Откуда взялась вселенная научная точка зрения




Вселенная

Содержание:

  1. Смысл теории
  2. Экскурс в историю
  3. Откуда взялось название
  4. Хронология событий
  5. Эпохальный период становления
  6. Прогнозы на будущее
  7. Другие варианты
  8. Итог

Не многие люди, живущие в современном обществе, смогут уверенно рассказать о том, каким образом возникла Вселенная. Мало кто на сегодняшний день задумывается, а как она смогла превратиться в громадное колоссальное пространство, не знающее определенных и четких границ. Немногие думают о том, что может произойти с Вселенной через миллиарды лет.Тематика подобного рода всегда мучила древние умы ученых мужей, в лице неутомимых исследователей и философов, которые в порыве минутного озарения создавали собственные шедевры – интересные и очень безумные теории, касающиеся истории возникновения Вселенной.

Современные ученые зашли дальше в рамках научного познания, чем их древние предшественники. Многие астрономы, физики, а вместе с ними и космологи убеждены в том, что Вселенная могла появиться в результате масштабного взрыва, который смог стать не только родоначальником основной части материи, но и стать базисом для формирования всех главнейших физических законов, определившим существование космоса. Это явление принято называть «теорией Большого взрыва».

Смысл теории


МатерияЕе основы чрезвычайно просты. Теория констатирует тот факт, что материя современная и материя, существовавшая в далекой-предалекой древности, идентичны друг другу, так как по сути своей они являются одним и тем же изучаемым объектом. Вся материя сформировалась примерно 13,8 миллиардов лет назад. В те далекие времена она существовала в виде точки, или компактно сформированного абстрактного тела в форме шара, обладающего в свою очередь бесконечной плотностью и определенной температурой. Данное состояние учеными принято называть «сингулярностью». По неизвестным причинам эта самая сингулярность внезапно начала стремительно расширяться в разные стороны, вследствие чего и появилась Вселенная.Данная точка зрения является на самом деле лишь гипотезой, причем одной из самых распространенных и популярных на сегодняшний день. Она принята наукой в качестве объяснения, касающегося возникновения материи, основных физических законов и колоссальной структуры самой Вселенной. Это связано с тем, что в теории Большого взрыва описаны причины, которые повлияли на расширение Вселенной, так же в ней содержится огромное количество прочих аспектов и феноменов, связанных с безграничным пространством.

Экскурс в историю


Большой взрывТематика Большого взрыва стала актуальна для науки с самого начала прошлого столетия. В 1912 году астроном из США по имени Весто Слайфер в течение некоторого времени провел ряд наблюдений за спиральными галактиками (раннее принимались за туманности), в ходе которых ученому удалось измерить допплеровское красное смещение этих самых галактик. Он пришел к выводу, что объект его исследования на протяжении определенного временного интервала все дальше и дальше удаляется прочь от Млечного Пути.Наука на месте долго не стояла, и уже в 1922-м году советский космолог и математик А. Фридман, опираясь на труды Эйнштейна, смог из уравнений, относящихся к теории относительности, вывести свои уравнения. Именно он стал первым ученым, кто смог заявить ученому обществу о расширении Вселенной, высказав одно только личное предположение.

Эдвин Хаббл в 1924-м году измерил дистанцию от Земли до ближайшей к ней спиральной туманности, чем доказал, что рядом могут находиться другие галактические системы. Проводя свои эксперименты при помощи мощного телескопа, ученый установил взаимосвязь, образованную между расстоянием галактик и скоростью, с которой те друг от друга удалялись.


Церковь всегда навязывала людям то мнение, что Бог сотворил мир практически за неделю, то есть за 6 дней. Это догмата христианской религии активно поддерживается и по сей день. Однако не все церковные канонники убеждены в данной точке зрения.

Отцом-основателем концепции теории Большого взрыва принято считать священнослужителя, Жоржа Леметра. Он стал первым человеком, который поставил перед обществом вопрос о происхождении такого мирового безграничного пространства, как Вселенная. Он занимался исследованием первобытного атома и его превращения многочисленных осколков в небесные тела – звезды с галактиками. В 1927 году священник опубликовал собственные доводы в газете. Бог сотворил мирКогда с размышлениями Леметра ознакомился великий Эйнштейн, он отметил, что священник абсолютно все правильно рассчитал, однако познания святого отца в области физики мэтра не удовлетворили. Теория Большого взрыва была принята только в 1933 году, когда сам Эйнштейн сдался под напором тезисов и фактов научного открытия, признав версию Леметра одной из самых убедительных из всех тех, с которыми ему только доводилось сталкиваться.Над тайной происхождения Вселенной работал и сам Эйнштейн. Ученый в 1931 году написал рукопись, в которой он изложил свой вариант событий, отличный от версии Жоржа Леметра. Точно в таком же направлении была в 1940-х годах написана работа еще одного выдающегося ученого Альфреда Хойла, который работал независимо от других знаменитых исследователей.


Эйнштейн скептически относился к одному факту, имевшему быть в теории Большого взрыва, а именно к сингулярности материи, в которой она пребывала до взрыва. Он попытался высказать свое собственное суждение, относящееся к бесконечному расширению космического пространства. Согласно его убеждениям, материя во Вселенной возникла и вовсе неоткуда, она нужна была для поддержания космической плотности в условиях постоянного расширения. Согласно мнению Эйнштейна, данный процесс можно описать, используя теорию относительности, однако позднее ученый осознал, что совершил в своих расчетах ошибку и отказался от своего открытия.

