Теория большого взрыва теория происхождения мира


«Большой взрыв» — это научная теория о том, как зародились звезды, блохи и все то, что мы видим сегодня.

Теория

Вселенная начиналась как очень горячая, маленькая и плотная сверхсила (сочетание четырех фундаментальных сил), без звезд, атомов, формы и структуры (называемой «сингулярностью»). Около 13,8 миллиардов лет назад пространство расширилось невероятно быстро, словно произошел большой взрыв. Он и образовал галактики, звездные системы, планеты и стал точкой отсчета возникновения всего сущего. В 1927 году Жорж Леметр впервые заметил, что расширяющуюся вселенную можно проследить во времени до исходной точки. Кстати, она все еще расширяется и становится все холоднее. Ученые, изучающие космологию, согласны с тем, что теория Большого Взрыва соответствует тому, что они наблюдают сейчас.


Название

Название теории возникло во время радиоэфира на шоу Фреда Хойла. Он не знал как обозвать это открытие и в шутку обозначил его как "Большой Взрыв". Ученые посчитали характеристику не совсем верной, однако она показалась им забавной, и они, все-таки, решились утвердить Теорию Большого Взрыва, как официальное название.

Доводы "за"

Правдоподобность Теории Большого Взрыва подкрепляется многочисленными наблюдениями ученых. Самое важное — красное смещение очень далеких галактик. Так называемый "Redshift" — это эффект Доплера, возникающий в свете. Когда объект удаляется от Земли, его лучи уходят в более красный, нежели сам объект, цвет. Красные волны являются самыми длинными из волн в видимом спектре, и чем больше красное смещение, тем быстрее объект удаляется. Измеряя красное смещение, ученые доказали, что Вселенная расширяется, и научились вычислять, с какой скоростью. Благодаря очень точным подсчетам, специалисты уверенны, что, еще около 13,8 миллиардов лет назад, вселенная являлась сингулярностью. Поскольку, при расширении, большинство вещей становятся холоднее, ученые полагают, что, в начале всех начал, Вселенная была невероятно малой и очень горячей.


Другие наблюдения, которые поддерживают достоверность теории Большого взрыва, — это количество химических элементов во Вселенной. Количество очень легких элементов, таких как водород, гелий и литий, похоже, согласуется с теорией Большого Взрыва. Ученые также обнаружили фоновое космическое излучение. Это излучение — не что иное, как радиоволны, и они повсюду. Это излучение сейчас очень слабое и холодное, но давным-давно оно было весьма сильным и невообразимо горячим.

Альтернативное мнение

Можно сказать, что время до Большого взрыва не имело никакого значения. Если «Большой взрыв» был началом времени, то перед ним не было ни одной Вселенной, поскольку не было самого «раньше». Другие идеи говорят о том, что Большой взрыв не был началом времени 13,8 миллиардов лет назад. Вместо этого, как они гласят, перед Большим Взрывом существовала совершенно другая вселенная, и она, возможно, сильно отличалась от той, которую мы знаем сегодня, и, рано или поздно, нашу вселенную постигнет участь ухода в сингулярность, чтобы переродиться в нечто новое.

К сожалению, уровень развития человечества, на данный момент не позволяет нам упорядочить весь хаос в голове и понять саму суть времени. А хотелось бы!

Источник: zen.yandex.ru

Согласно теории Большого взрыва – одного из главных претендентов, пытающихся объяснить, как возникла Вселенная – вся материя в космосе существовала в форме, меньшей субатомной частицы.


Когда вы думаете об этом, возникает еще более сложный вопрос: что существовало незадолго до того, как произошел большой взрыв?

Сам вопрос предшествует современной космологии, по крайней мере, на 1600 лет. Богослов четвертого века святой Августин задавался вопросом о том, что существовало до того, как Бог сотворил вселенную. Он пришел к выводу, что библейская фраза «В начале» подразумевает, что Бог ничего не делал раньше. Более того, Августин утверждал, что мир не был создан Богом в определенное время, но время и вселенная были созданы одновременно.

В начале 20-го века Альберт Эйнштейн пришел к очень похожим выводам со своей общей теорией относительности. Просто учтите влияние массы на время. Огромная масса планеты искажает время, заставляя человека двигаться на поверхности Земли чуть медленнее, чем спутник на орбите. Разница слишком мала, чтобы заметить ее, но время для человека, стоящего рядом с большим валуном, идет медленнее, чем для человека, стоящего в одиночестве в поле.

