Содержание
Происхождение Вселенной: 7 различных теорий
Как появилась Вселенная, которую мы знаем? И как мы объясним ее происхождение? Несомненно, все остальные свидетельства и данные, собранные за эти годы космологами, указывают на то, что все это могло начаться с «большого взрыва». Но что, если есть еще?
В 1927 году бельгийский астроном Жорж Леметр стал первым, кто предложил теорию расширяющейся Вселенной (позже подтвержденную Эдвином Хабблом). Он предположил, что расширяющаяся Вселенная может быть прослежена до особой точки, которую он назвал «первичным атомом», назад во времени. Это заложило основу современной теории Большого Взрыва.
Что такое теория большого взрыва?
Теория Большого взрыва — это объяснение, основанное в основном на математических моделях, того, как и когда возникла Вселенная.
Космологическая модель Вселенной, описанная в теории Большого взрыва, объясняет, как она первоначально расширилась из состояния бесконечной плотности и температуры, известного как изначальная (или гравитационная) сингулярность.
За этим расширением последовала космическая инфляция и резкое падение температуры. Во время этой фазы Вселенная раздувалась с гораздо большей скоростью, чем скорость света (в 1026раз).
Впоследствии Вселенная была разогрета до такой степени, что элементарные частицы (кварки, лептоны и так далее) до постепенного понижения температуры (и плотности) привели к образованию первых протонов и нейтронов.
Через несколько минут после расширения протоны и нейтроны объединяются, образуя первичные ядра водорода и гелия-4. Предполагаемый радиус наблюдаемой Вселенной в течение этой фазы составлял 300 световых лет. Первые звезды и галактики появились примерно через 400 миллионов лет после этого события.
Важнейшим элементом модели Большого Взрыва является космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение (Реликтовое излучение), представляющий собой электромагнитное излучение, оставшееся со времен зарождения Вселенной. Реликтовое излучение остается самым убедительным доказательством большого взрыва.
Хотя теория остается широко признанной во всем научном спектре, несколько альтернативных объяснений — таких, как стационарная Вселенная и вечная инфляция, приобрели привлекательность с годами.
7. Теория вечной инфляции
Понятие инфляции было введено космологом Аланом Гутом в 1979 году, чтобы объяснить, почему Вселенная плоская, чего не хватало в первоначальной теории Большого взрыва.
Хотя идея Гута об инфляции объясняет плоскую Вселенную, она создала сценарий, который не позволяет Вселенной избежать этой инфляции. Если бы это было так, не произошло бы повторного нагрева Вселенной, равно как и образования звезд и галактик.
Эта конкретная проблема была решена Андреасом Альбрехтом и Полем Штайнхардтом в их «новой инфляции». Они утверждали, что быстрое расширение Вселенной произошло всего за несколько секунд, прежде чем прекратиться. Он продемонстрировал, как Вселенная может быстро раздуваться и при этом нагреваться.
Концепция «вечной инфляции», или теория хаотической инфляции, была введена Андреем Линде, профессором Стэнфордского университета.
Он был основан на предыдущих работах Штейнхардта и Александра Виленкина.
Теория утверждает, что инфляционная фаза Вселенной продолжается вечно; это не конец для Вселенной в целом. Другими словами, космическая инфляция продолжается в одних частях Вселенной и прекращается в других. Это приводит к сценарию мультивселенной, в котором пространство разбивается на пузыри. Это как вселенная внутри вселенной.
В мультивселенной в разных вселенных могут действовать разные законы природы, физики. Итак, вместо единого расширяющегося космоса наша Вселенная могла бы быть инфляционной мультивселенной с множеством маленьких вселенных с различными свойствами.
Однако Пол Стейнхардт считает, что его теория «новой инфляции» ни к чему не приводит и не предсказывает, и утверждает, что понятие мультивселенной является «фатальным недостатком» и неестественным.
6. Конформная циклическая модель
Роджер Пенроуз, 6 ноября 2005 года
Модель конформной циклической космологии (англ. conformal cyclic cosmology или CCC) предполагает, что Вселенная проходит через повторяющиеся циклы большого взрыва и последующих расширений.
Общая идея состоит в том, что «большой взрыв» был не началом Вселенной, а скорее переходной фазой. Его разработал физик-теоретик и математик Роджер Пенроуз.
В качестве основы для своей модели Пенроуз использовал множественные метрические последовательности FLRW (Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уокера). Он утверждал, что конформная граница одной последовательности FLRW может быть присоединена к границе другой.
Метрика FLRW — это наиболее близкое приближение к природе Вселенной и часть модели Лямбда-CDM. Каждая последовательность начинается с большого взрыва, за которым следует инфляция и последующее расширение.
Циклическая или осциллирующая модель, в которой Вселенная повторяется снова и снова в неопределенном цикле, впервые оказалась в центре внимания в 1930-х годах, когда Альберт Эйнштейн исследовал идею «вечной» Вселенной. Он считал, что по достижении определенной точки Вселенная начинает коллапсировать и заканчивается Большим хрустом перед тем, как пройти через Большой отскок.
Прямо сейчас существует четыре различных варианта циклической модели Вселенной, одна из которых — конформная циклическая космология.
5. Мираж четырехмерной черной дыры
Исследование, проведенное группой исследователей в 2013 году, предположило, что наша Вселенная могла возникнуть из обломков, выброшенных из коллапсировавшей четырехмерной звезды или черной дыры.
По мнению космологов, участвовавших в исследовании, одно из ограничений теории Большого взрыва — объяснение температурного равновесия, обнаруженного во Вселенной.
Хотя большинство ученых согласны с тем, что инфляционная теория дает адекватное объяснение того, как маленький участок с однородной температурой быстро расширится и превратится во Вселенную, которую мы наблюдаем сегодня, группа сочла это неправдоподобным в силу хаотичной природы Большого взрыва.
Для решения этой проблемы команда предложила модель космоса, в которой наша трехмерная Вселенная является мембраной и плавает внутри четырехмерной «объемной вселенной».
Они утверждали, что если в четырехмерной «объемной вселенной» есть четырехмерные звезды, то, скорее всего, они обрушатся в четырехмерные черные дыры. Эти четырехмерные черные дыры будут иметь трехмерный горизонт событий (точно так же, как трехмерные имеют двухмерный горизонт событий), который они назвали «гиперсферой».
Когда команда смоделировала коллапс 4-D звезды, они обнаружили, что выброшенные обломки умирающей звезды, скорее всего, образуют 3-D мембрану вокруг этого 3-мерного горизонта событий. Наша Вселенная могла бы быть одной из таких мембран.
Модель «четырехмерной черной дыры» космоса действительно объясняет, почему температура во Вселенной почти равномерна. Она также может дать ценную информацию о том, что именно спровоцировало космическую инфляцию через несколько секунд после ее возникновения. Однако недавнее наблюдение, проведенное спутником Planck ЕКА, выявило небольшие вариации температуры космического микроволнового фона (CMB). Эти спутниковые показания отличаются от предложенной модели примерно на четыре процента.
4. Теория плазменной Вселенной
На наше нынешнее понимание Вселенной в основном влияет гравитация, в частности Общая теория относительности Эйнштейна, с помощью которой космологи объясняют природу Вселенной. По совпадению, как и большинство других вещей, ученые на протяжении многих лет рассматривали альтернативу гравитации.
