Большой взрыв. Вселенная большой взрыв
Ученые доказали, что Вселенная не могла родиться без Большого Взрыва
18:4715.06.2017
(обновлено: 11:15 16.06.2017)
103711810
МОСКВА, 15 июн – РИА Новости. Вселенная могла родиться только в результате Большого Взрыва, так как все альтернативные сценарии ее формирования приводят к немедленному коллапсу новорожденной Вселенной и ее разрушению, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review D.
"Все эти теории были разработаны для того, чтобы объяснить изначальную "гладкую" структуру Вселенной в момент ее рождения и "нащупать" первичные условия ее формирования. Мы показали, что на самом деле они порождают противоположную картину – в них возникают мощные возмущения, которые в конечном итоге приводят к коллапсу всей системы", — пишут Жан-Люк Ленерс (Jean-Luc Lehners) из Института гравитационной физики в Потсдаме (Германия) и его коллеги.
Большая часть космологов считает, что Вселенная родилась из сингулярности, начавшей стремительно расширяться в первые мгновения после Большого Взрыва. Другая группа астрофизиков полагает, что рождению нашей Вселенной предшествовала смерть ее "прародительницы", которая, вероятно, случилась в ходе так называемого "Большого Разрыва".
Главной проблемой этих теорий является то, они являются несовместимыми с теорией относительности – в тот момент, когда Вселенная представляла собой безразмерную точку, она должна была обладать бесконечной плотностью энергии и кривизной пространства и внутри нее должны были возникать мощные квантовые флуктуации, что является невозможным с точки зрения детища Эйнштейна.
Для решения этой проблемы ученые разработали в последние 30 лет несколько альтернативных теорий, в которых Вселенная рождается в иных, менее экстремальных условиях. К примеру, Стивен Хокинг и Джеймс Хартл еще 30 лет назад предположили, что Вселенная была точкой не только в пространстве, но и во времени, и до ее рождения времени, в нашем понимании этого слова, просто не существовало. Когда время появилось, пространство уже было относительно "плоским" и однородным для того, чтобы могла возникнуть "нормальная" Вселенная с "класическими" законами физики.
Космологи нашли способ увидеть Вселенную до Большого Взрыва В свою очередь, советско-американский физик Александр Виленкин считает, что наша Вселенная представляет своеобразный "пузырь" ложного вакуума внутри вечной и постоянно расширяющейся гигантской мульти-Вселенной, где постоянно возникают подобные пузыри в результате квантовых флуктуаций вакуума, рождаясь в буквальном смысле из ничего.
Обе эти теории позволяют обойти вопрос "начала времени" и несовместимости условий Большого Взрыва с эйнштейновской физикой, но при этом они ставят новый вопрос – способны ли подобные варианты расширения Вселенной породить ее в том виде, в котором она сейчас существует?
Как показывают расчеты Ленерса и его коллег, на самом деле подобные сценарии рождения Вселенной не могут работать в принципе. В большинстве случаев они приводят не к рождению "плоской" и спокойной Вселенной, подобной нашей, а к появлению мощных возмущений в ее структуре, которые сделают подобные "альтернативные" Вселенные нестабильными. Более того, вероятность рождения подобной нестабильной Вселенной гораздо выше, чем ее стабильных аналогов, что ставит под сомнение идеи Хокинга и Виленкина.
Соответственно, Большого Взрыва избежать не удастся – ученым, как заключают Ленерс и его коллеги, придется найти способ примирить квантовую механику и теорию относительности, а также понять, как квантовые флуктуации подавлялись при экстремально высокой плотности материи и кривизне пространства-времени.