Основываясь на работах Эйнштейна, бельгийский космолог преподобный Жорж Леметр опубликовал в 1927 году статью, в которой предлагалось, что вселенная возникла как сингулярность и что Большой взрыв привел к ее расширению.

Следуя этой логике, название этой статьи в корне неверно, время появилось только тогда, когда эта изначальная особенность расширилась до своего нынешнего размера и формы.

Дело закрыто? Увы, нет. В течение десятилетий после смерти Эйнштейна, появление квантовой физики и множество новых теорий воскресили вопросы о вселенной до Большого взрыва.

Наша Вселенная пузырилась из предыдущей?


 

Итак, что, если наша вселенная является порождением другой, более старой вселенной? Некоторые астрофизики предполагают, что эта история написана в реликтовом излучении, оставшемся от Большого взрыва: космический микроволновый фон (КМФ).

Астрономы впервые наблюдали КМФ в 1965 году, и это быстро создало проблемы для теории Большого взрыва — проблемы, которые впоследствии были решены (некоторое время) в 1981 году с помощью теории инфляции. Эта теория влечет за собой чрезвычайно быстрое расширение вселенной в первые несколько мгновений ее существования. Теория также учитывает колебания температуры и плотности в КМФ, но диктует, что эти колебания должны быть равномерными.

Недавние усилия по составлению карт фактически предполагают, что вселенная однобокая, в одних областях больше колебаний, чем в других. Некоторые космологи рассматривают это наблюдение как подтверждающее доказательство того, что наша вселенная «пузырилась» от родительской вселенной, по словам исследователя Калифорнийского технологического института Адриенны Эрикчек.

В теории хаотической инфляции эта концепция идет еще глубже: бесконечное развитие инфляционных пузырьков, каждый из которых становится вселенной, и каждый из этих порождает еще больше инфляционных пузырьков в неизмеримой мультивселенной.

  • 5 теорий, предполагающих, что мы живем в Мультивселенной

Тем не менее, другие модели вращаются вокруг формирования самой сингулярности до Большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о космических уплотнителях мусора, они выступают в качестве главных кандидатов для всего этого первичного сжатия, поэтому наша расширяющаяся вселенная теоретически может быть выходной белой дырой из черной дыры в другой вселенной.

Белая дыра является гипотетической, и действует противоположным образом черной дыры, испуская серьезную энергию и материю, а не засасывая ее. Думайте об этом как о космическом выпускном клапане. Некоторые ученые предполагают, что наша вселенная, возможно, родилась внутри черной дыры, и каждая черная дыра в нашей собственной вселенной может также содержать отдельные вселенные.

  • 10 фактов о черных дырах, которые вы не знали

Но некоторые ученые считают, что вселенная началась не с Большого взрыва, а с Большого отскока.

Большой отскок

Давным-давно средневековые религиозные философы в Индии учили, что вселенная проходит бесконечный цикл творения и разрушения, в котором она развивается из недифференцированной массы в сложную реальность, которую мы видим вокруг нас, прежде чем разрушать себя и начинать заново.


Некоторые современные ученые пришли к идее с поразительными параллелями. Они считают, что вместо Большого взрыва вселенная расширяется и сжимается в цикле, отскакивая назад каждый раз, когда она сжимается до определенного размера. В теории Большого отскока каждый цикл начинался бы с маленькой, гладкой вселенной, которая не была бы столь же крошечной, как сингулярность. Она будет постепенно расширяться, со временем становиться комковатой и деформированной. В конце концов, она достигнет точки, в которой начнет разрушаться и постепенно сгладится, уменьшившись до размера начальной точки. Затем цикл начнется заново.

Чтобы идея Большого отскока сработала, она должна найти способ обойти теоремы сингулярности, разработанные британскими физиками Роджером Пенроузом и Стивеном Хокингом, которые предполагают, что сокращающаяся вселенная сократится до сингулярности таким образом, что массивная умирающая звезда в конечном итоге конденсируется, образуя черную дыру. Эта модель Большого отскока зависит от идеи отрицательной энергии, противодействующей гравитации и обращающей вспять коллапс, так что вселенная и пространство-время будут снова и снова разделяться.

Эти циклы сокращения и расширения будут повторяться примерно раз в триллион лет.

Большой отскок отошел бы от взгляда западной цивилизации на реальность со времен св. Августина, потому что он признал бы, что время действительно существовало до вселенной, как мы ее знаем.

