Содержание
Горячий Большой взрыв и инфляция / Хабр
Горячий Большой взрыв
Горячий Большой взрыв — это период развития Вселенной, на последних стадиях которого живём мы с вами. В этот период наблюдаемая часть Вселенной изначально была плотной и горячей, а затем она начала расширяться и охлаждаться. Расширение до недавнего времени замедлялось. Не запутайтесь: Горячий Большой взрыв почти наверняка начался не в самые ранние моменты жизни Вселенной.
Некоторые люди называют Горячий Большой взрыв (ГБВ) просто «Большой взрыв». Другие, говоря о Большом взрыве, подразумевают и более раннее время. Проблемы терминологии будут описаны в следующей статье про инфляцию.
Насколько горячим был ГБВ в самом горячем состоянии перед тем, как начать охлаждаться, и как он начался?
Наверняка нам это пока неизвестно. ГБВ мог начаться, когда Вселенная стала горячей по окончанию периода инфляции. В таком случае жар ГБВ произошёл от тёмной энергии, питавшей инфляцию, и максимальная температура ГБВ зависит от количества доступной тёмной энергии.
Температура могла быть:
- настолько большой, как большая доля процента планковской температуры (и тогда Вселенная была настолько горячей, что могла создавать чёрные дыры просто за счёт температуры), и
- настолько малой, как температура, соответствующая энергии Большого адронного коллайдера (и тогда её едва хватило бы для создания частиц Хиггса).
И, вероятно, не ниже этой отметки.
Иногда максимальную температуру ГБВ называют «температурой повторного нагрева», но слово «повторный» может привести к непониманию. Люди предполагали, что Вселенная была горячая как до, так и после инфляции, отсюда и «повторный нагрев» — и можно найти множество сайтов, книг, видео, изображений, демонстрирующих то же самое предположение — но оно ни на чём не основано.
Что произошло далее?
Мы вполне уверены, что нам известны основные вехи и множество деталей произошедшего за последующие 13,7 млрд лет.
Вселенная постепенно расширялась (пространство становилось больше), и соответствующим образом охлаждалась и становилась более пустой. По сравнению с таким удивительным событием, как инфляция, последующий период был относительно скучным, хотя по пути встречались довольно важные вехи.
За несколько минут после начала ГБВ:
- Включилось поле Хиггса (т.е. его среднее значение стало ненулевым), что гарантировало, что многие из частиц, до этого не обладавших массой, включая кварки и электроны, встречающиеся в обычной материей, получили массу. С тех ранних пор значение поля Хиггса остаётся постоянным, по крайней мере, в наблюдаемой части Вселенной.
- Кварки, антикварки и глюоны, летавшие свободно, объединились и сформировали адроны, включая протоны и нейтроны.
- Сформировались первые ядра атомов, отличные от водорода, в результате чего во Вселенной оказалось довольно много гелия и немного дейтерия (тяжёлого водорода), а также лития. Позднее они стали ингредиентами для первых звёзд.
380 000 лет спустя всё достаточно сильно остыло для того, чтобы сформировались первые атомы, и с этого момента Вселенная стала по большей части прозрачным местом, таким, какой мы её видим сегодня. Свет, который тогда получил возможность свободно перемещаться по Вселенной, даёт нам «реликтовое излучение».
Примерно сто миллионов лет спустя начали формироваться первые галактики и зажглись первые звёзды. Точные временные рамки пока не установлены измерениями, но это пытаются сделать.
Сейчас мы живём примерно 13,7 млрд лет после начала ГБВ. Заметьте, что я не написал про «возраст Вселенной», или что она началась 13,7 млрд лет назад. Это нам точно неизвестно. Нам известно лишь, что ГБВ начался 13,7 млрд лет назад — но мы не знаем, был ли этот момент близок к началу всей Вселенной.
Инфляция
Эпоха инфляции была, вероятно, очень коротким, но наверняка красочным периодом, в котором пространство внутри участка Вселенной, включающего и нашу обозримую часть (ту, что мы можем наблюдать сегодня) стремительно расширялось с совершенно невероятной скоростью.