Космология плазмы (или теория плазменной Вселенной) предполагает, что электромагнитные силы и плазма играют очень важную роль во Вселенной вместо гравитации. Хотя у этого подхода много разных вариантов, основная идея остается той же; каждое астрономическое тело, включая Солнце, звезды и галактики, является результатом какого-либо электрического процесса.
Первая выдающаяся теория плазменной Вселенной была предложена лауреатом Нобелевской премии Ханнесом Альвеном в конце 1960-х годов. Позже к нему присоединился шведский физик-теоретик Оскар Клейн для разработки модели Альфвена – Клейна.
Модель построена на предположении, что Вселенная поддерживает равные количества материи и антивещества (это не так, согласно современной физике элементарных частиц).
Границы этих двух областей отмечены космическими электромагнитными полями. Таким образом, взаимодействие между ними приведет к образованию плазмы, которую Альфвен назвал «амбиплазмой».
Согласно теории, такая плазма должна образовывать большие участки вещества и антивещества по всей Вселенной. Кроме того, было высказано предположение, что наше текущее местоположение в космосе должно быть в той части, где материи гораздо больше, чем антивещества, — таким образом решается проблема асимметрии материи и антивещества.
3. Теория медленного замораживания
Десятилетия математического моделирования и исследований привели космологов к обоснованному выводу, что наша Вселенная возникла из одной точки с бесконечной плотностью и температурой, называемой сингулярностью. Последующее расширение Космоса позволило ему остыть, что привело к образованию галактик, звезд и других астрономических объектов.
Однако, как мы знаем, стандартная модель Большого взрыва не осталась незамеченной, и одна из таких сложных теорий была предложена Кристофом Веттерихом, профессором Гейдельбергского университета в Германии.
Веттерих утверждал, что Вселенная, которую мы знаем сегодня, на самом деле могла начаться как холодная и разреженная, пробудившаяся от долгого замораживания. Со временем фундаментальные частицы в ранней Вселенной стали тяжелее, а гравитационная постоянная уменьшилась.
Кроме того, он объяснил, что если массы частиц увеличиваются, излучение из ранней Вселенной может заставить пространство казаться более горячим и удаляться друг от друга, даже если это не так.
Основная идея космической модели Медленного Замораживания Веттериха состоит в том, что у Вселенной нет ни начала, ни будущего. Вместо горячего Большого взрыва теория защищает холодную и медленно эволюционирующую Вселенную. Согласно Веттериху, теория объясняет флуктуации плотности в ранней Вселенной (первичные флуктуации) и то, почему в нашем нынешнем космосе преобладает темная энергия.
2. Индуистская космология
Религия и наука были лучшими врагами, по крайней мере со времен Коперника и Галилея. Возможно, нет места науке, когда мы говорим о религии и наоборот.
Однако есть одна религия, космологические верования которой хорошо согласуются с современной моделью Вселенной.
Теории творения в индуистской мифологии широко рассматриваются как одна из самых древних и значимых из всех других религиозных аналогий. На протяжении многих лет выдающиеся физики и космологи, включая Карла Сагана и Нильса Бора, восхищались индуистскими космологическими верованиями за их близкое сходство с временными линиями в стандартной космологической модели Вселенной.
Согласно индуистской мифологии, Вселенная следует бесконечной циклической модели. Это означает, что на смену нашей нынешней Вселенной придет бесконечное количество вселенных. Каждая повторение Вселенной делится на две фазы — «калпа» (или день Брахмы) и «пралая» (ночь Брахмы), и каждая из них длится 4,32 миллиарда лет. Согласно индуистской мифологии, возраст Вселенной (8,64 миллиарда лет) превышает расчетный возраст Солнечной системы.
1. Стационарная Вселенная
Стационарная модель утверждает, что наблюдаемая Вселенная остается неизменной в любом месте и в любое время.
Во Вселенной, которая вечно расширяется, материя непрерывно создается, чтобы заполнить пространство.
Согласно модели, галактики и другие крупные астрономические тела рядом с нами должны казаться похожими на те, что находятся далеко. Однако Большой взрыв говорит нам, что далекие галактики должны выглядеть моложе, чем находящиеся в непосредственной близости (при наблюдении с Земли), поскольку свету требуется гораздо больше времени, чтобы добраться до нас.
Идея стационарного состояния была впервые предложена в 1948 году космологами Германом Бонди, Фредом Хойлом и Томасом Голдом. Она исходила из совершенного космологического принципа, который сам по себе утверждает, что Вселенная, где бы ты ни смотрел, одинакова, и она всегда будет одинаковой.
Теория стационарных состояний получила широкую популярность в начале и середине XX века. Однако к 1960-м годам она была в основном отвергнута научным сообществом в пользу Большого взрыва после открытия космического микроволнового фона.
«ВСЯ ВСЕЛЕННАЯ СОЗДАНА ПОД ЧЕЛОВЕКА»
Владислав Ольховский – один из наиболее известных в Украине научных апологетов христианства, посвятивший жизнь двум, по его мнению, неразрывно связанным дисциплинам: науке и богословию. Получив всевозможные научные степени – и доктора физико-математических наук, и профессора в области ядерной физики – господин Ольховский является самым титулованным украинским физиком, который открыто доказывает существование Бога.
«Наука и богословие дополняют друг друга»
– Владислав Сергеевич, наука и вера в Бога совместимы или они идут параллельно друг другу?
– Я задумывался над этим вопросом. Некоторые ученые считают, что совершенно разные предметы, разделенные друг с другом и существующие параллельно. Но я сторонник той точки зрения, что наука и богословие дополняют друг друга. И это разные грани истины. Коротко говоря, Бог сотворил естественные законы, а наука их изучает.
В частности, наука оперативная избегает вводить понятие о Боге, а лишь изучать законы природы. А вот наука о сотворении подразумевает дебаты: как произошла жизнь и Вселенная. Я не говорю о креационизме и эволюции – это лишь вершина айсберга.
Главный вопрос – материю сотворил Дух, то есть Бог, или она самоорганизовалась из вакуума. Вроде барона Мюнхаузена, который за волосы вытащил себя из пустоты. Эти две точки зрения сейчас ожесточенно борются между собой. Я не сторонник марксистско-ленинской философии и коммунистов. Но надо отдать должное коммунистам: они правильно поставили вопрос, что первично – дух или материя. Вот только ответили на него неправильно, признав, что первична материя. Я уверен, что Дух рождает и материю, и жизнь. И конечной целью Духа было создание человечества, из которого была создана Церковь – невеста Христа.
– Как складываются ваши отношения как верующего человека с другими учеными в Украине?
– По-разному. Например, в 2007 году один из вице-президентов Академии наук написал письмо академику-секретарю по ядерной физике, где указал, что негоже доктору наук заниматься пропагандой христианства.
И потребовал, чтобы меня «привели в порядок». Академик-секретарь отдал это письмо в свою очередь директору Института, в котором я работаю. Тот дал почитать письмо мне.