Подобной этой теории придерживался всемирно известный писатель-фантаст Эдгар Аллан По, который размышлял над происхождением Вселенной в далеком 1848 году. Физиком этот человек не был, следовательно, все его размышления никакой научной ценности не несли вследствие того, что не были закреплены никакими вычислениями. К тому же в те далекие времена не были изобретены необходимые математические аппараты, позволяющие рассчитывать исследования такого рода. По мог воплотить свою идею только лишь в литературном произведении, что он и сделал с большим успехом, написав поэму «Эврика», в которой уже рассказывается о таком явлении, как черная дыра, и доступно объясняется парадокс Олберса. Сам фантаст называл свое литературное творение откровением, о котором прежде человечество даже и не слышало.


Теория относительности ЭйнштейнаПарадокс Олберса являет собой косвенное подтверждение теории Большого взрыва, он заключается в следующем: если в ночное время суток поднять голову и увидеть какую-нибудь звезду (акцентируя на ней свое пристальное внимание), то мысленно прочерченная линия, имеющая начало на земле на этой самой звезде и закончится. По в своей «Эврике» написал о первобытной частице, которая по его словам являлась совершенно уникальной и индивидуальной. Его литературный труд был подвергнут жестокой критике, поэма оказалась разнесенной буквально в пух и прах, она оказалась неудачной работой с художественной точки зрения. Современные ученые же, наоборот, повергнуты в смятение, они не могут до сих пор понять, как человек, не имеющий научного образования, мог прогнозировать такие факты. По их словам Эдгар Аллан По своей книгой намного опередил официальные научные познания.Открытия физиков и астрономов 20-х – 30-х годов прошлого столетия взбудоражили научный мир, так как большинство ученых придерживались той точки зрения, что Вселенная находится в стационарном положении.

Уже после окончания Второй Мировой войны в обществе ученых вновь стали говорить о теории Большого взрыва и размышлять над ее концептуальностью. Именно этот вариант происхождения Вселенный с каждым годом набирал обороты популярности, отставляя позади другие вариации, которые время от времени предлагались неутомимыми исследователями космоса и объектов ему принадлежащих.


Время шло, а теория Большого взрыва все прочнее занимала свою нишу на научном Олимпе, стационарность же Вселенной стала и вовсе ставиться под сомнение. В 1965-м году было обнаружено реликтовое излучение: открытие подобного рода, ставшее фундаментальным, окончательно укрепило Большой взрыв, и связанное с ним рождение Вселенной в науке. С 60-х по 90-е годы XX века огромное количество космологов и астрономов проводили целые серии исследовательских работ, касающихся знаменитой теории, вследствие чего ими было обнаружено множество проблем теоретического характера и соответственно их решений, которые относились к предмету возникновения огромной Вселенной из одной точки. СингулярностьО том, что сингулярность – есть неоспоримое начальное состояние общей относительности, а также космологического состояния самого взрыва, высказался всемирно известный физик, имя которого на сегодняшний день знает каждый человек, Стивен Хокинг.1981 год ознаменовался появлением теории, описывающей период стремительного расширения космического пространства: она в свою очередь позволила решить огромное количество проблемных вопросов, на которые ранее никто не мог дать конкретного ответа.

К концу XX века у многих ученых появился неподдельный интерес, сопровождающийся любопытством, к такому объекту исследования, как темная энергия. Она была рассмотрена в качестве ключа, позволяющего раскрыть важность многих космологических проблем. Ученых интересовало, по какой причине происходит потеря веса Вселенной, а также, почему теряет свою массу и темная энергия. Гипотеза такого рода была создана давно ученым Яном Оортом, еще в 1932 году.


В последнее десятилетие прошлого столетия интенсивно создавались телескопы, усовершенствованные и позволяющие проводить четкое обследование космического пространства. Спутники, напичканные компьютерным оборудованием, позволяют современным ученым исследовать буквально каждый миллиметр Вселенной, и передавать через спутниковую систему данные прямиком в исследовательские центры различных государств.

Откуда взялось название

Большой Взрыв - с точки зрения наукиАвтором названия для теории Большого взрыва явился ее противник Альфред Хойл, английский физик. Именно он придумал фразу «Big Bang», но сделал это физик не чтобы возвысить суждение Леметра, а чтобы наоборот его унизить, объявив абсурдом, а не величайшим феноменом в области космологии, физики и астрономии.

Хронология событий

ГалактикаСовременные исследователи, имеющие достоверные сведения о состоянии положения дел во Вселенной, сводятся к единому мнению, согласно которому все создалось из точки.


стоянно увеличивающиеся бесконечная плотность и конечное время, непременно должны были иметь свое собственное начало в определенной точке. Когда произошло первоначальное расширение, согласно уже вышеупомянутой теории, Вселенная смогла пройти фазу охлаждения, ставшую соавтором создания субатомных частиц, а немного позднее и самых простых атомов. Спустя некоторое время, огромных размеров облака, состоящие из первоначальных древних элементов, благодаря исключительно лишь гравитации, стали формировать звезды, которые теперь каждой ночью может лицезреть абсолютно любой человек, и галактики, где, по мнению уфологов, могут находиться параллельные миры и сосредотачиваться высокоразвитые цивилизации инопланетных существ. Весь этот механизм, по предположению исследователей, запустился как раз 13,8 миллиардов лет назад: следовательно, данную отправную точку можно указывать в качестве возраста Вселенной. В ходе исследования огромного количества теоретической информации, проведения многочисленных экспериментов, которые базировались на привлечении ускорителей частиц и всевозможных высокоэнергетических состояний, обследования при помощи телескопа дальних потаенных углов космического пространства, была установлена хронологическая событийность, начавшаяся с момента Большого взрыва и приведшая Вселенную к современному виду, или как его иначе называют физики и астрономы — к «состоянию космической эволюции».