Скорость расширения была такой большой, что это кажется безумием. И единственное, что удерживает эту идею от безумия -это то, что теория инфляции выдаёт предсказания, которые пока что согласуются с нашими измерениями космоса (включая и те, что делает проект BICEP2). Это не означает, что она верная, но это означает, что:
- есть уважительные причины считать, что она может быть верной, и
- на сегодня никто не может доказать, что она неверна.
Ещё раз: пространство расширялось. Не материя рвалась в пространство: пространство становилось гораздо больше. Это вообще не было похоже на взрыв.
Насколько безумной была скорость расширения? Участок Вселенной размером с экран вашего компьютера расширился до размеров наблюдаемой сегодня части Вселенной, или даже больше, за время меньшее, чем нужно кварку, чтобы перейти с одной стороны протона до другой. Я даже не буду пытаться заваливать вас числами, отчасти потому, что на самом деле мы не знаем, как долго длилась инфляция, но и ещё потому, что числа обозначают слишком крупные размеры и слишком мелкие промежутки времени, чтобы люди могли их себе представлять.
По сути огромный кусок Вселенной был создан из крохотного кусочка почти мгновенно.
Какой была Вселенная во время этого расширения? Пустой. Чрезвычайно пустой. Гораздо, гораздо, гораздо более пустой, чем космос сегодня. Очень холодной. Очень тёмной. Всё, что могло присутствовать в ней до начала инфляции, мгновенно было разорвано и растащено на огромные расстояния. Предупреждение: есть достаточно важный и очень тонкий подвох, касающийся заявлений о пустой/тёмной/холодной Вселенной, и я пока не знаю, как точнее описать его. Было бы точнее сказать, что Вселенная была не просто «чрезвычайно» пустой, она была «максимально» пустой, тёмной и холодной — пустой от всего, кроме квантовых флуктуаций.
Что было до инфляции и как она началась, нам неизвестно. Существует несколько разумных теорий, основанных на науке, но все они будут спекуляциями, пока кто-нибудь не придумает способа проверить их при помощи измерений. Периода «до инфляции» может вообще не существовать — либо потому, что инфляция постоянно идёт где-то во Вселенной, или потому что время не будет иметь смысла, если вернуться достаточно далеко в прошлое, или по какой-то другой причине.
Но во многих контекстах это почти не имеет значения, как я буду объяснять при помощи изображений, по пути отвечая на некоторые из часто задаваемых вопросов.
Что послужило причиной безумной скорости инфляции?
Причиной было большое количество того, что часто называют:
- «тёмной энергией» (но это не энергия, это определённая комбинация энергии и отрицательного давления), или
- «космологическая константа» ([не] ошибка Эйнштейна; к счастью, это не константа, или Вселенная испытывала бы инфляцию вечно), или
- «тёмное гладкое растяжение» (что верно, но звучит неуклюже и ничего не объясняет).
В общем во Вселенной сейчас есть немного этой субстанции, из-за чего скорость расширения Вселенной за последние несколько миллиардов лет начала увеличиваться. Но, мы подозреваем, что в какой-то момент по какой-то причине её было гораздо больше. Из-за чего район, содержащий нашу часть Вселенной, расширялся с невероятной скоростью, то есть, подвергался «инфляции».
На рисунках 1, 2 и 3 содержатся необоснованные и наверняка неверные догадки по поводу того, почему началась инфляция, а на рис. 4 детали этих догадок уже не имеют никакого значения.
Рис. 1: совершенно необоснованная догадка по поводу того, как мог выглядеть один участок Вселенной перед началом инфляции. В сером участке по какой-то неизвестной причине содержится огромное количество тёмной энергии. Внутри серого участка я нарисовал несколько объектов, обозначенных зелёными и красными точками. Что находится вне серого региона, я понятия не имею, но в итоге это и не будет иметь значения.
Откуда взялось это огромное количество тёмной энергии?
Мы не знаем. Есть несколько предположений, некоторые из которых были отвергнуты полученными недавно данными. Мы надеемся узнать больше по этой теме в следующем десятилетии.
Рис. 2: тёмная энергия заставляет серый участок расширяться.
Объекты в сером участке (зелёные и красные точки) разносятся в стороны с расширением пространства, содержащего тёмную энергию, которое становится всё более объёмным, при этом не двигаясь за пределы серого участка.
