Сколько лет назад был большой взрыв


На протяжении веков люди смотрели на звезды и задавались вопросом, как вселенная превратилась в то, чем она является сегодня. Это было предметом религиозных, философских и научных дискуссий. Люди, которые пытались раскрыть тайны развития Вселенной, включают таких известных ученых, как Альберт Эйнштейн, Эдвин Хаббл и Стивен Хокинг. Одной из самых известных и общепринятых моделей развития Вселенной является теория большого взрыва.

Хотя теория Большого взрыва известна, она также широко недопонимается. Распространенное ошибочное представление о теории состоит в том, что она описывает происхождение Вселенной. Это не совсем так. Большой взрыв — это попытка объяснить, как вселенная развилась из очень крошечного, плотного состояния в то, чем она является сегодня. Она не пытается объяснить, что инициировало создание Вселенной, или то, что было до Большого взрыва или даже то, что лежит вне Вселенной.


Другое заблуждение в том, что большой взрыв был действительно взрывом. Это тоже неточно. Большой взрыв описывает расширение Вселенной. Хотя некоторые версии теории относятся к невероятно быстрому расширению (возможно, быстрее скорости света), но это все равно не взрыв в классическом смысле.

Понимание теории Большого взрыва – важная задача. Она включает понятия, которые противоречат тому, как мы воспринимаем мир. Самые ранние этапы Большого взрыва сосредоточены на моменте, когда все отдельные силы во Вселенной были частью единой силы. Законы науки начинают нарушать все, что нам известно. В конце концов, мы не можем делать какие-либо научные теории о том, что происходит, потому что сама наука здесь не применяется.

Теория большого взрыва описывает развитие Вселенной с момента, когда она появилась до сегодняшнего дня. Это одна из нескольких научных моделей, которая пытается объяснить, почему вселенная является такой, какой она есть. Теория делает несколько предсказаний, многие из которых были подтверждены данными наблюдений. В результате, это самая популярная и принятая теория развития нашей вселенной.


Самое важное понятие, которое нужно понять, когда речь идет о Большом взрыве, — это расширение. Многие люди думают, что большой взрыв — это момент, когда все материя и энергия во Вселенной были сосредоточены в крошечной точке. Затем эта точка взорвалась, раскидав все вещество в космос, и вселенная родилась. Фактически, большой взрыв объясняет расширение самого пространства, что, в свою очередь, означает, что все, что содержится в пространстве, распространяется отдельно от всего остального.

Сегодня, когда мы смотрим на ночное небо, мы видим галактики, отделенные тем, что кажется огромным пустым пространством. В самые ранние моменты Большого взрыва все вещество, энергия и пространство, которые мы можем наблюдать, были сжаты до области нулевого объема и бесконечной плотности. Космологи называют это сингулярностью.

Какова была вселенная, в начале Большого взрыва? Согласно теории, она был чрезвычайно плотной и жаркой. Во вселенной в эти первые несколько мгновений было много энергии. Но вселенная быстро расширялась, а это означает, что она стала менее плотной и остывшей. По мере того как она расширялась, материя начала формироваться, и излучение начало терять энергию. Всего за несколько секунд вселенная сформировалась из сингулярности, которая простиралась в пространстве.


Одним из результатов Большого взрыва стало формирование четырех основных сил во Вселенной. Этими силами являются: электромагнетизм, сильное ядерное и слабое ядерное взаимодействие, гравитация.

В начале Большого Взрыва эти взаимодействия были частью единой силы. Только вскоре после того, как начался большой взрыв, силы разделились на то, чем они являются сегодня. Как эти силы когда-то были частью единого целого, это загадка для ученых. Многие физики и космологи все еще работают над созданием Великой единой теории, которая объясняет, как четыре силы были объединены и как они соотносятся друг с другом.

ОТКУДА ПОЯВИЛАСЬ ТЕОРИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА

Теория большого взрыва — результат двух разных подходов к изучению Вселенной: астрономии и космологии. Астрономы используют инструменты для наблюдения за звездами и другими небесными телами. Космологи изучают астрофизические свойства Вселенной.