Но будь то Большой взрыв или Большой отскок, вопрос о том, что существовало до нашей нынешней вселенной, остается открытым вопросом. Возможно, ничего. Возможно, другая вселенная или другая наша собственная версия. Возможно, море вселенных, каждый со своим набором законов, диктующих свою физическую реальность.


  • Как устроены звезды: рождение, жизнь и смерть звезд

Вселенная

Источник: qil.ru

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. С 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

Эйнштейн и Вселенная

Восприятие окружающего мира людьми всегда было неоднозначным. Кто-то до сих пор не верит в существование огромной Вселенной вокруг нас, кто-то считает Землю плоской. До научного прорыва в 20 веке существовала всего пара версий происхождения мира. Приверженцы религиозных взглядов верили в божественное вмешательство и творение высшего разума, несогласных иногда сжигали. Была и другая сторона, которая верила, что окружающий нас мир, равно как и Вселенная, бесконечен.

Для многих людей все изменилось тогда, когда в 1917 году с докладом выступил Альберт Эйнштейн, представив широкой публике труд своей жизни – Общую теорию относительности. Гений 20-го века связал пространство-время с материей космоса с помощью выведенных им уравнений. В результате этого получалось, что Вселенная конечна, неизменна в размерах и имеет форму правильного цилиндра.

Альберт Эйнштейн фото величайший гений науки и человечества

На заре технического прорыва опровергнуть слова Эйнштейна не мог никто, поскольку его теория была слишком сложна даже для величайших умов начала 20 века. Поскольку других вариантов не было, модель цилиндрической стационарной Вселенной была принята научным сообществом как общепринятая модель нашего мира. Впрочем, прожить она смогла всего несколько лет. После того, как физики смогли оправиться от научных трудов Эйнштейна и начали разбирать их по полочкам, параллельно с этим начали вноситься коррективы в теорию относительности и конкретные расчеты немецкого ученого.

В 1922 году в журнале «Известия физики» внезапно выходит статья российского математика Александра Фридмана, в которой тот заявляет, что Эйнштейн ошибся и наша Вселенная не стационарна. Фридман объясняет, что утверждения немецкого ученого относительно неизменности радиуса кривизны пространства – заблуждения, на самом деле радиус изменяется относительно времени. Соответственно, Вселенная должна расширяться.

Более того, здесь же Фридман привел свои предположения относительно того, как именно может расширяться Вселенная. Всего модели было три: пульсирующая Вселенная (предположение того, что Вселенная расширяется и сжимается с некоей периодичностью во времени); расширяющаяся Вселенная из массы и третья модель – расширение из точки. Поскольку в те времена других моделей не существовало, за исключением божественного вмешательства, то физики быстро взяли на заметку все три модели Фридмана и начали разрабатывать их в своем направлении.

Александр Александрович Фридман выдающийся физик математик и создатель теории большого взрыва

Работа российского математика слегка уязвила Эйнштейна, и в том же году он публикует статью, в которой высказывает свои замечания относительно трудов Фридмана. В ней немецкий физик пытается доказать верность своих расчетов. Вышло это довольно неубедительно, и когда боль от удара по самооценке немного спала, Эйнштейн выпустил еще одну заметку в журнале «Известия физики», в которой сказал:

«В предыдущей заметке я подверг критике названную выше работу. Однако моя критика, как я убедился из письма Фридмана, сообщенного мне г-ном Крутковым, основывалась на ошибке в вычислениях. Я считаю результаты Фридмана правильными и проливающими новый свет».

Ученым пришлось признать, что все три модели Фридмана появления и существования нашей Вселенной абсолютно логичны и имеют право на жизнь. Все три объясняются понятными математическими расчетами и не оставляют вопросов. Кроме одного: с чего бы Вселенной начинать расширяться?

Теория, которая изменила мир

Заявления Эйнштейна и Фридмана привели к тому, что ученое сообщество всерьез задалось вопросом происхождения Вселенной. Благодаря общей теории относительности появился шанс пролить свет на наше прошлое, и физики не преминули этим воспользоваться. Одним из ученых, попытавшимся представить модель нашего мира, стал астрофизик Жорж Леметр из Бельгии. Примечателен тот факт, что Леметр был католическим священником, но при этом занимался математикой и физикой, что для нашего времени настоящий нонсенс.

Жорж Леметр бельгийский ученый физик католик епископ священник теория большого взрыва

Жорж Леметр заинтересовался уравнениями Эйнштейна, и с их помощью смог вычислить, что наша Вселенная появилась в результате распада некоей суперчастицы, которая находилась вне пространства и времени до начала деления, которое можно фактически считать взрывом. При этом физики отмечают, что Леметр первым пролил свет на рождение Вселенной.

