Теория большого взрыва в астрономии – причины, интересные факты

Факты о теории Большого взрыва, которые изменят представление о Вселенной

Принятая большинством современного астрономического сообщества, Теория Большого Взрыва является преобладающей космологической моделью и ведущим объяснением того, как зародилась Вселенная.

В то время, как основной принцип теории довольно хорошо известен (Вселенная была сформирована каким-то сверхмощным взрывом некой древней энергии, и с тех пор она расширяется), есть много фактов, которые большинство людей не знают.

1. Возраст Земли

Возраст Земли составляет 4,54 миллиарда лет.

Сторонники теории Большого взрыва полагают, что он произошел около 13,7 миллиарда лет назад. Возраст Земли составляет 4,54 миллиарда лет.

2. Скорость света Такие непростые расчёты.

Согласно теории, Вселенная расширялась быстрее скорости света в первую секунду после ее рождения. Это, кстати, не нарушает принципов скорости Эйнштейна, поскольку он сказал, что скорость света – это максимальная скорость, с которой все может передвигаться во Вселенной . но не сама Вселенная.

3. Эйнштейн против

А Эйнштейн против!

Говоря об Альберте Эйнштейне, стоит вспомнить, что легендарный физик фактически отклонил теорию Большого взрыва, когда ему рассказали о ней. Эйнштейн отверг идею о том, что Вселенная могла бы возникнуть из гораздо меньшего и более плотного состояния.

4. «Космический туман»

«Космический туман».

Вселенную во всех направлениях пронизывает «космический туман», известный как космический микроволновый фон или реликтовое излучение. Он считается основным свидетельством теории Большого взрыва.

5. Расширение Вселенной

Теория Большого взрыва и теория расширения.

Несмотря на название теории, многие эксперты полагают, что явление, которое произошло 13,7 миллиарда лет назад, на самом деле было своего рода расширением, а не взрывом. Прения по этому поводу продолжаются до сих пор.

6. Ранняя Вселенная

Возможно, именно так выглядела ранняя Вселенная.

Некоторые ученые предполагают, что вся ранняя Вселенная могла когда-то быть пригодной для жизни. Они даже утверждают, что некоторые планеты могли содержать микробные формы жизни в течение примерно 15 миллионов лет после Большого взрыва.

7. Сингулярность

Вещество с бесконечной плотностью.

Как это ни удивительно, некоторые ученые считают, что перед Большим взрывом Вселенная была сжата в супергорячую и плотную массу, которая была всего несколько миллиметров в диаметре. Это состояние Вселенной до Большого взрыва также иногда называют «сингулярность». На самом деле, это непостижимо с точки зрения современной физики, поскольку вещество в таком состоянии должно иметь бесконечную плотность.

8. Первобытный атом

Это не чернота. Это первобытный атом.

Многие ученые полагают, что до появления сингулярности, позже превратившейся во Вселенную, не было ничего (времени, пространства или энергии). Единственную суперконцентрированную точку, которая позже стала Вселенной до Большого взрыва, называют «первобытным атомом» или «космическим яйцом».

9. Законы физики и химии

Всё решили первые минуты.

Сторонники теории Большого взрыва утверждают, что законы физики и химии сформировались в первые несколько долей первой секунды Большого взрыва. Эти законы проявляются в виде фундаментальных сил тяжести, электромагнетизма, сильных и слабых ядерных сил.

10. Теория устойчивого состояния Вселенной

Теория Большого взрыва и теория устойчивого состояния Вселенной.

Название теории было придумано ее самым большим противником, Фредом Хойлом. Английский астроном, который являлся сторонником теории устойчивого состояния Вселенной, впервые использовал термин «Большой взрыв» во время радиопередачи BBC в 1949 году.

11. Водород с «прикрепленным» нейтроном

Было подсчитано, что ранняя Вселенная была горячей и достаточно плотной, чтобы в ней образовались фактически весь гелий, литий и дейтерий (водород с «прикрепленным» нейтроном), которые есть во Вселенной сегодня. В то время как легкие элементы формировались в первую секунду после Большого Взрыва, более тяжелые элементы позже «конденсировались» внутри звезд и распространились по Вселенной, благодаря вспышкам сверхновых.

12. Космический микроволновый фон

Космический микроволновый фон и просто голуби.

Когда ученые в 1964 году неожиданно обнаружили космический микроволновый фон, они понятия не имели, что это такое. Изначально даже предположили, что это проблема с антенной, вызванной обильным пометом голубей.

13. Флуктуации в 100 микроКельвинов

Флуктуации в 100 микроКельвинов

Флуктуации космического микроволнового фона составляет всего около 100 микроКельвинов, а это говорит о том, что ранняя Вселенная была почти на 100% однородной. Однако именно эти небольшие колебания образовали звезды, галактики и другие структуры, которые существуют во Вселенной сегодня.

14. Темная материя

Темная материя.

Что интересно, теория Большого взрыва объясняет далеко не все. К примеру, данная теория не может объяснить ряд фактов и явлений в пространстве (например, темную материю или темную энергию).

15. Облака изначального газа

Облака изначального газа

В 2011 году астрономы впервые нашли астрономические объекты без тяжелых элементов, когда они обнаружили нетронутые облака изначального газа. Поскольку в этих газовых облаках не было тяжелых элементов, они, вероятно, образовались в первые несколько минут после Большого Взрыва.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

10 фактов о Большом взрыве, которые вы могли не знать

Если вы спросите ученого, как появилась Вселенная, он наверняка ответит: «Из Большого взрыва». Наша Вселенная полна звезд и галактик, отделенных друг от друга пустым пространством — все это вышло из сверхплотного сгустка, в котором не было даже атомов. За последние 100 лет ученые узнали множество потрясающих фактов о природе всего сущего, но многие люди до сих пор не знакомы и с малой частью этих открытий. «Футурист» собрал 10 интересных фактов о Большом взрыве.