В 1800-х годах астрономы начали экспериментировать с инструментами, называемыми спектроскопами. Спектроскоп — это устройство, которое делит свет на спектр его составляющих длин волн. Спектроскопы показали, что свет из определенного материала, такого как светящаяся трубка водорода, всегда производит одинаковое распределение длин волн, уникальных для этого материала. Стало ясно, что, глядя на распределение длины волны от спектрографа, вы можете выяснить, какие элементы были в источнике света.


Между тем австрийский физик Кристиан Доплер обнаружил, что частота звуковой волны зависит от относительного положения источника звука. Когда к вам подходит шумный объект, звуковые волны изменяют частоту, и поэтому вы воспринимаете звук как другой. Когда объект уходит от вас, звуковые волны растягиваются, и высота звука падает. Это называется эффектом Доплера.

Рассматривая свет как электромагнитную волну, астрономы обнаружили, что у некоторых звезд больше света попадает в красную сторону спектра, чем они ожидали. Они предположили, что это означает, что звезды движутся от Земли. Когда звезды уходят, длины волн от света, который они излучают, растягиваются. Они смещаются в красный конец спектра, потому что эта часть имеет более длинные волны. Космологи называют это явление красным смещением. Красное смещение звезды — это показатель того, как быстро она уходит от Земли. Чем дальше к красному концу спектра свет сдвигается, тем быстрее звезда убегает.

В 1920-х годах астроном по имени Эдвин Хаббл заметил что-то интересное. Скорость звезды оказалась пропорциональной ее расстоянию до Земли. Другими словами, чем дальше от Земли была звезда, тем быстрее она, казалось, убегала от нас. Хаббл предположил, что это означает, что вселенная расширяется.


Открытие Хаббла привело к длительным дебатам, которые все еще бушуют сегодня: какова именно связь между скоростью отдаленного небесного тела и его расстоянием от наблюдателя? Космологи называют это отношение постоянной Хаббла. Хаббл предположил, что оно составляет 464 километра в секунду на мегапарсек. Мегапарсек — это единица расстояния, равная более чем 3.08 x 10 в 22 степени метров.

Оказывается, Хаббл переоценил это число. Это потому, что во времена Хаббла астрономические инструменты были недостаточно чувствительны, чтобы точно измерять расстояние между Землей и небесными телами. По мере совершенствования инструментов ученые уточнили константу Хаббла, но вспыхнула дискуссия о фактической ценности постоянной Хаббла.

Хаббл предположил, что вселенная расширяется с течением времени. Это означало, что миллиарды лет назад вселенная была бы намного меньше и плотнее. Если вы вернетесь достаточно далеко, вселенная рухнет в область с бесконечной плотностью, содержащую всю материю, энергию, пространство и время Вселенной. В некотором смысле, теория Большого взрыва появилась в результате обратной инженерии.

У некоторых людей была настоящая проблема с этой теорией. Среди них был известный физик Альберт Эйнштейн. Эйнштейн согласился с убеждением, что Вселенная была статичной. Статическая вселенная не изменяется. Она всегда была и всегда будет одинаковой. Эйнштейн надеялся, что его работа по общей теории относительности даст ему более глубокое понимание структуры Вселенной.


По завершении своей теории Эйнштейн с удивлением обнаружил, что, согласно его расчетам, вселенная должна расширяться или сокращаться. Поскольку это противоречило его убеждениям в то, что Вселенная была статичной, он искал этому возможные объяснения. Он предложил космологическую константу — число, которое, будучи включенным в его общую теорию относительности, объясняло бы очевидную необходимость расширения Вселенной или сокращения ее.

Когда он столкнулся с выводами Хаббла, Эйнштейн признал, что ошибся. Кажется, что вселенная расширялась, и собственная теория Эйнштейна подтвердила этот вывод. Теория и наблюдения привели к нескольким предсказаниям, многие из которых с тех пор наблюдались.

