie dając początek naszemu „Wszechświatowi”.

  • Teoria Lorisa Bauma i Paula Framptona również stwierdza, że ​​Wszechświat ma charakter cykliczny. Według ich teorii ta ostatnia po Wielkim Wybuchu będzie się rozszerzać pod wpływem ciemnej energii, aż zbliży się do momentu „rozpadu” samej czasoprzestrzeni – Wielkiego Rozdarcia. Jak wiadomo, w „układzie zamkniętym entropia nie maleje” (druga zasada termodynamiki). Z tego stwierdzenia wynika, że ​​Wszechświat nie może powrócić do swojego pierwotnego stanu, gdyż podczas takiego procesu entropia musi się zmniejszyć. Jednak problem ten został rozwiązany w ramach tej teorii. Według teorii Bauma i Framptona na chwilę przed Wielkim Rozdarciem Wszechświat rozpada się na wiele „strzępków”, z których każda ma raczej niewielką wartość entropii. Przeżywając serię przejść fazowych, te „klapy” dawnego Wszechświata generują materię i rozwijają się podobnie do pierwotnego Wszechświata. Te nowe światy nie oddziałują ze sobą, ponieważ oddalają się od siebie z prędkością większą niż prędkość światła. W ten sposób naukowcy uniknęli także kosmologicznej osobliwości, od której według większości teorii kosmologicznych rozpoczynają się narodziny Wszechświata. Oznacza to, że w momencie zakończenia swojego cyklu Wszechświat rozpada się na wiele innych, nie oddziałujących ze sobą światów, które staną się nowymi wszechświatami.
  • Konformalna kosmologia cykliczna – model cykliczny Rogera Penrose'a i Vahagna Gurzadyana. Według tego modelu Wszechświat może wejść w nowy cykl bez naruszania drugiej zasady termodynamiki. Teoria ta opiera się na założeniu, że czarne dziury niszczą zaabsorbowaną informację, co w jakiś sposób „legalnie” zmniejsza entropię Wszechświata. Wtedy każdy taki cykl istnienia Wszechświata zaczyna się od czegoś na wzór Wielkiego Wybuchu, a kończy osobliwością.

Inne modele powstania Wszechświata

Spośród innych hipotez wyjaśniających wygląd widzialnego Wszechświata, najpopularniejsze są dwie:

  • Chaotyczna teoria inflacji – teoria Andrieja Linde. Zgodnie z tą teorią istnieje pewne pole skalarne, które jest niejednorodne w całej swojej objętości. Oznacza to, że w różnych obszarach wszechświata pole skalarne ma różne znaczenia. Następnie na obszarach, gdzie pole jest słabe, nic się nie dzieje, natomiast obszary o silnym polu zaczynają się rozszerzać (inflację) pod wpływem swojej energii, tworząc nowe wszechświaty. Scenariusz ten zakłada istnienie wielu światów, które powstały niejednocześnie i mają swój własny zestaw cząstek elementarnych, a co za tym idzie, prawa natury.
  • Teoria Lee Smolina sugeruje, że Wielki Wybuch nie jest początkiem istnienia Wszechświata, a jedynie przejściem fazowym pomiędzy jego dwoma stanami. Ponieważ przed Wielkim Wybuchem Wszechświat istniał w postaci kosmologicznej osobliwości, zbliżonej w naturze do osobliwości czarnej dziury, Smolin sugeruje, że Wszechświat mógł powstać z czarnej dziury.

Wyniki

Pomimo tego, że modele cykliczne i inne odpowiadają na szereg pytań, na które teoria Wielkiego Wybuchu nie może odpowiedzieć, w tym na problem osobliwości kosmologicznej. Jednak w połączeniu z teorią inflacyjną Wielki Wybuch pełniej wyjaśnia pochodzenie Wszechświata, a także zgadza się z wieloma obserwacjami.

Dziś badacze w dalszym ciągu intensywnie badają możliwe scenariusze powstania Wszechświata, jednak nie da się dać jednoznacznej odpowiedzi na pytanie „Jak pojawił się Wszechświat?” – raczej nie odniesie sukcesu w najbliższej przyszłości. Są ku temu dwa powody: bezpośredni dowód teorii kosmologicznych jest praktycznie niemożliwy, a jedynie pośredni; Nawet teoretycznie nie jest możliwe uzyskanie dokładnych informacji o świecie przed Wielkim Wybuchem. Z tych dwóch powodów naukowcy mogą jedynie stawiać hipotezy i budować modele kosmologiczne, które najdokładniej opisują naturę obserwowanego przez nas Wszechświata.

W tym artykule przyjrzymy się kilku teoriom, które próbują odpowiedzieć na pytanie, jak powstał Wszechświat. Zacznijmy od najnowocześniejszej, która powstała zaledwie kilka lat temu i została nazwana „teorią inflacji”, a następnie rozważymy teorie, które były popularne wcześniej i które do dziś nie straciły swoich zwolenników.

Jak powstał Wszechświat: nowoczesny pogląd

Dziś powszechnie przyjmuje się, że na samym początku wszystkiego był okres, który naukowcy nazywali „inflacją”. Zastanówmy się, jaka jest istota teorii inflacji, która powstała pod koniec ubiegłego wieku. W tym scenariuszu Wszechświat zaczął powstawać ze stanu próżni pozbawionego jakiegokolwiek promieniowania i materii. Zakłada się, że jakieś hipotetyczne pole (które naukowcy nazwali inflatonem) zaczęło bez wyjątku wypełniać całą przestrzeń i w każdej chwili mogło przyjąć zupełnie inne wartości w absolutnie dowolnych obszarach przestrzennych. W tym przypadku nic się nie wydarzyło, dopóki nie zaczęła losowo pojawiać się jednolita konfiguracja pola inflatonowego o wielkości 10–33 cm, zaraz potem ten obszar przestrzeni zaczął niewiarygodnie szybko rosnąć, a energia pola inflatonowego zaczęła spadać zmierzają do minimum.

Jak doszło do Wielkiego Wybuchu

Pod koniec tzw. okresu inflacyjnego nasz Wszechświat osiągnął rozmiar około 1 cm średnicy, a w samym polu inflatonowym pozostało minimum energii potencjalnej. I w tym właśnie momencie kolosalna energia kinetyczna zgromadzona w tym małym Wszechświecie zaczęła przekształcać się w rozpraszające cząstki elementarne, w wyniku czego nastąpił dobrze znany Wielki Wybuch. Często inflację, a także Wielki Wybuch, który po niej nastąpił, porównuje się do sytuacji, gdy kula śnieżna zaczyna staczać się z góry. Początkowo jest niewielki, ale stopniowo przyklejają się do niego nowe warstwy śniegu, zaczyna powiększać się, a następnie po prostu spada w otchłań, jednak pod wpływem uderzenia rozpada się na wiele kawałków, które rozsypują się we wszystkich kierunkach. Trzeba powiedzieć, że opisany proces może nie być odosobniony i jeśli się powtórzy, powstaną inne wszechświaty, których właściwości mogą znacznie różnić się od naszych. Taka różnica jest całkiem do zaakceptowania, ponieważ w rzeczywistości każda „kula śnieżna” ma swoją własną trajektorię, a także swój rozmiar. Poza tym wpada w różne miejsca otchłani.

Skąd wziął się Wszechświat: inne teorie

Zauważmy, że obecnie zwyczajowo mówi się o zbiorze różnych wszechświatów, z których jeden możemy obserwować od wewnątrz. Jest całkiem możliwe, że inne wszechświaty mają mniej szczęścia (lub więcej, w zależności od tego, jak na to spojrzeć) niż nasz i nie ma tam życia, a co za tym idzie, nie ma też obserwatorów. I oczywiście inflacyjna teoria powstania Wszechświata nie jest jedyną, nawet wśród naukowców. Jej krytycy nie mogą pogodzić się z wyłonieniem się „czegoś” z praktycznie „niczego”. Alternatywne opcje to kwantowy model Wszechświata i model oscylacyjny Wszechświata. To drugie zakłada, że ​​nasz Wszechświat istnieje wiecznie, kurcząc się lub rozszerzając w różnych okresach czasu, a każdemu cyklowi towarzyszy gigantyczna eksplozja. Jeśli chodzi o kwantowy model powstania Wszechświata, zwolennicy tej teorii uważają, że cząstki elementarne mogą równie dobrze pojawiać się i znikać w próżni, całkowicie spontanicznie, co jest główną przyczyną powstania nie tylko Wszechświata, ale także materii ogólnie. Sama próżnia jest neutralna, więc nie ma ładunku, masy ani żadnych innych cech. Jest jednak prawdopodobne, że próżnia zawiera pewną matrycę, rodzaj potencjału, zgodnie z którym powstaje zarówno materia, jak i promieniowanie.

Punkt widzenia religii

Oczywiście całkiem możliwy jest wybór tradycyjnej opcji, a mianowicie wiary, że świat został stworzony przez Boga. Co więcej, niezależnie od tego, jak dziwne może się to wydawać, niektórym naukowcom ta teoria wydaje się również całkiem logiczna i ma prawo istnieć, bo jak może istnieć stworzenie bez Stwórcy? Inną sprawą jest to, co każdy z nas rozumie przez Boga.

Nadal nie ma dokładnej odpowiedzi na pytanie, jak powstał Wszechświat i, szczerze mówiąc, jest mało prawdopodobne, że taka będzie. Przecież tak jak atomy nie mogą pojąć struktury, którą tworzą, tak część Wszechświata nie może stanąć ponad nią, aby ją objąć i poznać. Możesz zatem zaakceptować teorię, która jest Ci osobiście bliższa.