Почему скорость расширения не замедляется, если расширение разрежает тёмную энергию?
Странно и удивительно, что по мере инфляции Вселенной и роста её объёма количество тёмной энергии в пересчёте на единицу объёма остаётся постоянным. Это означает, что инфляция будет идти, и идти, и идти, не замедляясь, пока что-то не заставит тёмную энергию исчезнуть.
Рис. 3: поскольку тёмная энергия, в отличие от обычных материалов, не становится более разреженной по мере расширения пространства, и её плотность остаётся постоянной, серый участок продолжает расширяться. К этому времени все зелёные и красные точки, кроме одной, скрылись из виду. Какой бы ни была температура расширяющегося участка вначале, он становится очень холодным (максимально холодным, насколько это допускают условия).
Зелёные и красные точки удаляются друг от друга с огромной скоростью.
Не означает ли это невероятное расширение, что все вещи отдалялись друг от друга со скоростью, превышающей скорость света, универсальный предел скорости?
Да, так и есть.
Не нарушает ли это теорию относительности Эйнштейна?
Нет, не нарушает. Теория Эйнштейна говорит о том, что если два объекта проходят мимо друг друга в одной точке пространства, то для наблюдателя, движущегося вместе с одним из них, измеряемая скорость другого объекта никогда не будет превышать скорость света. Но два объекта в двух разных местах могут удаляться друг от друга быстрее скорости света, если расширяется само пространство. Именно это и происходит в расширяющейся Вселенной.
Рис. 4: суть эпохи инфляции. К этому моменту инфляция разнесла все объекты, существовавшие в сером участке на рис. 1 (красные и зелёные точки) на чрезвычайно большие расстояния друг от друга.
Серый участок расширился до непостижимо огромного размера, стал ужасно пустым и холодным. А расширение может продолжаться и продолжаться в несколько этапов. Первоначальные догадки, показанные на рис. 1 и рис. 2, уже совершенно не связаны со свойствами этого участка Вселенной; если бы мы начали сильно отличной догадки на рис. 1 и 2, мы всё равно бы получили тот же самый рис. 4.
Я думал, что Большой взрыв был связан с очень горячей Вселенной. А теперь вы говорите, что она была очень холодной?
Да, так и есть. Ну, почти так. Она настолько холодная, насколько это возможно; однако наличие квантовых флуктуаций привносит свои особенности. Вселенная стала горячей после инфляции (об этом чуть дальше). Была ли она горячей в какой-то момент до инфляции, вопрос чисто умозрительный; никаких свидетельств «за» или «против» всё равно нет. Но во время инфляции температура упала до небольшой доли градуса выше абсолютного нуля.
Рис.
5: расширение испытывающего инфляцию участка замедляется. То, что со времнем станет наблюдаемой частью нашей Вселенной, уже достаточно крупное, чтобы его нарисовать — оно обозначено красным пунктиром.
Почему инфляция остановилась?
Мы не знаем. Есть, конечно, несколько научных предположений, с уравнениями, предсказаниями и способами их проверки — по крайней мере, частичной. Возможно, скоро мы узнаем об этом больше благодаря продолжающемуся изучению космоса.
Что случилось, когда инфляция остановилась?
Наилучшая из догадок (и наши уравнения говорят о том, что это возможно, но не сообщают деталей) — вся тёмная энергия превратилась в частицы, включая и те, из которых мы состоим, и во множество других типов известных нам частиц, и, возможно, в кучу частиц, о которых нам ничего не известно. И когда это произошло, Вселенная стала очень горячей и плотной — и продолжает расширяться, хотя и гораздо медленнее.
Рис. 6: по окончанию инфляции тёмная энергия, заполнявшая ранее расширявшийся участок, превращается в энергию движения и энергию массы частиц, появляющихся в огромных количествах, что делает Вселенную очень горячей. Чем больше тёмной энергии в единице объёма было во время инфляции, тем горячее Вселенная может стать после того, как разогреется. Крупный участок, распространяющийся гораздо дальше, чем показано, включающий то, что станет нашей наблюдаемой частью Вселенной, заполняется почти однородным горячим плотным супом из частиц. С этого момента Вселенная расширяется дальше, но гораздо медленнее, чем во время инфляции, и постепенно остывает.