ria.ru
Наша Галактика – Млечный Путь – принадлежит к так называемым Галактикам спирального типа (S – Галактики), представляющие собой вращающийся диск из водородного газа, пыли и звёзд с ярко выраженными спиральными рукавами (рис. 1.6). Это – сложный астрономический объект, состоящий из ядра, - утолщения в центральной части – балджа (от английского слова “buldge”), гало и собственно самого диска (рис. 1.7). В плотном ядре в центре диска находятся, в основном, старые звёзды и в нём нет газа и пыли. В сердце нашей Галактики находится чёрная дыра (О черных дырах прекрасно рассказано в книге А.М. Черепащука “Черные дыры”). Недавно орбитальная рентгеновская обсерватория Chandrа зафиксировала мощную рентгеновскую вспышку в центре Галактики, что позволило определить размер чёрной дыры – не более расстояния от Земли до Солнца. Диск Галактики заполнен газом, пылью и, в основном, молодыми звёздами. Поперечник диска имеет размер около 30000 парсек (Пк), балджа – 8000 Пк. В спиральных рукавах диска сосредоточены почти все звёзды и – большая часть газово-пылевой материи. Диск окружен сферическим гало. Его размер на порядок превышает поперечный размер диска. В гало находятся редкие звёзды и скопления звёзд – кластеры, насчитывающие многие сотни тысяч звёзд. Кроме этого, в Гало есть тёмная материя (“dark matter”), которая была идентифицирована по гравитационным эффектам. Тёмная материя увеличивает массу Галактики, по крайней мере, в несколько раз. Солнце – ближайшая к нам звезда – находится в спирали Ориона на расстоянии ~25000 Пк от центра нашей галактики. Солнце – относительно молодая звезда – ему 5 миллиардов лет. Млечный путь, по крайней мере, вдвое старше, чем Солнце: возраст звёздных кластеров может насчитывать 10 миллиардов лет. Общее число звёзд в диске Галактике – 1011 (сто миллиардов). Помимо звёзд Галактика включает и межзвёздную среду. Основным компонентом межзвёздной среды является межзвёздный газ, состоящий в основном (~90%) из водорода и межзвёздной пыли (~1%). В составе межзвёздной среды магнитные поля, электромагнитные излучения. Галактика вращается дифференциально: на периферии скорость её вращения меньше, чем в центральных областях. Период обращения нашей Солнечной системы вокруг центра Галактики составляет приблизительно 200 миллионов лет. Запомним эту цифру. Мы ещё к ней вернемся. Средняя плотность межзвёздного вещества в диске оценивается как 10-24 г/см3 (грубо – 1 атом водорода на см3). Существуют большие отклонения от этой величины: это – плотные облака, протяжённостью до десятков парсек с плотностями от 100 до 1000 атомов/см3. Вещество, находящееся в Галактике в атомарном состоянии под действием ультрафиолетового излучения звёзд ионизируется (нейтральные атомы “теряют” свои электронные оболочки). Так, например, до 90% водорода составляют его ионы – протоны. Масса всей Вселенной, а это – оптически яркие звёзды, межзвёздная пыль и газ, молекулярные облака, планеты, сосредоточена в протонах и нейтронах (85% приходится на протоны, а 15% на нейтроны). Нейтроны, будучи нестабильной частицей, существуют только внутри ядер. Всё это составляет так называемую барионную материю.
Обратимся теперь к проблеме о количественных соотношениях между различными формами материи в современной Вселенной. На рис. 1.8 дан ответ на этот вопрос. Ответ согласно уровню наших знаний на сегодня. Из диаграммы, приведённой на рис. 1.8, видно, что лишь несколько процентов (около 4 %) состава Вселенной относится к тому, из чего, как мы полагаем, образован наш мир. Это – барионная материя. Всё остальное, а это практически 96% - тёмная материя и тёмная энергия – пока малопонятные для нас материальные субстанции Вселенной. Мы знаем, что они определённо существуют. Но мы не знаем, что это такое. Мы только строим гипотезы и пытаемся поставить эксперименты, в надежде доказать их справедливость. Но факт остаётся – у нас пока нет аргументов в пользу окончательного выбора гипотезы, объясняющей состав тёмного вещества и тёмной энергии во Вселенной. Тёмная энергия, согласно современным воззрениям, - это как раз та сила, которая заставляет Вселенную расширяться. Если привычная нам гравитация заставляет тела притягиваться друг к другу, то тёмная энергия – скорее антигравитация, способствующая разлёту тел во Вселенной. По-видимому, сразу после Большого взрыва расширение