Факт №1: Эйнштейн был против

Альберт Эйнштейн поначалу не принимал теорию Большого взрыва. Общая теория относительности Эйнштейна была революционной теорией гравитации, предложенной в 1915 году в качестве преемника теории Ньютона. Эйнштейн смог рассчитать орбитальное движение Меркурия с точностью, недоступной ньютоновской теории. Также ученый предсказал существование гравитационных волн, которое подтвердилось несколько месяцев назад. Однако он, как и многие величайшие умы того времени, полагал, что Вселенная статична: она не изменялась в прошлом и не изменится в будущем. Когда бельгийский священник и ученый Жорж Леметр в 1927 году выдвинул идею о том, что Вселенная возникла из очень плотного однородного сгустка и в настоящее время постоянно расширяется, Эйнштейн написал ему: «Ваши вычисления правильны, но ваше знание физики — ужасно».

Факт №2: Хаббл понял, что Вселенная расширяется

Эдвин Хаббл в 1929 году доказал, что Вселенная расширяется. В своем исследовании он показал: спиральные туманности в небе на самом деле — далекие от нас галактики. Ученый заявил: чем более удалена от нас галактика, тем быстрее она от нас отступает. Закон Хаббла, описывающий расширение Вселенной, привел ученых к простой и вместе с тем гениальной идее Большого взрыва: ведь если Вселенная расширяется сегодня, значит, она была меньше и плотнее в прошлом!

Факт №3: Леметр предсказал «космическое яйцо»

Идея о Большом Взрыве витала в воздухе с 1920-х годов, но от неё отмахивались, как от надоедливой мухи. В 1922 году советский физик Александр Фридман разработал соответствующую теорию, которую Эйнштейн разнес в пух и прах, как и работу Жоржа Леметра. Даже после 1929 года, когда Хаббл вывел закон расширения Вселенной, гипотеза о том, что все сущее когда-то умещалось в крошечном сверхплотном сгустке, казалась бредом сумасшедшего или полетом фантазии. Однако Леметр еще до Хаббла смог обосновать свою мысль: он утверждал, что красное смещение галактик можно объяснить расширением пространства. Он также предположил, что у Вселенной было начало — так называемый «первобытный атом» или «космическое яйцо». Эти термины прижились в науке на долгие десятилетия.

Факт №4: Гамов понял, что Вселенная остывает и предсказал реликтовое излучение

Теория Большого Взрыва получила известность лишь в 1940-е годы, когда на ее основе ученые сделали поразительное множество предсказаний. Американский ученый Георгий (Джордж) Гамов, очарованный идеями Леметра, понял, что если Вселенная расширяется, то длина волны света с течением времени увеличивается, и, следовательно, Вселенная остывает. Если она сегодня охлаждается, то она когда-то была горячей. Гамов предположил, что в истории Вселенной был период, когда было слишком жарко для образования атомов и даже для формирования атомных ядер. Поэтому, когда Вселенная начала расширяться и остывать, должны были появиться простые частицы, а затем атомы. Это привело Гамова к мысли о существовании реликтового излучения — равномерно заполняющего Вселенную теплового излучения температурой всего на несколько градусов выше абсолютного нуля (2,7 кельвина).

Факт №5: Большой взрыв окрестил его противник

Название «Большой взрыв» (Big Bang) придумал Фред Хойл — самый пылкий клеветник теории. Хойл был приверженцем доминирующей на тот момент теории стационарной Вселенной. Выступая на радио BBC в 1949 году, ученый заявил в интервью: «Есть идея, что Вселенная появилась конечное время назад в ходе какого-то большого взрыва, а расширение Вселенной — последствия этого взрыва. Эта идея Большого взрыва показалась мне неудовлетворительной еще до того, как детальное исследование показало, что она приводит к серьезным трудностям».

Факт №6: Уборка помогла Пензиасу и Уилсону получить Нобеля

В 1964 году ученые Арно Пензиас и Боб Уилсон подтвердили существование реликтового излучения (космического микроволнового фонового излучения), предсказанного Гамовым. Ученые, работая с рупорной антенной в Bell Labs, обнаружили в небе равномерный радиосигнал отовсюду сразу. Пензиас и Уилсон, не понимая природы помех, попытались откалибровать сигнал. Когда это не сработало, они осмотрели антенну на предмет повреждений и обнаружили на ней голубиные гнезда и птичий помет. Ученые очистили антенну, но и это не сработало: она все так же принимала равномерный шум. Позднее Пензиас и Уилсон поняли, что источник излучения находится за пределами нашей галактики. Открытие принесло ученым Нобелевскую премию. Так что убираться у себя на рабочем месте иногда все же необходимо!

Факт №7: Для образования галактик нужно время

Подтверждение Большого взрыва помогает нам проследить историю формирования звезд, галактик и планет во Вселенной. Если Вселенная была горячая, равномерная и плотная, а во время ее расширения и охлаждения образовались атомные ядра и сами атомы, через какое-то время гравитация начала собирать разрозненные атомы материи в скопления. Первые звезды образовались за 50 — 100 миллионов лет, первые галактики собрались за 150-250 миллионов лет, а процесс рождения галактик размером с Млечный Путь может занять миллиарды лет. Первые планеты образовались лишь через несколько поколений жизни звезд, которые сожгли свое топливо и погибли в катастрофических взрывах сверхновых. С момента рождения Вселенной прошло 13,8 млрд лет.

Факт №8: Вселенная была однородна – но не совсем

Колебания в космическом микроволновом фоне показывают нам, насколько близко к идеально однородной Вселенная была в начале Большого взрыва. Температура реликтового излучения сегодня составляет 2,725 кельвинов, а ее колебания составляют лишь около 100 микрокельвинов. Тот факт, что тлеющие остатки Большого взрыва имеют небольшие неравномерности определенной величины, говорит нам о том, что Вселенная была равномерной в раннее время, а небольшие колебания дали начало всей материи — звезды, галактики и т.д. — которую мы видим во Вселенной сегодня.

Факт №9: Сингулярность – не единственный вариант начала Вселенной

Заманчиво экстраполировать горячую, плотную и расширяющуюся Вселенную к сингулярности, как Леметр сделал около 90 лет назад. Но есть наблюдения (например, квантовые флуктуации), которые говорят нам о том, что было другое состояние — такое, где вся энергия во Вселенной была присуща самому пространству. В какой-то момент пространство расширилось с экспоненциальной скоростью, и вещество «кристаллизировалось»: Вселенная, которая была меньше протона внезапно стала больше грейпфрута. Этот скачкообразный рост Вселенной назвали космической инфляцией. Гипотезу выдвинул Алан Гут в 1984 году.