Одно из этих предсказаний состоит в том, что Вселенная является однородной и изотропной. По сути, это означает, что Вселенная выглядит одинаково независимо от перспективы наблюдателя. На локализованном уровне это предсказание кажется ложным. В конце концов, не каждая звезда имеет солнечную систему таких планет, как наша. Не каждая галактика выглядит одинаково. Но на макроскопическом уровне, охватывающем миллионы световых лет, распределение материи во Вселенной статистически однородно. Это означает, что даже если бы вы были во вселенной, ваши наблюдения за строением вселенной выглядели бы так же, как и здесь, на Земле.


Другое предсказание заключалось в том, что вселенная была бы очень жаркой на самых ранних этапах Большого взрыва. Излучение этого периода было бы феноменально большим, и должны были быть некоторые свидетельства того, что это излучение осталось. Поскольку Вселенная должна быть однородной и изотропной, доказательства должны быть равномерно распределены по всей вселенной. Ученые обнаружили доказательства этого излучения еще в 1940-х годах, хотя в то время они не знали, что это такое. Только в 1960-х годах, когда две отдельные группы ученых обнаружили то, что мы теперь называем космическим микроволновым фоновым излучения. Это остатки интенсивной энергии, испускаемой изначальным огненным шаром в Большом Взрыве. Когда-то было очень жарко, но теперь вселенная охладилась до холодного 2,725 Кельвина (или -270,4 градуса по Цельсию).

Из-за ограничений законов науки мы не можем догадываться о том, как возникла Вселенная. Вместо этого мы можем посмотреть на период, следующий за созданием Вселенной. Прямо сейчас, самый ранний момент, о котором говорят ученые, происходит при t = 1 x 10 в -43 степени секунд («t» означает время после создания Вселенной). Другими словами, возьмите число 1,0 и переместите запятую влево 43 раза.


В самые ранние моменты Большого взрыва вселенная была настолько мала, что классическую физику к ней не применить. Вместо этого большую роль играет квантовая физика. Квантовая физика рассматривает физику в субатомном масштабе. Мне кажется, что большая часть поведения частиц в квантовом масштабе кажется нам странной, потому что частицы, похоже, бросают вызов нашему пониманию классической физики. Ученые надеются обнаружить связь между квантовой и классической физикой, которая даст нам гораздо больше информации о том, как работает Вселенная.

При t = 1 × 10 в -43 степени секунд Вселенная была невероятно маленькой, плотной и горячей. Эта однородная Вселенной охватывала область только в 1 x 10 в -33 степени сантиметров. Сегодня тот же самый участок пространства охватывает миллиарды световых лет. На этом этапе теоретики большого взрыва полагают, что материя и энергия неразделимы. Четыре первичные силы Вселенной были также одной объединенной силой. Температура этой вселенной составляла 1 x 10 в 32 степени Кельвин (или 1 x 10 в 32 степени градусов по Цельсию). По мере того как крошечные доли секунды проходили, вселенная быстро расширялась. Космологи ссылаются на расширение вселенной как на инфляцию. Вселенная удваивалась по размеру несколько раз менее чем за секунду.


Когда Вселенная расширилась, она остыла. Приблизительно t = 1 × 10 в -35 степени секунд, материя и энергия разделились. Космологи называют это этапом образования барионной материей (бариогенез) — это тот вид материи, который мы можем наблюдать. Напротив, мы не можем наблюдать темную материю, но мы знаем, что она существует по тому, как она влияет на энергию и другую материю. Во время бариогенеза вселенная заполнялась почти равным количеством вещества и антиматерии. Было больше материи, чем антиматерии, поэтому, когда большинство частиц и античастиц уничтожили друг друга, некоторые частицы выжили. Эти частицы позже объединились, чтобы сформировать все материю во Вселенной.

Следующий за этим квантовым возрастом шел период космической космологии. Этот период начинается с t = 1 x 10 в -11 степени секунд. Это этап, который ученые могут воссоздать в лабораторных условиях с ускорителями частиц. Это означает, что у нас есть некоторые экспериментальные данные о том, какой вселенная должна была быть в это время. Единая сила разбилась на составляющие. Силы электромагнетизма и слабая ядерная сила отделились. Фотоны превосходили численность материи, но вселенная была слишком плотной, чтобы свет сиял внутри нее.