Вселенной происходило с замедлением, но после этого “тёмная энергия” преодолела гравитацию и вновь началось ускорение – расширение Вселенной. Это - не гипотеза, a экспериментальный факт, обнаруженный из излучения красного смещения - уменьшения яркости далёких сверхновых звёзд: они ярче, чем им следовало бы быть из картины замедления расширения Вселенной. Эффект “красного смещения” – регистрируемое наблюдателем увеличение длины волны спектра наблюдаемого источника (именно поэтому звезды кажутся ярче) – одно из замечательных экспериментальных астрономических фактов. Космологическое “красное смещение” наблюдаемых галактик было предсказано А. Эйнштейном и является по сей день одним из убедительных доказательств расширяющейся Вселенной. Окунаясь в эпоху ранней космологии, можно вспомнить, что именно великий А. Эйнштейн, стараясь сохранить статичность Вселенной, ввёл, ставшей исторической, космологическую константу - уравновешивающую силы притяжения небесных тел. Но вслед за открытием “красного смещения” он вычеркнул константу из своих уравнений. Видимо, А. Эйнштейн был неправ, отказавшись от неё: Ведь – это есть та тёмная энергия, которая интригует современных астрофизиков. Не ясно, повезло или нет человечеству, но оно живёт в период развития Вселенной, когда тёмная энергия преобладает, способствуя расширению. Но этот процесс, вероятно, не вечен и через временной отрезок, сопоставимый с возрастом Вселенной (10-20 миллиардов лет) история может повернуть вспять – наш мир начнёт сжиматься. Наступит или нет момент Большого Схлопывания – альтернативы Большого взрыва, безусловно, большой вопрос современной космологии. Учёные сумели доказать существование расширяющейся Вселенной – это красное смещение оптического излучения Галактики и реликтовое электромагнитное излучение – реликтовые фотоны, о которые пойдёт речь ниже. Возможно, учёным удастся в будущем установить и существование “предвестников” надвигающегося сжатия Вселенной. Другой экспериментальный факт – изучение отклонения света от далёких галактик в гравитационных полях Вселенной привёл астрофизиков к выводу о существовании скрытой – тёмной материи – где-то вблизи нас. Именно эта тёмная материя изменяет траектории световых лучей на большую величину, чем это следовало ожидать в присутствии лишь видимых близлежащих галактик. Учёные изучили распределение на звёздном небе более 50000 галактик в попытке построить пространственную модель структуры тёмной материи. Все полученные результаты неумолимо свидетельствуют в пользу её существования, причём Вселенная – это в основном и есть тёмная материя. Современные оценки говорят о величине около 80%. Здесь мы вновь повторим – нам неизвестно, из каких частиц состоит эта тёмная материи. Учёные лишь предполагают, что она состоит из двух частей: пока неизвестных каких-то экзотических массивных частиц и физического вакуума. Мы ещё вернёмся к этой проблеме, а пока обратимся вновь к привычной для нас формы вещества, соcтоящей из барионов (протонов и нейтронов) и электронов – “барионной материи”. О ней мы знаем гораздо больше. Более чем за столетний период истории развития физики – от открытия элементарных частиц и строения атома до результатов исследований в этой области, а также в астрофизике, наука получила в своё распоряжение множество новых результатов о строении привычного нам вещества. |
nuclphys.sinp.msu.ru
Большой взрыв — WiKi
По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,77 ± 0,059 млрд лет назад[2][3][4] из некоторого начального сингулярного состояния и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Согласно известным ограничениям по применимости современных физических теорий, наиболее ранним моментом, допускающим описание, считается момент Планковской эпохи с температурой примерно 1032 К (Планковская температура) и плотностью около 1093 г/см³ (Планковская плотность). Ранняя Вселенная представляла собой высокооднородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам.
В период времени от нуля до 10−43 секунд после Большого взрыва происходили процессы рождения Вселенной из сингулярности. Считается, что при этом температура и плотность вещества Вселенной были близки к планковским значениям. Законченная физическая теория этого этапа отсутствует[5]. По окончании этого этапа гравитационное излучение отделилось от вещества.