Jak zamieniło się w pozornie nieskończoną przestrzeń? A czym się stanie po wielu milionach i miliardach lat? Pytania te dręczyły (i nadal dręczą) umysły filozofów i naukowców, jak się wydaje, od zarania dziejów, dając początek wielu interesującym, a czasem nawet szalonym teoriom
. Dziś większość astronomów i kosmologów doszła do ogólnego porozumienia, że ​​wszechświat, jaki znamy, powstał w wyniku gigantycznej eksplozji, która nie tylko stworzyła większość materii, ale była źródłem podstawowych praw fizycznych, według których kosmos otacza nas istnieje. Wszystko to nazywa się teorią Wielkiego Wybuchu.

Podstawy teorii Wielkiego Wybuchu są stosunkowo proste. Krótko mówiąc, według niej cała materia, która istniała i obecnie istnieje we wszechświecie, pojawiła się w tym samym czasie - około 13,8 miliarda lat temu. W tamtym momencie cała materia istniała w postaci bardzo zwartej abstrakcyjnej kuli (lub punktu) o nieskończonej gęstości i temperaturze. Stan ten nazwano osobliwością. Nagle osobliwość zaczęła się rozszerzać i dała początek znanemu nam wszechświatowi.

Warto zaznaczyć, że teoria Wielkiego Wybuchu jest tylko jedną z wielu proponowanych hipotez na temat powstania wszechświata (istnieje np. teoria wszechświata stacjonarnego), jednak zyskała największe uznanie i popularność. Nie tylko wyjaśnia źródło wszelkiej znanej materii, prawa fizyki i większą strukturę wszechświata, ale także opisuje przyczyny ekspansji wszechświata oraz wiele innych aspektów i zjawisk.

Chronologia wydarzeń w teorii Wielkiego Wybuchu.

Opierając się na wiedzy o obecnym stanie Wszechświata, naukowcy wysuwają teorię, że wszystko musiało zacząć się od jednego punktu o nieskończonej gęstości i skończonym czasie, który zaczął się rozszerzać. Teoria głosi, że po początkowej ekspansji Wszechświat przeszedł fazę chłodzenia, która umożliwiła pojawienie się cząstek subatomowych, a później prostych atomów. Gigantyczne chmury tych starożytnych pierwiastków później, dzięki grawitacji, zaczęły tworzyć gwiazdy i galaktyki.

Wszystko to, według naukowców, zaczęło się około 13,8 miliarda lat temu i dlatego ten punkt wyjścia uważa się za wiek wszechświata. Badając różne zasady teoretyczne, przeprowadzając eksperymenty z udziałem akceleratorów cząstek i stanów wysokoenergetycznych oraz przeprowadzając badania astronomiczne odległych zakątków Wszechświata, naukowcy wydedukowali i zaproponowali chronologię wydarzeń, które rozpoczęły się od Wielkiego Wybuchu i ostatecznie doprowadziły Wszechświat do ten stan kosmicznej ewolucji, który ma miejsce teraz.

Naukowcy uważają, że najwcześniejsze okresy powstania Wszechświata – trwające od 10–43 do 10–11 sekund po Wielkim Wybuchu – wciąż są przedmiotem debaty i debaty. Uwaga! Tylko jeśli weźmiemy pod uwagę, że znane nam obecnie prawa fizyki nie mogły wówczas istnieć, bardzo trudno jest zrozumieć, w jaki sposób regulowane były procesy zachodzące we wczesnym wszechświecie. Ponadto nie przeprowadzono jeszcze eksperymentów z wykorzystaniem możliwych rodzajów energii, które mogłyby wówczas występować. Tak czy inaczej, wiele teorii na temat pochodzenia wszechświata ostatecznie zgadza się, że w pewnym momencie istniał punkt wyjścia, od którego wszystko się zaczęło.

Era osobliwości.

Znana również jako epoka Plancka (lub era Plancka), uważa się, że jest to najwcześniejszy znany okres ewolucji wszechświata. W tamtym czasie cała materia była zawarta w jednym punkcie o nieskończonej gęstości i temperaturze. Naukowcy uważają, że w tym okresie kwantowe skutki oddziaływań grawitacyjnych dominowały nad fizycznymi i żadna siła fizyczna nie dorównywała grawitacji.

Era Plancka trwała rzekomo od 0 do 10–43 sekund i została tak nazwana, ponieważ jej czas trwania można mierzyć jedynie czasem Plancka. Ze względu na ekstremalne temperatury i nieskończoną gęstość materii, stan Wszechświata w tym okresie był wyjątkowo niestabilny. Potem nadeszły okresy ekspansji i ochłodzenia, które dały początek podstawowym siłom fizycznym.

W przybliżeniu w okresie od 10-43 do 10-36 sekund we wszechświecie nastąpił proces zderzenia przejściowych stanów temperaturowych. Uważa się, że w tym momencie podstawowe siły rządzące obecnym wszechświatem zaczęły się od siebie oddzielać. Pierwszym krokiem tego rozdzielenia było pojawienie się sił grawitacyjnych, silnych i słabych oddziaływań jądrowych oraz elektromagnetyzmu.

W okresie od około 10-36 do 10-32 sekund po Wielkim Wybuchu temperatura Wszechświata spadła na tyle nisko (1028 K), co doprowadziło do rozdzielenia się sił elektromagnetycznych (silnego oddziaływania) i słabego oddziaływania jądrowego ( siła słaba).

Era inflacji.

Wraz z pojawieniem się pierwszych podstawowych sił we wszechświecie rozpoczęła się era inflacji, która trwała od 10-32 sekund czasu Plancka do nieznanego momentu. Większość modeli kosmologicznych sugeruje, że Wszechświat w tym okresie był równomiernie wypełniony energią o dużej gęstości, a niewiarygodnie wysokie temperatury i ciśnienia spowodowały jego szybkie rozszerzanie się i ochładzanie.

Zaczęło się to w 10-37 sekundzie, kiedy po fazie przejściowej, która spowodowała rozdzielenie sił, nastąpiła ekspansja wszechświata w postępie geometrycznym. W tym samym okresie Wszechświat znajdował się w stanie bariogenezy, kiedy temperatura była tak wysoka, że ​​przypadkowy ruch cząstek w przestrzeni następował z prędkością bliską prędkości światła.

W tym czasie tworzą się pary cząstki - antycząstki, które natychmiast zderzają się i niszczą, co, jak się uważa, doprowadziło do dominacji materii nad antymaterią we współczesnym wszechświecie. Po ustaniu inflacji wszechświat składał się z plazmy kwarkowo-gluonowej i innych cząstek elementarnych. Od tego momentu wszechświat zaczął się ochładzać, materia zaczęła się formować i łączyć.

Era ochłodzenia.

Wraz ze spadkiem gęstości i temperatury wewnątrz Wszechświata energia każdej cząstki zaczęła spadać. Ten stan przejściowy trwał do chwili, gdy siły podstawowe i cząstki elementarne osiągnęły swoją obecną postać. Ponieważ energia cząstek spadła do wartości, które można dziś osiągnąć w eksperymentach, faktyczne możliwe istnienie tego okresu jest wśród naukowców znacznie mniej kontrowersyjne.

Naukowcy uważają na przykład, że 10–11 sekund po Wielkim Wybuchu energia cząstek znacznie spadła. Po około 10-6 sekundach kwarki i gluony zaczęły tworzyć bariony – protony i neutrony. Kwarki zaczęły dominować nad antykwarkami, co z kolei doprowadziło do przewagi barionów nad antybarionami.

Ponieważ temperatura nie była już wystarczająco wysoka, aby utworzyć nowe pary proton-antyproton (lub pary neutron-antyneutron), nastąpiło masowe zniszczenie tych cząstek, w wyniku czego pozostała pozostała zaledwie 1/1010 liczby pierwotnych protonów i neutronów, a całkowity zanikanie ich antycząstek. Podobny proces miał miejsce około 1 sekundy po Wielkim Wybuchu. Tym razem jedynie „Ofiarami” były elektrony i pozytony. Po masowej zagładzie pozostałe protony, neutrony i elektrony zaprzestały swojego przypadkowego ruchu, a gęstość energetyczna Wszechświata została wypełniona fotonami i w mniejszym stopniu neutrinami.

W pierwszych minutach ekspansji Wszechświata rozpoczął się okres nukleosyntezy (syntezy pierwiastków chemicznych), wraz ze spadkiem temperatury do 1 miliarda kelwinów i gęstością energii do wartości w przybliżeniu równym gęstości powietrza, neutronów i protony zaczęły się mieszać i tworzyć pierwszy stabilny izotop atomów wodoru (deuteru) i helu. Jednak większość protonów we wszechświecie pozostała w postaci odłączonych jąder atomów wodoru.

Po około 379 000 latach elektrony połączyły się z jądrami wodoru, tworząc atomy (ponownie głównie wodór), podczas gdy promieniowanie oddzieliło się od materii i nadal rozprzestrzeniało się w przestrzeni praktycznie bez przeszkód. Promieniowanie to nazywane jest kosmicznym mikrofalowym promieniowaniem tła i jest najstarszym źródłem światła we wszechświecie.

Wraz z ekspansją KMPT stopniowo tracił swoją gęstość i energię, a obecnie jego temperatura wynosi 2,7260 0,0013 K (- 270,424 C), a gęstość energii wynosi 0,25 eV (czyli 4,005x10-14 J/m? ; 400-500 Fotonów /cm KMPT rozciąga się we wszystkich kierunkach i na odległość około 13,8 miliardów lat świetlnych, ale szacunkowe rzeczywiste rozmieszczenie wynosi około 46 miliardów lat świetlnych od centrum Wszechświata.

Era struktury (era hierarchiczna).

W ciągu następnych kilku miliardów lat gęstsze obszary materii, które były niemal równomiernie rozmieszczone w całym wszechświecie, zaczęły się przyciągać. W rezultacie stały się jeszcze gęstsze i zaczęły tworzyć obłoki gazu, gwiazd, galaktyk i innych struktur astronomicznych, które możemy dziś obserwować. Okres ten nazywany jest erą hierarchiczną. W tym czasie wszechświat, który teraz widzimy, zaczął przybierać swoją formę. Materia zaczęła łączyć się w struktury różnej wielkości - gwiazdy, planety, galaktyki, gromady galaktyk, a także supergromady galaktyczne, oddzielone mostami międzygalaktycznymi zawierającymi zaledwie kilka galaktyk.