Затем наступил период стандартной космологии, который начинается через 0,01 секунды после начала Большого Взрыва.
этого момента ученые считают, что они хорошо справляются с тем, как эволюционировала Вселенная — продолжала расширяться и охлаждаться, и субатомные частицы, образовавшиеся во время бариогенеза, начали связываться. Они образовали нейтроны и протоны. К тому времени, когда прошла полная секунда, эти частицы могли образовывать ядра легких элементов, таких как водород (в виде его изотопа, дейтерия), гелия и лития. Этот процесс известен как нуклеосинтез. Но вселенная была слишком плотной и горячей для электронов, чтобы присоединиться к этим ядрам и сформировать устойчивые атомы.

Многое произошло в эту первую секунду Большого взрыва. Но это только начало истории.

Продолжение следует…

Источник: zen.yandex.com

«Биг бэнг»

Так звучит по-английски словосочетание «Большой Взрыв». Впервые этот термин использовал в одной из своих лекций выдающийся астроном и писатель Фред Хойл, обозначив им момент начала расширения Вселенной.

Зная скорости «разбегания» галактик, не так уж сложно определить момент, когда оно началось. По самым точным оценкам, это случилось примерно 13,73 млрд лет назад.

Именно тогда материя, из которой впоследствии возникли все объекты Вселенной, получила ту скорость, с которой она и сегодня продолжает разлетаться.

А до того вся материя находилась в чрезвычайно малом объеме и в таком состоянии, о котором современные физики могут только строить догадки. Ученые называют его сингулярностью — особым состоянием, для которого характерны бесконечно большая плотность и температура вещества.

Существование сингулярности было математически строго доказано еще в 1967 г. Стивеном Хокингом. Однако главная проблема в другом — никакие данные о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут нам дать никакой информации о том, что происходило до этого.

От атома до галактики

Спустя всего несколько часов после того как закончилась первоначальная «суматоха» Большого Взрыва, уже существовали ядра гелия и других элементов — например, лития.

Затем около миллиона лет Вселенная продолжала просто расширяться и ничего существенного не происходило.

Наконец температура понизилась до нескольких тысяч градусов, энергия движения электронов и ядер стала недостаточной для того, чтобы преодолевать силу электромагнитного притяжения, и они начали объединяться в атомы.

Вселенная в целом продолжала бы расширяться и остывать, но в областях, где плотность была выше средней, расширение тормозилось гравитационным притяжением избыточного вещества.

Под действием этого притяжения расширение не просто тормозилось, а сменялось сжатием. По мере сжатия тяготение окружающего вещества придавало этим областям едва заметное вращение. Чем меньший объем занимало вещество, тем быстрее становилось вращение.

Наконец, когда размеры такой области становились достаточно небольшими, ее вращение ускорялось настолько, что могло уравновесить силы гравитации. Так образовались вращающиеся спиральные галактики.

Другие плотные области Вселенной, не получившие «толчка извне», превратились в эллиптические галактики. В таких областях гравитации противодействует обращение отдельных частей галактики вокруг ее центра, тогда как звездная система в целом не вращается.

Первоначальные галактики представляли собой скопления водородно-гелиевого газа, которые со временем стали распадаться на небольшие облака — глобулы.

Эти облака, в свою очередь, сжимались под действием собственного тяготения. При сжатии атомы в них сталкивались, и температура газа росла, пока не достигала величины, необходимой для начала реакций ядерного синтеза, похожих на управляемый взрыв термоядерной бомбы. Так рождалось первое поколение звезд.

Рождение пространства и времени

«Большой Взрыв» — всего лишь образное выражение, не описывающее истинную картину того, что произошло в момент возникновения Вселенной.

Взрыв в физическом смысле слова — это резкое повышение давления и температуры газа, распространяющееся в окружающей среде.