Теория взорвавшегося суператома устроила не только ученых, но также и духовенство, которое было очень недовольно современными научными открытиями, под которые приходилось придумать новые толкования Библии. Большой взрыв не вступал в существенные противоречия с религией, возможно на это повлияло воспитание самого Леметра, который посвятил свою жизнь не только науке, но и служению Богу.

22 ноября 1951 года Папа Римский Пий XII сделал заявление, что Теория большого взрыва не конфликтует с Библией и католическими догмами о возникновении мира. Православные священнослужители также заявили, что относятся к этой теории положительно. Эту теорию относительно нейтрально восприняли и приверженцы других религий, некоторые из них даже сказали, что в их священных писаниях есть упоминания о Большом Взрыве.

Впрочем, несмотря на то, что Теория Большого Взрыва на данный момент является общепринятой космологической моделью, она завела многих ученых в тупик. С одной стороны, взрыв суперчастицы отлично вписывался в логику современной физики, но с другой в результате такого взрыва могли образоваться, в основном, лишь тяжелые металлы, в частности железо. Но, как оказалось, Вселенная состоит, в основном, из сверхлегких газов – водорода и гелия. Что-то не сходилось, поэтому физики продолжили работу над теорией происхождения мира.

Изначально термина «Большой взрыв» не существовало. Леметр и другие физики предлагали лишь скучное название «динамическая эволюционирующая модель», что вызывало зевоту у студентов. Лишь в 1949 году на одной из своих лекций британский астроном и космолог Фрейд Хойл произнес:

«Эта теория основана на предположении, что Вселенная возникла в процессе одного-единственного мощного взрыва и потому существует лишь конечное время… Эта идея Большого взрыва кажется мне совершенно неудовлетворительной».

С тех пор этот термин стал широко использоваться в научных кругах и представлении широкой общественности об устройстве Вселенной.

Откуда появились водород и гелий

Наличие легких элементов поставило физиков в тупик, и многие приверженцы Теории Большого Взрыва задались целью найти их источник. На протяжении многих лет им не удавалось добиться особых успехов, пока в 1948 году гениальный ученый Георгий Гамов из Ленинграда наконец не смог установить этот источник. Гамов был одним из учеников Фридмана, поэтому с удовольствием взялся за разработку теории своего преподавателя.

Георгий Антонович Гамов советский ученый физик популяризатор науки

Гамов постарался представить жизнь Вселенной в обратном направлении, и отмотал время до того момента, когда она только начала расширяться. К тому времени, как известно, человечество уже открыло принципы термоядерного синтеза, поэтому теория Фридмана-Леметра получила право на жизнь. Когда Вселенная была совсем маленькой, она была очень горячей, согласно законам физики.

По мнению Гамова, спустя всего секунду после Большого взрыва, пространство новой Вселенной заполнили элементарные частицы, которые начали взаимодействовать друг с другом. В результате этого начался термоядерный синтез гелия, который смог рассчитать для Гамова математик из Одессы Ральф Ашер Альфер. Согласно подсчетам Альфера, уже спустя пять минут после Большого взрыва Вселенная была заполнена гелием на столько, что даже убежденным противникам Теории Большого Взрыва придется смириться и принять эту модель, как основную в космологии. Своими исследованиями Гамов не только открыл новые пути изучения Вселенной, но также воскресил теорию Леметра.

Несмотря на стереотипы об ученых, им нельзя отказать в романтизме. Свои исследования относительно теории Супергорячей Вселенной в момент Большого взрыва Гамов опубликовал в 1948 году в работе «Происхождение химических элементов». В качестве коллег-помощников он указал не только Ральфа Ашера Альфера, но и Ханса Бете – американского астрофизика и будущего лауреата Нобелевской премии. На обложке книги получилось: Альфер, Бете, Гамов. Ничего не напоминает?

Впрочем, несмотря на то, что труды Леметра получили вторую жизнь, физики до сих пор не могли ответить на самый волнующий вопрос: а что было до Большого Взрыва?