Космическое пространствоСреди ученых бытует мнение о том, что первоначальные периоды формирования космического пространства могли длиться от 10-43 до 10-11 секунды от взрыва; однако на этот счет однозначного мнения на сегодняшний день не существует. Стоит иметь в виду, что все известные современному обществу физические законы в далеком прошлом просто-напросто еще не существовали в полном наборе, который известен человечеству, следовательно, сам процесс формирования молодой Вселенной остается непонятным. Эту таинственность подкрепляет и тот факт, что до настоящего времени, включая также и его, ни в одном развитом государстве не был проведен ни один эксперимент, относящийся к исследованию тех видов энергии, которые существовали в момент создания безграничного космического пространства. В одном только сходятся мнения ученых мужей: некогда существовала точка, ставшая опорной, вот с нее-то и все началось.

Эпохальный период становления

Эпоха сингулярности1. Эпоха сингулярности (планковская). Ее принято считать первичной, в качестве раннего эволюционного периода Вселенной. Материя была сосредоточена в одной точке, имеющей свою температуру и бесконечную плотность.


еные утверждают, что эта эпоха характерна для доминирования квантовых эффектов, принадлежащих гравитационному взаимодействию над физическими, причем ни одна физическая сила из всех существовавших в те далекие времена по своей силе не была идентична гравитации, то есть не была ей равна. Время продолжительности планковской эры сосредотачивается в интервале от 0 до 10-43 секунды. Она получила такое название по причине того, что полноценно измерить ее протяженность смогло лишь планковское время. Этот временной интервал считается очень нестабильным, что в свою очередь тесным образом связано с экстремальной температурой и безграничной плотностью материи. Следом за эпохой сингулярности произошел период расширения, а вместе с ним и охлаждения, приведшие к формированию основных физических сил.

С периода с 10-43 до 10-3 секунды в безграничном пространстве происходит новое событие в виде столкновения переходных температур, это, в свою очередь, отображается на их состоянии. Бытует мнение, что фундаментальные силы, ныне главенствующие в современной космическом безграничном пространстве, в данный момент начали стремительно удаляться друг от друга. Следствием этого процесса стало формирование слабых гравитационных сил, такого состояния, как электромагнетизм, а вместе с тем слабых, наряду с сильными, ядерных взаимодействий.

С 10-36 до 10-32 секунды от Большого взрыва во Вселенной устанавливается очень низкая температура, равная 1028К, этот факт в свою очередь становится причиной разделения электромагнитных сил, что происходит в процессе сильного взаимодействия со слабым (ядерным). Эпоха инфляции2. Эпоха инфляции. С появлением на безграничных просторах Вселенной первых сил, названных учеными не иначе, как фундаментальными, начинается новая эпоха, длившаяся с 10-32 секунды (согласно планковскому времени) до абсолютно никому неизвестному времени.Огромное количество космологических моделей устанавливают, что в данный временной интервал Вселенная могла пребывать в состоянии бариогенезиса – очень высокая температура влияет на хаотичное движение частиц в пространственной среде, происходящее с запредельной скоростью.

Это время характерно для столкновения и отталкивания античастиц – разрушающихся пар частиц. Исследователи склонны считать, что именно тогда произошло доминирование материи над ее антиподом, антиматерией, что является на сегодняшний день характерной особенностью Вселенной, имеется в виду доминант. К моменту завершения эпохи инфляции Вселенная сформировалась на основе кварк-глюоновой плазмы и прочих элементарных частиц. Она стала постепенно остывать, а материя в свою очередь начала активное образование и соединение. Эпоха охлаждения3. Эпоха охлаждения. С момента понижения уровня плотности и температуры в самой Вселенной стали происходить существенные изменения каждой частицы – у них стала снижаться энергия. Состояние подобного рода закончилось лишь тогда, когда к своему современному виду пришли элементарные частицы, а вместе с ними и фундаментальные силы. Энергия частиц стала опускаться до тех параметров, которые на сегодняшний день удается получить исключительно лишь в рамках лабораторных условий, в ходе проведения многочисленных опытов и наряду с ними экспериментов.Ученые ни на секунду не сомневаются, что данный временной интервал существовал в истории формирования Вселенной. Они отмечают, что сразу же после Большого взрыва энергия частиц постепенно уменьшилась, в результате чего она приобрела значительные размеры. На 10-6 секунде барионы в виде протонов и нейтронов стали образовываться из глюонов и кварков. Вместе с этим появился диссонанс в форме преобладания кварков над антикварками, барионов над антибарионами. Вследствие понижения температуры началось прекращение выработки протонно-нейтронных пар и соответственно, их антиподов, протоны и нейтроны стали стремительно исчезать, а их античастицы и вовсе прекратили свое существование. Подобный процесс вновь произошел спустя некоторое время. Однако на этот раз действие коснулось позитронов и электронов.

Вследствие стремительного уничтожения частицы прекратили свое хаотичное движение, а энергетическую плотность, относящуюся к Вселенной, стали интенсивно заполнять фотоны.

С момента расширения безграничного пространства формируется процесс запуска нуклеосинтеза. Благодаря низкой температуре и понижению плотности энергии нейтрон и протон своим симбиозом создали первый в мире дейтерий (изотоп водорода), также они приняли непосредственное участие в формировании атомов гелия. Огромное количество протонов в свою очередь стали базой для создания ядра водорода.