Szczegóły tego procesu można opisać zgodnie z koncepcją ilości i rodzaju materii rozproszonej we wszechświecie, która jest reprezentowana jako zimna, ciepła, gorąca ciemna materia i materia barionowa. Jednak obecnym standardowym modelem kosmologicznym Wielkiego Wybuchu jest model lambda-CDM, zgodnie z którym cząstki ciemnej materii poruszają się wolniej niż prędkość światła. Został wybrany, ponieważ rozwiązuje wszystkie sprzeczności, które pojawiły się w innych modelach kosmologicznych.

Według tego modelu zimna ciemna materia stanowi około 23 procent całej materii/energii we wszechświecie. Udział materii barionowej wynosi około 4,6 procent. Lambda - CDM odnosi się do tzw. stałej kosmologicznej: teorii zaproponowanej przez Alberta Einsteina, która charakteryzuje właściwości próżni i pokazuje relację równowagi pomiędzy masą i energią jako stałą wielkość statyczną. W tym przypadku jest to związane z ciemną energią, która służy jako akcelerator ekspansji wszechświata i utrzymuje gigantyczne struktury kosmologiczne w dużej mierze jednorodne.

Długoterminowe prognozy dotyczące przyszłości wszechświata.

Hipotezy mówiące, że ewolucja wszechświata ma swój punkt wyjścia, w naturalny sposób prowadzą naukowców do pytań o możliwy punkt końcowy tego procesu. Tylko jeśli wszechświat rozpoczął swoją historię od małego punktu o nieskończonej gęstości, który nagle zaczął się rozszerzać, czy to nie znaczy, że on również będzie się rozszerzał w nieskończoność, bo inaczej kiedyś zabraknie mu siły ekspansywnej i rozpocznie się odwrotny proces kompresji , czego efektem końcowym będzie nadal ten sam nieskończenie gęsty punkt?

Odpowiedź na te pytania była głównym celem kosmologów od samego początku debaty o tym, który kosmologiczny model wszechświata jest poprawny. Wraz z przyjęciem teorii Wielkiego Wybuchu, ale w dużej mierze dzięki obserwacjom ciemnej energii w latach 90. XX wieku, naukowcy doszli do konsensusu co do dwóch najbardziej prawdopodobnych scenariuszy ewolucji Wszechświata.

Według pierwszego, zwanego Wielkim Kryzysem, wszechświat osiągnie swój maksymalny rozmiar i zacznie się zapadać. Taki scenariusz będzie możliwy tylko wtedy, gdy gęstość masy Wszechświata stanie się większa niż sama gęstość krytyczna. Innymi słowy, jeśli gęstość materii osiągnie lub wzrośnie powyżej pewnej wartości (1-3x10-26 kg materii na m), wszechświat zacznie się kurczyć.

Alternatywą jest inny scenariusz, który stwierdza, że ​​jeśli gęstość we wszechświecie będzie równa lub niższa od wartości gęstości krytycznej, to jego ekspansja spowolni, ale nigdy nie zatrzyma się całkowicie. Zgodnie z tą hipotezą, zwaną „śmiercią cieplną Wszechświata”, ekspansja będzie kontynuowana do czasu, aż formowanie się gwiazd przestanie zużywać gaz międzygwiazdowy wewnątrz każdej z otaczających ją galaktyk. Oznacza to, że transfer energii i materii z jednego obiektu do drugiego zostanie całkowicie zatrzymany. W tym przypadku wszystkie istniejące gwiazdy wypalą się i zamienią w białe karły, gwiazdy neutronowe i czarne dziury.

Stopniowo czarne dziury będą zderzać się z innymi czarnymi dziurami, prowadząc do powstawania coraz większych. Średnia temperatura Wszechświata zbliży się do zera absolutnego. Czarne dziury w końcu „wyparują”, uwalniając ostatnie promieniowanie jastrzębia. Ostatecznie entropia termodynamiczna we wszechświecie osiągnie maksimum. Nastąpi śmierć cieplna.

Współczesne obserwacje, które uwzględniają obecność ciemnej energii i jej wpływ na ekspansję przestrzeni, doprowadziły naukowców do wniosku, że z biegiem czasu coraz większa część Wszechświata będzie wychodzić poza nasz horyzont zdarzeń i stanie się dla nas niewidzialna. Ostateczny i logiczny wynik tego nie jest jeszcze znany naukowcom, ale „śmierć cieplna” może równie dobrze być punktem końcowym takich wydarzeń.

Istnieją inne hipotezy dotyczące rozkładu ciemnej energii, a dokładniej jej możliwych rodzajów (np. energii fantomowej). Według nich gromady galaktyczne, gwiazdy, planety, atomy, jądra atomowe i sama materia ulegną rozerwaniu na kawałki Jego niekończącej się ekspansji. Taki scenariusz ewolucji nazywany jest „Wielkim Rozdarciem”. Według tego scenariusza przyczyną śmierci wszechświata jest sama ekspansja.

Historia teorii Wielkiego Wybuchu.

Najwcześniejsza wzmianka o Wielkim Wybuchu pochodzi z początku XX wieku i wiąże się z obserwacjami kosmosu. W 1912 roku amerykański astronom Vesto Slifer przeprowadził serię obserwacji galaktyk spiralnych (które pierwotnie uważano za mgławice) i zmierzył ich przesunięcie ku czerwieni Dopplera. Niemal we wszystkich przypadkach obserwacje wykazały, że galaktyki spiralne oddalają się od naszej Drogi Mlecznej.

W 1922 roku wybitny rosyjski matematyk i kosmolog Alexander Friedman wyprowadził tzw. równania Friedmanna z równań ogólnej teorii względności Einsteina. Pomimo propagowania przez Einsteina teorii na rzecz stałej kosmologicznej, prace Friedmana wykazały, że Wszechświat znajdował się raczej w stanie ekspansji.

W 1924 roku pomiary odległości do pobliskiej mgławicy spiralnej dokonane przez Edwina Hubble'a wykazały, że układy te są w rzeczywistości naprawdę różnymi galaktykami. W tym samym czasie Hubble zaczął opracowywać serię wskaźników odejmowania odległości przy użyciu 2,5-metrowego Teleskopu Hookera w Obserwatorium Mount Wilson. W 1929 roku Hubble odkrył związek między odległością a prędkością, z jaką oddalają się galaktyki, co później stało się prawem Hubble'a.

W 1927 roku belgijski matematyk, fizyk i ksiądz katolicki Georges Lemaître niezależnie doszedł do tych samych wyników, co równania Friedmanna i jako pierwszy sformułował związek między odległością i prędkością galaktyk, podając pierwsze oszacowanie współczynnika tej zależności. Lemaitre wierzył, że w pewnym momencie w przeszłości cała masa wszechświata była skupiona w jednym punkcie (atom.

Te odkrycia i założenia wywołały wiele dyskusji wśród fizyków w latach 20. i 30. XX wieku, z których większość uważała, że ​​Wszechświat jest w stanie stacjonarnym. Według ustalonego wówczas modelu, wraz z nieskończoną ekspansją Wszechświata powstała nowa materia, równomiernie i jednakowo rozłożona pod względem gęstości na całym jego obszarze. Wśród naukowców, którzy ją popierali, koncepcja Wielkiego Wybuchu wydawała się bardziej teologiczna niż naukowa. Lemaitre był krytykowany za stronniczość wynikającą z uprzedzeń religijnych.

Należy zauważyć, że w tym samym czasie istniały inne teorie. Na przykład model wszechświata Milne'a i model cykliczny. Obydwa opierały się na postulatach ogólnej teorii względności Einsteina i uzyskały później poparcie samego naukowca. Według tych modeli wszechświat istnieje w nieskończonym strumieniu powtarzających się cykli ekspansji i zapaści.

1. Era osobliwości (Plancka). Uważany jest za pierwotny, jako wczesny okres ewolucji Wszechświata. Materia była skoncentrowana w jednym punkcie, który miał własną temperaturę i nieskończoną gęstość. Naukowcy twierdzą, że epoka ta charakteryzuje się dominacją efektów kwantowych należących do interakcji grawitacyjnych nad fizycznymi, a żadna siła fizyczna istniejąca w tych odległych czasach nie była identyczna pod względem siły z grawitacją, to znaczy nie była jej równa. Czas trwania ery Plancka koncentruje się w przedziale od 0 do 10-43 sekund. Otrzymał tę nazwę, ponieważ tylko czas Plancka mógł w pełni zmierzyć jego zasięg. Ten przedział czasu uważany jest za bardzo niestabilny, co z kolei jest ściśle powiązane z ekstremalną temperaturą i nieograniczoną gęstością materii. Po epoce osobliwości nastąpił okres ekspansji, a wraz z nim ochłodzenia, które doprowadziło do powstania podstawowych sił fizycznych.

Jak narodził się Wszechświat. Zimny ​​poród

Co wydarzyło się przed Wszechświatem? Model „Śpiącego” Wszechświata

„Być może przed Wielkim Wybuchem Wszechświat był bardzo zwartą, wolno ewoluującą przestrzenią statyczną” – teoretyzują fizycy, tacy jak Kurt Hinterbichler, Austin Joyce i Justin Khoury.

Ten „przedwybuchowy” Wszechświat musiał mieć stan metastabilny, czyli stabilny do czasu pojawienia się stanu jeszcze bardziej stabilnego. Analogicznie wyobraźmy sobie klif, na krawędzi którego znajduje się głaz w stanie wibracji. Jakikolwiek kontakt z głazem doprowadzi do jego upadku w otchłań lub – co jest bliższe naszemu przypadku – nastąpi Wielki Wybuch. Według niektórych teorii Wszechświat „przed eksplozją” mógłby istnieć w innej formie, na przykład w postaci spłaszczonej i bardzo gęstej przestrzeni. W rezultacie ten metastabilny okres dobiegł końca: gwałtownie się rozszerzył i uzyskał kształt i stan tego, co widzimy teraz.