Попытки воскресить стационарную Вселенную Эйнштейна

Не все ученые были согласны с теорией Фридмана-Леметра, но, несмотря на это, им приходилось преподавать в университетах общепринятую космологическую модель. Например астроном Фред Хойл, который сам же и предложил термин «Большой Взрыв», на самом деле считал, что никакого взрыва не было, и посвятил свою жизнь попыткам это доказать.
Хойл стал одним из тех ученых, которые в наше время предлагают альтернативные взгляд на современный мир. Большинство физиков довольно прохладно относятся к заявлениям подобных людей, но это ничуть их не смущает.

Фред Хойл американский астрофизик ученый и сторонник альтернативной модели вселенной

Чтобы посрамить Гамова и его обоснования Теории Большого Взрыва, Хойл вместе с единомышленниками решили разработать свою модель происхождения Вселенной. За ее основу они взяли предложения Эйнштейна о том, что Вселенная стационарна, и внесли некоторые коррективы, предлагающие альтернативные причины расширения Вселенной.

Если приверженцы теории Леметра-Фридмана считали, что Вселенная возникла из одной единственной сверхплотной точки с бесконечно малым радиусом, то Хойл предположил, что материя образуется постоянно из точек, которые находятся между удаляющимися друг от друга галактиками. В первом случае, из одной частицы образовалась вся Вселенная, с ее бесконечным числом звезд и галактик. В другом случае, одна точка дает вещества столько, сколько достаточно для производства всего одной галактики.

Несостоятельность теории Хойла в том, что он так и не смог объяснить, откуда берется то самое вещество, которое продолжает создавать галактики, в которых находятся сотни миллиардов звезд. Фактически Фред Хойл предлагал всем поверить, что структура Вселенной возникает из ниоткуда. Несмотря на то, что многие физики пытались найти решение теории Хойла, никому так и не удалось этого сделать, и спустя пару десятилетий это предложение утратило свою актуальность.

Вопросы без ответов

На самом деле Теория Большого Взрыва также не дает нам ответы на многие вопросы. Например, в уме обычного человека не может уложиться тот факт, что вся окружающая нас материя некогда была сжата в одну точку сингулярности, которая по своим размерам намного меньше атома. И как так получилось, что эта суперчастица нагрелась до такой степени, что запустилась реакция взрыва.

До середины 20 века теория расширяющейся Вселенной так и не была подтверждена экспериментально, поэтому не имела широкого распространения в учебных заведениях. Все изменилось в 1964 году, когда двое американских астрофизиков — Арно Пензиас и Роберт Вильсон – не решили заняться исследованием радиосигналов звездного неба.

Арно Пензиас один из открывателей реликтового излучения нобелевская премия

Сканируя излучение небесных тел, а именно Кассиопеи А (один из мощнейших источников радиоизлучения на звездном небе) ученые заметили какой-то посторонний шум, который постоянно мешал зафиксировать точные данные по излучению. Куда бы они ни направили свою антенну, в какое бы время суток они не начинали свои исследования – этот характерный и постоянный шум всегда преследовал их. Разозлившись до определенной степени, Пензиас и Вильсон решили изучить источник этого шума и неожиданно совершили открытие, которое изменило мир. Они открыли реликтовое излучение, которое является отголоском того самого Большого Взрыва.

Наша Вселенная остывает гораздо медленнее, чем чашка горячего чая, и реликтовое излучение свидетельствует о том, что некогда окружающая нас материя была очень горяча, и теперь охлаждается по мере расширения Вселенной. Таким образом, все теории, связанные с холодной Вселенной, остались за бортом, и на вооружение была окончательно принята Теория Большого Взрыва.

В своих трудах Георгий Гамов предполагал, что в космосе удастся обнаружить фотоны, которые существуют с момента Большого Взрыва, нужно лишь более совершенное техническое оснащение. Реликтовое излучение подтверждало все его предположения относительно существования Вселенной. Также с его помощью удалось установить, что возраст нашей Вселенной составляет примерно 14 миллиардов лет.

Карта реликтового излучения телескоп планк теория большого взрыва

Как и всегда, при практическом доказательстве какой-либо теории, сразу возникает множество альтернативных мнений. Некоторые физики с насмешкой восприняли открытие реликтового излучения как свидетельство Большого Взрыва. Несмотря на то, что Пензиас и Вильсон стали лауреатами Нобелевской премии за свое историческое открытие, появилось множество несогласных с их исследованиями.

Основными аргументами в пользу несостоятельности расширения Вселенной стали несовпадения и логические ошибки. Например, взрыв равноускорил все галактики в космосе, однако вместо того, чтобы удаляться от нас, галактика Андромеды медленно, но верно приближается к Млечному Пути. Ученые предполагают, что эти две галактики столкнутся между собой всего через каких-то 4 миллиарда лет. К сожалению, человечество пока слишком молодо, чтобы ответить на этот и другие вопросы.