Приблизительно через 10−42 секунд после момента Большого взрыва фазовый переход вызвал экспоненциальное расширение Вселенной. Данный период получил название Космической инфляции и завершился через 10−36 секунд после момента Большого взрыва[5].
После окончания этого периода строительный материал Вселенной представлял собой кварк-глюонную плазму. По прошествии некоторого времени температура упала до значений, при которых стал возможен следующий фазовый переход, называемый бариогенезисом. На этом этапе кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и нейтроны[5]. При этом одновременно происходило асимметричное образование как материи, которая превалировала, так и антиматерии, которые взаимно аннигилировали, превращаясь в излучение.
Дальнейшее падение температуры привело к следующему фазовому переходу — образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме. После чего наступила эпоха нуклеосинтеза, при которой протоны, объединяясь с нейтронами, образовали ядра дейтерия, гелия-4 и ещё нескольких лёгких изотопов. После дальнейшего падения температуры и расширения Вселенной наступил следующий переходный момент, при котором гравитация стала доминирующей силой. Через 380 тысяч лет после Большого взрыва температура снизилась настолько, что стало возможным существование атомов водорода (до этого процессы ионизации и рекомбинации протонов с электронами находились в равновесии).
После эры рекомбинации материя стала прозрачной для излучения, которое, свободно распространяясь в пространстве, дошло до нас в виде реликтового излучения.
Необходимо отметить, что на всех стадиях Большого взрыва выполняется так называемый космологический принцип — Вселенная в любой данный момент времени выглядит одинаково для наблюдателя в любой точке пространства. В частности, в любой данный момент во всех точках пространства плотность материи в среднем одинакова. Большой взрыв не похож на взрыв динамитной шашки в пустом пространстве, когда вещество начинает расширяться из небольшого объёма в окружающую пустоту, образуя сферическое газовое облако с чётким фронтом расширения, за пределами которого — вакуум. Это популярное представление ошибочно[6]. На самом деле Большой взрыв происходил во всех точках пространства одновременно и синхронно, нельзя указать на какую-либо точку как на центр взрыва, в пространстве нет крупномасштабных градиентов давления и плотности и нет никаких границ или фронтов, отделяющих расширяющееся вещество от пустоты[6]. Большой взрыв следует представлять как расширение самого пространства вместе с содержащейся в нём материей, которая в среднем в каждой данной точке покоится.
Проблема начальной сингулярности
Экстраполяция наблюдаемого расширения Вселенной назад во времени приводит, при использовании общей теории относительности и некоторых других альтернативных теорий гравитации, к бесконечной плотности и температуре в конечный момент времени в прошлом. Размеры Вселенной тогда равнялись нулю — она была сжата в точку. Это состояние называется космологической сингулярностью (часто космологическую сингулярность образно называют «рождением» Вселенной). Невозможность избежать сингулярности в космологических моделях общей теории относительности была доказана, в числе прочих теорем о сингулярностях, Р. Пенроузом и С. Хокингом в конце 1960-х годов.
Теория Большого взрыва не даёт никакой возможности говорить о чём-либо, что предшествовало этому моменту (потому что наша математическая модель пространства-времени в момент Большого взрыва теряет применимость, при этом теория вовсе не отрицает возможность существования чего-либо до Большого взрыва). Это сигнализирует о недостаточности описания Вселенной классической общей теорией относительности.
Насколько близко к сингулярности можно экстраполировать известную физику, является предметом научных дебатов, но практически общепринято, что допланковскую эпоху рассматривать известными методами нельзя. Проблема существования сингулярности в данной теории является одним из стимулов построения квантовой и других альтернативных теорий гравитации, которые стараются разрешить эту проблему.
Существует несколько гипотез о возникновении видимой части Вселенной[7]:
Дальнейшая эволюция Вселенной
Согласно теории Большого взрыва, дальнейшая эволюция зависит от экспериментально измеримого параметра — средней плотности вещества в современной Вселенной. Если плотность не превосходит некоторого (известного из теории) критического значения, Вселенная будет расширяться вечно, если же плотность больше критической, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию. Современные наблюдательные данные показывают, что средняя плотность в пределах экспериментальной погрешности (доли процента) равна критической[17].