Ничего подобного взрыву уже существовавшей «глыбы» вещества в вакууме тогда не происходило. Прежде всего потому, что пространства вне Вселенной не существует.

Большой Взрыв следует рассматривать как такое событие, в результате которого возникло не только вещество, но и пространство.

Научная картина «сотворения мира» оказалась глубже той, что описана в Библии, так как она изображает не только сотворение материи, но и пространства и даже… времени.

Поэтому Большой Взрыв — это не грандиозное событие, которое произошло во Вселенной, это самозарождение Вселенной — целиком и буквально «из ничего».

Многие специалисты-космологи убеждены, что времени до Большого Взрыва не существовало, поэтому нет смысла говорить о том, что было «до того».

Один из главных уроков новой физики заключается в том, что пространство и время существуют не сами по себе, а составляют неотъемлемую часть физического мира. И если Большой Взрыв ознаменовал рождение физического мира, то пространство и время возникли как раз в момент Большого Взрыва.

Между прочим, идея отождествления момента рождения Вселенной с началом времени далеко не нова. Еще в 4 в. н. э. Святой Августин, крупнейший христианский философ и богослов, писал: «Мир сотворен с временем, но не во времени».

После сингулярности

Обычную физику невозможно использовать для описания состояния сингулярности. Описанию поддается лишь период, наступивший через 10-40 с после начала Большого Взрыва, когда средняя температура и плотность вещества начали постепенно снижаться и возникла гравитация.

В этот момент ранняя Вселенная представляла собой однородную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением.

В результате дальнейшего расширения и охлаждения во Вселенной произошли явления, отдаленно напоминающие конденсацию жидкости из газа, однако речь идет не об атомах, которых еще не существовало, а о мельчайших элементарных частицах — кварках и глюонах, которые образовали нечто вроде раскаленной плазмы.

На следующем этапе кварки и глюоны объединились, образовав более крупные протоны и нейтроны. Одновременно происходило образование и вещества, и антивещества, которые взаимодействовали, превращаясь в излучение.

Дальнейшее снижение температуры Вселенной привело к образованию элементарных частиц в их современной форме. Затем наступила эпоха синтеза атомных ядер, при которой протоны, объединяясь с нейтронами, образовали ядра дейтерия и гелия.

Постепенно гравитация стала главной силой во Вселенной а через 380 тыс. лет после Большого Взрыва температура снизилась настолько, что стало возможным существование атомов водорода.

С этого момента материя стала прозрачной для излучения, которое, свободно распространяясь в пространстве, существует и сегодня в виде реликтового излучения.

До сих пор остается немало вопросов, на которые теория Большого Взрыва не дает ответа, однако ее основные положения подтверждаются экспериментальными данными.

Рождение материи

«Странное» инфляционное состояние очень неустойчиво и вскоре сменяется состоянием обычной горячей материи с положительным давлением.

Тут гравитация вступает в свои права, и «отталкивание» сменяется «притяжением». Это происходит потому, что за микроскопическую долю секунды Вселенная расширилась в миллион миллионов миллионов миллионов миллионов раз, и все неоднородности — вспомните надуваемый воздушный шарик! — просто «разгладились».

Через секунду после Большого Взрыва температура Вселенной упала приблизительно до 10 млрд градусов Цельсия — это в тысячу раз больше, чем в центре Солнца. В то время в ней присутствовали главным образом фотоны, электроны, нейтрино и их античастицы, а также значительно меньшее количество протонов и нейтронов.

Все эти частицы обладали настолько высокой энергией, что, сталкиваясь, порождали множество различных пар частица-античастица. Некоторые из таких вновь возникших частиц, сталкиваясь со своими близнецами-античастицами, взаимно уничтожались (аннигилировали), выделяя огромную энергию.

В конечном счете, большая часть электронов и позитронов аннигилировали друг с другом, произведя большое количество фотонов и оставив относительно мало электронов.

Приблизительно через 100 с после Большого Взрыва Вселенная остыла до одного миллиарда градусов — температуры недр самых горячих звезд. В этих условиях протоны и нейтроны начали сливаться, образуя ядра дейтерия (тяжелого водорода), которые содержат один протон и один нейтрон.