Через 379 000 лет ядра водорода соединятся с электронами, вследствие чего появятся уже атомы все того же водорода. В данный момент времени происходит отделение радиации от материи, она отныне самостоятельно заполняет все вселенское пространство. Эта радиация получила название реликтового излучения, ее принято считать самым древнейшим источником света из всех существующих. Эпоха структуры4. Эпоха структуры. В течение последующего временного интервала, насчитывающего пару миллиардов лет, материя уже смогла распространиться по всей Вселенной, а ее наиболее плотные регионы стали активней притягиваться друг к другу, становясь плотнее. Вследствие такого действия начали возникать облака, состоящие из газа, галактики, звезды и прочие космические объекты, которые можно увидеть и сегодня. Данный период известен еще под одним названием, его принято именовать «Иерархической эпохой».Этот временной период связан с тем, что Вселенная удалось обрести определенную форму. Материя начала образовываться в разнообразные структуры, имеющие разнообразные размеры:
— звезды,
— галактики,
— планеты,
— галактические скопления и сверхскопления, разделенные между собой при помощи межгалактических перемычек и включающие в себя несколько галактик.

 

Прогнозы на будущее

Конец ВселеннойВследствие того, что Вселенная имеет собственную точку начала, у ученых периодически создаются гипотезы относительно того, что когда-нибудь появится и та точка, которая прекратит ее существование. Также физиков и астрономов интересует вопрос, касающийся расширения Вселенной всего из одной точки, они даже строят прогнозы на предмет того, что она может расширяться еще больше. Или же и вовсе однажды может произойти обратный процесс, в безграничном пространстве по неизвестным причинам может прекратить действовать экспансивная сила, вследствие чего может произойти обратный процесс, заключающийся в сжатии.В 1990-х годах в качестве основной модели развития Вселенной была принята теория Большого взрыва, именно тогда же примерно и были разработаны два основных пути дальнейшего существования космического безграничного пространства.

1. Большое сжатие. В один момент Вселенная может достигнуть максимального пика в виде огромного размера, а потом начнется ее разрушение. Подобный вариант развития станет возможным только в том случае, когда плотность массы Вселенной будет больше, чем ее критическая плотность.

2. В данном случае будет происходить иная картина действий: плотность приравняется или даже станет ниже критический. Итог – замедление расширения, которое никогда не остановится. Этот вариант был назван тепловой смертью Вселенной. Расширение будет длиться до тех времен, пока звездообразованиями не перестанет активно потребляться газ, находящийся внутри близлежащих галактик. В таком случае произойдет следующее: от энергии и материи просто-напросто прекратится передача от одного космического объекта к другому. Всех звезд, которые невооруженным взглядом можно лицезреть каждые вечер и ночь на небосводе, постигнет одна и та же печальная участь: они станут не чем иным, как белым карликом, черной дырой либо же нейтронной звездой. Черная дыраЧерные дыры всегда представляли неприятность не только для космологов. Новообразованные дыры будут соединяться с собой, образовывая себе подобные же объекты гораздо большего размера. Между тем показатель средней температуры в безграничном пространстве может достичь отметки в 0. Следствием данной ситуации станет абсолютное испарение черных дыр, которые напоследок начнут выдавать в окружающую среду излучение Хокигнга. Завершающим этапом в данном случае будет тепловая смерть.Современные ученые проводят огромное количество исследований, касающихся не только существования темной энергии, но и ее непосредственного влияния на расширение космического пространства. В ходе проведения своих исследований они в свою очередь установили, что расширение Вселенной происходит настолько быстрыми темпами, что скоро человечество даже не будет и знать, насколько безграничным на самом деле является безграничное пространство. Конечно же, по какому именно дальнейшему пути развития может пойти планета, умы ученых мужей даже и представить себе не могут. Они лишь прогнозируют результат, обосновывая свой выбор теми или иными критериями. Однако, многие из светил предрекают безграничному пространству такой конец, как тепловая смерть, считая его наиболее вероятным.

Также в научной среде бытует мнение, что все планеты, ядра атомов, атомы, материя и звезды будут в далеком будущем сами собой разрываться, что приведет к большому разрыву. Это еще один вариант гибели Вселенной, однако, он формируется на расширении.

Другие варианты

Возникновение ВселеннойКонечно же, теория Большого Взрыва единственной не является, о чем было не раз указано выше. Человечество на протяжении всего своего существования имело право на свою версию возникновения Вселенной.