Есть ряд вопросов, на которые теория Большого взрыва ответить пока не может, однако основные её положения обоснованы надёжными экспериментальными данными, а современный уровень теоретической физики позволяет вполне достоверно описать эволюцию такой системы во времени, за исключением самого начального этапа — порядка сотой доли секунды от «начала мира». Для теории важно, что эта неопределённость на начальном этапе фактически оказывается несущественной, поскольку образующееся после прохождения данного этапа состояние Вселенной и его последующую эволюцию можно описать вполне достоверно.
Кроме теории расширяющейся Вселенной, существовала также теория, что Вселенная стационарна — то есть не эволюционирует и не имеет ни начала, ни конца во времени. Часть сторонников такой точки зрения отвергала расширение Вселенной, а красное смещение объясняют гипотезой о «старении» света. Однако, как выяснилось, эта гипотеза противоречит наблюдениям, например, наблюдаемой зависимости продолжительности вспышек сверхновых от расстояния до них[22][23][24]. Другой вариант, не отрицающий расширения Вселенной, представлен теорией стационарной Вселенной Ф. Хойла. Она также плохо согласуется с наблюдениями[24].
В некоторых теориях инфляции (например, вечной инфляции) наша наблюдаемая картина Большого взрыва соответствует положению лишь в наблюдаемой нами части Вселенной (Метагалактике), но не исчерпывает всю Вселенную.
Кроме того, в теории Большого взрыва не рассматривается вопрос о причинах возникновения сингулярности, или материи и энергии для её возникновения, обычно просто постулируется её безначальность. Считается, что ответ на вопрос о существовании и происхождении начальной сингулярности даст теория квантовой гравитации.
Есть также некоторое число наблюдательных фактов, плохо согласующихся с изотропностью и однородностью наблюдаемой Вселенной: наличие преимущественного направления вращения галактик[25][26], неоднородности в распределении галактик на наибольших доступных масштабах, ось зла.
В официальной науке СССР теория Большого взрыва сначала была воспринята с настороженностью. Так, в 1955 г. один советский автор писал: «Марксистско-ленинская доктрина о бесконечной Вселенной является фундаментальной аксиомой в основании советской космологии… Отрицание или избегание этого тезиса… неизбежно ведет к идеализму и фидеизму, то есть, в конечном итоге, к отрицанию космологии и, таким образом, не имеет ничего общего с наукой»[27]. Хотя теория Большого взрыва и была, в конце концов, воспринята советскими учеными и философами, тем не менее до самого распада СССР в философских словарях был закреплен постулат о бесконечности и вечности материи. При этом декларировалось, что теория Большого взрыва справедлива лишь для Метагалактики, а Метагалактика — это ещё не вся Вселенная, «Большой взрыв» — не начало Вселенной, а всего лишь очередной переход несотворимой и неуничтожаемой материи из одного состояния в другое[28][неавторитетный источник? 1848 дней]. В 3-м издании Большой советской энциклопедии сказано: «Факт взаимного удаления галактик, составляющих Метагалактику, свидетельствует о том, что некоторое время тому назад она находилась в качественно ином состоянии и была более плотной… Возраст Метагалактики иногда принимают за возраст Вселенной, что характерно для сторонников отождествления Метагалактики со Вселенной в целом. Действительно, гипотеза о существовании во Вселенной многих метагалактик, расположенных просто на некоторых расстояниях друг от друга, не находит никаких подтверждений. Однако следует принимать во внимание возможность более сложных соотношений между Метагалактикой и Вселенной в целом и даже между отдельными метагалактиками: в столь больших объёмах пространства принципы евклидовой геометрии оказываются уже неприменимыми. Эти соотношения могут быть сложны и в топологическом отношении. Нельзя исключать и возможность того, что каждая заряженная элементарная частица может быть эквивалентна целой системе галактик, то есть состоять из такой системы. Возможности таких, более сложных соотношений, должны также учитываться космологией. Поэтому ещё преждевременно говорить, что имеются какие-либо данные о возрасте Вселенной в целом»[29].