Поводом для письма послужило мое интервью газете, где я сказал о семи чудесах природы, необъяснимых современной наукой, как о семи загадках творения Божьего. Я попросил снять копию с этого письма, сказав о том, что вице-президент Академии наук Украины нарушает Конституцию. Он задумался и пошел к моим оппонентам – заведующим отделов моего института, которые являются атеистами и с которыми у нас идут споры как о научных вопросах, так и вере в Бога.
Но эти люди оказались на высоте. Они сказали, что моё христианство – это моё личное дело, из-за этого они против меня выступать не будут. Тогда он пошел к доктору наук баптисту, который пообещал наоборот поддержать меня и выступить с заявлением о том, что он верит в Бога. Я в свою очередь решил выйти прямо на Президиум Академии наук Украины и написал статью в Вестник НАНУ о научной этике.
И написал там, что научная этика – это отражение общей христианской этики, и что учёные в своей этике должны руководствоваться ответственностью перед Богом и перед будущими поколениями. Описал также о том, что такое наука и лженаука. Через месяц мне сказали, что рецензии не будет, ибо в редакции, руководителем которой является Б.Е. Патон, решили публиковать без рецензии.
Материал опубликовали, и в результате мне предложили в Институте 18 мая 2007 года на День науки сделать доклад на эту тему на ученом совете. Доклад был назван «Некоторые проблемы науки и христианское мировоззрение». И я рассказал о проблемах зарождения Вселенной, жизни и других проблемах и о мировоззренческих дебатах по этим проблемам. Вопросы мне никто не задавал, но после заседания четверо членов ученого совета подошли ко мне и задали вопросы относительно доклада и попросили текст доклада для чтения. Итак, самое важное сегодня – это выступать открыто. Встать и принять атаку со стороны атеистов лоб в лоб.
Меня беспокоят не атеисты, а профанация христианской апологетики со стороны некоторых несостоявшихся ученых.
Например, те, кто не смог защитить степень доктора или даже кандидата наук, начинают иногда говорить, что их не поняли из-за того, что они христиане. Или пытаются протолкнуть антинаучные идеи, представляя их, как апологетику христианства. Вот это профанация настоящей апологетики и прямая ложь. С этим надо открыто бороться, потому что популяризатором христианства может быть только профессиональный и настоящий ученый. Если он «неудачный» профессионал, то это будет лишь профанация.
– Ситуация в странах Европы отличается от нашей?
– Я могу говорить о Польше и об Италии, где я часто бываю. Там простые люди, очень любят приходить на лекции ученых-креационистов и задавать вопросы. Вообще интерес к ученым, верующим в Бога, в Европе выше, чем у нас. И намного меньше предвзятого отношения и враждебности к креационизму.
«Бог – великий математик и великий физик»
– Сейчас популярна тема квантовой физики.
Некоторые говорят, что квантовая физика учит вещам, в принципе, противоречащим христианскому учению, другие -напротив утверждают, что квантовая физика вполне объяснима Священным Писанием. Ваше мнение?
– В этой науке всегда шла очень интересная дискуссия между двумя учеными – Нильсом Бором и Альбертом Эйнштейном. Например, Эйнштейн не верил в Копенгагенскую вероятностную интерпретацию, что волновая функция описывает вероятности, потому что «Бог не играет в игры». Гайзенберг, Бор и некоторые другие в отличие от Эйнштейна, Макса Планка и Шрёдингера все же правильней объясняли соотношение неопределенностей и вероятностный характер микромира. Это мир парадоксов. 90% физиков принимают интерпретацию Нильса Бора. Это такой неопозитивизм в науке. Но христианину сложно понять, как Бог мог создать вероятностный мир.
– Почему трудно?
– Потому что Бог детерминирует все. Тогда как возможно, чтобы все зависело от измерения? Как такое может быть, что частица могла быть частицей, а могла быть волной – все зависит от эксперимента… И что, то что в действительности происходит, мы не знаем: человек управляет экспериментом.
Это постулаты квантовой физики, которые могут быть поняты как то, что все относительно и нет ничего определенного.
Такого рода наука, скорее, подходит для позитивистов либо агностиков, но как будто не для христиан, которые привыкли строить свое учение на твердом основании. Как-то в Польше я встретился с профессором ядерной физики господином Яныком, большим другом бывшего папы Римского Иоанна Павла II. Так вот он подарил мне книгу, в которой есть богословская интерпретация квантовой механики. Она называется «Мои, физика, вопросы о квантовой механике к другим физикам и философам. Наука, религия, действие». О чем пишет польский профессор?
Соотношение неопределенностей подтверждает то, что всё вероятностно. А вероятность описывается волновыми процессами. Чтобы получилась локализация, нужна постановка особых экспериментов. И получается, что человек реализует тот аспект действительности, который достигается путем постановки соответствующего эксперимента. Если квантовую механику создал Бог, то Бог является высшим наблюдателем и высшим Творцом всех наблюдаемых процессов.
Человеку же позволено наблюдать и изучать эти процессы. Фактически Бог реализует реальность. А человек реализует ее лишь в отдельных экспериментах.
Поэтому не надо придумывать, что существуют многие миры, и мы переходим из одного мира в другой, чтобы придумывать постулаты квантовой теории измерений такие, как редукция волновой функции. Всё реализуется тем, что Бог-Творец всего является высшим наблюдателем. В том числе помогает человеку познавать. В общем, это описывает все законы квантовой механики и квантовой теории измерений. А насчет реализации – Бог взаимодействует с человеком и помогает нам, в том числе создавать науку.
Чем еще квантовая физика полезна христианам? В квантовой механике немало парадоксов – в одних случаях происходит одно, в других – другое. Но, в принципе, парадоксы отражают многогранность истины. Потому что парадокс и антиномия – это разные грани одной и той же истины. Например, «волна – частица» – это кажется несовместимым, но это же один объект в квантовой физике! Это даже антиномия.
Так же и в Библии немало антиномий: Христос Господь и человек. Кто хочет руководить, тот да будет сначала слугой. Сила проявляется в немощи.
– Кто больше склонен к христианской вере? Есть ли такие науки, среди представителей которых больше ученых – верующих людей?
– Среди каждой группы ученых есть христиане. Если говорить о физиках, то они изучают творение. А творение показывает Творца. Кто изучает гармонию законов природы, тот понимает, что за ними стоит Творец, создавший эту гармонию. Кроме того, ведь все ученые верят, что природа познаваема разумом человека. Все верят, что Господь знает Вселенную. Но почему она познаваема человеком? Казалось бы, ее невозможно познать, а человек ее познает. Откуда вообще такая вера? А без нее невозможно между тем заниматься наукой.
Как это объясняют креационисты? Бог – великий математик и великий физик, и вообще великий ученый. Он создал и математику, и физику. И заложил в человеке возможность познать эти науки, поскольку создал их по своему образу и подобию.
Вот смотрите: математика – это абстрактная наука. Но все законы природы формулируются при помощи математики. Значит, они математичны сами по себе. Еще Галилей сказал: «Книга природы написана математическим языком». И человек познает математику, чтобы формулировать законы природы. Это же единство. Здесь же невооруженным взглядом виден разумный замысел.
О теории вероятности,
или О том, что в обезьяне нет духа
– Как вы относитесь к теории эволюции?