Источник: voka.me

Эйнштейн и Вселенная

Восприятие окружающего мира людьми всегда было неоднозначным. Кто-то до сих пор не верит в существование огромной Вселенной вокруг нас, кто-то считает Землю плоской. До научного прорыва в 20 веке существовала всего пара версий происхождения мира. Приверженцы религиозных взглядов верили в божественное вмешательство и творение высшего разума, несогласных иногда сжигали. Была и другая сторона, которая верила, что окружающий нас мир, равно как и Вселенная, бесконечен.

Для многих людей все изменилось тогда, когда в 1917 году с докладом выступил Альберт Эйнштейн, представив широкой публике труд своей жизни – Общую теорию относительности. Гений 20-го века связал пространство-время с материей космоса с помощью выведенных им уравнений. В результате этого получалось, что Вселенная конечна, неизменна в размерах и имеет форму правильного цилиндра.

Альберт Эйнштейн фото величайший гений науки и человечества

На заре технического прорыва опровергнуть слова Эйнштейна не мог никто, поскольку его теория была слишком сложна даже для величайших умов начала 20 века. Поскольку других вариантов не было, модель цилиндрической стационарной Вселенной была принята научным сообществом как общепринятая модель нашего мира. Впрочем, прожить она смогла всего несколько лет. После того, как физики смогли оправиться от научных трудов Эйнштейна и начали разбирать их по полочкам, параллельно с этим начали вноситься коррективы в теорию относительности и конкретные расчеты немецкого ученого.

В 1922 году в журнале «Известия физики» внезапно выходит статья российского математика Александра Фридмана, в которой тот заявляет, что Эйнштейн ошибся и наша Вселенная не стационарна. Фридман объясняет, что утверждения немецкого ученого относительно неизменности радиуса кривизны пространства – заблуждения, на самом деле радиус изменяется относительно времени. Соответственно, Вселенная должна расширяться.

Более того, здесь же Фридман привел свои предположения относительно того, как именно может расширяться Вселенная. Всего модели было три: пульсирующая Вселенная (предположение того, что Вселенная расширяется и сжимается с некоей периодичностью во времени); расширяющаяся Вселенная из массы и третья модель – расширение из точки. Поскольку в те времена других моделей не существовало, за исключением божественного вмешательства, то физики быстро взяли на заметку все три модели Фридмана и начали разрабатывать их в своем направлении.

Александр Александрович Фридман выдающийся физик математик и создатель теории большого взрыва

Работа российского математика слегка уязвила Эйнштейна, и в том же году он публикует статью, в которой высказывает свои замечания относительно трудов Фридмана. В ней немецкий физик пытается доказать верность своих расчетов. Вышло это довольно неубедительно, и когда боль от удара по самооценке немного спала, Эйнштейн выпустил еще одну заметку в журнале «Известия физики», в которой сказал:

«В предыдущей заметке я подверг критике названную выше работу. Однако моя критика, как я убедился из письма Фридмана, сообщенного мне г-ном Крутковым, основывалась на ошибке в вычислениях. Я считаю результаты Фридмана правильными и проливающими новый свет».

Ученым пришлось признать, что все три модели Фридмана появления и существования нашей Вселенной абсолютно логичны и имеют право на жизнь. Все три объясняются понятными математическими расчетами и не оставляют вопросов. Кроме одного: с чего бы Вселенной начинать расширяться?

Теория, которая изменила мир

Заявления Эйнштейна и Фридмана привели к тому, что ученое сообщество всерьез задалось вопросом происхождения Вселенной. Благодаря общей теории относительности появился шанс пролить свет на наше прошлое, и физики не преминули этим воспользоваться. Одним из ученых, попытавшимся представить модель нашего мира, стал астрофизик Жорж Леметр из Бельгии. Примечателен тот факт, что Леметр был католическим священником, но при этом занимался математикой и физикой, что для нашего времени настоящий нонсенс.

Жорж Леметр бельгийский ученый физик католик епископ священник теория большого взрыва

Жорж Леметр заинтересовался уравнениями Эйнштейна, и с их помощью смог вычислить, что наша Вселенная появилась в результате распада некоей суперчастицы, которая находилась вне пространства и времени до начала деления, которое можно фактически считать взрывом. При этом физики отмечают, что Леметр первым пролил свет на рождение Вселенной.