Теория и религия
22 ноября 1951 года Папа Римский Пий XII объявил, что теория Большого взрыва не противоречит католическим представлениям о создании мира[30][31]. В православии также существует положительное отношение к этой теории[32]. Консервативные протестантские христианские конфессии также приветствовали теорию Большого взрыва как поддерживающую историческую интерпретацию учения о творении[33]. Некоторые мусульмане стали указывать на то, что в Коране есть упоминания Большого взрыва[34][35]. Согласно индуистскому учению, у мира нет начала и конца, он развивается циклично[36][37], однако в «Энциклопедии индуизма» говорится, что теория напоминает, что всё произошло от Брахмана, который «меньше атома, но больше самого громадного»[38].
ru-wiki.org
Большой взрыв Википедия
| Космология |
| Изучаемые объекты и процессы |
|
| История Вселенной |
|
| Наблюдаемые процессы |
|
| Теоретические изыскания |
|
Согласно теории Большого взрыва, Вселенная в момент образования была в чрезвычайно плотном и горячем состоянии, называемом космологической сингулярностью Большо́й взрыв (англ. Big Bang) — общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной[1], а именно — начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.
Обычно сейчас сочетают теорию Большого взрыва и модель горячей Вселенной, но эти концепции независимы и исторически существовало также представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва. Именно сочетание теории Большого взрыва с теорией горячей Вселенной, подкрепляемое существованием
ru-wiki.ru
| Большой взрыв Считается, что формирование Вселенной началось с Большого Взрыва, до этого времени нельзя даже говорить о протяженности и размерах. Не было ничего, кроме точки. В 30-х годах развивается квантовая механика. В это же время был сформулирован «принцип неопределенности», его автором был лауреат Нобелевской премии физик Вернер Гейзенберг. Суть «принципа неопределенности» сводится к следующему: сопряженные переменные не могут быть одновременно измерены с произвольной точностью, то есть это касается и скорости, и положения какой-либо частицы или тела. Минимальная длина (одна из сторон протяженности) зарождающейся Вселенной составляла 10 -35 степени, ее называли «длиной Планка». Образование такой малой, буквально микроскопической Вселенной, знаменует «точку зеро». На заре образования Вселенная была настолько горячей, что материя не могла принять какую-либо определенную форму, четыре главные силы были унифицированы. Представим, что происходит по мере нагревания материи - от повышения температуры растет энергия, молекулы распадаются на атомы, атомы, в свою очередь, - на ядра и электроны. Затем ядра распадаются на протоны и нейтроны. Ясно, что в очень горячей Вселенной обычная материя не могла существовать, она присутствовала в виде «пара» и радиации. Вселенная расширялась и постепенно начала охлаждаться. Соответственно, четыре силы, существовавшие вместе, начали распадаться, первая - сила гравитации (10-43 секунд после точки зеро), затем ядерная большая и ядерная слабая сила и, наконец, электромагнитная сила. Расширение Вселенной. Наблюдения за радиоволнами свидетельствуют о том, что во всех частях неба существует излучение. Оно представляет собой своего рода космическое эхо Взрыва, который дал толчок к образованию Вселенной, в которой мы живем. Особенность этих радиоволн заключается в том, что время, необходимое свету для пересечения всей Вселенной и передачи информации, превышает возраст видимой Вселенной. В связи с этим неудивительно, что излучение, поступающее к нам из разных областей космоса, имеет неодинаковые характеристики - просто разные космические зоны не успели «обменяться новостями». Эта особенность существовала еще и в те времена, когда Вселенная имела не такую огромную протяженность. Древнейшее излучение подтверждает, что, вне всякого сомнения, существовал обмен информацией, все области космоса отправляли однородную информацию. Астрофизики пытались найти объяснения - почему информация однородная, и многие ученые пришли к выводу, что сразу после зарождения Вселенная увеличивалась очень быстрыми темпами - это так называемое «галопирующее расширение». Расширение Вселенной происходило в геометрической прогрессии -т.