– Есть две эволюции. Первая – микроэволюция, которой по-сути занимался Чарльз Дарвин, кстати, который совершенно неправильно назвал свою книгу «Происхождение видов». По-хорошему, она должна была называться «Развитие видов». Ведь естественный отбор и адаптация занимаются изменением видов, но происхождением видов они не занимаются. Макроэволюция, происхождение всех таксонометрических единиц, в том числе и видов – это дело Бога. Дарвин не поднимал вопрос о создании биосферы.
Ему было бы крайне сложно ставить этот вопрос, тем более, что на всю биосферу мы имеем несколько разновидностей одного и того же генетического кода. Вьюрки, которых он изучал, представляют собой микроэволюцию, произошедшую за счет мутаций и деградаций.
А макроэволюцию, т.е. переход простейших видов в более сложные, объяснить невозможно, потому что не существует в природе переходных видов. И это понимают и умные атеисты. Есть и другие гипотезы, которые не были подтверждены даже спустя 150 лет после выхода книги Дарвина. Кроме того, человек согласно книге Бытие был создан из праха земного двумя актами, то есть химическими процессами и дуновением, а єто говорит о том, что у человека есть духовная составляющая.
Как может быть у человека обезьяноподобный предок, если в обезьяне нет духа? Биология не дает никакого объяснения духовной жизни. Выражение «труд создал из обезьяны человека» – это бред чистой воды. Потому что труд не создает духовное существо, например, из дельфинов, у которых объем мозга больше, чем у человека и которые интеллектуально очень сильны.
Духовная жизнь была создана Богом. Обратите внимание, что родители учат детей языку и духовным вещам, как учил Господь Адама и Еву. И дети воспринимают это. Звереныши не будут говорить, даже если их учить с самого рождения. А дети будут. Это не физиология, потому что духовных генов нет. Но дух есть в человеке, и вдохнул его в человека сам Господь.
– Может ли быть физическое объяснение чудесам, о которых мы читаем в Библии? Например, воскресению Христа?
– Надо понимать, что Вселенную создавал Христос. Поэтому Он стоял над законами природы. Поэтому и воскрес Он выйдя за пределы законов природы. Естественно-научным способом этого объяснить нельзя. Воскресение Христа – это удивительный акт, который надо принимать как факт. Причем, этот факт исторически доказан. Мало того, тому было около 500 свидетелей. Так ко всему прочему об этом написано столько исторических книг, сколько не было написано ни об одном другом историческом событие. Атеисты просто боятся об этом задуматься.
Потому что это может просто перевернуть всю их жизнь. Это потребует духовной революции в жизни человека. Но некоторые идут на это. И те счастливы.
– Есть ли научные подтверждения существования Бога?
– Одно из самых главных косвенных доказательств бытия Бога – это антропный принцип. Вся Вселенная создана под человека. Потому что если на несколько десятых долей процентов изменить константы – все будет разрушено, и во Вселенной не будет человека.
Недавно мне заказали написать статью: почему в Библии написано то, что растения были раньше солнца? Да потому, что для Бога главным был человек. Земля освещалась Его светом, как она будет освящаться в Раю. Он сам формирует фотоны и что угодно своим всемогуществом. Поэтому солнце для Бога было второстепенным фактором. Оно, скорее, было создано для календаря. А если поменять одну константу, то не будет биосферы.
Например, чуть-чуть поменять заряд электрона, и у воды уже не будет максимальной плотности при 4 градусах, и она будет вымерзать.
Другие константы поменять: вообще не зародится углерод – он будет быстро сгорать. Это самое лучшее доказательство бытия Бога. Между прочим, все другие варианты создания Вселенной приводят либо к мистике, любо к цепочке нелепых случайностей. И в это можно верить только слепо. Вера в Творца, в конце-концов, логически более оправдана, чем вера в бесконечное число случайностей, включая стихийную самоорганизацию.
– Расскажите о своей апологетической деятельности?
– Это мое основное дело, наряду с профессиональной наукой. Я его уже давно выбрал и регулярно выступаю с докладами на христианских симпозиумах, регулярно публикую статьи, иногда буклеты, на разных языках – в первую очередь в Украине, во вторую – в Италии и России. Сейчас необходимость апологетики резко возросла, особенно в Украине. Потому что сейчас многие люди в недоумении по многим вопросам науки и мировоззрения.
Задают много вопросов, исходя из старого атеистического прошлого. Некоторые украинцы в поисках ответов на эти вопросы увлеклись New Age, некоторыми другими нехристианскими мировозрениями, иногда даже мусульманством.
Цель апологетов – внимательно выслушать возникающий вопрос, постараться ответить на языке, понятном ему, а потом уже излагать Благую весть. Это требует подготовки. Но это путь, который был предписан нам самим Иисусом Христом, которому следовал Апостол Павел и Апостолы в разных странах по-разному. В Греции был один апологетический стиль, в Иудее совсем другой. Иисус Христос с Никодимом говорил на одном языке («Должно вам родиться свыше»), с самарянкой совсем на другом. Никодим думал долго и, в конце концов, пришел к Иисусу. Самарянка пришла быстро. Но каждому Иисус Христос отвечал на своем языке и слушал вначале их вопросы. Иногда он выступал – общее выступления (как наши лекции) – Нагорная проповедь, например. Но очень часто общался индивидуально. В этом цель апологетики – помочь неверующему прийти к истине, отходя от их степени незнания, их культуры. С верующими другая задача – это борьба с ересями.
– Верите ли Вы в теорию создания вселенной из-за большого взрыва?
– Теория big bang – большого взрыва – она даже не теория, а гипотеза.
Там много противоречий. Уже начали появляться альтернативные теории. Но одно могу сказать четко, что уравнение Эйнштейна, теория относительности, – это не квантовая теория. А кванты и линейные, гравитационные поля никому еще до конца не удалось прояснить. Поэтому одной этой причины достаточно, чтобы про теорию большого взрыва сказать, что она не завершена.
Вселенная: о возрасте, вместимости и вечности
– Каков, по Вашему, возраст Вселенной?
– Очевидно одно, что совсем не тот, который ей приписывали до сих пор. Дело в том, что считалось наиболее точным методом ядерной хронометрии. Это было верно, но только для основных состояний ядер. Но физики были загипнотизированы и забыли, что существуют возбужденные состояния.
Для альфа-активных ядер существует закон, что на каждый один мегаэлектронвольт возбуждения время распада может уменьшаться в сотни тысяч раз. А для бета-распада был открыт еще один закон, что если частица лишит оболочки, время распада может уменьшиться от десятков миллиардов лет до нескольких десятков лет.
Поэтому наука окончательного ответа на этот вопрос не дает.
На сегодня определен верхний предел возраста Вселенной, который явно нереальный. Богословие также такого ответа не дает. Анализ особенно первых трех стихов Писания показывает: Земля была пуста. Здесь речь, видимо, о формировании праматерии, энергии и времени. Известно, что шесть дней формировался мир в системе Земли. Но сколько времени создавалась праматерия, энергия и время? Неизвестно. Более того, Библия не дает четкого ответа, даже если ограничиться временем по генеалогии Христа. Согласно одним расчетам, до Христа Земля просуществовала четыре тысячи лет, согласно другим – все восемь (потому что число поколений в разных текстах учитывалось не хронологическим методом, а разными причинами в заивисимости от контекста).