„Model śpiącego wszechświata ma jednak również swoje problemy” – mówi Carroll.

„Zakłada się również, że nasz Wszechświat ma niski poziom entropii, ale nie wyjaśnia, dlaczego tak jest.”

Jednak Hinterbichler, fizyk teoretyczny z Case Western Reserve University, nie uważa pojawienia się niskiej entropii za problem.

„Po prostu szukamy wyjaśnienia dynamiki, która miała miejsce przed Wielkim Wybuchem, które wyjaśniałoby, dlaczego widzimy to, co widzimy teraz. Na razie tylko to nam zostało” – mówi Hinterbichler.

Carroll uważa jednak, że istnieje inna teoria Wszechświata „przed eksplozją”, która może wyjaśnić niski poziom entropii występującej w naszym Wszechświecie.

Jak Wszechświat powstał z niczego. Jak działa Wszechświat

Porozmawiajmy o tym, jak faktycznie działa fizyka, zgodnie z naszymi koncepcjami. Od czasów Newtona paradygmat podstawowej fizyki nie uległ zmianie; zawiera trzy części. Pierwsza to „przestrzeń stanów”: zasadniczo lista wszystkich możliwych konfiguracji, w których Wszechświat mógłby istnieć. Drugi to pewien stan, który reprezentuje Wszechświat w pewnym momencie, zwykle bieżącym. Trzecia to pewna zasada, według której Wszechświat rozwija się w czasie. Daj mi dziś Wszechświat, a prawa fizyki powiedzą Ci, co się z nim stanie w przyszłości. Ten sposób myślenia jest nie mniej prawdziwy w przypadku mechaniki kwantowej, ogólnej teorii względności czy kwantowej teorii pola, niż w przypadku mechaniki Newtona czy elektrodynamiki Maxwella.

W szczególności mechanika kwantowa jest specjalną, ale bardzo wszechstronną realizacją tego schematu. (Kwantowa teoria pola to tylko konkretny przykład mechaniki kwantowej, a nie nowy sposób myślenia). Stany to „funkcje falowe”, a zbiór wszystkich możliwych funkcji falowych danego układu nazywany jest „przestrzenią Hilberta”. Jej zaletą jest to, że znacznie ogranicza zbiór możliwości (ponieważ jest to przestrzeń wektorowa: uwaga dla znawców). Gdy podasz mi jej rozmiar (liczbę wymiarów), całkowicie zdefiniujesz swoją przestrzeń Hilberta. Różni się to radykalnie od mechaniki klasycznej, w której przestrzeń stanów może stać się niezwykle złożona. Istnieje też maszyna – „Hamiltonowska” – która dokładnie wskazuje, jak z biegiem czasu przejść z jednego stanu do drugiego. Powtarzam, że nie ma wielu odmian hamiltonianów; wystarczy spisać pewną listę wielkości (wartości własne energii - wyjaśnienie dla was, irytujących ekspertów).

Jak życie pojawiło się na Ziemi. Życie na Ziemi

Życie wykorzystujące odmienną od naszej chemię może powstać na Ziemi więcej niż raz. Może. A jeśli znajdziemy dowody na taki proces, oznacza to, że istnieje duże prawdopodobieństwo, że życie powstanie w wielu miejscach Wszechświata niezależnie od siebie, tak jak życie powstało na Ziemi. Ale z drugiej strony wyobraźmy sobie, jak byśmy się czuli, gdybyśmy w końcu odkryli życie na innej planecie, być może krążącej wokół odległej gwiazdy, i okazało się, że ma ono identyczny skład chemiczny, a może nawet identyczną strukturę DNA jak nasze.

Szanse na to, że życie na Ziemi powstało całkowicie spontanicznie i przez przypadek, wydają się bardzo małe. Szanse na powstanie dokładnie tego samego życia w innym miejscu są niewiarygodnie małe i praktycznie równe zeru. Istnieją jednak możliwe odpowiedzi na te pytania, które angielscy astronomowie Fred Hoyle i Chandra Wickramasinghe nakreślili w swojej niezwykłej książce, napisanej w 1979 roku, Chmura życia.

Biorąc pod uwagę niezwykle mało prawdopodobną możliwość pojawienia się życia na Ziemi samoistnie, autorzy proponują inne wyjaśnienie. Polega ona na tym, że życie pojawiło się gdzieś w przestrzeni, a następnie rozprzestrzeniło się po całym Wszechświecie poprzez panspermię. Mikroskopijne życie uwięzione w gruzach powstałych w wyniku kosmicznych zderzeń może podróżować w stanie uśpienia przez bardzo długie okresy czasu. Potem, gdy dotrze do miejsca przeznaczenia, gdzie zacznie się ponownie rozwijać. Zatem całe życie we Wszechświecie, łącznie z życiem na Ziemi, jest w rzeczywistości tym samym życiem.

Wideo Jak pojawił się Wszechświat

Jak Wszechświat powstał z niczego. Zimny ​​poród

Jednak drogę do takiego zjednoczenia można przemyśleć na poziomie jakościowym i pojawiają się tutaj bardzo ciekawe perspektywy. Jedną z nich rozważał słynny kosmolog, profesor Uniwersytetu Arizony Lawrence Krauss w swojej niedawno opublikowanej książce „Wszechświat z niczego”. Jego hipoteza wygląda fantastycznie, ale wcale nie jest sprzeczna z ustalonymi prawami fizyki.

Uważa się, że nasz Wszechświat powstał z bardzo gorącego stanu początkowego o temperaturze około 1032 kelwinów. Można jednak wyobrazić sobie także zimne narodziny wszechświatów z czystej próżni, a dokładniej z jej fluktuacji kwantowych. Powszechnie wiadomo, że takie fluktuacje powodują powstanie bardzo wielu wirtualnych cząstek, które dosłownie powstały z nicości, a następnie zniknęły bez śladu. Według Kraussa fluktuacje próżni są w zasadzie zdolne do powstania równie efemerycznych protowszechświatów, które pod pewnymi warunkami przechodzą ze stanu wirtualnego do rzeczywistego.

Pytanie, jak powstał Wszechświat, zawsze niepokoiło ludzi. Nie jest to zaskakujące, ponieważ każdy chce poznać swoje pochodzenie. Naukowcy, księża i pisarze zmagają się z tym pytaniem od kilku tysiącleci. To pytanie ekscytuje umysły nie tylko specjalistów, ale także każdego zwykłego człowieka. Warto jednak od razu powiedzieć, że nie ma 100% odpowiedzi na pytanie, jak powstał Wszechświat. Istnieje tylko teoria popierana przez większość naukowców.

  • Tutaj to przeanalizujemy.

Skoro wszystko, co otacza człowieka, ma swój początek, nic dziwnego, że od czasów starożytnych człowiek próbował znaleźć początek Wszechświata. Dla człowieka średniowiecza odpowiedź na to pytanie była dość prosta – Bóg stworzył Wszechświat. Jednak wraz z rozwojem nauki naukowcy zaczęli kwestionować nie tylko kwestię Boga, ale także pogląd, że Wszechświat miał początek.

W 1929 roku dzięki amerykańskiemu astronomowi Hubble'owi naukowcy powrócili do pytania o korzenie Wszechświata. Faktem jest, że Hubble udowodnił, że galaktyki tworzące Wszechświat stale się poruszają. Oprócz ruchu mogą również wzrosnąć, co oznacza, że ​​​​Wszechświat rośnie. A jeśli rośnie, to okazuje się, że był kiedyś etap, w którym ten wzrost się zaczynał. Oznacza to, że Wszechświat ma początek.

Nieco później brytyjski astronom Hoyle wysunął rewelacyjną hipotezę: Wszechświat powstał w momencie Wielkiego Wybuchu. Pod tą nazwą jego teoria przeszła do historii. Istota idei Hoyle’a jest prosta i złożona jednocześnie. Wierzył, że kiedyś istniał etap zwany stanem kosmicznej osobliwości, to znaczy czas wynosił zero, a gęstość i temperatura były równe nieskończoności. I w pewnym momencie nastąpiła eksplozja, w wyniku której osobliwość została rozbita, a co za tym idzie, zmieniła się gęstość i temperatura, rozpoczął się wzrost materii, co oznacza, że ​​czas zaczął się liczyć. Później sam Hoyle nazwał swoją teorię nieprzekonującą, ale to nie przeszkodziło jej stać się najpopularniejszą hipotezą pochodzenia Wszechświata.

Kiedy nastąpiło to, co Hoyle nazwał Wielkim Wybuchem? Naukowcy przeprowadzili wiele obliczeń, w rezultacie większość zgodziła się co do liczby 13,5 miliarda lat. To właśnie wtedy Wszechświat zaczął pojawiać się z niczego, w ułamku sekundy Wszechświat osiągnął rozmiary mniejsze od atomu i rozpoczął się proces ekspansji. Grawitacja odegrała kluczową rolę. Najciekawsze jest to, że gdyby był trochę silniejszy, to nic by nie powstało, co najwyżej czarna dziura. A gdyby grawitacja była trochę słabsza, wówczas w ogóle nic by nie powstało.
Kilka sekund po Eksplozji temperatura we Wszechświecie nieznacznie spadła, co dało impuls do powstania materii i antymaterii. W rezultacie zaczęły pojawiać się atomy. Zatem Wszechświat przestał być monochromatyczny. Gdzieś było więcej atomów, gdzieś mniej. W niektórych częściach było cieplej, w innych temperatura była niższa. Atomy zaczęły się ze sobą zderzać, tworząc związki, potem nowe substancje, a w końcu ciała. Niektóre obiekty miały wielką energię wewnętrzną. To były gwiazdy. Zaczęli gromadzić wokół siebie (dzięki sile grawitacji) inne ciała, które nazywamy planetami. W ten sposób powstały systemy, z których jednym jest nasz Układ Słoneczny.

