Откуда появилась вселенная


Откуда взялась Вселенная? Кажется, что идея, будто все это получилось из ничего, противоречит логике и здравому смыслу. Возможно, когда-нибудь наука объяснит не только то, как мир устроен, но и почему он устроен именно так. По крайней мере, именно на это надеется, например, Ричард Докинз, который ищет ответ в теоретической физике, полагаясь на инфляционное расширение в первые доли секунды после Большого взрыва и на принцип космического отбора Вселенных, похожего на принцип естественного отбора Дарвина.

В начале 20 века считалось, что наша Вселенная состоит только из галактики Млечный путь, которая плывет сама по себе в бесконечном пространстве. С тех пор ученые установили, что Млечный путь является всего лишь одной из сотен миллиардов галактик – и это только в видимой нам части Вселенной. В настоящее время считается, что сам Большой взрыв лучше всего объясняет теория, названная «новая инфляционная космология». Согласно этой теории, взрывы, создающие вселенные, подобно Большому взрыву, случаются довольно часто.
фляционная космология полагает, что наша Вселенная (которая возникла 14 миллиардов лет назад) появилась из пространства-времени уже существовавшей Вселенной и не является единственной физической реальностью, а представляет собой лишь невообразимо крохотную часть Мультивселенной. Хотя каждый из миров внутри Мультиверсума имеет определенное начало во времени, вся самовоспроизводящаяся структура в целом может быть вечной – таким образом, мы вновь будто возвращаемся к концепции статичной Вселенной, которая казалась навсегда отброшенной с открытием Большого взрыва.

Пока считалось, что Вселенная вечна, ее существование не слишком заботило ученых. Эйнштейн в своих гипотезах просто принял, что Вселенная вечна, и даже подправил уравнения теории относительности соответствующим образом. Однако с открытием Большого взрыва все изменилось. Эксперименты показывают, что мы живем в расширяющихся и охлаждающихся остатках космического комка, который взорвался около 14 миллиардов лет назад. Что могло вызвать этот первоначальный взрыв? И что ему предшествовало – и предшествовало ли что-нибудь вообще? Эти вопросы определенно входят в компетенцию науки, но любая попытка науки на них ответить натыкается на кажущееся непреодолимым препятствие, известное как «сингулярность».

Предположение, что Вселенная расширяется (вопреки прежней статичной модели) подтверждено в 1929 году астрономом Эдвином Хабблом на основании наблюдений за спектром звезд.
ончательным подтверждением инфляции Вселенной стало обнаруженное в 1965 году реликтовое излучение, которое осталось со времен Большого взрыва. Два исследователя из «Белл телефон лабораторис» случайно обнаружили вездесущее микроволновое излучение. Поначалу ученые подумали, что причиной постоянного шипения в микроволновом диапазоне является деятельность голубей. Если включить телевизор и настроиться между станциями на пустой канал, то примерно 10 процентов черно-белых крапинок на экране вызывается фотонами, которые остались с момента рождения Вселенной. Наглядней доказательство реальности Большого взрыва невозможно придумать – вы можете увидеть остывающие остатки Большого взрыва в собственном телевизоре.

В 1970 году Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз показали, что эти попытки не могут увенчаться успехом. Хокинг и Пенроуз начали со вполне логичного предположения о том, что гравитация всегда притягивает, и приняли плотность материи во Вселенной примерно равной измеренной экспериментально. На основе этих двух допущений они с математической точностью доказали, что в начале Вселенной все-таки должна быть сингулярность.

Означает ли это, что тайна происхождения Вселенной останется навсегда неразгаданной? Не совсем так, скорее расчеты Хокинга и Пенроуза показывают, что Большой взрыв не может быть полностью понят «классической» космологией вроде теории относительности Эйнштейна, потребуются и другие теории.


Если проследить историю расширяющейся Вселенной вспять, Вселенная будет уменьшаться, пока в момент Большого взрыва не обратится в сингулярность. Здесь теория Эйнштейна прерывается и не может предсказать начало Вселенной и начало времени — только то, как она развивалась позже. В этой точке действуют исключительно законы квантовой механики: размытые по пространству волны-частицы движутся всеми возможными путями, и Вселенная может иметь бесконечное множество предысторий. Концептуальный тупик на Большом взрыве беспокоил космологов, и они стали искать сценарии, позволяющие избежать первоначальной сингулярности.