Факт №10: У мира есть альтернативные концовки

Начало Вселенной в виде Большого взрыва не подразумевает аналогичного конца: мы не можем сказать, как именно наш мир умрет. Мы понимаем, что в период «детства» Вселенной гравитация, которая пыталась сжать расширяющуюся Вселенную, соревновалась с изначальным расширением, разносящим материю в разных направлениях. Мы знаем о существовании темной энергии, которую обнаружили всего 18 лет назад. И мы можем предположить, что расширение победит в этой гонке: галактики будут удаляться друг от друга с нарастающей скоростью, и температура Вселенной будет бесконечно падать. Произойдет так называемый Большой разрыв.

Мы можем предположить и другие сценарии «конца света». Но мы, читатели этой статьи, их все равно не проследим своими глазами, что бы ни твердили всевозможные самозваные гадалки и предсказатели.

Большой взрыв

Большой взрыв относится к разряду теорий, пытающихся в полном объеме проследить историю рождения Вселенной, определить начальные, текущие и конечные процессы в ее жизни.

Главный вопрос мироздания

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.

Материалы по теме

Темная материя и темная энергия

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».

Карта реликтового излучения

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 ссылке.

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 космологическую сингулярность 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.

Интересные факты

Материалы по теме

Войды – огромные пустоты Вселенной

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.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

«Большой взрыв» – кратко о том, как родилась Вселенная

Что такое «Большой взрыв», правда ли, что Вселенная родилась из крошечной точки и как люди смогли заглянуть в далекое прошлое нашего мира.

Теория «большого взрыва» – теория о расширяющейся вселенной, это одна из самых странных и захватывающих теорий, которую вообще придумало человечество. Эта история появления нашей Вселенной и всего того, что нас окружает, хотя и звучит очень просто, но при этом настолько невероятна, что даже воспринять её всерьез (я не говорю о том, чтобы осмыслить в полной мере) – уже само по себе не простая задача.

Однако, хотя Теория большого взрыва невероятна как фантастический рассказ, на данный момент – это самая “стройная” из теорий, которой мы мы располагаем для объяснения того откуда появился привычный нам мир с незыблемыми законами физики.

Вот как-то так принято иллюстрировать «Большой Взрыв». Получается что-то типа «обратной черной дыры» – в ту, все попадает и непонятно куда девается, а здесь – из малюсенькой точки вывалилось столько всего, что непонятно, как оно там помещалось

Как была создана Теория “большого взрыва”

В 1917 г. было обнаружено, что в спектре некоторых “туманностей”, спектральные линии явственно смещены к красному концу спектра. А надо сказать, что в ту пору, как и во времена Шарля Мессье, “туманностями”, из-за не совершенства оптических приборов, именовали любые светящиеся объекты на небосклоне, имеющие неясные очертания (т.е. “туманностью” могла быть и классическая туманность и далекая галактика и звездное скопление).

Эдвин Хаббл и красное смещение галактик

Что одним и тем же термином обозначались совсем разные объекты, выяснилось лишь десятилетие спустя, когда известный американский исследователь Эдвин Хаббл с помощью крупнейшего на то время телескопа установил, что некоторые из туманностей являются скоплениями звезд. С тех пор туманностями астрономы называют лишь разреженные облака газа и пыли. Для объектов же, «распавшихся» на звезды и оказавшихся в действительности огромными и очень далекими от нас звездными системами, придумали термин галактики.

Постепенно к началу 30-х годов сложилось мнение, что главные вещественные составляющие Вселенной — галактики, каждая из которых в среднем состоит приблизительно из ста миллиардов звезд. Солнце вместе с Солнечной системой входит в нашу Галактику “Млечный путь”, и основная масса звезд которую мы наблюдаем на небосклоне, принадлежит той же галактике. Кроме звезд и планет Галактика содержит также значительное количество разреженных газов и космической пыли.

Когда в 1929 г. Эдвин Хаббл составил сводку всех известных к тому времени данных по «красному смещению» в спектрах галактик, результат получился неожиданным. За исключением знаменитой туманности Андромеды (галактика М31) и двух других ближайших звездных систем, в спектрах остальных галактик спектральные линии были смещены к красному концу тем сильнее, чем дальше от нас находились эти галактики.

Величина красного смещения была пропорциональной расстоянию до источника излучения — такова была строгая формулировка неожиданно открытого Хабблом закона, по-простому звучавшего так – если объект удаляется от наблюдателя, его спектр смещается в красную часть, и чем дальше объект от наблюдателя, тем сильнее происходит это смещение.

Расширяющаяся вселенная – проблема не только математики, но и философии!

Если приписать «красное смещение» хорошо известному физикам принципу Доплера (частота излучения объекта изменяется тем сильнее, чем быстрее объект наблюдения движется относительно наблюдателя), то получается, что все галактики с огромными скоростями (в сотни, тысячи и десятки тысяч километров в секунду) разлетаются прочь от Земли. Иными словами, все космические объекты не стоят на месте, а постоянно удаляются друг от друга, то есть Вселенная постоянно расширяется и делает это непрерывно.

Этот вывод казался поначалу явно ошибочным. Рушились сложившиеся веками представления о спокойной, стабильной Вселенной, а главное, был непонятен физический механизм, заставляющий галактики «разбегаться» друг от друга. К этим сомнениям научного характера примешивались и возражения чисто философские.

К началу 30-х годов широкую популярность приобрела теория конечной, замкнутой Вселенной, разработанная Альбертом Эйнштейном. При некоторых упрощающих предположениях о структуре Вселенной и использовании теории относительности можно доказать, что вследствие действия гравитации трехмерное космическое пространство должно быть замкнутым, конечным, хотя и безграничным, как поверхность шара. Это, правда, только аналогия, не больше. Если Вселенную и можно назвать шаром, то шаром четырехмерным, не поддающимся наглядному представлению. В сферическом замкнутом космосе Эйнштейна количество галактик хотя и очень велико, но все же конечно. Значит, конечна и масса такой замкнутой Вселенной, как конечны ее объем и радиус.