1. В очень глубокой древности люди задумывались о том, в каком мире они живут и существуют. Еще не установилась религиозное мировоззрение, а человек уже задумывался над тем, как устроен мир, какое именно место он сам занимает в окружающем его пространстве.
Древние развитые народы связывали свою жизнь тесным образом с религиозными догмами. Кто, как не божество могло создать дерево, человека, огонь? А огда ему это все под силу, следовательно, весь мир тоже создан каким-нибудь богом. Жизнь и смертьЕсли сделать обзор жизни одной из самых древних цивилизации, проживающей некогда на территории Междуречья (современные земли Ирака, Ирана, Сирии, Турции), то можно на примере антагонистов добра и зла – Ахурамазды и Ахримана увидеть, что именно эти боги, согласно древним письменным источникам, являются непосредственными творцами Вселенной. Каждый древний народ связывал образование космического пространства с деятельностью какого-нибудь божества (чаще всего верховного).Великие мыслители древности пытались понять происхождение Вселенной, они понимали, что боги не имеют к ней абсолютно никакого отношения. Космологией занимался Аристотель, который пытался доказать, что Вселенная имеет собственную эволюцию. На Востоке всем известно имя врача Авиценны, но не только медицина довлела над его пытливым разумом. Авиценна был одним из первых исследователей, который попытался при помощи разума и собственной логики опровергнуть божественное образование Вселенной. Планета Земля2. Время неумолимо движется вперед, а вместе с ним происходит стремительное развитие человеческой мысли. Исследователи Средневековья (те люди, которые прятались от Святой Инквизиции) и Нового времени, идя наперекор авторитарной религиозной власти, доказали не только, что из себя представляет планета Земля, но и заложили методики астрологического исследования, а немного позже и астрофизиеского.Над вопросами космогонии ломали свои светлые головы многие философы, среди которых следует выделить француза Рене Декарта. Декарт предпринял попытку при помощи теории разобраться в происхождении небесных тел, объединив при этом все математические, физические и биологические знания, которыми обладал этот талантливый человек. Успехов он на своем поприще не добился. Бесконечная Вселенная3. Вплоть до начала XX века люди считали, что Вселенная четких границ в ни пространстве, ни во времени не имеет, да к тому же в добавок к этому является статичной и однородной.О том, что космическое пространство безгранично посмел высказаться Исаак Ньютон. Немецкий философ Эммануил Кант прислушался к его доводам и на основе ньютоновских рассуждений выдвинул собственную теорию, о том, что Вселенная не имеет своего времени и совсем не имеет начала. Все процессы, имевшие место быть во Вселенной, он относил к законам механики.

Свою теорию Кант развивал, подкрепив знаниями из биологии. Ученый говорил о том, что в просторах Вселенной может существовать огромное количество возможностей, которые дают жизнь биологическому продукту. Подобным утверждением позднее заинтересуется не менее знаменитый ученый – Чарльз Дарвин.

Кант создал свою теорию, опираясь на опыт исследователей-астрономов, являющихся практически его современниками. Она считалась единственной верной и непоколебимой вплоть до того момента, покуда не возникла теория Большого взрыва.
Теория относительности4. Автор знаменитой теории относительности Альберт Эйнштейн тоже не остался в стороне от проблематики сотворения Вселенной. В 1917 году он представил обществу свой проект.Эйнштейн также думал, что Вселенная стационарна, он стремился доказать, что космическое безграничное пространство не должно ни сжиматься, ни расширяться. Однако его собственные мысли шли наперекор его главному труду (теории относительности), согласно которому Вселенная одновременно у Эйнштейна и расширялась, и сжималась.

Ученый поспешил установить, что Вселенная является статической, это он обосновал тем, что космическая сила отталкивания влияет на уравновешивание притяжения звезд и тем самым прекращает движение небесных тел в пространстве.

У Эйнштейна Вселенная обладала конечными размерами, однако четких границ он вместе с этим не устанавливал: это становится возможным лишь в случае искривления пространства. Сотворение мира и человека5. Отдельной теорией сотворения Вселенной стоит Креационизм. Она в свою очередь основана на том, что человечество и Вселенная основаны творцом. Конечно же, речь идет о христианской догматике.Теория эта возникла в XIX веке, ее сторонники утверждали, что создание космического пространства записано в Ветхом Завете. В это время в единое научное течение складывались знания из области биологии, физики, астрономии. Теория эволюции Дарвина занимала весомое место в жизни общества. Вследствие этого наука пошла против религии: знания против божественной концепции сотворения мира. Креационизм стал своеобразным протестом против новшества. Консервативные христиане выступали против научных открытий. Креационизм и ЭволюцияКреационизм был известен публике в виде двух направлений:

  1. Младоземельный (буквалистский). Бог трудился над созданием мира ровно 6 дней, как это указано в Библии. Они утверждают, что мир был создан около 6 000 лет назад.

  2. Староземельный (метафорический). Описанные в Библии 6 дней – есть не что иначе, как метафора, которая была понятна исключительно лишь людям, жившим в глубокой древности. На самом деле такое христианское понятие, как «день» может не включать в себя установленные 24 часа, оно сосредоточено в неопределенном отрезке времени (то есть не имеющим фиксированных четких границ), который в свою очередь может исчисляться миллионами лет.

Староземельный креационизм принимает некоторые научные идеи и открытия, его последователи соглашаются с астрофизическим возрастом небесных тел, но существование теории эволюции вместе с естественным отбором они напрочь отрицают, утверждая, что только лишь Бог может оказывать влияние на появление и исчезновение биологических видов.

 

Итог

ВселеннаяИстория создания Вселенной на протяжении всего человеческого существования не раз претерпевала изменения, которые диктовались религиозными верованиями или научными исследованиями.На сегодняшний день существует одна версия, удовлетворяющая ученые умы. Теория Большого взрыва является наиболее удачным вариантом, точно описывающим, как именно происходило рождение безграничного пространства, какие эпохи оно проживало. На ее основе ученые прогнозируют дальнейшее развитие Вселенной.

Однако, как показывает предыдущий опыт, не всегда теория, даже если она и весьма популярна в человеческом обществе, верна. Наука на одном месте не стоит, она постоянно прогрессирует, находя все новые и новые источники пополнения знаний.

Не исключено, что однажды в научной среде появится очередной физик, космолог или астроном, который представит свою собственную теорию сотворения Вселенной, которая, быть может, окажется вернее, чем теория Большого взрыва.

Похожие статьи:

Источник: mostinfo.su

В Российской государственной библиотеке для молодёжи (Москва) проходит цикл лекций, посвященных теориям происхождения, развития и смерти таких Вселенных, как наша. На первой лекции «Откуда всё взялось? Как рождаются, живут и умирают Вселенные» магистр по специальности астрофизика и космология University of Rome Tor Vergata Олоф Забродин рассказал о том, что такое Мультивселенная, а также о том, что происходило с нашей Вселенной до Большого взрыва. 