Теория взорвавшегося суператома устроила не только ученых, но также и духовенство, которое было очень недовольно современными научными открытиями, под которые приходилось придумать новые толкования Библии. Большой взрыв не вступал в существенные противоречия с религией, возможно на это повлияло воспитание самого Леметра, который посвятил свою жизнь не только науке, но и служению Богу.

22 ноября 1951 года Папа Римский Пий XII сделал заявление, что Теория большого взрыва не конфликтует с Библией и католическими догмами о возникновении мира. Православные священнослужители также заявили, что относятся к этой теории положительно. Эту теорию относительно нейтрально восприняли и приверженцы других религий, некоторые из них даже сказали, что в их священных писаниях есть упоминания о Большом Взрыве.

Впрочем, несмотря на то, что Теория Большого Взрыва на данный момент является общепринятой космологической моделью, она завела многих ученых в тупик. С одной стороны, взрыв суперчастицы отлично вписывался в логику современной физики, но с другой в результате такого взрыва могли образоваться, в основном, лишь тяжелые металлы, в частности железо. Но, как оказалось, Вселенная состоит, в основном, из сверхлегких газов – водорода и гелия. Что-то не сходилось, поэтому физики продолжили работу над теорией происхождения мира.

Изначально термина «Большой взрыв» не существовало. Леметр и другие физики предлагали лишь скучное название «динамическая эволюционирующая модель», что вызывало зевоту у студентов. Лишь в 1949 году на одной из своих лекций британский астроном и космолог Фрейд Хойл произнес:

«Эта теория основана на предположении, что Вселенная возникла в процессе одного-единственного мощного взрыва и потому существует лишь конечное время… Эта идея Большого взрыва кажется мне совершенно неудовлетворительной».

С тех пор этот термин стал широко использоваться в научных кругах и представлении широкой общественности об устройстве Вселенной.

Откуда появились водород и гелий

Наличие легких элементов поставило физиков в тупик, и многие приверженцы Теории Большого Взрыва задались целью найти их источник. На протяжении многих лет им не удавалось добиться особых успехов, пока в 1948 году гениальный ученый Георгий Гамов из Ленинграда наконец не смог установить этот источник. Гамов был одним из учеников Фридмана, поэтому с удовольствием взялся за разработку теории своего преподавателя.

Георгий Антонович Гамов советский ученый физик популяризатор науки

Гамов постарался представить жизнь Вселенной в обратном направлении, и отмотал время до того момента, когда она только начала расширяться. К тому времени, как известно, человечество уже открыло принципы термоядерного синтеза, поэтому теория Фридмана-Леметра получила право на жизнь. Когда Вселенная была совсем маленькой, она была очень горячей, согласно законам физики.

По мнению Гамова, спустя всего секунду после Большого взрыва, пространство новой Вселенной заполнили элементарные частицы, которые начали взаимодействовать друг с другом. В результате этого начался термоядерный синтез гелия, который смог рассчитать для Гамова математик из Одессы Ральф Ашер Альфер. Согласно подсчетам Альфера, уже спустя пять минут после Большого взрыва Вселенная была заполнена гелием на столько, что даже убежденным противникам Теории Большого Взрыва придется смириться и принять эту модель, как основную в космологии. Своими исследованиями Гамов не только открыл новые пути изучения Вселенной, но также воскресил теорию Леметра.

Несмотря на стереотипы об ученых, им нельзя отказать в романтизме. Свои исследования относительно теории Супергорячей Вселенной в момент Большого взрыва Гамов опубликовал в 1948 году в работе «Происхождение химических элементов». В качестве коллег-помощников он указал не только Ральфа Ашера Альфера, но и Ханса Бете – американского астрофизика и будущего лауреата Нобелевской премии. На обложке книги получилось: Альфер, Бете, Гамов. Ничего не напоминает?

Впрочем, несмотря на то, что труды Леметра получили вторую жизнь, физики до сих пор не могли ответить на самый волнующий вопрос: а что было до Большого Взрыва?

Попытки воскресить стационарную Вселенную Эйнштейна

Не все ученые были согласны с теорией Фридмана-Леметра, но, несмотря на это, им приходилось преподавать в университетах общепринятую космологическую модель. Например астроном Фред Хойл, который сам же и предложил термин «Большой Взрыв», на самом деле считал, что никакого взрыва не было, и посвятил свою жизнь попыткам это доказать.
Хойл стал одним из тех ученых, которые в наше время предлагают альтернативные взгляд на современный мир. Большинство физиков довольно прохладно относятся к заявлениям подобных людей, но это ничуть их не смущает.