Вот такой источник был у Горячего Большого Взрыва. Некоторые люди (включая меня) просто говорят: Этот момент является началом Большого взрыва. Другие говорят, что Большой взрыв включает в себя Горячий Большой Взрыв и инфляцию, хотя это странно — инфляция больше похожа на свист, а не на взрыв. Некоторые говорят, что инфляция привела к взрыву в «Большом взрыве», сначала сделав Вселенную большой и расширяющейся, а потом сделав её горячей. Ещё кто-то говорит, что в Большой взрыв входят Горячий Большой Взрыв, инфляция, и всё, что было до неё. Но это рискованное заявление — до инфляции могло быть что-то, что никак не заслуживает термина «взрыв» (энергетическое, насыщенное и внезапное событие).
Поскольку терминология пока не устоялась, вы можете сами решать, что именно называть термином «Большой взрыв». Важно лишь знать, что у вас есть несколько возможностей, и что разные учёные и разные сайты могут иметь в виду разные понятия, обозначаемые как «Большой взрыв».
Большого взрыва не было, но управляемый ядерный синтез будет (Часть 1) — Джонатан Тенненбаум
Джонатан Тенненбаум,
16 ноября 2020, 08:02 — REGNUM Интервью научного обозревателя Asia Times Джонатана Тенненбаума с известным американским физиком и популяризатором науки Эриком Лернером «The Big Bang never happened but fusion will».
Вселенная
Иван Шилов © ИА REGNUM
* * *
Джонатан Тенненбаум: Большой взрыв, вероятно, самая известная научная теория со времен теории относительности Эйнштейна. Теория Большого взрыва гласит, что наша Вселенная началась с гигантского взрыва около 14 миллиардов лет назад и с тех пор расширяется и остывает.
До сравнительно недавнего времени эта теория считалась основой современной космологии — раздела науки, посвященного изучению Вселенной в целом.
Но не все ученые согласны с теорией Большого взрыва, а некоторые даже говорят, что она полностью неверна и опровергается растущим количеством свидетельств. И на самом деле, в последние годы все больше и больше слышно о «кризисе космологии».
Сейчас я говорю с одним из самых известных и откровенных критиков Большого взрыва, американским физиком Эриком Лернером.
Читатели моих статей в Asia Times знают это имя: Эрик также является основателем и главным научным сотрудником компании LPP Fusion, которая разрабатывает Dense Plasma Focus, термоядерный реактор революционного типа, который может стать кратчайшим путем к реализации ядерного синтеза как источник энергии (см. «Чистый бор намерен заменить радиоактивный уран в атомной энергетике»).
Эрик Лернер
Источник: Викимедиа.
В 1991 году Эрик Лернер опубликовал книгу под названием «Большого взрыва никогда не было», которая получила большую читательскую аудиторию и вызвала некоторый переполох в научном сообществе.
Когда я впервые увидел эту книгу, я подумал, что это всего лишь пресловутый одинокий голос, вопиющий в пустыне. Но затем, в мае 2004 года, журнал New Scientist опубликовал «Открытое письмо к научному сообществу», подписанное 35 астрофизиками и физиками, в которых утверждалось, что теория Большого взрыва не была доказана и что её предсказания опровергаются астрономическими данными.
Среди соавторов письма, помимо самого Эрика Лернера, были некоторые известные ученые, которые внесли большой вклад в астрофизику и астрономию, такие как Герман Бонди, Томас Голд и Джаянт Нарликар. С тех пор ещё более 200 астрономов и физиков подписались под Открытым письмом.
Тем временем Эрик Лернер и его коллеги продолжают публиковать в известных научных журналах статьи, опровергающие теорию Большого взрыва. Два года назад одна из его статей появилась в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, и я понимаю, что готовится ещё один блокбастер.
Гипотетическая «временная шкала Вселенной» согласно теории Большого взрыва
Источник: ibid.
Для начала, Эрик, я хочу попросить вас рассказать нам о важном вопросе. О чем все эти дебаты о Большом взрыве?
Эрик Лернер: Сказать, что теория Большого взрыва является хорошо подтвержденной теорией, очень похоже на утверждение о том, что одежда голого короля прекрасна. Это то, с чем согласны многие люди, потому что в конечном итоге от этого зависят их работа и доходы. Но это не то, что подтверждается научными данными.