Wielki Wybuch. Problemy modelowe i ich rozwiązywanie

  1. Problem dużej skali i izotropii Wszechświata można rozwiązać dzięki temu, że w fazie inflacji ekspansja następowała w niezwykle szybkim tempie. Wynika z tego, że cała przestrzeń obserwowalnego Wszechświata jest wynikiem jednego przyczynowo powiązanego obszaru epoki poprzedzającej inflacyjną.
  2. Rozwiązanie problemu płaskiego Wszechświata. Jest to możliwe, ponieważ na etapie inflacji promień krzywizny przestrzeni wzrasta. Wartość ta jest taka, że ​​pozwala nowoczesnym parametrom gęstości mieć wartość bliską krytyczną.
  3. Ekspansja inflacyjna prowadzi do pojawienia się wahań gęstości o określonej amplitudzie i kształcie widma. Umożliwia to rozwinięcie się tych oscylacji (fluktuacji) w obecną strukturę Wszechświata, przy jednoczesnym zachowaniu jednorodności i izotropii na dużą skalę. Jest to rozwiązanie problemu wielkoskalowej struktury Wszechświata.

Za główną wadę modelu inflacji można uznać jego zależność od teorii, które nie zostały jeszcze udowodnione i nie są w pełni rozwinięte.

Model opiera się na przykład na ujednoliconej teorii pola, która nadal jest jedynie hipotezą. Nie da się tego sprawdzić doświadczalnie w warunkach laboratoryjnych. Kolejną wadą modelu jest niezrozumiałość, skąd wzięła się przegrzana i rozszerzająca się materia. Rozważane są tutaj trzy możliwości:

  1. Standardowa teoria Wielkiego Wybuchu sugeruje początek inflacji na bardzo wczesnym etapie ewolucji Wszechświata. Ale wtedy problem osobliwości nie zostanie rozwiązany.
  2. Drugą możliwością jest wyłonienie się Wszechświata z chaosu. Różne jego części miały różną temperaturę, więc w niektórych miejscach nastąpiło ściskanie, a w innych rozszerzanie. Inflacja wystąpiłaby w obszarze Wszechświata, który był przegrzany i rozszerzający się. Nie jest jednak jasne, skąd wziął się pierwotny chaos.
  3. Trzecią opcją jest ścieżka mechaniki kwantowej, poprzez którą powstała bryła przegrzanej i rozszerzającej się materii. Tak naprawdę Wszechświat powstał z niczego.

Niewiele osób żyjących we współczesnym społeczeństwie może śmiało mówić o tym, jak powstał Wszechświat. Niewiele osób dziś myśli o tym, jak udało się zamienić w ogromną kolosalną przestrzeń, która nie zna konkretnych i wyraźnych granic. Niewiele osób myśli o tym, co może stać się z Wszechświatem za miliardy lat. Tematy tego rodzaju od zawsze dręczyły starożytne umysły naukowców, reprezentowanych przez niestrudzonych badaczy i filozofów, którzy w przypływie chwilowego wglądu stworzyli własne arcydzieła - ciekawe i bardzo szalone teorie dotyczące historii powstania Wszechświata.

Współcześni naukowcy posunęli się dalej w ramach wiedzy naukowej niż ich starożytni poprzednicy. Wielu astronomów, fizyków, a wraz z nimi kosmologów jest przekonanych, że Wszechświat mógł powstać w wyniku eksplozji na dużą skalę, która mogła stać się nie tylko przodkiem głównej części materii, ale także stać się podstawą do powstania wszystkie najważniejsze prawa fizyczne, które zdecydowały o istnieniu kosmosu. Zjawisko to powszechnie nazywane jest „Teorią Wielkiego Wybuchu”.

Znaczenie teorii

Jego podstawy są niezwykle proste. Teoria stwierdza, że ​​materia współczesna i materia istniejąca w odległej, odległej starożytności są ze sobą identyczne, gdyż w istocie są tym samym przedmiotem badań. Cała materia powstała około 13,8 miliarda lat temu. W tamtych odległych czasach istniało w postaci punktu, czyli zwartej, abstrakcyjnej bryły w kształcie kuli, która z kolei miała nieskończoną gęstość i określoną temperaturę. Naukowcy zwykle nazywają ten stan „osobliwością”. Z nieznanych przyczyn ta sama osobliwość nagle zaczęła gwałtownie rozszerzać się w różnych kierunkach, w wyniku czego pojawił się Wszechświat.Ten punkt widzenia jest w rzeczywistości jedynie hipotezą, jedną z najbardziej rozpowszechnionych i popularnych dzisiaj. Jest akceptowany przez naukę jako wyjaśnienie dotyczące pochodzenia materii, podstawowych praw fizyki i kolosalnej budowy samego Wszechświata. Wynika to z faktu, że teoria Wielkiego Wybuchu opisuje przyczyny, które wpłynęły na ekspansję Wszechświata, a także zawiera ogromną liczbę innych aspektów i zjawisk związanych z nieograniczoną przestrzenią.

Wycieczka w historię

Temat Wielkiego Wybuchu stał się istotny dla nauki od samego początku ubiegłego wieku. W 1912 roku astronom ze Stanów Zjednoczonych Vesto Slifer przeprowadził przez pewien czas serię obserwacji galaktyk spiralnych (wcześniej mylonych z mgławicami), podczas których naukowcowi udało się zmierzyć przesunięcie ku czerwieni Dopplera tych samych galaktyk. Doszedł do wniosku, że obiekt jego badań w pewnym odstępie czasu coraz bardziej oddalał się od Drogi Mlecznej.Nauka długo nie stała w miejscu i już w 1922 r. radziecki kosmolog i matematyk A. Friedman opierając się na pracach Einsteina, potrafił wyprowadzić własne równania z równań związanych z teorią względności. To on został pierwszym naukowcem, który mógł ogłosić społeczności naukowej ekspansję Wszechświata, wyrażając tylko jedno osobiste założenie.

Edwin Hubble w 1924 roku zmierzył odległość od Ziemi do najbliższej mgławicy spiralnej, co udowodniło, że w pobliżu mogą znajdować się inne układy galaktyczne. Prowadząc swoje eksperymenty za pomocą potężnego teleskopu, naukowiec ustalił zależność powstającą pomiędzy odległością galaktyk a prędkością, z jaką się od siebie oddalają.

Kościół zawsze wmawiał ludziom pogląd, że Bóg stworzył świat w niemal tydzień, czyli w 6 dni. Ten dogmat religii chrześcijańskiej jest aktywnie wspierany do dziś. Jednak nie wszyscy kanonicy kościelni są przekonani o tym punkcie widzenia.

Za ojca założyciela koncepcji teorii Wielkiego Wybuchu uważa się duchownego Georgesa Lemaitre’a. Stał się pierwszą osobą, która podniosła przed społeczeństwem kwestię pochodzenia tak globalnej, nieograniczonej przestrzeni, jak Wszechświat. Badał prymitywny atom i jego przemianę licznych fragmentów w ciała niebieskie – gwiazdy z galaktykami. W 1927 r. ksiądz opublikował w gazecie własne wywody. Gdy wielki Einstein zapoznał się z myślami Lemaître’a, zauważył, że ksiądz obliczył absolutnie wszystko poprawnie, jednak mistrzowi nie wystarczała wiedza ojca świętego z zakresu fizyki. Teorię Wielkiego Wybuchu przyjęto dopiero w 1933 roku, kiedy sam Einstein poddał się pod naporem tez i faktów odkrycia naukowego, uznając wersję Lemaître’a za jedną z najbardziej przekonujących ze wszystkich, z jakimi się kiedykolwiek spotkał.Einstein sam pracował nad zagadką Wielkiego Wybuchu. pochodzenie Wszechświata. Naukowiec napisał w 1931 roku rękopis, w którym nakreślił swoją wersję wydarzeń, odmienną od wersji Georgesa Lemaître’a. Dokładnie w tym samym kierunku pisano w latach czterdziestych prace innego wybitnego naukowca, Alfreda Hoyle’a, który działał niezależnie od innych znanych badaczy.

Einstein był sceptyczny co do jednego faktu, który musiał znajdować się w teorii Wielkiego Wybuchu, a mianowicie osobliwości materii, w której znajdowała się ona przed eksplozją. Próbował wyrazić swój własny osąd dotyczący nieskończonej ekspansji przestrzeni kosmicznej. Według jego przekonań materia we Wszechświecie pojawiła się znikąd, była potrzebna do utrzymania kosmicznej gęstości w warunkach ciągłej ekspansji. Według Einsteina proces ten można opisać za pomocą teorii względności, jednak później naukowiec zdał sobie sprawę, że popełnił błąd w swoich obliczeniach i porzucił swoje odkrycie.