Астроном Эдвин Хаббл – в честь абы кого, целый космический телескоп не назовут!

Итак, вселенная бесконечна, но что такое «Большой Взрыв»?

А 1922 г. советский математик Александр Александрович Фридман уточнил схему мира, нарисованную Эйнштейном. Он доказал, что замкнутая Вселенная Эйнштейна нестабильна. Она неизбежно должна расширяться: радиус конечной Вселенной должен расти, а вместе с ним будут увеличиваться и расстояния между космическими объектами. Расширяющееся пространство замкнутой Вселенной как бы разрежает находящееся внутри нее вещество. Иначе говоря, модель «расширяющейся Вселенной» была создана еще до того, как расширение всей известной системы галактик стало наблюдаемым фактом.

Но именно этот факт и оказался философски неприемлемым. В самом деле, если Вселенная — четырехмерный шар, то этот шар, вероятно, погружен в какое-то четырехмерное пространство. Но «четвертое измерение» долгое время ассоциировалось со всякой мистикой. Оно было излюбленной темой всевозможных спиритов, пытавшихся с помощью «четвертого измерения» объяснить разные «чудеса». Реальная же многовековая практика человечества совершалась и совершается в трехмерном пространстве. Отсюда и сложилось убеждение, что реально лишь пространство трех измерений, а многомерные пространства — не более чем удобная в ряде случаев математическая абстракция.

Психологически очень трудно было отказаться не только от бесконечной в евклидовом пространстве Вселенной, но и от ее вечности. Такую привычную для сознания вечность теория расширяющейся Вселенной явно не гарантировала. Если экстраполировать процесс расширения в прошлое, легко подсчитать, что около 10 млрд. лет назад радиус Вселенной был близок к нулю. Иначе говоря, «всего» 14 млрд. лет назад Вселенная представляла собой очень небольшой по объему, но зато сверхплотный сгусток вещества и энергии.

Надо заметить, что «возраст» Вселенной, т. е. промежуток времени от начала ее расширения до наших дней, по ряду причин определен не вполне точно. Возможно, этот возраст измеряется 18-20 миллиардами лет (оценка американского астронома Сэндиджа) или даже большим сроком. Важно другое: когда-то Вселенная была крошечной и сверхплотной.

Внезапный (и по неизвестным причинам) взрыв, а точнее то, что называют «Большой Взрыв» этого сгустка и положил начало расширению Вселенной. Если же расширение Вселенной будет длиться вечно, миру грозит «растворение в ничто».

Все это казалось явно абсурдным, противоречащим материалистическим представлениям о мире. Не случайно буржуазные идеалисты тотчас ухватились за экстравагантную теорию расширяющейся Вселенной и объявили ее «первовзрыв» актом божественного творения мира.

С тех пор на протяжении трех десятилетий предпринимались попытки объяснить «красное смещение» каким-нибудь физическим процессом, не связанным с принципом Доплера, а значит, и с разбеганием галактик. Ныне большинство астрофизиков считают, что «красное смещение» в спектрах галактик — чисто доплеровский эффект, а следовательно, разбегание галактик — твердо установленный факт.

Строго говоря, в переводе с языка философии и науки на обычный, это звучало так – да, вселенная постоянно расширяется. И да, когда-то очень давно, она была значительно меньше, плотнее и (с сохранением всего того же, что и сейчас объема атомов, молекул, материи и энергии) сжата в непостижимо плотный с нашей точки зрения “клубочек”, который однажды был “развязан” неким не поддающимся осмыслению и описанию событием, которое мы называем “большой взрыв”.

Иллюстрация механизма «Большого Взрыва» – рождение «горячей» и «однородной» Вселенной, её постепенное остывание и формирование галактик и звезд

Что было после «Большого взрыва»? А что было «до» него.

Как мы можем говорить про какой-то “большой взрыв”, если возраст Вселенной по самым скромным подсчетам составляет 14 миллиардов лет, а возраст Земли – “всего” 4,5 миллиарда? Как мы можем заглянуть так далеко в прошлое и о чем-то уверенно рассуждать? Как эволюционировала материя от таинственного «первовзрыва» до состояния, в общих чертах близкого к современному? Можно ли достаточно наглядно представить себе первоначальное сверхплотное состояние Вселенной? Насколько близок к нулю был тогда ее объем и что заключалось внутри этого объема?

Сплошные вопросы! И, к сожалению, у нас (по названным выше причинам, включая возраст Земли) нет никакой возможности “отмотать” время назад и увидеть – как же происходил “большой взрыв”, и что было до него.

Однако, благодаря расчетам и наблюдениям, мы можем приблизительно восстановить хронологию событий.

Представьте себе нашу Вселенную, только … сжатую до размеров одной точки. Всё вещество, что есть сейчас и из которого сделаны планеты, звезды, пылевые облака – вот всё это вещество, только сжатое в точку. Невероятное зрелище, как говорит наука, “высокооднородная среда с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением”. С современной точки зрения, такой объем вещества в одной точке, должен был находится в сингулярности, то есть, по простому, “не существовать” с точки зрения обычных законов физики. Но в таком деле, как рождение Вселенной, законы физики отдыхают! Физика, впрочем, даже не пытается этот момент объяснить – на этом этапе царят не физические законы, а практически “волшебство” нам пока недоступное и непостижимое.

И вдруг вся эта “сверхточка” “взрывается” и начинает “разворачиваться”, увеличиваясь в объеме, разлетаясь в высь и в ширь, разреживаясь и … остывая.