Когда и где бы вы ни рассмотрели то, что предсказывает гипотеза Большого взрыва, и сравнили с наблюдениями, то почти в каждом отдельном случае вы получаете массу противоречий.
Эта теория — несмотря на ее широкую поддержку в сообществе космологов — похожа на дырявый швейцарский сыр. И все же ответ космологического сообщества в целом таков:
«Каждый из этих случаев является индивидуальной аномалией. Да, мы все ещё работаем над этим, но, знаете, посмотрите на всё остальное, что теория оправдывает».
В статье, которую я только что представил в рецензируемый журнал, мы рассматриваем 18 больших независимых наборов данных наблюдений, и в 17 случаев из них предсказания теории Большого взрыва явно противоречат данным.
Джонатан Тенненбаум: Не могли бы вы назвать некоторые?
Эрик Лернер: Например, Вселенная содержит объекты, которые в 10 раз старше, чем предполагалось, когда должен был произойти Большой взрыв.
Предсказания Большого взрыва о распределении легких элементов во Вселенной совершенно неверны — они ошибочны на несколько порядков.
Пример противоречия теории Большого взрыва показан на рисунке ниже: зависимость содержания легкого элемента лития от содержания железа в частях на миллиард для 26 известных звезд с наименьшим загрязнением от ранних звезд. Диапазон значений, предсказанный Большим взрывом, показан сплошными красными линиями, что в 20 раз больше наблюдаемых значений.
Пример противоречия теории Большого взрыва
Доказательства против темной материи, существование которой постулируется теорией Большого взрыва, неопровержимы.
Предсказания теории Большого взрыва относительно космического микроволнового фона имеют множество противоречий, как и предсказания теории относительно так называемой инфляции и темной энергии.
В каждом случае наблюдения основаны на большом количестве статей, опубликованных разными группами исследователей в ведущих рецензируемых журналах в течение нескольких лет или даже десятилетий.
Один из самых ужасных случаев ложных предсказаний теории Большого взрыва касается яркости галактик. Новое исследование проверило одно из поразительных предсказаний теории Большого взрыва: а именно, что обычная геометрия не работает на больших расстояниях.
В космосе вокруг нас, на Земле, в Солнечной системе и в Млечном Пути, по мере того, как похожие объекты удаляются, они выглядят все тусклее и меньше. Их поверхностная яркость, если использовать технический термин — отношение видимой яркости к видимой площади — остается постоянной.
Напротив, теория Большого взрыва говорит нам, что в расширяющейся Вселенной объекты на самом деле должны казаться более тусклыми, но большими. Кроме того, свет будет расширяться по мере расширения Вселенной, еще больше затемняя свет. Итак, в расширяющейся Вселенной самые далекие галактики должны иметь в сотни раз меньшую поверхностную яркость, чем аналогичные близлежащие галактики, что делает их фактически не обнаруживаемыми с помощью современных телескопов.
Но наблюдения показывают, что это не так. Исследователи тщательно сравнили размер и яркость около тысячи близких и очень далеких галактик. Вопреки предсказанию теории Большого взрыва, они обнаружили, что поверхностная яркость ближних и далеких галактик идентична, как и следовало ожидать без расширения.
Еще одно противоречие теории Большого взрыва
Еще одно противоречие теории Большого взрыва показано на этом рисунке. Здесь логарифм поверхностной яркости отложен в зависимости от красного смещения. Каждый квадрат, ромб или кружок представляет собой наблюдения десятков или сотен галактик. Прогноз без расширения — черная горизонтальная линия. Предсказание Большого взрыва представляет собой изгибающуюся красную линию — не совсем соответствует данным!
Джонатан Тенненбаум: Как на это отреагировали сторонники Большого взрыва?
Эрик Лернер: Космологи Большого взрыва считали это просто аномалией. Они сказали: «Как нам объяснить аномалию?» Что характерно, они выдвинули дополнительную гипотезу, которая усложняла теорию, но объяснила наблюдаемую разницу.