Podobną teorię głosił światowej sławy pisarz science fiction Edgar Allan Poe, który już w 1848 roku zastanawiał się nad pochodzeniem Wszechświata. Człowiek ten nie był fizykiem, zatem wszystkie jego przemyślenia nie miały żadnej wartości naukowej, gdyż nie były poparte żadnymi obliczeniami. Ponadto w tamtych odległych czasach nie wynaleziono niezbędnych narzędzi matematycznych, które pozwalałyby na obliczanie tego rodzaju badań. Poe mógł jedynie urzeczywistnić swoją ideę w dziele literackim, co uczynił z wielkim sukcesem, pisząc wiersz „Eureka”, który już mówi o takim zjawisku, jak czarna dziura i jasno wyjaśnia paradoks Albersa. Sam pisarz science fiction nazwał swoją twórczość literacką objawieniem, o którym ludzkość nawet nigdy wcześniej nie słyszała.
Paradoks Olbersa jest pośrednim potwierdzeniem teorii Wielkiego Wybuchu; jest on następujący: jeśli w nocy podniesiesz głowę i zobaczysz jakąś gwiazdę (skupiając na niej swoją uwagę), to wykreślona w myślach linia rozpoczynająca się na ziemi w tym miejscu bardzo gwiazda i to się skończy. Poe w swojej Eurece pisał o prymitywnej cząstce, która według niego była całkowicie wyjątkowa i indywidualna. Jego twórczość literacka została poddana ostrej krytyce, wiersz został dosłownie rozerwany na kawałki i okazał się dziełem nieudanym z artystycznego punktu widzenia. Przeciwnie, współcześni naukowcy pogrążają się w zamieszaniu, wciąż nie mogą zrozumieć, jak osoba bez wykształcenia naukowego mogła przewidzieć takie fakty. Według nich Edgar Allan Poe swoją książką znacznie wyprzedził oficjalną wiedzę naukową.Odkrycia fizyków i astronomów z lat 20. i 30. ubiegłego wieku podekscytowały świat naukowy, gdyż większość naukowców wyznawała punkt widzenia, że ​​Wszechświat jest w pozycji stacjonarnej.

Po zakończeniu drugiej wojny światowej naukowcy ponownie zaczęli mówić o teorii Wielkiego Wybuchu i zastanawiać się nad jej konceptualnością. To właśnie ta wersja pochodzenia Wszechświata z każdym rokiem zyskiwała na popularności, pozostawiając w tyle inne wariacje, które od czasu do czasu proponowali niestrudzeni odkrywcy kosmosu i należących do niego obiektów.

Czas mijał, teoria Wielkiego Wybuchu coraz bardziej zajmowała swoją niszę na naukowym Olimpie, a stacjonarność Wszechświata zaczęto kwestionować w ogóle. W 1965 roku odkryto kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła: odkrycie tego rodzaju, które stało się fundamentalne, ostatecznie wzmocniło Wielki Wybuch i związane z nim narodziny Wszechświata w nauce. Od lat 60. do 90. XX wieku ogromna liczba kosmologów i astronomów przeprowadziła całą serię prac badawczych dotyczących słynnej teorii, w wyniku których odkryli wiele problemów o charakterze teoretycznym i, odpowiednio, ich rozwiązania , co nawiązywało do tematu powstania ogromnego Wszechświata z jednego punktu .
O tym, że osobliwość jest niekwestionowanym stanem początkowym ogólnej teorii względności, a także kosmologicznym stanem samej eksplozji, stwierdził światowej sławy fizyk, którego nazwisko jest dziś znane wszystkim, Stephen Hawking.Rok 1981 upłynął pod znakiem pojawienie się teorii opisującej okres szybkiej ekspansji przestrzeni kosmicznej: to z kolei umożliwiło rozwiązanie ogromnej liczby problematycznych kwestii, na które nikt wcześniej nie był w stanie udzielić konkretnej odpowiedzi.

Pod koniec XX wieku wielu naukowców wykazywało prawdziwe zainteresowanie, któremu towarzyszyła ciekawość, takim przedmiotem badań, jak ciemna energia. Postrzegano to jako klucz do odkrycia znaczenia wielu problemów kosmologicznych. Naukowcy byli zainteresowani przyczyną utraty masy Wszechświata, a także tym, dlaczego ciemna energia również traci swoją masę. Hipotezę tego rodzaju postawił dawno temu naukowiec Jan Oort, już w 1932 roku.

W ostatniej dekadzie ubiegłego wieku intensywnie tworzono, udoskonalano i udoskonalano teleskopy umożliwiające przejrzyste badanie przestrzeni kosmicznej. Satelity wypełnione sprzętem komputerowym pozwalają współczesnym naukowcom badać dosłownie każdy milimetr Wszechświata i przesyłać dane za pośrednictwem systemu satelitarnego bezpośrednio do ośrodków badawczych różnych krajów.

Skąd wzięła się nazwa

Autorem nazwy teorii Wielkiego Wybuchu był jej przeciwnik Alfred Hoyle, angielski fizyk. To on wymyślił określenie „Wielki Wybuch”, ale fizyk zrobił to nie po to, by wywyższyć ocenę Lemaître’a, ale raczej poniżyć go, uznając go za absurd, a nie największe zjawisko w dziedzinie kosmologii, fizyki i astronomii .

Chronologia wydarzeń

Współcześni badacze, posiadający wiarygodne informacje o stanie rzeczy we Wszechświecie, dochodzą do konsensusu, że wszystko powstało z jakiegoś punktu. Stale rosnąca nieskończona gęstość i skończony czas z pewnością musiały mieć swój początek w pewnym momencie. Kiedy nastąpiła początkowa ekspansja, zgodnie z przytoczoną teorią, Wszechświat mógł przejść przez fazę chłodzenia, w wyniku której współtworzyły się cząstki subatomowe, a nieco później najprostsze atomy. Po pewnym czasie z ogromnych chmur składających się z pierwotnych starożytnych pierwiastków, wyłącznie dzięki grawitacji, zaczęły tworzyć się gwiazdy, które teraz absolutnie każdy może zobaczyć każdej nocy, oraz galaktyki, w których zdaniem ufologów mogą istnieć światy równoległe i skupiska wysoko rozwiniętych cywilizacji obce stworzenia. Cały ten mechanizm, zdaniem badaczy, rozpoczął się dokładnie 13,8 miliarda lat temu: dlatego ten punkt wyjścia można wskazać jako wiek Wszechświata. W trakcie studiowania ogromnej ilości informacji teoretycznych, przeprowadzania licznych eksperymentów opartych na zastosowaniu akceleratorów cząstek i wszelkiego rodzaju stanów wysokoenergetycznych oraz badania za pomocą teleskopu najdalszych zakątków przestrzeni kosmicznej, nastąpiło chronologiczne wydarzenie ustalił, że rozpoczął się Wielkim Wybuchem i doprowadził Wszechświat do jego nowoczesnej formy, czyli jak inaczej nazywają to fizycy i astronomowie – do „stanu kosmicznej ewolucji”.

Wśród naukowców panuje opinia, że ​​początkowe okresy powstawania przestrzeni kosmicznej mogły trwać od 10-43 do 10-11 sekund od eksplozji; jednak dzisiaj nie ma jednoznacznej opinii w tej sprawie. Warto pamiętać, że wszystkie prawa fizyczne znane współczesnemu społeczeństwu w odległej przeszłości po prostu nie istniały jeszcze w pełnym zestawie znanym ludzkości, dlatego sam proces powstawania młodego Wszechświata pozostaje niezrozumiały. Tajemnicę tę wzmacnia fakt, że do tej pory, łącznie z nim, w żadnym rozwiniętym kraju nie przeprowadzono ani jednego eksperymentu związanego z badaniem tych rodzajów energii, które istniały w czasie tworzenia nieograniczonej przestrzeni kosmicznej. Opinie ekspertów są zgodne tylko w jednym: istniał kiedyś punkt, który stał się punktem odniesienia i od tego wszystko się zaczęło.

Epokowy okres formacji

1. Era osobliwości (Plancka). Uważany jest za pierwotny, jako wczesny okres ewolucji Wszechświata. Materia była skoncentrowana w jednym punkcie, który miał własną temperaturę i nieskończoną gęstość. Naukowcy twierdzą, że epoka ta charakteryzuje się dominacją efektów kwantowych należących do interakcji grawitacyjnych nad fizycznymi, a żadna siła fizyczna istniejąca w tych odległych czasach nie była identyczna pod względem siły z grawitacją, to znaczy nie była jej równa. Czas trwania ery Plancka koncentruje się w przedziale od 0 do 10-43 sekund. Otrzymał tę nazwę, ponieważ tylko czas Plancka mógł w pełni zmierzyć jego zasięg. Ten przedział czasu uważany jest za bardzo niestabilny, co z kolei jest ściśle powiązane z ekstremalną temperaturą i nieograniczoną gęstością materii. Po epoce osobliwości nastąpił okres ekspansji, a wraz z nim ochłodzenia, które doprowadziło do powstania podstawowych sił fizycznych.

Od okresu od 10-43 do 10-3 sekund w nieograniczonej przestrzeni następuje nowe zdarzenie w postaci zderzenia temperatur przejściowych, co z kolei znajduje odzwierciedlenie w ich stanie. Istnieje opinia, że ​​​​fundamentalne siły, które obecnie dominują we współczesnej nieograniczonej przestrzeni, zaczęły teraz szybko się od siebie oddalać. Konsekwencją tego procesu było powstanie słabych sił grawitacyjnych, stanu takiego jak elektromagnetyzm, a jednocześnie słabych wraz z silnymi oddziaływaniami jądrowymi.

W ciągu 10-36 do 10-32 sekund od Wielkiego Wybuchu we Wszechświecie panuje bardzo niska temperatura, równa 1028 K, co z kolei powoduje rozdzielenie sił elektromagnetycznych, co następuje w procesie silnego oddziaływania ze słabymi (jądrowy).
2. Era inflacji. Wraz z pojawieniem się w bezgranicznych przestrzeniach Wszechświata pierwszych sił, zwanych przez naukowców niczym innym jak fundamentalnymi, rozpoczyna się nowa era, trwająca od 10-32 sekund (według czasu Plancka) do czasu zupełnie nieznanego. modele kosmologiczne zakładają, że w danym przedziale czasu Wszechświat może znaleźć się w stanie bariogenezy – bardzo wysoka temperatura wpływa na chaotyczny ruch cząstek w środowisku przestrzennym, zachodzący z zawrotną prędkością.