• То что произошло с момента и до 10 -43 секунд после Большого взрыва, физика также не объясняет (не потому что нет объяснения, то есть происходит некая “магия”, а потому, что наша наука этого пока объяснить не может – в современных условиях невозможно достичь того состояния плотности и температуры вещества). Температура и плотность вещества Вселенной теперь близки к планковским значениям. По окончании этого этапа происходит великое разделение – гравитационное излучение отделилось от вещества.
• Приблизительно через 10 -42 секунд после момента Большого взрыва фазовый переход вызвал экспоненциальное расширение Вселенной. Данный период получил название Космической инфляции и завершился через 10 -36 секунд после момента Большого взрыва. После окончания этого периода строительный материал Вселенной представлял собой кварк-глюонную плазму. По прошествии некоторого времени температура упала до значений, при которых стал возможен следующий фазовый переход, называемый бариогенезисом. На этом этапе кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и нейтроны. При этом одновременно происходило асимметричное образование как материи, которая превалировала, так и антиматерии, которые взаимно аннигилировали, превращаясь в электромагнитное излучение.
• Дальнейшее падение температуры привело к следующему фазовому переходу — образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме. После чего наступила эпоха нуклеосинтеза, при которой протоны, объединяясь с нейтронами, образовали ядра дейтерия, гелия-4 и ещё нескольких лёгких изотопов. После дальнейшего падения температуры и расширения Вселенной наступил следующий переходный момент, при котором гравитация стала доминирующей силой. Через 380 тысяч лет после Большого взрыва температура снизилась настолько, что стало возможным существование атомов водорода. После эры рекомбинации материя стала прозрачной для излучения, которое, свободно распространяясь в пространстве, дошло до нас в виде реликтового излучения.

Дальше… дальше уже ничего такого не происходило. Работали привычные нам законы физики, Вселенная расширялась и дальше, возникали звезды и планеты.

И вот тут самое главное:

Необходимо отметить, что на всех стадиях Большого взрыва выполняется так называемый космологический принцип — Вселенная в любой данный момент времени выглядит одинаково для наблюдателя в любой точке пространства. В частности, в любой данный момент во всех точках пространства плотность материи в среднем одна и та же.

То есть Большой взрыв не похож на некий взрыв динамитной шашки в пустом пространстве, когда вещество начинает расширяться из небольшого объёма в окружающую пустоту, образуя сферическое газовое облако с чётким фронтом расширения, за пределами которого — вакуум. Это популярное представление ошибочно.

На самом деле Большой взрыв происходил во всех точках пространства одновременно и синхронно, нельзя указать на какую-либо точку как на центр взрыва, в пространстве нет крупномасштабных градиентов давления и плотности и нет никаких границ или фронтов, отделяющих расширяющееся вещество от пустоты.

Большой взрыв следует представлять как расширение самого пространства вместе с содержащейся в нём материей, которая в среднем в каждой данной точке покоится.

Инфографика хронологии Большого взрыва – время в секундах с начала взрыва, и температура вселенной в (в Кельвинах). Хорошо видно, какие элементы и в какое время сформировались

До каких пор будет продолжаться расширение Вселенной?

Как вы могли заметить, сама теория “Большого взрыва”, далеко не всё объясняет. И хотя на самом деле, проблема не в теории как таковой (мы можем объяснить что-то только с точки зрения законов физики, однако ясно, что в момент “рождения вселенной”, т.е. “взрыва”, законы физики просто…. не работали!), в ней все же есть ряд белых пятен, которые ещё предстоит разобрать ученым ближайшего будущего.

К счастью, основные положения теория “Большого взрыва” обоснованы надёжными экспериментальными данными, а современный уровень теоретической физики позволяет вполне достоверно описать эволюцию такой системы во времени, за исключением самого начального этапа — порядка сотой доли секунды от «начала мира» – то есть, хотя мы не можем точно описать, что было в самом-самом начале, мы вполне уверенно можем прогнозировать, как дела будут развиваться дальше.

Так вот, согласно теории Большого взрыва, дальнейшая эволюция Вселенной зависит от средней плотности вещества в современной Вселенной. Если плотность не превосходит некоторого критического значения, Вселенная будет расширяться вечно, если же плотность больше критической, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию.

Современные наблюдательные данные показывают, что средняя плотность в пределах экспериментальной погрешности (доли процента) равна критической.

5 неожиданных фактов о теории Большого взрыва

В начале XX века астрономы Эдвин Хаббл и Милтон Хьюмасон обнаружили, что галактики постепенно удаляются от Млечного Пути. А точнее, все галактики удаляются друг от друга — а это значит, что Вселенная расширяется. Стало быть, когда-то в далеком прошлом вся наша Вселенная была намного меньше, жарче и плотнее.

Это описание — известное сегодня как теория Большого взрыва — вынесло испытание временем, справляясь с новыми открытиями и альтернативными объяснениями на протяжении всего прошлого века. Так что же такое этот Большой взрыв?

Большой взрыв произошел везде сразу

Вселенная не имеет ни центра, ни края. Каждая часть космоса постоянно расширяется, а это значит, что если мы отмотаем часы назад, то сможем выяснить, когда именно все было собрано вместе — 13,8 миллиарда лет назад. Поскольку каждое место, которое мы отобразим на карте Вселенной сегодня, занимало ту же самую точку и тогда, а наша Вселенная целиком вышла из Большого взрыва, то и у самого взрыва не было «точки на карте» — он произошел везде одновременно.

Большой взрыв не объясняет начало всего

Большой взрыв, как правило, отсылает к теории расширения космоса и ранней горячей стадии возникновения Вселенной. Однако, несмотря на это, даже ученые зачастую злоупотребляют этим термином, описывая вероятный момент времени, когда все было «упаковано» в одну точку. Проблема в том, что не существует ни наблюдений, ни даже складной научной теории о том, что представляет собой этот отрезок времени, который принято называть космологической сингулярностью.

Вот что говорил по этому поводу Стивен Хокинг, теоретически доказавший в 1967 году возможность возникновения такой сингулярности при пересчете назад во времени расширения Вселенной:

Таким образом, космологическая сингулярность является отправной точкой для Вселенной, которую мы наблюдаем, но могло быть что-то, что было и до нее.

Сложность здесь состоит в том, что сильно перегретая Вселенная и ее невероятно быстрое расширение, последовавшие за сингулярностью, стерли все следы того, что могло происходить до Большого взрыва. Ученые сегодня пытаются найти способ обнаружения признаков более ранней Вселенной — и, хотя пока ни одного найти не удалось, исключать это неразумно.