– Как можно понять выражение о том, что Бог вне времени?
– Если взять Симфонию и посмотреть на слова «вечность», «вечный», «от века», то не меньше, чем в 40 книгах Библии появляется слово о вечной жизни и вечном существовании Бога.
Как трактовать эту вечность? Прежде всего, следует сказать, что Бог сотворил пространство и время, Он творец пространства и времени. Что было до этого? Бог существовал в духовном измерении вне пространства и времени. Бог – это Дух, написано в Библии. Бог в этом смысле не доступен обычному материальному миру. Что значит вечный – это либо вне времени, либо без конца? Духовное измерение, в котором находится Бог, вне времени. Время, которое будет в будущем, вечная жизнь – это будет время без конца.
Кстати, такого рода временной промежуток вечный, без конца уже существовал на Земле, до того, как Адам и Ева впали в грех. После грехопадения началось разрушение Земли по второму закону термодинамики. Однозначно, что вся Вселенная будет умирать по второму закону термодинамики. Позже началась работа Бога по искуплению, прославлению самого Бога, чтобы все восстановить, и эта работа до сих пор продолжается. Это, конечно, благодать Божья, что восстановление Его творения идет. Так восстановление это закончится вечным временем.
В этой вечности будет место и материальному миру спасенного человечества.
– Так, все-таки, жизнь после смерти – это состояние вечного времени или вообще вне времени?
– Наука не изучает жизнь после смерти, поэтому здесь мы можем основываться только на Библии. Библия говорит о том, что в момент смерти – душа отделяется от человека. Тело умирает – душа ждет второго пришествия Христа, воскресения и суда. Душа после смерти находится в духовном состоянии, ждет возвращения в новое воскресшее и прославленное тело и идет к Богу. В какой мере мы не знаем. Но мы знаем, что когда произойдет пришествие Христово, воскреснут все: и верующие и неверующие.
Верующие приобретают прославленные тела и попадают в новый Иерусалим – то, что называют рай, в Царство Божье. Это царство одновременно и духовное, и материальное, Царь в нем – Иисус Христос, и время там будет материальное и вечное. Душа воссоединяется с телом, но в таком состоянии, что нас будут узнавать наши прошлые друзья.
И Бог, естественно, нас будет узнавать. Что касается неверующих – для них наступает вечная смерть в аду. Верующие с ними общаться не будут, так как эти люди сами себя отделили от Бога и от Божьего Царства.
– Атеисты часто спрашивают, найдется ли во Вселенной место, которое сможет уместить всех умерших и верующих и неверующих. Что Вы можете сказать по этому поводу?
– Утверждение о том, что нет столько пространства во Вселенной, чтобы дать место для всех умерших, действительно можно слышать довольно часто. Прежде всего, со стороны атеистов. Но ведь Бог по Своей благодати и по Своему могуществу создал землю не в пустоте. Для того, чтобы земля была устойчива материально, вращалась вокруг солнца, солнце занимало положенное место в галактике, а галактика в метагалактике, Бог создал сложнейшую систему, которая называется Вселенная. И конечно, когда будет воскресение, сколько бы триллионов людей не воскресло, во всей Галактике веществ, элементов хватит, для того, чтобы создать новый мир, новую землю, новое небо.
Что же касается размеров этого нового мира, мы их не знаем. Более того, мы не знаем законов, по которым он будет жить, поскольку эти законы получат новое развитие в сторону благодати, вечной жизни человека. Но если даже наша павшая Вселенная имеет размеры, которые хватит на сотни триллионов людей, то тем более все умершие найдут себе место в новом мире. Что же касается дальнейшего количественного возрастания – оно будет прекращено. В раю, как мы знаем, не будет брачного сожительства. Как следствие, люди рождаться больше не будут.
– Почему, по Вашему мнению, Господь ограничился в творении лишь определенным числом людей? Ведь благодать Божья безмерна и предполагает постоянный рост.
– Есть две богословские гипотезы на эту тему, не противоречащие Библии. Первая – человек под водительством Бога в раю будет бесконечно возрастать духовно. И это те глубины, которые на протяжении будущей жизни мы будем бесконечно постигать. Вторая гипотеза связана с иными цивилизациями во Вселенной, которые могли быть созданы или могут быть созданы и спасены Богом.
Некоторые фантазии на эту тему развивал известный апологет и богослов Клайв Льюис. Впрочем, эта гипотеза, хоть и не противоречит, но и не подтверждается Писанием.
СПРАВКА
Владислав Ольховский – родился 5 февраля 1938 года в Приморском крае, в 1960 окончил радиофизический факультет Киевского госуниверситета. С 1989 года доктор физико-математических наук, с 1992 профессор в области ядерной физики. Преподавал в КГУ, Киевском институте ядерных исследований, Университете Мессины, вел курсовые проекты в Университете Катании. Является членом Американского математического общества, Украинского Физического Общества, членом-корреспондентом Академии Наук Мессины, Катании, Нью-Йорской Академии Наук. Среди круга его научных интересов: аналитическая теория S матриц, явление суперлуминации, проблемы времени в квантовой физике, необходимость времени, фундаментальные проблемы квантовой физики живых организмов, временной анализ ядерного синтеза во Вселенной и ядерной хронометрии.
Источник: pravoslavie.ru
Происхождение Вселенной — Scientific American
Вселенная велика как в пространстве, так и во времени, и на протяжении большей части истории человечества была вне досягаемости наших инструментов и нашего разума. Это резко изменилось в 20 веке. Успехи были в равной степени обусловлены мощными идеями — от общей теории относительности Эйнштейна до современных теорий элементарных частиц — и мощными инструментами — от 100- и 200-дюймовых рефлекторов, построенных Джорджем Эллери Хейлом, которые перенесли нас за пределы нашей галактики Млечный Путь в космический телескоп Хаббл, который вернул нас к рождению галактик. За последние 30 лет темпы прогресса ускорились благодаря осознанию того, что темная материя не состоит из обычных атомов, открытию темной энергии и появлению смелых идей, таких как космическая инфляция и мультивселенная.
Вселенная 100 лет назад была простой: вечной, неизменной, состоящей из одной галактики, содержащей несколько миллионов видимых звезд.
Сегодняшняя картина полнее и намного богаче. Космос начался 13,7 миллиардов лет назад с Большого взрыва. Через долю секунды после начала Вселенная представляла собой горячий бесформенный суп из самых элементарных частиц, кварков и лептонов. По мере его расширения и охлаждения слой за слоем развивались структуры: нейтроны и протоны, атомные ядра, атомы, звезды, галактики, скопления галактик и, наконец, сверхскопления. Наблюдаемая часть Вселенной сейчас населена 100 миллиардами галактик, каждая из которых содержит 100 миллиардов звезд и, вероятно, такое же количество планет. Сами галактики удерживаются вместе гравитацией таинственной темной материи. Вселенная продолжает расширяться, и действительно делает это с ускорением, движимая темной энергией, еще более загадочной формой энергии, гравитационная сила которой скорее отталкивает, чем притягивает.