По словам Хокинга, одно из следствий теории квантовой механики заключается в том, что события, произошедшие в прошлом, не происходили каким-то определённым образом. Вместо этого они могли происходить всеми возможными способами. Это связано с вероятностным характером вещества и энергии согласно квантовой механике: до тех пор, пока не найдётся сторонний наблюдатель, материя будет находиться в неопределённости. Стивен Хокинг пишет: «Независимо от того, какие воспоминания вы храните о прошлом в настоящее время, прошлое, как и будущее, неопределённо и существует в виде спектра возможностей».

Тем не менее остается вопрос: почему же существуют вся эта материя и энергия? Почему пространство-время нашей Вселенной обладает определенной геометрической формой и имеет конечный возраст? Почему оно насыщено разнообразными физическими полями, частицами и силами? И почему эти поля, частицы и силы подчиняются определенному набору законов – причем довольно запутанному? Разве не проще было бы, если бы не было вообще ничего?


Для бесконечного во времени мира (неважно, соответствует ли он инфляционной или другой теории) не существует необъяснимого «момента творения», в нем нет места «первопричине», нет произвольных начальных условий. Поэтому кажется, что вечный мир удовлетворяет принципу достаточной причины: его состояние в любой момент времени можно объяснить его состоянием в предыдущий момент.

Так если в момент Большого взрыва не было никакого перехода от Ничто к Нечто, то нет надобности искать причину, божественную или какую-то иную, которая вызвала к жизни Вселенную? И также нет необходимости ломать голову над поставленным нами вопросом «Откуда взялись материя и энергия во Вселенной?»: внезапного и фантастического нарушения закона сохранения энергии-массы во время Большого взрыва не было. А Вселенная всегда обладала одинаковой энергией-массой, от нулевого момента и до настоящего времени.

В каком экстремуме квантовые законы и, как следствие, исчезновение измерения времени могут проявиться на уровне Вселенной? Очевидно, когда вселенная сравнима размерами с атомным ядром. Именно это подразумевает теория Большого взрыва: все начинается с сингулярности — точки, в которой температура, плотность и искривление Вселенной были бесконечны. Из этой точки Вселенная начинает расширяться, и расширение (в соответствии с инфляционной моделью) продолжается до сих пор.
ратив вспять расширение, мы увидим, как содержимое Вселенной сближается, все более сжимаясь в одну точку. В конце концов, в самом начале космической истории, весь мир находится в состоянии бесконечного сжатия и стянут в «сингулярность». Общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что форма пространства-времени определяется распределением энергии и материи. И когда энергия и материя бесконечно сжаты, то и само пространство-время тоже сжато – и оно просто исчезает.

Как именно, можно понять, если учесть, что через долю секунды после рождения вся наблюдаемая Вселенная была не больше атома. В таких масштабах классическая физика неприменима: в микромире правят законы квантовой теории. Поэтому космологи (среди них и Стивен Хокинг) стали задаваться вопросом: «А что, если квантовую теорию, которая использовалась только для описания субатомных явлений, применить ко всей Вселенной в целом?». Так родилась инфляционнаяквантовая космология, названная физиком Джоном Гриббином «наиболее значительным шагом вперед в науке со времен Исаака Ньютона»[1].

Квантовая космология предлагает способ обойти проблему сингулярности. Классические космологи полагали, что сингулярность, притаившаяся за Большим взрывом – это что-то вроде точки с нулевым объемом. Однако квантовая теория запрещает столь точно определенное состояние, утверждая, что на самом фундаментальном уровне природа обладает неизбежной размытостью, поэтому невозможно указать точный момент возникновения Вселенной, ее начальное время.


То, что квантовая теория разрешает, еще более интересно, чем то, что она запрещает. А разрешает она спонтанное возникновение частиц из вакуума. Такой способ создания Нечто из Ничто дал квантовым космологам плодотворную идею: что, если сама Вселенная, по законам квантовой механики, возникла из случайной флуктуации? Тогда причина того, что существует Нечто, а не Ничто, состоит в неустойчивости вакуума.