Продолжая присоединять протоны и нейтроны, ядра дейтерия могли превратиться в ядра гелия, состоящие из пары протонов и пары нейтронов. В общей сложности около четверти всех протонов и нейтронов объединились в ядра гелия, тогда как остальные протоны стали ядрами обычных атомов водорода.

Эйнштейн удивился

Конечно, пример с надувным шариком — всего лишь аналогия с реально существующим трехмерным пространством. Подобных областей нет во Вселенной. Однако и трехмерное пространство способно «растягиваться» — это вытекает из общей теории относительности Эйнштейна.

Решая уравнения, описывающие в самом общем виде поведение материи во Вселенной (задолго до открытий Э. Хаббла), сам создатель теории обнаружил, что Вселенная может оказаться нестабильной — постоянно меняющейся.

Удивившись и не поверив в такую возможность, Эйнштейн ввел в свои уравнения произвольный член, который как бы обеспечивал «устойчивость» мироздания — на бумаге, а не в действительности.

А русский астрофизик и математик А. Фридман спустя несколько лет получил решение без этой величины и пришел к выводу, что Вселенная просто обязана либо расширяться, либо сжиматься. Что и происходит на самом деле.

Однако хоть мы и видим, как далекие галактики «разбегаются», это вовсе не означает, что мы находимся в центре расширяющейся Вселенной; с тем же успехом любую точку на поверхности раздувающегося воздушного шара можно считать ее центром. Таким образом, Вселенная просто увеличивается в размере.

Где находится «точка взрыва»?

Для большей наглядности закон Хаббла можно пояснить следующим образом.

Когда-то давно Вселенная образовалась в результате Большого Взрыва. В момент взрыва различные частицы материи (осколки) получили различные скорости. Те из них, которые получили большие скорости, к настоящему моменту успели улететь дальше, чем те, которые получили меньшие скорости.

Если провести расчет, то окажется, что зависимость расстояния от скорости — линейная. Кроме того, эта зависимость одна и та же для всех точек пространства, то есть по наблюдениям за разлетающимися осколками невозможно обнаружить «точку взрыва»: с «точки зрения» каждого осколка, именно он находится в центре.

Однако следует помнить, что расширение Вселенной невозможно описать с помощью классической механики. Для этого и была создана теория относительности.

Источник: vunderkind.info

Большой взрыв

Все начинается с Большого взрыва, который «является моментом времени, а не точкой в ​​пространстве», — сказал в интервью Live Science Шон Кэрролл, физик-теоретик из Калифорнийского технологического института. В частности, это момент, когда началось само время, момент, с которого были подсчитаны все последующие моменты. Несмотря на свое известное прозвище, Большой взрыв на самом деле не был взрывом, скорее это был период, когда Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной, и пространство начало расширяться во всех направлениях одновременно. Хотя модель Большого взрыва утверждает, что Вселенная была бесконечно малой точкой бесконечной плотности, это всего лишь допущение (мы не знаем точно, что происходило тогда).

Эра космической инфляции

В течение первых 0,0000000000000000000000000000001 секунды после Большого взрыва космос экспоненциально увеличился в размерах, разобщая области Вселенной, которые ранее были в тесном контакте. Эта эра, известная как инфляция, остается гипотетической, но космологам нравится идея, потому что она объясняет, почему обширные области пространства кажутся такими похожими друг на друга, несмотря на то, что их разделяют огромные расстояния.

Кварк-глюонная плазма

Спустя несколько миллисекунд после Большого взрыва, ранняя Вселенная была очень горячей. Учёные предполагают, что её температура была между 4 и 6 триллионами градусов по Цельсию. При таких температурах, элементарные частицы, называемые кварками, которые обычно тесно зажаты внутри протонов и нейтронов, свободно передвигались, а глюоны, являющиеся переносчиками сильного взаимодействия, были смешаны с этими кварками в первичном бульоне. Исследователям удалось создать аналогичные условия в ускорителях частиц на Земле. Но труднодостижимое состояние длилось всего несколько долей секунды, как в земных атомах, так и в ранней Вселенной.