Czas ten jest charakterystyczny dla zderzeń i odpychania antycząstek – zapadania się par cząstek. Badacze skłonni są wierzyć, że to właśnie wtedy materia zaczęła dominować nad swoją antypodą, antymaterią, która jest dziś cechą charakterystyczną Wszechświata, czyli dominującą. Pod koniec ery inflacji Wszechświat powstał z plazmy kwarkowo-gluonowej i innych cząstek elementarnych. Zaczęło się stopniowo ochładzać, a materia z kolei zaczęła aktywnie się formować i łączyć.
3. Era ochłodzenia. Wraz ze spadkiem poziomu gęstości i temperatury w samym Wszechświecie, w każdej cząstce zaczęły zachodzić znaczące zmiany - ich energia zaczęła spadać. Stan tego rodzaju zakończył się dopiero wtedy, gdy cząstki elementarne osiągnęły swoją nowoczesną postać, a wraz z nimi siły podstawowe. Energia cząstek zaczęła spadać do parametrów, które dziś można uzyskać jedynie w warunkach laboratoryjnych, podczas licznych eksperymentów, a wraz z nimi eksperymentów.Naukowcy ani przez sekundę nie wątpią, że taki przedział czasu istniał w historii powstawania wszechświat. Zauważają, że zaraz po Wielkim Wybuchu energia cząstek stopniowo malała, w wyniku czego nabrały znacznych rozmiarów. Po 10-6 sekundach z gluonów i kwarków zaczęły tworzyć się bariony w postaci protonów i neutronów. Wraz z tym pojawił się dysonans w postaci przewagi kwarków nad antykwarkami, barionów nad antybarionami. Ze względu na spadek temperatury produkcja par proton-neutron i, odpowiednio, ich antypodów zaczęła ustać; protony i neutrony zaczęły gwałtownie znikać, a ich antycząstki przestały całkowicie istnieć. Podobny proces nastąpił ponownie jakiś czas później. Jednak tym razem działanie dotyczyło pozytonów i elektronów.

W wyniku gwałtownego zniszczenia cząstki zatrzymały swój chaotyczny ruch, a gęstość energii związana z Wszechświatem zaczęła intensywnie wypełniać się fotonami.

Od momentu ekspansji nieograniczonej przestrzeni kształtuje się proces uruchomienia nukleosyntezy. Dzięki niskiej temperaturze i mniejszej gęstości energii neutron i proton w wyniku symbiozy stworzyły pierwszy na świecie deuter (izotop wodoru), a także brały bezpośredni udział w powstawaniu atomów helu. Ogromna liczba protonów stała się z kolei podstawą do stworzenia jądra wodoru.

Po 379 000 lat jądra wodoru połączą się z elektronami, w wyniku czego pojawią się atomy tego samego wodoru. W tym momencie promieniowanie zostaje oddzielone od materii i odtąd samodzielnie wypełnia całą przestrzeń wszechświata. Promieniowanie to nazywane jest kosmicznym mikrofalowym promieniowaniem tła i uważane jest za najstarsze źródło światła ze wszystkich istniejących.
4. Era struktury. W ciągu kolejnych kilku miliardów lat materia była już w stanie rozprzestrzenić się po całym Wszechświecie, a jej najgęstsze obszary zaczęły aktywnie się przyciągać, stając się gęstsze. W wyniku tego działania zaczęły pojawiać się chmury składające się z gazu, galaktyk, gwiazd i innych obiektów kosmicznych, które można zobaczyć do dziś. Okres ten znany jest pod inną nazwą, zwykle nazywany jest „epoką hierarchiczną”. Okres ten wiąże się z faktem, że Wszechświatowi udało się przybrać określoną formę. Materia zaczęła formować się w różne struktury o różnych rozmiarach:
- gwiazdy,
- galaktyki,
- planety,
- gromady i supergromady galaktyk oddzielone od siebie mostami międzygalaktycznymi i obejmujące kilka galaktyk.

Prognozy na przyszłość

W związku z tym, że Wszechświat ma swój własny punkt początkowy, naukowcy okresowo stawiają hipotezy, że pewnego dnia będzie też punkt, który przestanie istnieć. Fizycy i astronomowie również interesują się kwestią rozszerzania się Wszechświata już od jednego punktu, a nawet prognozują, że może on rozszerzać się jeszcze bardziej. Albo pewnego dnia może nastąpić proces odwrotny, w nieograniczonej przestrzeni z nieznanych przyczyn siła ekspansywna może przestać działać, w wyniku czego może nastąpić proces odwrotny, polegający na kompresji.W latach 90. XX w. teoria Wielkiego Wybuchu został przyjęty jako główny model rozwoju Wszechświata. Mniej więcej w tym czasie opracowano dwie główne drogi dalszego istnienia nieograniczonej przestrzeni.

1. Duża kompresja. W pewnym momencie Wszechświat może osiągnąć swój maksymalny szczyt w postaci ogromnych rozmiarów, a wtedy rozpocznie się jego zniszczenie. Taka opcja rozwoju stanie się możliwa dopiero wtedy, gdy gęstość masy Wszechświata będzie większa niż jego gęstość krytyczna.

2. W tym przypadku pojawi się inny obraz działań: gęstość będzie równa lub nawet niższa od krytycznej. Rezultatem jest spowolnienie ekspansji, które nigdy się nie zatrzyma. Opcja ta została nazwana śmiercią termiczną Wszechświata. Ekspansja będzie trwała do czasu, gdy formacje gwiazdowe nie przestaną aktywnie zużywać gazu znajdującego się w pobliskich galaktykach. W tym przypadku stanie się co następuje: przekazywanie energii i materii z jednego obiektu kosmicznego do drugiego po prostu ustanie. Wszystkie gwiazdy, które co wieczór i noc można zobaczyć na niebie gołym okiem, spotka ten sam smutny los: staną się niczym więcej niż białym karłem, czarną dziurą lub gwiazdą neutronową.
Czarne dziury zawsze były utrapieniem nie tylko dla kosmologów. Nowo powstałe dziury połączą się ze sobą, tworząc podobne obiekty o znacznie większym rozmiarze. Tymczasem średnia temperatura w bezgranicznej przestrzeni może osiągnąć 0. Konsekwencją tej sytuacji będzie bezwzględne parowanie czarnych dziur, które w końcu zaczną emitować do otoczenia promieniowanie Hokinga. Ostatnim etapem w tym przypadku będzie śmierć termiczna.Współcześni naukowcy prowadzą ogromną ilość badań dotyczących nie tylko istnienia ciemnej energii, ale także jej bezpośredniego wpływu na ekspansję przestrzeni kosmicznej. W trakcie swoich badań odkryli z kolei, że ekspansja Wszechświata następuje w tak szybkim tempie, że wkrótce ludzkość nie będzie nawet wiedziała, jak nieograniczona i nieograniczona jest przestrzeń. Oczywiście umysły ekspertów nie są w stanie nawet dokładnie wyobrazić sobie, jaką dalszą ścieżkę rozwoju może obrać planeta. Przewidują jedynie wynik, uzasadniając swój wybór określonymi kryteriami. Jednak wielu luminarzy przewiduje koniec nieograniczonej przestrzeni jako śmierć cieplną, uważając ją za najbardziej prawdopodobną.

W środowisku naukowym panuje także opinia, że ​​w odległej przyszłości wszystkie planety, jądra atomowe, atomy, materia i gwiazdy same się rozerwą, co doprowadzi do dużej przepaści. Jest to kolejna opcja śmierci Wszechświata, jednak powstaje ona w wyniku ekspansji.

Inne opcje

Oczywiście teoria Wielkiego Wybuchu nie jest jedyną, jak zostało to stwierdzone nie raz powyżej. Przez całe swoje istnienie ludzkość miała prawo do własnej wersji pochodzenia Wszechświata.

1. W bardzo starożytnych czasach ludzie zastanawiali się, w jakim świecie żyją i istnieją. Religijny światopogląd nie był jeszcze ustalony, ale człowiek już myślał o tym, jak działa świat, jakie miejsce on sam zajmuje w otaczającej go przestrzeni.
Starożytne ludy rozwinięte ściśle wiązały swoje życie z dogmatami religijnymi. Kto, jeśli nie bóstwo, mógłby stworzyć drzewo, osobę, ogień? A kiedy już to wszystko potrafi, wynika z tego, że cały świat także został stworzony przez jakiegoś boga.
Jeśli przyjrzeć się życiu jednej z najstarszych cywilizacji, która niegdyś zamieszkiwała terytorium Mezopotamii (współczesne ziemie Iraku, Iranu, Syrii, Turcji), to można posłużyć się przykładem antagonistów dobra i zła – Ahuramazdę i Ahrimana, którzy przekonali się, że to właśnie bogowie, według starożytnych źródeł pisanych, są bezpośrednimi twórcami Wszechświata. Każdy starożytny lud kojarzył powstawanie przestrzeni kosmicznej z działalnością jakiegoś bóstwa (najczęściej najwyższego).Wielcy myśliciele starożytności próbowali zrozumieć pochodzenie Wszechświata, rozumieli, że bogowie nie mają z tym absolutnie nic wspólnego. Kosmologię zajmował się Arystoteles, który próbował udowodnić, że Wszechświat ma własną ewolucję. Na Wschodzie wszyscy znają nazwisko doktora Awicenny, ale nie tylko medycyna zaprzątała jego dociekliwy umysł. Awicenna był jednym z pierwszych badaczy, którzy próbowali obalić boskie powstanie Wszechświata, posługując się rozumem i własną logiką.
2. Czas płynie nieubłaganie do przodu, a wraz z nim szybki rozwój myśli ludzkiej. Badacze średniowiecza (ci, którzy ukrywali się przed Świętą Inkwizycją) i New Age, występując przeciwko autorytarnym władzom religijnym, udowodnili nie tylko, czym jest planeta Ziemia, ale także ustalili metody badań astrologicznych, a nieco później: badania astrofizyczne Zastanawiali się nad zagadnieniami kosmogonii Wielu filozofów ma bystre głowy, wśród których należy wyróżnić Francuza Rene Descartesa. Kartezjusz próbował za pomocą teorii zrozumieć pochodzenie ciał niebieskich, łącząc całą wiedzę matematyczną, fizyczną i biologiczną, jaką posiadał ten utalentowany człowiek. Nie osiągnął sukcesu w swojej dziedzinie.
3. Do początków XX w. panowało przekonanie, że Wszechświat nie ma wyraźnych granic ani w przestrzeni, ani w czasie, a ponadto jest statyczny i jednorodny. Izaak Newton odważył się mówić o tym, że przestrzeń kosmiczna ma bez limitów. Niemiecki filozof Emmanuel Kant wysłuchał jego argumentów i opierając się na rozumowaniu Newtona, wysunął własną teorię, że Wszechświat nie ma czasu ani początku. Wszystkie procesy zachodzące we Wszechświecie przypisał prawom mechaniki.