Утверждение физиков «вакуум неустойчив» подчас подвергается нападкам философов. Но физический вакуум и полная пустота является названием разных объектов. Однако о пустоте можно думать не только как об объекте, но и как об описании определенного состояния. Для физика «пустота» описывает такое состояние, когда нет частиц и все математические поля равны нулю. Возможно ли такое состояние в действительности? То есть согласуется ли оно логически с наблюдаемыми физическими реалиями? Возможно ли создать в наполненной Вселенной полную пустоту?

Одним из наиболее глубоких принципов, лежащих в самой основе нашего квантового понимания природы, является принцип неопределенности Гейзенберга, утверждающий, что определенные пары свойств связаны друг с другом таким образом, что не могут быть точно измерены вместе. Одна такая пара переменных – координаты и импульс частицы: чем точнее вы установили положение частицы, тем менее точно вам известно значение ее импульса, и наоборот. Другой парой сопряженных переменных являются время и энергия: чем точнее вам известен промежуток времени, в течение которого произошло какое-то событие, тем меньше вы знаете об энергии, связанной с этим событием, и наоборот.


Квантовая неопределенность запрещает точное определение значений поля и скорости изменения этого значения. Пустота, или вакуум – это состояние, в котором все значения полей постоянно равны нулю, однако принцип неопределенности Гейзенберга говорит, что если мы точно знаем значение поля, то скорость его изменения совершенно случайна, то есть не может быть равна нулю. Таким образом, математическое описание неизменной пустоты несовместимо с квантовой механикой – точнее, пустота неустойчива, или же чистой пустоты попросту не существует.

Идея, что Вселенная, содержащая сотни миллиардов галактик, могла появиться из пустоты, выглядит невероятной. Как показал Эйнштейн, любая масса представляет собой застывшую энергию. Однако огромному количеству положительной энергии, запертой в звездах и галактиках, должна противостоять отрицательная энергия гравитационного притяжения между ними. В «закрытой» Вселенной (той, которая со временем снова сожмется) положительная и отрицательная энергии должны точно уравновешивать друг друга. Другими словами, общая энергия такой Вселенной равна нулю.

Возможность создания целой Вселенной из нулевой энергии поражает воображение.
точки зрения квантовой механики Вселенная с нулевой энергией представляет собой интересную возможность. Допустим, что полная энергия Вселенной точно равна нулю. Тогда, благодаря взаимосвязи в неопределенности между энергией и временем (как утверждает принцип Гейзенберга), неопределенность во времени становится бесконечной. Другими словами, как только такая Вселенная возникнет из пустоты, то сможет существовать вечно. Что же касается причины, по которой Вселенная возникла, то это просто квантовая вероятность. Стивен Хокинг в книге «Великий замысел» пишет: «Если полная энергия Вселенной должна всегда оставаться нулевой, и необходимо затратить энергию, чтобы создать тело, как может вся Вселенная быть создана из ничего? Вот почему должен существовать такой закон, как гравитация. Так как гравитация притягивает, то энергия гравитации является отрицательной. Необходимо произвести работу, чтобы разделить гравитационно связанную систему, такую как Земля и Луна. Эта отрицательная энергия может быть сбалансирована положительной энергией, необходимой чтобы создать материю, но все не так просто. Отрицательная гравитационная энергия земли, к примеру, меньше, чем положительная энергия миллиардов частиц, из которых она состоит. Тело, такое как звезда, будет иметь больше отрицательной гравитационной энергии, и чем меньше она (частицы, из которых она состоит, находятся ближе друг к другу), тем больше будет ее отрицательная гравитационная энергия. Но прежде, чем отрицательной гравитационной энергии может стать больше положительной энергии вещества, звезда сколлапсирует в черную дыру, и черная дыра будет иметь положительную энергию. Вот почему пустое пространство стабильно. Тела, такие как звезды или черные дыры, не могут так просто появляться из ничего. Но целая Вселенная может!»[2]


С выводами Стивена Хокинга согласна и квантовая механика. Американский ученый русского происхождения Алекс Виленкин в книге «Мир многих миров» показал, что из начального состояния пустоты может спонтанно появиться крохотный кусочек наполненного энергией вакуума. Под действием отрицательного давления «инфляции» этот кусочек энергетического вакуума испытает безудержное расширение. Через пару микросекунд он достигнет космических размеров, испустив поток света и материи, создав Большой взрыв.