е. за один и тот же временной период Вселенная увеличивалась вдвое, затем вчетверо и так далее. Этот период длился недолго, но в результате таких быстрых темпов расширения стерлись существующие на заре появления Вселенной неоднородности. Существует предположение, что вначале на уровне различных областей происходил обмен фотонами, но по мере галопирующего расширения они слишком удалились друг от друга для обмена «посланиями». В настоящее время расширение Вселенной происходит не в таком быстром темпе. До начала галопирующего расширения фотоны имели возможность пересекать космическое пространство, и оно становилось однородным. Это вполне приемлемое объяснение того факта, что реликтовое космическое излучение настолько однородно. Галопирующее расширение происходило при 10-32 секундах после Большого Взрыва, т.е. Вселенная увеличивалась вдвое каждые 10-34 секунды. Появление материи. По мере расширения Вселенной ее температура уменьшалась и постепенно начали формироваться частицы, из которых образовалась материя. Появлялись частицы и античастицы, т.е. корпусколы - основные частицы ядра. Частицы и античастицы образовывали фотоны. Сначала образуются кварки и антикварки, затем протоны и нейтроны. Пока неясно, как именно это произошло, но в определенный момент нарушилась совершенная симметрия между материей и антиматерией в пользу материи. В принципе частицы и античастицы появляются в парах, т.е. не должна преобладать материя или антиматерия. Образование элементов. Понижение температуры достигло такого уровня, при котором стало возможно объединение частиц и образование атомов. Этот момент - формирование первых нейтральных атомов - очень важен, так как материя стала прозрачной для излучения. До этого времени фотоны постоянно сталкивались с частицами, воздействуя на них. Сначала образовались самые простые атомы - атомы водорода, - и только потом в ходе ядерных реакций - атомы гелия. Согласно современным научным теориям, доисторическая Вселенная содержала исключительно водород и гелий (и совсем немного лития). Соотношение было четким - на каждый атом гелия приходилось примерно восемь атомов водорода. В настоящее время гелия больше, а также внутри звезд имеются и тяжелые элементы. После образования первых элементов в течение некоторого времени во Вселенной не происходило ничего нового. Затем по мере расширения Вселенной и понижения температуры материя начала сгущаться - стали образовываться звезды и более сложные структуры, которые мы видим в настоящее время.
 До Большого Взрыва. Теория о Большом Взрыве вписывается в рамки галопирующего расширения Вселенной и позволяет нам объяснить многие данные: и реликтовое излучение с характерной для него однородностью, и соотношение водорода с гелием, и плотность материи Вселенной, и теорию относительности - достижение мысли Человека. Большой Взрыв стоит у истоков Вселенной. Вместе с тем возникает вопрос - а что было до Взрыва? Найти точный ответ невозможно, можно говорить только о том как развивалась ситуация после него. И все же существуют гипотезы, согласно которым наша Вселенная могла сформироваться внутри какой-либо другой Вселенной, т.е. можно принять идею о своеобразной «иерархии» миров. Конечно, это невозможно аргументировать и проверить. Можно толь предположить, что и в составе нашей Вселенной есть другие, неведомые нам. Возможно, они находятся в процессе формирования! В конце концов, может быть, мы их не видим из-за несовершенства аппаратуры. Мы уже говорили о то, что квантовая теория основывается на принципе неопределенности. Согласно этому принципу дополнительные физические величины не могут одновременно принимать точные значения. Неточности при одновременном определении дополнительных величин связаны соотношением неопределенностей. Неопределенность энергии системы связана со временем существования самой системы. Этот принцип не исключает постоянного образования эфемерных систем, в которых частицы и античастицы будут иметь непродолжительное существование жизнь во Вселенной связанных с энергией, равной нулю. Подобная интерпретация квантовой теории означает, что означает, что вечная жизнь во Вселенной связанна с энергией, равной нулю. Конечно, такое утверждение может показаться необоснованным, учитывая, что сила притяжения связана с источником энергии со знаком минус. Получается, что Вселенная образовалась из ничего. Итак, есть определенные предположения, есть некоторые наработки в плане наблюдений, но вопрос «Откуда все происходит?» пока остается без ответа.
|
astro.kosmos-x.net.ru