Фред Хойл американский астрофизик ученый и сторонник альтернативной модели вселенной

Чтобы посрамить Гамова и его обоснования Теории Большого Взрыва, Хойл вместе с единомышленниками решили разработать свою модель происхождения Вселенной. За ее основу они взяли предложения Эйнштейна о том, что Вселенная стационарна, и внесли некоторые коррективы, предлагающие альтернативные причины расширения Вселенной.

Если приверженцы теории Леметра-Фридмана считали, что Вселенная возникла из одной единственной сверхплотной точки с бесконечно малым радиусом, то Хойл предположил, что материя образуется постоянно из точек, которые находятся между удаляющимися друг от друга галактиками. В первом случае, из одной частицы образовалась вся Вселенная, с ее бесконечным числом звезд и галактик. В другом случае, одна точка дает вещества столько, сколько достаточно для производства всего одной галактики.

Несостоятельность теории Хойла в том, что он так и не смог объяснить, откуда берется то самое вещество, которое продолжает создавать галактики, в которых находятся сотни миллиардов звезд. Фактически Фред Хойл предлагал всем поверить, что структура Вселенной возникает из ниоткуда. Несмотря на то, что многие физики пытались найти решение теории Хойла, никому так и не удалось этого сделать, и спустя пару десятилетий это предложение утратило свою актуальность.

Вопросы без ответов

На самом деле Теория Большого Взрыва также не дает нам ответы на многие вопросы. Например, в уме обычного человека не может уложиться тот факт, что вся окружающая нас материя некогда была сжата в одну точку сингулярности, которая по своим размерам намного меньше атома. И как так получилось, что эта суперчастица нагрелась до такой степени, что запустилась реакция взрыва.

До середины 20 века теория расширяющейся Вселенной так и не была подтверждена экспериментально, поэтому не имела широкого распространения в учебных заведениях. Все изменилось в 1964 году, когда двое американских астрофизиков — Арно Пензиас и Роберт Вильсон – не решили заняться исследованием радиосигналов звездного неба.

Арно Пензиас один из открывателей реликтового излучения нобелевская премия

Сканируя излучение небесных тел, а именно Кассиопеи А (один из мощнейших источников радиоизлучения на звездном небе) ученые заметили какой-то посторонний шум, который постоянно мешал зафиксировать точные данные по излучению. Куда бы они ни направили свою антенну, в какое бы время суток они не начинали свои исследования – этот характерный и постоянный шум всегда преследовал их. Разозлившись до определенной степени, Пензиас и Вильсон решили изучить источник этого шума и неожиданно совершили открытие, которое изменило мир. Они открыли реликтовое излучение, которое является отголоском того самого Большого Взрыва.

Наша Вселенная остывает гораздо медленнее, чем чашка горячего чая, и реликтовое излучение свидетельствует о том, что некогда окружающая нас материя была очень горяча, и теперь охлаждается по мере расширения Вселенной. Таким образом, все теории, связанные с холодной Вселенной, остались за бортом, и на вооружение была окончательно принята Теория Большого Взрыва.

В своих трудах Георгий Гамов предполагал, что в космосе удастся обнаружить фотоны, которые существуют с момента Большого Взрыва, нужно лишь более совершенное техническое оснащение. Реликтовое излучение подтверждало все его предположения относительно существования Вселенной. Также с его помощью удалось установить, что возраст нашей Вселенной составляет примерно 14 миллиардов лет.

Карта реликтового излучения телескоп планк теория большого взрыва

Как и всегда, при практическом доказательстве какой-либо теории, сразу возникает множество альтернативных мнений. Некоторые физики с насмешкой восприняли открытие реликтового излучения как свидетельство Большого Взрыва. Несмотря на то, что Пензиас и Вильсон стали лауреатами Нобелевской премии за свое историческое открытие, появилось множество несогласных с их исследованиями.

Основными аргументами в пользу несостоятельности расширения Вселенной стали несовпадения и логические ошибки. Например, взрыв равноускорил все галактики в космосе, однако вместо того, чтобы удаляться от нас, галактика Андромеды медленно, но верно приближается к Млечному Пути. Ученые предполагают, что эти две галактики столкнутся между собой всего через каких-то 4 миллиарда лет. К сожалению, человечество пока слишком молодо, чтобы ответить на этот и другие вопросы.

Источник: voka.me


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.