Таким образом, по мнению Виленкина, переход от Пустоты к Бытию происходит в два этапа. На первом крохотный кусочек вакуума появляется из вакуума. На втором он раздувается в наполненную материей предшественницу той Вселенной, которую мы сейчас видим вокруг. На данный момент принципы квантовой механики, управляющие первым этапом, являются самыми надежными принципами в науке. Что касается теории инфляции, которая описывает второй этап, то с момента своего создания в начале 80-х годов она успешно подтверждена не только теоретически, но и эмпирически – в частности, распределением реликтового излучения, оставшегося после Большого взрыва.


Что же происходит в момент Большого взрыва со временем? Общая теория относительности объединяется с квантовой теорией: искривление времени-пространства настолько велико, что все четыре измерения ведут себя одинаково. Иными словами, времени как особого параметра нет. А если времени нет, то нет и возможности говорить о начале Вселенной во времени, что устраняет проблему творения из Ничего.

Таким образом, сингулярность в начале Вселенной является не событием во времени, а скорее временной границей или краем. До нее никакого времени не было. Поэтому не было и времени, когда преобладало Ничто. И не было никакого «возникновения» – по крайней мере, во времени. Вселенная имеет конечный возраст, хоть и существовала всегда, если под «всегда» подразумевать все моменты времени. Вековой парадокс разрешается.

 

[1]Gribbin J . Q Is for Quantum. Free Press, 1998.

 

[2] Stephen Hawking and Leonard Mlodinow «The Grand Design»

 

Источник: snob.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

Теологический подход

Если рассматривать одну из древнейших теорий происхождения Вселенной, описанной в Библии, то происхождение мира датируется 5508 годом до рождества Христова.

Теологическая точка зрения о происхождении мира известна давно, но ее сторонниками являются в основном глубоко верующие люди и духовенство.

Эта теория наиболее часто подвергается критике ученых, которые совершенно иначе смотрят на происхождение мира и его структуру.

Если обратиться к толковому словарю, то мы там прочитаем, что Вселенная – это мировоззренческая система, включающая в себя космическую бесконечность и все тела, находящиеся в ней.

Более альтернативным определением понятия «Вселенная» является «сгусток звездных тел и галактик».

Большой взрыв – начало Вселенной

С научной точки зрения самой популярной теорией, объясняющей возникновение Вселенной, является так называемая теория «Большого взрыва».

Эта версия гласит, что около 20 млрд. лет назад Вселенная имела вид небольшой песчинки. Но несмотря на мизерные размеры этой субстанции, ее плотность составляла более 1100 г/см3 . Естественно, что на тот момент в состав этой субстанции не входили звезды, планеты или галактики. Она представляла лишь некий потенциал для создания многих небесных тел.

Высокая плотность стала причиной взрыва, который смог поделить песчинку на миллионы частей, из которых и образовалась Вселенная.

Есть и другая теория возникновения Вселенной. Ее суть перекликается с теорией «Большого взрыва». Исключением является только тот факт, что во второй теории Вселенная предположительно возникла не из вещества, а из вакуума. Другими словами, мир возник в результате взрыва в вакууме.

Откуда появилась вселенная

Слово «вакуум» переводится с латинского как «пустота», но под пустотой принято понимать не общепринятый смысл этого слова, а определенное состояние, в котором находится все сущее. Вакууму свойственно изменять свою структуру так, как это делает вода, превращаясь в твердое вещество или газ. В процессе одного из таких переходов из одного состояния в другое и возник взрыв, зародивший Вселенную.

Разработка теории «Большого взрыва» позволила ответить на многие важные вопросы, но вместе с тем поставила перед учеными еще больше новых. Например, что привело к нестабильности точки сингулярности и какое состояние имела частица до большого взрыва? Одной из главных загадок остается возникновение и природа пространства и времени.

Источник: kartinamira.info


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.