Главной темой истории нашей вселенной является эволюция от простого кваркового супа к сложности, которую мы наблюдаем сегодня в галактиках, звездах, планетах и жизни.
Эти особенности появлялись одна за другой на протяжении миллиардов лет, руководствуясь основными законами физики. В нашем путешествии назад к началу творения космологи сначала путешествуют по хорошо известной истории Вселенной до первой микросекунды; затем в пределах 10-34 секунд от начала, для которых идеи хорошо сформированы, но доказательства еще не являются твердыми; и, наконец, к самым ранним моментам творения, для которых наши идеи все еще остаются лишь предположениями. Хотя окончательное происхождение Вселенной все еще находится за пределами нашего понимания, у нас есть дразнящие предположения, включая понятие мультивселенной, согласно которому вселенная состоит из бесконечного числа разрозненных подвселенных.
Расширяющаяся Вселенная
С помощью 100-дюймового телескопа Хукера на горе Вильсон в 1924 году Эдвин Хаббл показал, что нечеткие туманности, которые изучались и о которых размышляли в течение нескольких сотен лет, были галактиками, такими же, как наша собственная, тем самым увеличив известную Вселенную на 100 миллиардов.
Несколько лет спустя он показал, что галактики удаляются друг от друга по регулярной схеме, описываемой математическим соотношением, теперь известным как закон Хаббла, согласно которому галактики, находящиеся дальше, движутся быстрее. Это закон Хаббла, воспроизведенный во времени, который указывает на Большой взрыв 13,7 миллиардов лет назад.
Закон Хаббла нашел готовую интерпретацию в рамках общей теории относительности: само пространство расширяется, а галактики увлекаются за собой [ см. вставку на противоположной странице ]. Свет тоже растягивается или смещается в красную сторону — процесс, который истощает его энергию, так что Вселенная охлаждается по мере расширения. Космическое расширение дает повествование для понимания того, как возникла сегодняшняя Вселенная. Когда космологи представляют себе перемотку часов, Вселенная становится плотнее, горячее, экстремальнее и проще. Исследуя начало, мы также исследуем внутреннюю работу природы, используя ускоритель, более мощный, чем любой из построенных на Земле, — сам Большой взрыв.
Глядя в космос с помощью телескопов, астрономы заглядывают в прошлое — и чем больше телескоп, тем дальше они заглядывают. Свет от далеких галактик указывает на более раннюю эпоху, и величина красного смещения этого света показывает, насколько выросла Вселенная за прошедшие годы. Нынешний рекордсмен имеет красное смещение более 10, что соответствует времени, когда Вселенная была меньше одной одиннадцатой от нынешнего размера и имела возраст всего несколько сотен миллионов лет. Телескопы, такие как космический телескоп Хаббла и 10-метровые телескопы Кека на Мауна-Кеа, обычно возвращают нас в эпоху, когда формировались галактики, подобные нашей, через несколько миллиардов лет после Большого взрыва. Свет еще более ранних времен так сильно смещен в красную сторону, что астрономам приходится искать его в инфракрасном и радиодиапазонах. Такие телескопы, как планируемый космический телескоп Джеймса Уэбба, 6,5-метровый инфракрасный телескоп, и Большая миллиметровая решетка Атакама (ALMA), сеть из 66 радиотарелок, уже работающих в северной части Чили, могут вернуть нас к рождению самого первого звезды и галактики.
Компьютерное моделирование говорит, что эти звезды и галактики возникли, когда Вселенной было около 100 миллионов лет. До этого Вселенная пережила время, называемое «темными веками», когда она была почти кромешной тьмой. Пространство было заполнено безликой кашей, состоящей из пяти частей темной материи и одной части водорода и гелия, которая истончалась по мере расширения Вселенной. Материя была немного неравномерной по плотности, и гравитация усиливала эти колебания плотности: более плотные области расширялись медленнее, чем менее плотные. К 100 миллионам лет самые плотные регионы не только расширялись медленнее, но и фактически начали разрушаться. Каждая из таких областей содержала около миллиона солнечных масс материала. Они были первыми гравитационно связанными объектами в космосе.
Темная материя составляет большую часть их массы, но, как следует из названия, не способна излучать или поглощать свет. Так оно и осталось в расширенном облаке. С другой стороны, газообразный водород и гелий излучали свет, теряли энергию и концентрировались в центре облака.
В конце концов он рухнул вплоть до звезд. Эти первые звезды были намного массивнее современных — сотни масс Солнца. Они прожили очень короткую жизнь, прежде чем взорваться и оставить после себя первые тяжелые элементы. В течение следующего миллиарда лет или около того сила гравитации собрала эти облака массой в миллион солнечных масс в первые галактики.
Излучение первичных водородных облаков, сильно смещенных в красную сторону при расширении, должно быть обнаружено гигантскими массивами радиоантенн с общей площадью сбора до одного квадратного километра. Когда они будут построены, эти массивы будут наблюдать за тем, как первое поколение звезд и галактик ионизируют водород и положат конец темным векам.
Слабое свечение горячего начала
За пределами темных веков находится свечение горячего Большого взрыва с красным смещением 1100. Это излучение было смещено в красную сторону от видимого света (красно-оранжевое свечение) даже за пределы инфракрасного диапазона к микроволнам.
То, что мы видим с того времени, — это стена микроволнового излучения, заполняющая небо — космическое микроволновое фоновое излучение (CMB), открытое в 1964 Арно Пензиаса и Роберта Уилсона. Он дает представление о Вселенной в нежном возрасте 380 000 лет, периоде, когда сформировались атомы. До этого Вселенная была почти однородной смесью атомных ядер, электронов и фотонов. Когда он остыл до температуры около 3000 кельвинов, ядра и электроны объединились, чтобы сформировать атомы. Фотоны перестали рассеивать электроны и беспрепятственно устремились сквозь пространство, открывая Вселенную в более простое время, до появления звезд и галактик.
В 1992 году спутник NASA Cosmic Background Explorer обнаружил, что интенсивность реликтового излучения имеет небольшие вариации — около 0,001 процента, — отражающие небольшую комковатость в распределении вещества. Степень изначальной бугристости была достаточной, чтобы послужить семенами для галактик и более крупных структур, которые позже возникнут под действием гравитации.
Характер этих вариаций реликтового излучения на небе также кодирует основные свойства Вселенной, такие как ее общая плотность и состав, а также намекает на ее самые ранние моменты; тщательное изучение этих вариаций многое открыло во Вселенной [9].0015 см. иллюстрацию на стр. 41 ].
Когда мы прокручиваем фильм об эволюции Вселенной в обратном направлении от этой точки, мы видим, как первичная плазма становится все более горячей и плотной. Примерно до 100 000 лет плотность энергии излучения превышала плотность энергии материи, что не позволяло материи слипаться. Следовательно, это время знаменует собой начало гравитационной сборки всех структур, наблюдаемых сегодня во Вселенной. Еще раньше, когда Вселенной было меньше секунды, атомные ядра еще не сформировались; существовали только составляющие их частицы, а именно протоны и нейтроны. Ядра появились, когда Вселенной было всего несколько секунд, а температуры и плотности были как раз подходящими для ядерных реакций. Этот процесс нуклеосинтеза Большого взрыва произвел только самые легкие элементы в периодической таблице: много гелия (около 25 процентов атомов во Вселенной по массе) и меньшее количество лития и изотопов дейтерия и гелия 3.