Схема эволюции Вселенной

Большой взрыв — это прежде всего водород и гелий

Что именно решает научная теория Большого взрыва? В основе теории, в первую очередь, лежит объяснение химического состава нашей Вселенной — это же и остается ее самым успешным и точным предсказанием. Все началось в 40‑х годах прошлого века, когда Ральф Альфер и Джордж Гамов провели подсчеты, подтвердившие, что ранняя Вселенная была достаточно горячая и плотная, чтобы в точности произвести весь объем гелия, лития и дейтерия, наблюдаемого в космосе; поздние наблюдения подтвердили происхождение водорода. Это открытие стало известно как нуклеосинтез Большого взрыва.

Ральф Альфер и Джордж Гамов

Одним из людей, стоявших у истоков теории, был католический священник

Как это ни странно, одним из первых, кто подводил основу под теорию Большого взрыва — научное объяснение мирообразования, был католический священник. Помимо своей религиозной подготовки, Жорж Леметр был физиком, изучавшим теорию относительности и высчитавшим некоторые из условий образования раннего космоса в 30‑е годы. Правда, его варианты обозначения теории не прижились, иначе бы вы сейчас читали статью о теории «космического яйца» или «первобытного атома».

Большой взрыв и происхождение Вселенной

• Теория большого взрыва
• Современное представление о возникновении Вселенной
• Хронология событий в теории Большого взрыва
• Эпоха сингулярности
• Планковская эпоха
• Эпоха великого объединения
• Эпоха инфляции
• Электрослабая эпоха
• Кварковая эпоха
• Андронная эпоха
• Лептонная эпоха
• Протонная эпоха
• Темные века
• Реионизация
• Эра вещества
• Будущее Вселенной
• Основные теории происхождения Вселенной

Происхождение Вселенной остается одной из главных загадок науки. С начала наблюдений за звездным небом человечество пыталось понять, как возникло все, что его окружает, и что там за пределами нашего мира. С развитием технологий ему покорились многие природные явления и даже просторы космоса, но никто так до сих пор и не установил, как зародилась Вселенная. Однако, астрономы выдвинули множество теорий на этот счет, некоторые из них вполне логичны и правдоподобны.

Теория большого взрыва

Основной теорией возникновения Вселенной в ее нынешнем состоянии является теория большого взрыва. Впервые этот термин был применен британским астрономом Ф. Хойлом в 1949 году. При этом сам ученый считал данное предположение о происхождении и эволюции Вселенной ошибочным.

Сами же идеи о расширении Вселенной и ее развитии в результате взрывного процесса возникли в начале 20 века. Способствовал этому Альберт Эйнштейн, опубликовавший свою теорию относительности. Нестационарное решение его гравитационного уравнения натолкнуло советского физика Фридмана на гипотезу о том, что Универсум – постоянно расширяющийся объект. По его версии, вначале она представляла собой очень плотное, однородное вещество. Оно в результате большого взрыва начало распространяться, образуя привычные нам элементы космоса – галактики, туманности, звезды, планеты и другие тела.

Теория происхождения Вселенной по Фридману неоднократно подвергалась дополнениям и улучшениям. В 1948 году астрофизик Георгий Гамов опубликовал работу, в которой описывал первичное вещество до Большого взрыва не только как очень плотное, но и как очень горячее. В нем постоянно происходили реакции термоядерного синтеза, в результате которых образовались ядра легких химических элементов. Выделяемое при этом электромагнитное излучение сохранилось до сих пор, но в остывающем виде. Теория была подтверждена почти через 20 лет после того, как ученым удалось открыть и измерить температуру космического фона. Изучение реликтового излучения также помогла установить возраст мироздания и распределение в нем вещества.

Современное представление о возникновении Вселенной

• Теория Большого взрыва – описывает то, что стало пусковым механизмом расширения первичной материи.
• Инфляционная теория – рассматривает причины расширения вещества.
• Модель расширения Фридмана – описывает процессы распределения материи в пространстве.
• Иерархическая теория – описывает возникновение всех структур космоса.

Хронология событий в теории Большого взрыва

Теория эволюции Вселенной подразумевает, что до Большого взрыва все мироздание находилось в принципиально другом состоянии. А после – проходило стадии развития, благодаря которым заполнилось частицами, химическими элементами и другими структурами. Они же послужили строительным материалом для всех космических тел и объектов. Каждый эпоха развития имеет свою продолжительность от незначительных долей секунды до миллиардов лет. Попробуем изложить теорию происхождения Вселенной кратко и простым языком.

Эпоха сингулярности

Большому взрыву и происхождению Вселенной в современном ее виде предшествовала стадия космологической сингулярности. Это состояние Универсума, при котором вещество имеет почти бесконечные значения плотности и температуры, а само оно стремится к нулю.

Космологическая сингулярность – один из самых трудных вопросов современной науки. Невозможно точно установить, что именно было до Большого взрыва. Но бесконечная плотность раннего вселенского вещества не может сопровождаться его бесконечной температурой. Следовательно, сингулярная Вселенная противоречит современным законам физики.

По некоторым предположениям, эпохи сингулярности вообще не существовало. Еще по предположению группы ученых, в число которых входит С.Хокинг, все сущее могло возникнуть из абсолютного вакуума («ничего») из-за колебаний системы. По другой теории, Большой взрыв привел лишь к образованию Метагалактики, как «пузырька» в плотном веществе Универсума. Есть также гипотеза о том, что вселенные образуются из-за разрывов сингулярности в пределах черных дыр. Доподлинно же установить, что было до Большого взрыва, не представляется возможным.

Планковская эпоха

Итак, в первичном мироздании произошел катастрофический процесс, в результате которого вещество начало стремительно расширяться и охлаждаться. При чем для формирования всех структур космического пространства взрыв должен был произойти повсюду. Это и является точкой отчета возникновения мироздания в его нынешнем виде.

В период от нуля до 10 -43 секунд вещество Универсума имело физические параметры (температура, энергия, плотность) соответствующие постоянным Планка. В таких условиях планковской эпохи произошло рождение частиц.