Kant rozwinął swoją teorię, popartą wiedzą z biologii. Naukowiec stwierdził, że w ogromie Wszechświata może istnieć ogromna liczba możliwości, które dają życie produktowi biologicznemu. Podobnym stwierdzeniem zainteresował się później równie znany naukowiec, Karol Darwin.

Kant stworzył swoją teorię w oparciu o doświadczenia astronomów, którzy byli praktycznie jego rówieśnikami. Do czasu powstania teorii Wielkiego Wybuchu uważano ją za jedyną prawdziwą i niepodważalną.

4. Autor słynnej teorii względności, Albert Einstein, również nie pozostawał z dala od problemów stworzenia Wszechświata. W 1917 roku przedstawił swój projekt opinii publicznej.Einstein również uważał, że Wszechświat jest nieruchomy i starał się udowodnić, że bezgraniczna przestrzeń nie powinna się kurczyć ani rozszerzać. Jednak jego własne przemyślenia kłóciły się z jego głównym dziełem (teorią względności), według której Wszechświat Einsteina jednocześnie się rozszerzał i kurczył.

Naukowiec pospieszył z ustaleniem, że Wszechświat jest statyczny, uzasadniając to faktem, że kosmiczna siła odpychająca wpływa na równoważenie przyciągania gwiazd i tym samym zatrzymuje ruch ciał niebieskich w przestrzeni.

Dla Einsteina Wszechświat miał skończone wymiary, ale nie ustalił wyraźnych granic: staje się to możliwe tylko w przypadku krzywizny przestrzeni.
5. Kreacjonizm jest odrębną teorią stworzenia Wszechświata. To z kolei opiera się na fakcie, że ludzkość i Wszechświat zostały założone przez stwórcę. Mówimy oczywiście o dogmacie chrześcijańskim.Teoria ta powstała w XIX wieku, a jej zwolennicy argumentowali, że stworzenie przestrzeni kosmicznej zostało zapisane w Starym Testamencie. W tym czasie wiedza z zakresu biologii, fizyki i astronomii została połączona w jeden ruch naukowy. Teoria ewolucji Darwina zajmowała znaczące miejsce w życiu społeczeństwa. W rezultacie nauka wystąpiła przeciwko religii: wiedza przeciwko boskiej koncepcji stworzenia świata. Kreacjonizm stał się rodzajem protestu przeciwko innowacjom. Konserwatywni chrześcijanie sprzeciwiali się odkryciom naukowym.
Kreacjonizm był znany opinii publicznej w postaci dwóch kierunków:

    Młoda ziemia (dosłowność). Bóg pracował nad stworzeniem świata dokładnie w 6 dni, jak podano w Biblii. Twierdzą, że świat powstał około 6000 lat temu.

    Stara Ziemia (metaforyczna). Opisane w Biblii 6 dni to nic innego jak metafora zrozumiała tylko dla ludzi żyjących w starożytności. W rzeczywistości takie chrześcijańskie pojęcie jak „dzień” może nie obejmować ustalonych 24 godzin, jest skoncentrowane w nieokreślonym okresie (to znaczy nie ma ustalonych wyraźnych granic), co z kolei można obliczyć w milionach lat .

Kreacjonizm Starej Ziemi akceptuje pewne idee i odkrycia naukowe, jego zwolennicy zgadzają się z astrofizycznym wiekiem ciał niebieskich, jednak całkowicie zaprzeczają istnieniu teorii ewolucji wraz z doborem naturalnym, argumentując, że tylko Bóg może wpływać na pojawianie się i zanikanie ciał niebieskich gatunek.

Konkluzja

Historia powstania Wszechświata na przestrzeni całej egzystencji człowieka nie raz ulegała zmianom, które były podyktowane przekonaniami religijnymi lub badaniami naukowymi.Dzisiaj istnieje jedna wersja, która zadowala umysły naukowców. Najbardziej skuteczną opcją jest teoria Wielkiego Wybuchu, opisująca dokładnie, jak doszło do narodzin nieograniczonej przestrzeni i jakie epoki przeżyła. Na tej podstawie naukowcy przewidują dalszy rozwój Wszechświata.

Jednak, jak pokazuje wcześniejsze doświadczenie, teoria, nawet jeśli jest bardzo popularna w społeczeństwie ludzkim, nie zawsze jest poprawna. Nauka nie stoi w miejscu, lecz stale się rozwija, znajdując coraz to nowe źródła wiedzy.

Niewykluczone, że pewnego dnia w środowisku naukowym pojawi się inny fizyk, kosmolog czy astronom, który przedstawi własną teorię powstania Wszechświata, która być może będzie bardziej poprawna niż teoria Wielkiego Wybuchu.

Jak powstał nasz Wszechświat? Czy zawsze tam była? A jeśli nie, to skąd się to wzięło? I kiedy? A jeśli wszechświat miał początek, czy to oznacza, że ​​będzie koniec?

Do początku ubiegłego wieku naukowcy wierzyli, że Wszechświat jest wieczny i niezmienny. Ale jeszcze przed teoriami naukowymi istniała inna opinia: świat został stworzony przez Boga. Powstanie Wszechświata, życia i człowieka jest racjonalnym aktem twórczym dokonanym przez Boga, stwórcę i wszechmocnego, którego natura jest niepojęta dla ludzkiego umysłu. Do tej pory połowa ludzkości wierzy w tę czy inną wersję pochodzenia Wszechświata.

A w XX wieku pojawiła się inna wersja pochodzenia Wszechświata - teoria „wielkiego wybuchu”. Zaczęło się, gdy w 1929 roku Edwin Hubble odkrył, że światło z bardziej odległych galaktyk jest „bardziej czerwone” niż światło z bliższych. Odkryto to dzięki efektowi Dopplera (zależność długości fali światła od prędkości źródła światła). Ponieważ bardziej odległe galaktyki wydają się bardziej „czerwone”, założono, że oddalają się od naszej Galaktyki z większą prędkością. Tak naprawdę to nie pojedyncze galaktyki rozpraszają się, a już na pewno nie pojedyncze gwiazdy. Galaktyki są powiązane siłami grawitacyjnymi i tworzą gromady. Bez względu na to, w którą stronę spojrzysz, gromady galaktyk oddalają się od Ziemi z tą samą prędkością i może się wydawać, że nasza Galaktyka jest centrum Wszechświata, ale tak nie jest. Gdziekolwiek obserwator się znajdzie, wszędzie zobaczy ten sam obraz – wszystkie galaktyki się od niego rozpraszają.

Ale gromady galaktyk mogą się od siebie oddalać tylko od pewnego początku. Oznacza to, że wszystkie galaktyki musiały narodzić się w jednym punkcie. Oznacza to, że był czas, kiedy Wszechświat był nieskończenie mały i nieskończenie gęsty. Następnie punkt ten eksplodował z ogromną siłą. Obliczenia pokazują, że stało się to około 15 miliardów lat temu. W momencie takiej eksplozji temperatura była bardzo wysoka i powinno pojawić się mnóstwo kwantów światła.

Jak nasz ogromny Wszechświat mógłby zmieścić się w małym punkcie? Ile jest teraz gwiazd i galaktyk! Całkowita energia i masa Wszechświata wydaje się być ogromna. Faktem jest, że we Wszechświecie istnieje nie tylko materia, ale także pole grawitacyjne. Wiadomo, że jego energia jest ujemna i dokładnie kompensuje energię zawartą w cząstkach, planetach, gwiazdach i innych masywnych obiektach. Zatem prawo zachowania energii jest doskonale spełnione, a całkowita energia i masa naszego Wszechświata są praktycznie równe zeru. Proces narodzin Wszechświata „praktycznie z niczego” opiera się na obliczeniach ściśle naukowych.

Pierwsze potwierdzenie eksplozji nastąpiło w 1964 roku, kiedy amerykańscy radioastronomowie R. Wilson i A. Penzias odkryli reliktowe promieniowanie elektromagnetyczne. To właśnie to, nieoczekiwane dla naukowców odkrycie, przekonało ich, że Wielki Wybuch naprawdę miał miejsce, a na samym początku jego istnienia Wszechświat był bardzo gorący.

Co to jest kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła? ? Według teorii Wielkiego Wybuchu wszechświat powstał w wyniku ogromnej eksplozji, która stworzyła przestrzeń i czas oraz całą otaczającą nas materię i energię. Nowo narodzony Wszechświat przeszedł etap niezwykle szybkiej ekspansji i do około 300 tysięcy lat był wrzącym kotłem elektronów, protonów, neutrin i promieniowania. Ogólna ekspansja Wszechświata stopniowo ochłodziła to środowisko, a gdy temperatura spadła do kilku tysięcy stopni, nadszedł czas na powstanie stabilnych atomów. W wyniku ekspansji pierwotne promieniowanie stało się znacznie mniej intensywne, ale nie zanikło całkowicie. To właśnie odkryli amerykańscy naukowcy.

Wszystko to jest wspaniałe, ale pozostaje pytanie: jeśli Wszechświat był pierwotnie skompresowany w punkt, to co doprowadziło go do tego stanu? Po zakręcie wróciliśmy na początek. Jak powstał nasz Wszechświat?