Итак, дополнительной гипотезой была эволюция размеров. Они сказали, что, по сути, галактики растут. Сначала они крошечные, как младенцы, и растут миллиарды лет. Но в отличие от младенцев они не крошечные и слабые, они крошечные и очень сильные. Их поверхностная яркость была бы в сотни раз больше, чем у любой галактики, которую мы видим сегодня! И это, по совпадению, объяснило бы расхождение с наблюдаемыми данными.
Даже с этой гипотезой данные все еще противоречат теории.
Джонатан Тенненбаум: И вы говорите, что нам не нужно выдвигать такую гипотезу?
Эрик Лернер: Во всех 18 областях, кроме одной, есть объяснения наблюдаемых явлений, основанные на известных физических законах и не требующие Большого взрыва. Для объяснения этого явления не нужна новая фантастическая теория.
Вам нужны — за одним исключением — гравитация, электромагнетизм, ядерные силы и ядерные реакции: вещи, которые мы изучали здесь, на Земле. Вы можете избавиться от так называемой космической инфляции, вы можете избавиться от темной энергии, вы можете избавиться от расширяющейся Вселенной. Вы можете избавиться от темной материи и просто выбросить ее на свалку истории.
Джонатан Тенненбаум: Вы упомянули, что есть одно исключение, для которого все еще отсутствует альтернативное объяснение.
Эрик Лернер: Единственное исключение — это то, на которое Эдвин Хаббл указал сто лет назад, а именно красное смещение.
Джонатан Тенненбаум: Для наших читателей это относится к смещению наблюдаемого спектра света от астрономических объектов в сторону более длинных волн, то есть более низких энергий фотонов, что обычно объясняется так называемым эффектом Доплера, предполагая, что эти объекты уходят от нас. Красное смещение кажется тем больше, чем дальше объект.
Теоретики Большого взрыва принимают измерения красного смещения как решающее свидетельство того, что далекие галактики удаляются от нас и что сама Вселенная расширяется. Эрик, разве можно сомневаться в этом заключении?
Абстрактное изображение Большого взрыва
Изображение: ibid.
Эрик Лернер: Да, конечно, есть сомнения. Расширение — это только одно из конкретных объяснений связи красного смещения. Но в науке недостаточно просто дать объяснение чему-либо. Достоверность объяснения теории необходимо проверить с помощью её предсказаний — путем сравнения предсказаний с последующими наблюдениями.
Дело в том, что помимо красного смещения теория расширения дает много других предсказаний. Основной набор данных наблюдений, на котором я и мои коллеги сосредоточились в течение длительного периода с 2005 по 2018 год, а результаты были опубликованы в рецензируемых журналах, включая The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society за 2018 год, касается поверхностной яркости. И, как я уже упоминал, для этих и 16 других наборов данных предсказания теории Большого взрыва оказались неверными.
Я говорю о том, что кризис космологии достиг точки, когда альтернативой Большому взрыву является, попросту говоря, отсутствие Большого взрыва — никакого взрыва вообще.
Изображение туманности Вуаль (диффузная туманность в созвездии Лебедя) с космического телескопа НАСА Хаббл
Джонатан Тенненбаум: Но если нет Большого взрыва и расширения Вселенной, то как мы собираемся объяснить наблюдения красного смещения?
Эрик Лернер: Хаббл, который провел первые наблюдения за красным смещением сто лет назад, сам никогда не верил, что это произошло из-за расширения Вселенной. Он считал, что наблюдает новое и пока необъяснимое физическое явление. Это то, на что мы должны обратить внимание.
Должно появиться новое явление, объясняющее, как электромагнитное излучение теряет энергию при распространении. Фактически есть предсказания относительно такого эффекта, который можно было бы проверить в нашей Солнечной системе.
Мы можем проверить с помощью космического зонда, происходит ли красное смещение в нашей Солнечной системе. Из многочисленных наблюдений мы знаем, что наша Солнечная система не расширяется. Если бы существовал зависящий от расстояния эффект красного смещения, мы могли бы вывести на орбиту космический корабль, который мог бы измерить его в пределах Солнечной системы.
Я не мог заплатить за это из собственного кармана, но это можно сделать. В частности, например, запланированная миссия LISA, которая предназначена для измерения гравитационных волн, может быть изменена для фактического измерения эффекта расстояния при распространении света.