Эпоха великого объединения

В период с 10 -43 по 10 -35 секунд после Большого взрыва в относительно устойчивой системе возникли силы гравитации. Они впоследствии способствовали возникновению звезд и планет. Первичная материя перестала быть однородно плотной. Но электромагнитное и ядерное взаимодействия в ней были еще объединены, поэтому любые физико-химические параметры для этого вещества не имеют смысла.

Эпоха инфляции

При переходе в эту стадию эволюции Вселенная начала ускоренно расширяться. Это позволило перераспределиться высокоплотному изотропному первичному веществу. Эпоха заняла промежуток времени с 10 -35 по 10 -32 секунды от взрывного процесса.

Электрослабая эпоха

К этому моменту сильное ядерное взаимодействие, как и гравитация, отделено от первичной материи. Период с 10 -32 по 10 -12 секунд – момент рождения таких элементарных частиц, как хиггсовский бозон и W-, Z-частицы. Симметрия до вселенского вещества окончательно разрушена.

Кварковая эпоха

С 10 -12 по 10 -6 секунд все четыре фундаментальные взаимодействия начинают существовать отдельно. Все вещество Универсума представляет собой «кварковый суп» из безмассовых и бесструктурных фундаментальных частиц.

Андронная эпоха

Из фундаментальных частиц начали образовываться андроны – частицы с сильным ядерным взаимодействием. Именно из них образуются нуклоны, формирующее атомные ядра, протоны и нейтроны. Весь процесс андронизации занял порядка ста секунд после Большого взрыва.

Лептонная эпоха

Первые три минуты существования Универсума происходит формирование лептонов, в том числе и их подвида – нейтрино. Это еще одни фундаментальные структуры вселенского вещества, из которых в дальнейшем было построено все в мироздании.

Протонная эпоха

Более 300 тысяч лет ушло на первичный процесс нуклеосинтеза легких химических элементов и перераспределения вещества Универсума. Оно стало доминировать над излучением, что замедлило расширение космического пространства. Конец данной стадии ознаменовался возможностью передвижения тепловых фотонов.

Темные века

Ни одной привычной нам космической структуры в первые 500 млн. лет после возникновения Вселенной не существовало. Она была заполнена водородно-гелиевой массой и реликтовым тепловым излучением, распространяющимся по всему ее пространству.

Реионизация

Постепенно облака водорода и гелия под воздействием гравитации начали сжиматься, в них стали зарождаться процессы термоядерного синтеза. Появились первые звезды. Они стали собираться в скопления, называемые галактиками. В центре формирующихся галактик возникал источник мощнейшего излучения и гравитационного притяжения – квазар. Этот процесс занял более 300 млн. лет.

Эра вещества

Молодые звезды формируют вокруг себя протопланетные диски, из которых впоследствии образовываются целые планетарные системы. В эту эру 4,6 млрд. лет назад возникла и Солнечная система со всеми окружающими ее планетами. Вся же история Вселенной продолжается более 13,7 млрд.лет.

Будущее Вселенной

Теория возникновения Вселенной путем Большого взрыва официально признана в научном мире. Согласно ее основным утверждениям, космическое пространство все еще продолжает эволюционировать и на смену одним структурам приходят абсолютно новые. Существуют две противоположные версии дальнейшего развития событий:

• Большой разрыв. Если Универсум и дальше продолжит расширяться, то в дальнейшем гравитационное взаимодействие между его элементами начнет стремительно ослабевать. Произойдет распад галактик и их скоплений. После этого распадутся отдельные звездные системы, где гравитация звезды не в силах будет удержать планеты вокруг себя. Постепенно все элементы Вселенной разрушаться вновь до элементарных частиц, законы физики перестанут иметь смысл. Что произойдет дальше – предсказать невозможно.
• Большое сжатие. В этом сценарии описывается предположение, что космическое пространство постепенно замедлит свое расширение и начнет обратно сжиматься. Все его элементы образуют единое мега скопление, в котором будет продолжаться процессы рождения, эволюции и смерти галактик. Однако, вещество будет сжиматься и далее, что приведет к образованию одной гигантской галактики. Космическое пространство вновь начнет нагреваться, реликтовое излучение разрушит планеты и звезды. Все структуры перейдут в состояние элементарных частиц. Вселенная приобретет свой первоначальный вид до Большого взрыва.

Любой из основных сценариев смерти Вселенной в нынешнем ее состоянии предполагает распад всех ее структур до фундаментальных частиц и прекращения любых сил взаимодействия. Так ли оно будет на самом деле, предсказать современной науке невозможно.

Основные теории происхождения Вселенной

Большой взрыв не единственное современное представление о происхождении и эволюции Вселенной. Научный мир знает множество теорий возникновения мира, основными из которых являются:

• Теория струн. Ее основное утверждение заключается в том, что все существующее состоит из мельчающих энергетических нитей. Такие квантовые струны могут растягиваться, искривляться и располагаться в любых направлениях, что делает космическое пространство многомерным. И каждое из этих измерений имеет свою эволюционную стадийность.
• Теория стационарной Вселенной. По этой версии, в расширяющемся пространстве космоса постоянно возникает новая материя, что делают всю систему стабильной. Идея была популярна в середине 20-го века, но после открытия и изучения реликтового излучения у нее практически не осталось сторонников.

Не исключено, что все предположения о возникновении мироздания, признанные сейчас в научном мире, не будут опровергнуты в будущем. И чем дальше и дольше человечество исследует космические просторы, тем больше новых ответов и вопросов оно находит.

ТОП-25: Ключевые факты про Теорию большого взрыва, которые вы могли не знать

Принятая большинством современного астрономического сообщества, Теория большого взрыва является преобладающей космологической моделью и главным объяснением того, как возникла Вселенная. В то время, как основной принцип теории довольно хорошо известен (Вселенная была сформирована в результате мощного взрыва какой-то древней энергии и с тех пор расширяется), есть много фактов, которые большинство людей, на самом деле, не знают. Что это за факты? От «космического яйца» до «Большого хлопка», вот 25 основных фактов о Теории большого взрыва, которых вы можете не знать.

25. Сторонники Теории большого взрыва полагают, что сформировавший Вселенную Большой взрыв произошел около 13,7 миллиардов лет назад.