Многие ученые сегодня считают, что Большому взрыву предшествовала стадия инфляции — экстремально быстрого расширения. 

«На самом деле формулировка о том, что происходило во Вселенной до Большого взрыва не совсем корректна. Потому что пространства-времени тогда просто не существовало. Можно поместить нашу квантовую Вселенную возрастом 10 -43 степени секунд в так называемую Мультивселенную, грубо говоря, назовем ее некой средой. Мультивселенная заполнена инфлатоном — это поле, можно сказать некая частица, которая и движет экспоненциально быстрое расширение Вселенной. Оно испытывает квантовые флуктуации, то есть случайные отклонения от среднего. Получается, что поле инфлатона может испытывать случайные колебания, и при некотором значении этого поля происходит Большой взрыв», — рассказал Олоф Забродин.

Согласно гипотезе о Мультивселенной, наш Большой взрыв — отнюдь не уникальное явление, и такие взрывы в Мультивселенной происходят постоянно.

«Получается такая картина: существует Мультивселенная — экспоненциально быстро расширяющееся пространство, и в некоторых его точках появляются Вселенные, причем каждая из них бесконечна, такая как наша. Это Большой взрыв, внутри которого мы существуем. Он охлаждается, появляются Галактики, звезды, планеты. И число таких Вселенных может быть бесконечным, получается бесконечное число бесконечных Вселенных, в одной из которых мы находимся», — говорит физик.

Всё, что происходило до (условно говоря) того самого Большого взрыва происходило при очень низких температурах, практически до нуля, а Горячий большой взрыв, напротив, характеризовался тем, что наблюдаемая часть Вселенной была плотной и горячей, добавил специалист.

«На отрезке 10 -38 степени секунд после начала существования нашей Вселенной заканчивается инфляция и начинается Горячий Большой взрыв. После того, как заканчивается инфляция, поле инфлатона, которое и двигало инфляцию, распадается на некоторые фундаментальные частицы, которые до сих пор не найдены и которые, в свою очередь, распадаются на частицы, которые нам знакомы: на частицы Стандартной модели элементарных частиц. В 10 -38 секунды и позже Вселенная в основном  была заполнена светом. Основной компонент плотности энергии Вселенной в то время — это фотоны, то есть частицы света», — говорит Олоф Забродин.

Если измерить по массе все атомы в нашей Вселенной, то окажется, что большая часть из них образовалась в первые три минуты после Большого взрыва, добавил физик.

Еще один важный вопрос, который до сих пор не дает покоя ученым, — это проблема наличия материи во Вселенной.

«Если мы посмотрим на квантовую теорию поля, то увидим, что материи и антиматерии в ранней Вселенной должно было быть одинаковое количество, тем не менее, появились во Вселенной и звезды, и мы с вами», — говорит Олоф Забродин.

Дело в том, что возникновение лишней частицы привело к тому, что материи стало больше, благодаря чему и существует привычный нам мир, считает специалист. Есть много версий того, почему произошло именно так, и дискуссия продолжается и по сей день.

Сегодня перед учеными стоит еще много неразрешенных загадок, связанных с возникновением и эволюцией Вселенной. Удастся ли когда-нибудь разгадать их? Время покажет.

 

 

Источник: scientificrussia.ru

Вселенная не вечная

Да, почему так много теорий? Казалось бы, скажи, что Вселенная вечная и существовала всегда, тогда вопрос отпадет сам собою, как это делали некоторые атеисты, например, Бертран Рассел. Но есть одна очевидная проблема: Вселенная не вечная и не бесконечная. Существуют не просто законы, а постулаты материальной природы, которые не позволяют быть Вселенной вечной. Это и законы сохранения из которых следует, что нечто не может возникнуть из ничего и никто еще не смог доказать обратного. И второй постулат термодинамики, из которого однозначно следует, что рано или поздно нашу Вселенную ждет, как минимум, «тепловая смерть». И законы причинно-следственных связей из которых ясно, что у каждого следствия есть своя причина. Никто не может перешагнуть через них. Существуют попытки обойти второе начало термодинамики, утверждениями, будто бы Вселенная бесконечна и следовательно в ней бесконечное количество высокопотенциальной энергии. Но это не доказуемые утверждения, мало того, опровергаемые обычными наблюдениями такими как «фотометрический парадокс», например. Ведь если бы Вселенная была вечной и бесконечной мы бы видели всё небо, такой же яркости, как средняя яркость звезд, т.е. мы бы попросту сгорели бы! Разрешается «фотометрический парадокс» тем, что Вселенная считается молодою и существующей ограниченное время, отсюда — ограниченный своей максимальной скоростью, свет от далеких звезд до нас просто еще не добрался. Но это разрешение опровергает вечность Вселенной, даже если и допустить, что она бесконечна! А раз Вселенная не вечная, значит у нее было начало и была причина. И всё что нам нужно: найти это начало и причину.

Любая конечная сущность нуждается в причине

И вот тут то нам подсовывают просто гору всяких теорий и гипотез. Но почему нету одной удовлетворительной теории, которая бы всё разрешила? И вот сейчас я отвечу вам на этот вопрос. Это потому, что любая теория, которая исключает вечную Первопричину обречена на провал. Всё дело в том, что исходя из естественного знания, «природного света», как говорил Рене Декарт, любая конечная сущность нуждается в причине, которая в конечном итоге ведет к вечной Причине, которая уже не нуждается в причинности, ибо вечная по своей сути и не имеет ни начала ни конца. Именно по этому человечество никак не могут удовлетворить все эти теории, в том числе самая признанная, теория Большого взрыва. Даже если исходить из этой теории, всё-равно остается вопрос: «А откуда же взялась сингулярность, взрывом которой образовалась Вселенная? Откуда взялась материя, энергия в принципе?» Раз Вселенная имеет определенный, рассчитанный возраст, значит она не вечная, и, значит, нуждается в причине, исходя из того, что нечто невечное не может возникнуть из ничего.