Остальная часть плазма (около 75 процентов) осталась в форме протонов, которые в конечном итоге стали атомами водорода. Все остальные элементы периодической таблицы образовались миллиарды лет спустя в виде звезд и звездных взрывов.
Теория нуклеосинтеза точно предсказывает содержания элементов и изотопов, измеренные в самых древних образцах Вселенной, а именно, в самых старых звездах и газовых облаках с большим красным смещением. Обилие дейтерия, очень чувствительного к плотности атомов во Вселенной, играет особую роль: его измеренное значение означает, что обычное вещество составляет 4,5 ± 0,1% от общей плотности энергии. (Остальное — темная материя и темная энергия.) Эта оценка точно согласуется с составом, полученным из анализа реликтового излучения. Эта переписка — великий триумф. То, что эти два совершенно разных измерения, одно из которых основано на ядерной физике, когда Вселенной была всего одна секунда, а другое, основанное на атомной физике, когда Вселенной было 380 000 лет, согласуются друг с другом, является серьезной проверкой не только нашей модели эволюции космоса, но и по всей современной физике.
Ответы в кварковом супе
До микросекунды даже протоны и нейтроны не могли существовать, и Вселенная представляла собой суп из основных строительных блоков природы: кварков, лептонов и переносчиков взаимодействия (фотонов, W и Z бозонов и глюонов). Мы можем быть уверены, что кварковый суп существовал, потому что эксперименты на ускорителях частиц воссоздали подобные условия сегодня здесь, на Земле.
Чтобы исследовать эту эпоху, космологи полагаются не на большие и лучшие телескопы, а на мощные идеи физики элементарных частиц. Разработка Стандартной модели физики элементарных частиц 30 лет назад привела к смелым предположениям, включая теорию струн, о том, как, казалось бы, несопоставимые фундаментальные частицы и силы объединяются. Как оказалось, эти новые идеи имеют значение для космологии, столь же важное, как и первоначальная идея о горячем Большом взрыве. Они намекают на глубокие и неожиданные связи между миром очень большого и очень маленького.
Начинают появляться ответы на три ключевых вопроса: природа темной материи, асимметрия между материей и антиматерией и происхождение самого комковатого кваркового супа.
Теперь выясняется, что ранняя фаза кваркового супа была местом рождения темной материи. Идентичность темной материи остается неясной, но ее существование очень хорошо установлено. Наша галактика и любая другая галактика, а также скопления галактик удерживаются вместе гравитацией невидимой темной материи. Чем бы ни была темная материя, она должна слабо взаимодействовать с обычной материей; иначе оно проявило бы себя иначе. Попытки найти единую структуру для сил и частиц природы привели к предсказанию стабильных или долгоживущих частиц, которые могли бы составлять темную материю. Некоторые из этих гипотетических частиц будут присутствовать сегодня как остатки фазы супа кварков в правильном количестве, чтобы быть темной материей, и даже могут быть обнаружены.
Одним из кандидатов является нейтралино, самая легкая из предполагаемого нового класса частиц, которые являются более тяжелыми аналогами известных частиц.
Считается, что нейтралино имеет массу от 100 до 1000 масс протона, что находится в пределах досягаемости экспериментов, которые сейчас проводятся на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН недалеко от Женевы. Физики также построили сверхчувствительные подземные детекторы, а также спутниковые и воздушные детекторы для поиска этой частицы или побочных продуктов ее взаимодействия.
Вторым кандидатом является аксион, сверхлегкая частица, масса которой составляет примерно одну триллионную массы электрона. На его существование намекают тонкости, которые Стандартная модель предсказывает в поведении кварков. Попытки обнаружить его используют тот факт, что в очень сильном магнитном поле аксион может трансформироваться в фотон. И нейтралино, и аксионы обладают тем важным свойством, что они в особом техническом смысле являются «холодными». Хотя они образовались в жарких условиях, они были медленными и поэтому легко сбивались в галактики.
Ранняя фаза кваркового супа, вероятно, также содержит секрет того, почему современная Вселенная состоит в основном из материи, а не из материи и антиматерии.
Физики считают, что изначально во Вселенной было равное количество каждого из них, но в какой-то момент в ней образовался небольшой избыток материи — примерно один дополнительный кварк на каждый миллиард антикварков. Этот дисбаланс гарантировал, что достаточное количество кварков переживет аннигиляцию с антикварками по мере расширения и охлаждения Вселенной. Более 40 лет назад эксперименты на ускорителях показали, что законы физики слегка смещены в пользу материи, и в очень ранней последовательности взаимодействий частиц, которую еще предстоит понять, это небольшое смещение привело к созданию избытка кварков.
Считается, что сам кварковый суп возник в очень раннее время — возможно, через 10−34 секунды после Большого взрыва в результате всплеска космического расширения, известного как инфляция. Этот всплеск, движимый энергией нового поля (считается, что оно имеет отдаленное отношение к недавно открытому полю Хиггса), называемого инфлатоном, объясняет такие основные свойства космоса, как его общая однородность и неравномерность, из-за которых галактики и другие структуры поселяются в космосе.
Вселенная. По мере того, как инфлатонное поле распадалось, оно высвобождало оставшуюся энергию в кварки и другие частицы, тем самым создавая тепло Большого взрыва и сам суп из кварков.
Инфляция приводит к глубокой связи между кварками и космосом: квантовые флуктуации поля инфлатона в субатомном масштабе увеличиваются до астрофизических размеров в результате быстрого расширения и становятся семенами всех структур, которые мы видим сегодня. Другими словами, картина, наблюдаемая на небе реликтового излучения, представляет собой гигантское изображение субатомного мира. Наблюдения реликтового излучения согласуются с этим предсказанием, предоставляя убедительные доказательства того, что инфляция или что-то подобное произошло очень рано в истории Вселенной.
Рождение Вселенной
По мере того, как космологи пытаются понять происхождение самой Вселенной, наши идеи становятся менее твердыми. Общая теория относительности Эйнштейна обеспечила теоретическую основу для столетия прогресса в нашем понимании эволюции Вселенной.
Поскольку общая теория относительности не включает квантовую теорию, другой столп современной физики, на нее нельзя полагаться при рассмотрении самых ранних моментов творения, когда эффекты квантовой гравитации должны были быть важны. Величайшая задача этой дисциплины — разработать квантовую теорию гравитации, с помощью которой мы сможем обратиться к так называемой эре Планка примерно до 10−43 секунд, когда само пространство-время обретало форму.
Предварительные попытки создания единой теории привели к некоторым замечательным предположениям о самом начале нашего существования. Теория струн, например, предсказывает существование дополнительных измерений пространства и, возможно, других вселенных, плавающих в этом большем пространстве. То, что мы называем большим взрывом, могло быть столкновением нашей вселенной с другой. Соединение теории струн с концепцией инфляции привело, пожалуй, к самой смелой идее мультивселенной, а именно к тому, что Вселенная состоит из бесконечного числа несвязанных частей, каждая из которых имеет свои собственные локальные законы физики.