Джонатан Тенненбаум: Это определенно было бы фундаментальным открытием!
Еще одно примечание для читателей: вы можете узнать больше о кризисе космологии и доказательствах против теории Большого взрыва на этой персональной странице Лернера и в серии видео Лернера.
В следующей части этого интервью Лернер обратится к вопросу о том, почему вместо того, чтобы ставить под сомнение обоснованность Большого взрыва, его сторонники снова и снова изобретают новые специальные гипотезы, чтобы объяснить расхождения — даже если это кажется очевидным. Против одного из основных принципов науки, согласно которому теория должна быть опровергнута или опровергнута; он не может быть похож на кусок резины, который можно растягивать как угодно.
Реальный кризис в космологии — Большого взрыва никогда не было!
Читайте ранее в этом сюжете:
НАСА выбирает средний путь между холодным и термоядерным синтезом
Читайте развитие сюжета:
Большого взрыва никогда не было, но ядерный синтез будет (Часть 2)
Модель большого взрыва | Определение, доказательства, видео и факты
- Ключевые люди:
- Джордж Гамов
Мартин Рис
Джеймс Пиблз
Жорж Леметр
Александр Александрович Фридман
- Похожие темы:
- расширяющаяся вселенная
горячая модель большого взрыва
космологическая модель
Просмотреть весь связанный контент →
Модель большого взрыва , широко распространенная теория эволюции Вселенной. Его существенной особенностью является возникновение Вселенной из состояния экстремально высокой температуры и плотности — так называемый Большой взрыв, произошедший 13,8 млрд лет назад. Хотя этот тип Вселенной был предложен русским математиком Александром Фридманом и бельгийским астрономом Жоржем Леметром в XIX в.20-х годов современная версия была разработана американским физиком русского происхождения Джорджем Гамовым и его коллегами в 1940-х годах.
Посмотрите, как Эдвин Хаббл, Жорж Лемэтр, Арно Пензиас и Роберт Уилсон внесли свой вклад в модель большого взрыва
Просмотреть все видео к этой статье
Модель большого взрыва основана на двух предположениях. Во-первых, общая теория относительности Альберта Эйнштейна правильно описывает гравитационное взаимодействие всей материи. Второе допущение, называемое космологическим принципом, гласит, что взгляд наблюдателя на Вселенную не зависит ни от направления, в котором он смотрит, ни от его местоположения. Этот принцип применим только к крупномасштабным свойствам Вселенной, но он подразумевает, что у Вселенной нет края, так что начало Большого взрыва произошло не в какой-то конкретной точке пространства, а скорее во всем пространстве одновременно. Эти два предположения позволяют вычислить историю космоса после определенной эпохи, называемой планковским временем. Ученым еще предстоит определить, что преобладало до планковского времени.
Эйнштейн, Большой взрыв и расширение Вселенной
Посмотреть все видео к этой статье
Согласно модели Большого взрыва Вселенная быстро расширилась из сильно сжатого исходного состояния, что привело к значительному уменьшению плотности и температура. Вскоре после этого преобладание материи над антиматерией (как это наблюдается сегодня) могло быть установлено процессами, которые также предсказывают распад протона. На этом этапе могли присутствовать многие типы элементарных частиц. Через несколько секунд Вселенная достаточно остыла, чтобы можно было сформировать определенные ядра. Теория предсказывает, что были произведены определенные количества водорода, гелия и лития. Их обилие согласуется с тем, что наблюдается сегодня. Примерно через миллион лет Вселенная стала достаточно холодной для образования атомов. Излучение, которое также наполняло Вселенную, могло тогда свободно путешествовать в космосе. Этим остатком ранней Вселенной является космическое микроволновое фоновое излучение — фоновое излучение «трех степеней» (фактически 2,728 К), открытое в 1965 американскими физиками Арно А. Пензиасом и Робертом У. Уилсоном.
Изучить модель большого взрыва, теорию эволюции Вселенной
Посмотреть все видео к этой статье
В дополнение к учету присутствия обычной материи и излучения модель предсказывает, что существующая Вселенная также должна быть заполнена нейтрино, фундаментальные частицы без массы или электрического заряда. Существует вероятность того, что в конечном итоге могут быть обнаружены другие реликвии ранней Вселенной.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Адамом Августином.