Тут мне могут закинуть: а докажи существование вечного и вечности. Мало того никто не наблюдал, да и не может наблюдать ни бесконечного (вспомним об ограниченности как нас самих, так и той же скорости света), ни тем более вечного. Как же это доказать? И вот тут я благодарю Бога и великого философа Рене Декарта за очередную подсказанную мне идею из его «Метафизических размышлений».

Идея вечного и бесконечного всеобщая, очевидная и неотъемлемая от нас самих

Всё просто: никто вечного не видел, но идея вечного и бесконечного всеобщая, очевидная и неотъемлемая от нас самих. Если бы не было идеи вечного, никто бы не задавался вопросом: «Откуда взялась вселенная?«, не было бы понятия бесконечного числа, не было бы геометрических прямых. Откуда мы знаем, что мир не вечен, если мы не видели ничего вечного? Никогда не задумывались об этом? Вот именно, что само осознание невечного и ограниченного даёт нам понятие вечного и безграничного! Как только мы осознаём свою ограниченность мы постулируем вечное и безграничное, ибо на каком основании мы знаем, что ограничены, как только не на сравнении себя и всего материального мира с некой идеей вечного и безграничного, которая заложена в нас от природы!

Это точно также как гора не мыслима без долины. Как только мы думаем о горе, автоматически подразумевается существование долины. Так и тут, как только мы осознаем ограниченность чего-либо, автоматически подразумевается, что должно быть нечто вечное и бесконечное, с чем мы сравниваем, что-либо!

Само то, что люди задаются вопросом «откуда взялась Вселенная?», само то, что существуют теории её возникновения — уже означает, что вечность существует, иначе бы никто и вопроса такого не задавал и этих гипотез и теорий не выводил. Самим этим вопросом постулируется вечность! Идея вечности зашита в вас, как неотъемлемое знание вашего разума. Именно потому мы и ставим такой вопрос имея дело с невечной сущностью.

Констатирование конечности чего-либо это тоже самое что сказать: «вот гора», а раз есть гора, значит есть и долина, ибо это неразрывные понятия. Тем что мы сказали «гора» мы уже указали на существование долины. Тем, что мы осознаём конечность чего-либо, мы постулируем вечность, иначе бы мы просто не осознавали конечности вещей, мы сравниваем в своём разуме все вещи по отношению с бесконечностью и вечностью и говорим: «вот это конечное, это ограниченное, это не вечное», тем самым однозначно указывая, как на самоочевидный факт существования бесконечности и вечности!

Никому не приходит в голову искать начало у геометрической прямой

Так что во многом благодаря самому существованию теорий возникновения Вселенной мы можем быть уверены, что вечность реальна, иначе бы и теорий этих не было, они были бы просто бессмысленны. А раз вечность реальна и реальна конечная Вселенная, значит реально и нечто вечное, некая вечная сущность, которая, будучи вечной, не имеет ни начала ни конца и которая была причиной конечной Вселенной. Вечное освобождается от поиска причины именно в силу его природы. Никому же не приходит в голову искать начало у геометрической прямой или найти самое большое число! Задать вопрос «Откуда взялось вечное?» также бессмысленно, как задавать вопрос: «Где начало у прямой?». Очевидно, что вечное не нуждается в причине и не имеет ни начала ни конца.

Поэтому самый правильный и очевидный ответ на вопрос: «Откуда взялась Вселенная?» это то, что она, будучи, конечной, имеет вечную Первопричину, которая по своей природе нематериальна, не ограничена законами природы так, как материя. Всё элементарно и просто.

Я намеренно не говорю, что эта Первопричина и есть Бог, хотя и пишу слово «Первопричина» с большой буквы, ибо сам я уверен, что это вечно сущий Бог, но исходя из того что мы имеем дело с вечной сущностью, еще нельзя утверждать что это именно Бог. Пока обойдемся тем, что у всего конечного, у Вселенной вообще есть начало и причина в вечной Первопричине, природа которой заключается в том, что она не есть материальной в том смысле, в котором мы рассматриваем известную нам материю.

Источник: apologet.net

В 1981 году многие ведущие мировые космологи собрались в Папской академии наук, которая стала свидетелем слияния науки и богословия и расположена на элегантной вилле в садах Ватикана. Стивен Хокинг выбрал августовкий день, чтобы представить то, что позже он будет называть самой важной своей идеей: гипотезу о том, что вселенная могла возникнуть из ничего.

До выступления Хокинга все истории космологического происхождения, научные или теологические, вызывали возражение: «Что случилось до этого?». Например, теория Большого взрыва, — ее впервые предложил за 50 лет до лекции Хокинга бельгийский физик и католический священник Жорж Лемэтр (Georges Lemaître), который позже служил президентом Академии наук Ватикана, — гласит, что до начала расширения вселенная была горячим, плотным сгустком энергии. Но откуда взялась первоначальная энергия?