Концепция мультивселенной, которая все еще находится в зачаточном состоянии, опирается на два ключевых теоретических открытия. Во-первых, уравнения, описывающие инфляцию, убедительно предполагают, что если инфляция произошла один раз, то она должна происходить снова и снова, и с течением времени создается бесконечное количество инфляционных областей. Ничто не может перемещаться между этими областями, поэтому они не влияют друг на друга. Во-вторых, теория струн предполагает, что эти области имеют разные физические параметры, такие как количество пространственных измерений и виды стабильных частиц.
Идея мультивселенной дает новые ответы на два самых больших вопроса во всей науке: что произошло до Большого взрыва и почему законы физики такие, какие они есть (знаменитые размышления Альберта Эйнштейна о том, «был ли у Бога выбор»). о законах). Мультивселенная делает спорным вопрос о том, что произошло до Большого взрыва, потому что было бесконечное количество больших взрывов, каждое из которых было вызвано собственным всплеском инфляции.
Точно так же вопрос Эйнштейна отодвигается в сторону: в бесконечности вселенных были опробованы все возможности законов физики, поэтому нет особой причины для законов, управляющих нашей Вселенной.
Космологи неоднозначно относятся к мультивселенной. Если разъединенные субвселенные действительно закрыты друг от друга, мы не можем надеяться проверить их существование; они, кажется, лежат за пределами области науки. Часть меня хочет кричать, По одной вселенной за раз, пожалуйста! С другой стороны, мультивселенная решает различные концептуальные проблемы. Если это так, то расширение Вселенной Хабблом всего лишь в 100 миллиардов раз и изгнание Земли из центра Вселенной Коперником в 16 веке будут казаться небольшими достижениями в понимании нашего места в космосе.
Современная космология смирила нас. Мы состоим из протонов, нейтронов и электронов, которые вместе составляют всего 4,5 процента Вселенной, и мы существуем только благодаря тонким связям между очень маленькими и очень большими.
События, управляемые микроскопическими законами физики, позволили материи доминировать над антиматерией, породили комковатость, засевшую галактики, заполнили пространство частицами темной материи, обеспечивающими гравитационную инфраструктуру, и обеспечили возможность создания галактик из темной материи до того, как темная энергия станет значительной и расширение начал ускоряться [ см. вставку выше ]. В то же время космология по самой своей природе высокомерна. Мысль о том, что мы можем понять что-то настолько обширное как в пространстве, так и во времени, как наша Вселенная, на первый взгляд нелепа. Эта странная смесь смирения и высокомерия продвинула нас в прошлом столетии довольно далеко в продвижении нашего понимания современной вселенной и ее происхождения. Я с оптимизмом смотрю на дальнейший прогресс в ближайшие годы и твердо верю, что мы живем в золотой век космологии.
Первоначально эта статья была опубликована под названием «Происхождение Вселенной» в специальных выпусках SA 22, 2s, 36–43 (май 2013 г.
)
doi:10.1038/scientificamericanphysics0513-36
БОЛЬШЕ ДЛЯ УЗНАНИЯ
Ранняя Вселенная. Эдвард В. Колб и Майкл С. Тернер. Вествью Пресс, 1994.
.
Инфляционная Вселенная. Алан Гут. Базовый, 1998.
Кварки и космос. Майкл С. Тернер в Science , Vol. 315, страницы 59–61; 5 января 2007 г.
Темная энергия и ускоряющаяся Вселенная. Джошуа Фриман, Майкл С. Тернер и Драган Хутерер в Ежегодных обзорах астрономии и астрофизики , Vol. 46, страницы 385–432; 2008. http://arxiv.org/abs/0803.0982
Большой взрыв: как была создана Вселенная
Загрузка
Наука и окружающая среда | Вселенная
Большой взрыв: как была создана Вселенная
Что создало все планеты, звезды и галактики? BBC Future представляет четырехминутный анимированный путеводитель по одному из величайших вопросов, которые мы пытались решить.
«Вы просто не поверите, насколько огромно, огромно, умопомрачительно большое пространство», — сказал писатель Дуглас Адамс.
«Я имею в виду, вы можете подумать, что до аптеки далеко, но это пустяки по сравнению с космосом». По нашим лучшим оценкам, в Млечном Пути около 100 миллиардов звезд и не менее 140 миллиардов галактик во Вселенной. Если бы галактики были замороженным горошком, их было бы достаточно, чтобы заполнить аудиторию размером с Королевский Альберт-холл.
Так как же была создана эта невообразимо гигантская Вселенная? На протяжении веков ученые думали, что Вселенная всегда существовала в основном в неизменном виде, работая как часы благодаря законам физики. Но бельгийский священник и ученый по имени Жорж Леметр выдвинул другую идею. В 1927 он предположил, что Вселенная началась с большого, беременного и первобытного атома, взорвавшегося и испустившего более мелкие атомы, которые мы видим сегодня.
Его идея осталась практически незамеченной. Но в 1929 году астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная не статична, а на самом деле расширяется. Если это так, некоторые ученые рассудили, что если перемотать жизнь Вселенной, то в какой-то момент она должна была существовать как крошечная плотная точка.
Критики отмахнулись от этого: знаменитый астроном Фред Хойл саркастически назвал эту концепцию теорией «Большого взрыва» — фраза, которую позднее переняли ее сторонники.
Невзирая на скептиков, ученые Ральф Альфер, Джордж Гамов и Роберт Херман предсказали, что если Большой Взрыв имел место, то где-то во Вселенной должно сохраняться слабое послесвечение, и мы теоретически должны быть в состоянии обнаружить его. Для этого потребовалось бы одно из самых больших состояний в науке.
В середине 1960-х астрономы Арно Пензиас и Роберт Уилсон с трудом пытались настроиться на микроволновые сигналы, передаваемые из Млечного Пути. Радиоантенна, которую они использовали, постоянно улавливала слабое шипение радиопомех. Переустановка антенны не помогла избавиться от шума. Не мог он и убрать голубей, насестившихся там, или их беспорядок. Это потому, что шипение, которое они так старались удалить, было эхом Большого Взрыва или Космического Микроволнового Фонового излучения, как его называют.
Если теория Большого Взрыва верна, то как она привела к появлению всех планет, звезд и галактик, которые мы видим сегодня? Благодаря серии расчетов, наблюдений с помощью телескопов на Земле и космических зондов наше лучшее объяснение таково.
Около 13,8 миллиардов лет назад вся материя во Вселенной возникла из одной крошечной точки или сингулярности в результате мощного взрыва. Он расширялся с поразительно высокой скоростью и температурой, удваиваясь в размерах каждые 10-34 секунды, создавая пространство при быстром раздувании. В течение крошечной доли секунды были сформированы гравитация и все остальные силы. Энергия превратилась в частицы материи и антиматерии, которые в значительной степени уничтожили друг друга. Но, к счастью для нас, кое-что уцелело. Протоны и нейтроны начали формироваться в течение первой секунды; за считанные минуты эти протоны и нейтроны могли слиться и образовать ядра водорода и гелия. Спустя 300 000 лет ядра смогли, наконец, захватить электроны и сформировать атомы, заполнив Вселенную облаками газообразного водорода и гелия.