Что такое Большой взрыв?
Автор Emma Vanstone Оставить комментарий
Большой взрыв — это теория о том, как зародилась Вселенная. Большинство ученых верят в теорию Большого Взрыва , которая в настоящее время является принятой моделью начала Вселенной.
Жорж Леметр впервые предложил теорию большого взрыва в 1927. Теория была подтверждена исследованием космологического красного смещения Эдвина Хаббла в 1929 году.
Что такое Вселенная?
Вселенная — это в основном все, что существует, она феноменально велика и постоянно расширяется.
Что такое теория Большого Взрыва?
Большой взрыв был массовым расширением (не взрывом) из одной точки. Это было начало времени, и с тех пор Вселенная расширяется до .
Трудно понять, но силы, время, материя , энергия и все физические вещи во Вселенной расширились из этой единственной точки.
Большой взрыв – краткое изложение
- Все вещество во Вселенной занимало очень плотное, очень горячее и очень маленькое пространство.
- Произошло внезапное расширение, и Вселенная, какой мы ее знаем, начала формироваться.
- Примерно через 13,8 МИЛЛИАРДА лет Вселенная существует такой, какой мы ее знаем!
Расширение Вселенной от Большого Взрыва до наших дней
Несмотря на взрывное начало Вселенной, какой мы ее знаем сегодня, потребовалось ОЧЕНЬ много времени, чтобы сформироваться. Наша Солнечная система не была создана примерно до 9МИЛЛИАРД лет после Большого Взрыва! Для сравнения: возраст Вселенной оценивается примерно в 13,7 миллиарда лет.
Есть ли доказательства теории большого взрыва?
Определенно есть!
Доказательства теории Большого Взрыва
Красное смещение
Ученые заметили увеличение длины волны света (смещенного в сторону красного конца спектра видимого света), исходящего от далеких галактик. Измерения красного смещения показывают, что далекие галактики во всех направлениях удаляются от нас.
Дальние галактики имеют большее красное смещение, чем более близкие, что показывает, что далекие галактики удаляются быстрее.
Если галактики удаляются от нас, значит, когда-то они были ближе!
Космическое микроволновое фоновое излучение
Космическое микроволновое фоновое излучение (CMBR) — это низкочастотное электромагнитное излучение, которое можно обнаружить во всех направлениях во Вселенной. Хотя это остаточная энергия Большого Взрыва!
Существуют ли другие теории возникновения Вселенной?
Теория стационарного состояния
Теория стационарного состояния утверждает, что Вселенная всегда существовала так, как она существует сегодня, и по мере ее расширения создается новая материя. Нет ни начала, ни конца, только постоянное состояние расширяющейся Вселенной и новой материи, благодаря которой плотность Вселенной остается примерно неизменной.
Что произойдет, если Вселенная продолжит расширяться?
Никто не знает… но есть несколько теорий.
Большой холод
В этом сценарии галактики станут настолько далекими друг от друга, что у них закончится газ, необходимый для образования новых звезд. Энергия существующих звезд постепенно иссякнет, и Вселенная станет холодной и темной.
Большое сжатие
В этой теории Вселенная расширяется, а затем начинает стягиваться. В конце концов вся Вселенная схлопнется в одну очень плотную точку.
Большой разрыв
Большой разрыв — это теория, согласно которой пространство расширяется и расширяется, пока в конце концов все не разорвется на части.
Возможно, мы не знаем, как закончится Вселенная, но мы знаем, что этого не произойдет еще миллиарды лет!
Научные концепции
- Космос
- Материя
- Энергия
- Большой взрыв
Подробнее
Прочтите интересные дебаты о Вселенной108 без начала 90.
Может ли существовать мультивселенная ?
Последнее обновление: 16 июля 2022 г., автор: Emma Vanstone
Уведомление о безопасности
Science Sparks (Wild Sparks Enterprises Ltd) не несет ответственности за действия любого лица, использующего информацию на этом ресурсе или на любом из предложенных дополнительных ресурсов. Science Sparks не несет ответственности за травмы или ущерб имуществу, которые могут возникнуть в результате использования информации и выполнения практических действий, содержащихся в этом ресурсе или в любом из предложенных дополнительных ресурсов.