Фото: pixabay

24. Согласно теории, в первую секунду после своего рождения Вселенная раздулась со скоростью большей, чем скорость света. Это, кстати, не нарушает принципов скорости Эйнштейна, поскольку он заявил, что скорость света – это максимальная скорость, с которой можно двигаться во Вселенной . а не скорость, с которой может «двигаться» сама Вселенная.

Фото: wikimedia commons

23. Возвращаясь к Альберту Эйнштейну, легендарный физик фактически отклонил теорию, когда она была представлена ему как вероятное объяснение появления Вселенной. Он отверг идею о том, что Вселенная могла бы возникнуть из чего-то гораздо меньшего по размеру и более плотного.

Фото: pixabay

22. Концепция о том, что расширяющуюся Вселенную можно отследить во времени к исходной точке, впервые была выдвинута бельгийским астрофизиком и космологистом А. Г. Леметром (A. G. Lemaitre) в 1927 году.

Фото: static.pexels

21. Известный как «космический микроволновый фон», космический туман, пронизывающий Вселенную во всех направлениях, считается лучшим доказательством Теории большого взрыва.

Фото: wikimedia commons

20. Несмотря на название теории, многие эксперты полагают, что то, что произошло 13,7 миллиардов лет назад, на самом деле было своего рода расширением, а не взрывом.

Фото: commons.wikimedia.org

19. Некоторые ученые предполагают, что вся ранняя Вселенная могла когда-то быть пригодной для жизни. Они даже утверждают, что на некоторых планетах могут сохраняться микробные формы жизни в течение примерно 15 миллионов лет после Большого взрыва.

Фото: wikimedia commons

18. Единственная точка, находящаяся в супер-сжатом состоянии, которая позже стала Вселенной, до Большого взрыва получила название «первобытного атома» или «космического яйца».

Фото: static.pexels

17. Как это ни удивительно, но некоторые ученые полагают, что до Большого взрыва Вселенная была сжата в супер-горячую и плотную массу, которая по объему занимала всего несколько миллиметров.

Фото: flickr.com

16. Состояние Вселенной до Большого взрыва иногда также называют «сингулярностью». Сингулярности – это зоны, которые бросают вызов нашему пониманию физики, поскольку полагают, что плотность в них бесконечна.

Фото: wikimedia commons

15. Многие ученые полагают, что до появления сингулярности не было ничего (времени, пространства или энергии), которые позже трансформировались во Вселенную.

Фото: commons.wikimedia.org

14. Сторонники Теории большого взрыва утверждают, что законы физики и химии сформировались в первые доли секунды Большого взрыва. Эти законы проявляются в свойствах фундаментальных сил тяжести, сильного взаимодействия, электромагнетизма и слабого взаимодействия.

Фото: nasa.gov

13. Название теории было придумано ее самым пылким противником, Фредом Хойлом (Fred Hoyle). Английский астроном, который выступал за теорию устойчивого состояния Вселенной, впервые использовал термин «Большой взрыв» во время радиопередачи на канале BBC в 1949 году.

Фото: commons.wikimedia.org

12. Было подсчитано, что ранняя Вселенная была горячей и достаточно плотной, чтобы сегодня практически весь гелий, литий и дейтерий (водород с прикрепленным нейтроном) присутствовали во Вселенной.

Фото: pixabay

11. Ежедневный газетный комикс «Calvin and Hobbes» американского карикатуриста Билла Уоттерсона (Bill Watterson), придумал альтернативное название для Большого взрыва, назвав это событие «Ужасающей космической неразберихой» (Horrendous Space Kablooie). Удивительно, но новое имя завоевало популярность у ученых.

Фото: commons.wikimedia.org

10. Не было момента, когда кто-то крикнул «Эврика!», связанного с открытием Теории большого взрыва. Совсем наоборот, это был долгий процесс, который потребовал от ученых многих лет работы, чтобы теория развилась в ее нынешнюю форму.

Фото: commons.wikimedia.org

9. Когда в 1964 ученые году неожиданно обнаружили космический микроволновый фон, они не знали, что это такое. Фактически, они думали, что из-за голубиного помета возникла проблема с антенной.

Фото: maxpixel

8. Флуктуации космического микроволнового фона составляют всего около 100 мкК, это говорит о том, что ранняя Вселенная была почти на 100% однородной. Однако именно эти небольшие колебания провоцируют рост звезд, галактик и других структур, которые мы видим во Вселенной сегодня.

Фото: pixabay

7. В то время как легкие элементы сформировались в первую секунду после Большого взрыва, более тяжелые элементы позже «сконденсировались» внутри звезд и широко распространились при взрывах сверхновых.

Фото: wikimedia commons

6. Согласно произведенным оценкам, в течение первых 380 000 лет Вселенная была слишком жаркой, чтобы светил свет, поскольку огромный жар от Большого взрыва создавал только плотную плазму.

Фото: commons.wikimedia.org

5. Существуют некоторые вещи и явления в пространстве (например, темная материя или темная энергия), которые нельзя объяснить Теорией большого взрыва.

Фото: wikimedia commons

4. Помимо космического микроволнового фона есть еще три доказательства обоснованности данной теории: расширение Вселенной по закону Хаббла, относительное обилие легких элементов и распределение крупномасштабных космических структур. Вместе их иногда называют «Четырьмя столпами Теории большого взрыва».

Фото: wikimedia commons

3. Согласно теории, расширение Вселенной все еще нарастает из-за темной энергии – неизвестной формы энергии, которая, как полагают, составляет около 72% Вселенной.

Фото: wikimedia commons

2. В 2011 году астрономы впервые обнаружили космические объекты, не содержащие тяжелых элементов, когда они открыли чистые облака первичного газа. Поскольку в этих газовых облаках не было тяжелых элементов, они, вероятно, образовались в первые несколько минут после Большого Взрыва.

Фото: commons.wikimedia.org

1. В одном из возможных сценариев окончательной судьбы Вселенной, известном как Большой хлопок, Вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматься сама по себе. Однако затем может произойти еще один Большой взрыв.

Фото: maxpixel