Ранняя эпоха

На следующем этапе времени было много событий, которые начались примерно через несколько тысячных секунды после Большого взрыва. Когда космос расширялся, он остывал, и вскоре условия были достаточно мягкими, чтобы кварки могли объединиться в протоны и нейтроны. Спустя одну секунду после Большого взрыва плотность Вселенной упала настолько, что нейтрино (самые легкие и наименее взаимодействующие фундаментальные частицы) смогли улететь вперед, создавая так называемый «фон космических нейтрино», который ученым еще предстоит обнаружить.

Первые атомы

В течение первых 3 минут жизни Вселенной протоны и нейтроны сливались воедино, образуя изотоп водорода, называемый дейтерием, а также гелий и небольшое количество лития. Но как только температура упала, этот процесс прекратился. Наконец, через 380 000 лет после Большого взрыва стало достаточно прохладно, чтобы водород и гелий могли соединиться со свободными электронами, создав первые нейтральные атомы. Фотоны, которые ранее сталкивались с электронами, теперь могли двигаться без помех, создавая реликтовое излучение.

Темные века

В течение очень долгого времени между 380 000 лет и 550 млн лет после Большого взрыва во Вселенной ничто не излучало свет. Она была заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением и излучением атомарного водорода на волне 21 см. Звезды, квазары и другие яркие источники отсутствовали. Нам чрезвычайно сложно изучать этот временной отрезок в жизни Вселенной, потому что все наши знания исходят от звездного света.

Первые звезды

Примерно между 550 млн лет и 800 млн лет после Большого взрыва плотность молекулярных облаков увеличивались достаточно, чтобы они могли коллапсировать в плазменный шары (первые звезды). Вселенная вступила в новый период, известный как «реионизация», потому что горячие фотоны, излучаемые ранними звездами и галактиками, делили нейтральные атомы водорода в межзвездном пространстве на протоны и электроны, процесс, известный как ионизация.

Возникновение галактик

Маленькие ранние галактики начали сливаться в более крупные галактики, и примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва в их центрах образовались сверхмассивные черные дыры.

Средние годы Вселенной

Вселенная продолжала развиваться в течение следующих нескольких миллиардов лет. Участки более высокой плотности из первичной вселенной гравитационно притягивали материю к себе. Они медленно превращались в галактические скопления и длинные нити газа и пыли, создавая прекрасную волокнистую космическую сеть, которую можно увидеть сегодня.

Рождение Солнечной системы

Около 4,5 миллиардов лет назад из-за гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвёздного молекулярного облака. Большая часть вещества оказалась в гравитационном центре коллапса с последующим образованием звезды — Солнца. Вещество, не попавшее в центр, сформировало вращающийся вокруг него протопланетный диск, из которого в дальнейшем сформировались планеты, их спутники, астероиды и другие малые тела Солнечной системы.

Земля и человечество

В этом третьем, водном мире, между 3,5 и 3,8 миллиардами лет назад появились крошечные, простые микробы. Со временем эти формы жизни эволюционировали в различных морских монстров и гигантских, поедающих листья динозавров. В конце концов, около 200 000 лет назад, появились мы — существа способные любоваться нашей таинственной Вселенной и пытающиеся узнать, как все произошло.

Конец или нет?

Конечно, это не конец. Физики до сих пор не знают, что ждет Вселенную. Это зависит от темной энергии, все еще таинственной силы, разрывающей космос, свойства которой еще не были хорошо изучены.

В одном возможном будущем Вселенная будет продолжать расширяться вечно, достаточно долго, чтобы все звезды во всех галактиках исчерпали топливо, и даже черные дыры испарились бы в ничто, оставив позади мертвый космос, пропитанный инертной энергией. Или гравитация в конце концов преодолеет силу расширения темной энергии, объединив всю материю обратно в своего рода обратный Большой взрыв, известный как Большое сжатие.

Источник: sci-news.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.