У теории Большого взрыва были и другие недостатки. Физики понимали, что расширяющийся сгусток энергии скорее превратится в нечто измятое и хаотическое, а не в огромный гладкий космос, который наблюдают современные астрономы. В 1980 году, за год до выступления Хокинга, космолог Алан Гут (Alan Guth) понял, что погрешности Большого взрыва можно исправить с учетом небольшого дополнения: начального, экспоненциального всплеска роста, известного как космическая инфляция, который сделал бы вселенную огромной, гладкой и плоской до того, как гравитация могла бы ее разрушить. Инфляция быстро стала ведущей теорией происхождения нашего космоса. И все же оставался вопрос о том, каковы были первоначальные условия: откуда взялось крошечное пятно, которое якобы раздулось в нашу вселенную, и потенциальная энергия, которая его расширила?

Великолепный Хокинг нашел способ положить конец бесконечным попыткам заглянуть еще дальше в прошлое: он предположил, что никакого конца или начала вообще не существует. Согласно протоколу конференции в Ватикане, физик из Кембриджа, которому тогда было 39 лет, и который все еще мог говорить собственным голосом, сказал собравшимся: «В условиях на границе вселенной должно быть что-то особенное, и что может быть более особенным, чем такое состояние, при котором границы нет?»

Откуда взялась вселенная научная точка зрения

© flickr.com, NASA/Paul E. Alers
Стивен Хокинг выступает с речью во время лекции в университете Джорджа Вашингтона в Вашингтоне

Хокинг и Джеймс Хартл, с которым они часто работали вместе, окончательно сформулировали свою «гипотезу об отсутствии границ» в работе 1983 года, где предположили, что космос имеет форму волана. Подобно тому, как волан имеет нулевой диаметр в самой нижней точке и постепенно расширяется по пути вверх, вселенная, согласно гипотезе об отсутствии границ, плавно расширяется от точки нулевого размера. Хартл и Хокинг вывели формулу, описывающую весь волан — так называемую «волновую функцию вселенной», которая охватывает все прошлое, настоящее и будущее, — делая бессмысленными поиски истоков творения, создателя или какого-либо перехода из одного состояния в другое в прошлом.

«В соответствии с гипотезой об отсутствии границ бессмысленно задаваться вопросом о том, что было до Большого взрыва, так как нет понятия времени, которое могло бы стать точкой отсчета, — сказал Хокинг во время очередной лекции в Папской академии в 2016 году, за полтора года до своей смерти. — Это как спросить, что южнее Южного полюса».

Гипотеза Хартла-Хокинга радикально пересматривала понятие о времени. Каждый момент во вселенной становился поперечным сечением волана; в то время как мы воспринимаем вселенную как расширяющуюся и развивающуюся от одного момента к другому, время на самом деле состоит из корреляций между размером вселенной в каждом сечении и другими свойствами — особенно ее энтропией, или неупорядоченностью. Энтропия возрастает от пробки до перьев, нацеливаясь на появляющуюся стрелу времени. Однако около закругленного дна волана корреляции менее надежны; время перестает существовать и заменяется чистым пространством. Хартл, профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, которому сейчас 79 лет, недавно так прокомментировал это в телефонном разговоре: «В самой ранней вселенной не было птиц; впоследствии птицы появились. В ранней вселенной не было времени, а впоследствии время появилось».

Гипотеза об отсутствии границ очаровывала и вдохновляла физиков почти сорок лет. «Это потрясающе красивая и провокационная идея», — сказал Нил Турок (Neil Turok), космолог из канадского Института теоретической физики «Периметр» в Ватерлоо и бывший сотрудник Хокинга. Гипотеза представляла собой первый набросок квантового описания космоса — волновой функции вселенной. Вскоре возникла целая область науки, квантовая космология, и различные исследователи начали предлагать альтернативные идеи того, как Вселенная могла появиться из ничего, анализировали различные предсказания и способы проверки этих теорий и интерпретировали их философское значение. По словам Хартла, безграничная волновая функция «была в некотором роде самым простым объяснением для этого».

Но два года назад статья Турока, Джоба Фельдбрюгге (Job Feldbrugge) из Института «Периметр» и Жана-Люка Ленера (Jean-Luc Lehners) из Института гравитационной физики Макса Планка в Германии поставила под сомнение гипотезу Хартла-Хокинга. Эта гипотеза, конечно, жизнеспособна только в том случае, если вселенная, которая выходит из безразмерной точки, как это представляли себе Хартл и Хокинг, естественным образом вырастает во вселенную, подобную нашей. Хокинг и Хартл утверждали, что это действительно так: вселенные без границ будут скорее всего огромными, невероятно гладкими, впечатляюще плоскими и расширяющимися, точно так же, как и сам космос. «Проблема подхода Стивена и Джима в том, что он был неоднозначным, — сказал Турок, — глубоко двусмысленным».

В статье 2017 года, опубликованной в журнале «Физикал ревью леттерс» (Physical Review Letters), Турок и его соавторы подошли к гипотезе Хартла-Хокинга об отсутствии границ с помощью новых математических методов, которые, по их мнению, делают его предсказания гораздо более конкретными, чем раньше. «Мы обнаружили, что она с треском провалилась, — сказал Турок. — С точки зрения квантовой механики вселенная просто не могла появиться так, как они себе представляли». Трое ученых тщательно проверили расчеты и исходные данные, прежде чем обнародовать их, но «к сожалению, — сказал Турок, — казалось попросту неизбежным, что предложение Хартла-Хокинга оказалось непригодным».

Из-за этой статьи разгорелись споры. Другие эксперты яростно остаивали идею отсутствия границ и опровергали доводы Турока и его коллег. «Мы не согласны с его техническими аргументами, — сказал Томас Хертог (Thomas Hertog), физик из Лёвенского Католического университета в Бельгии, который тесно сотрудничал с Хокингом в течение последних 20 лет его жизни. — Но, что более важно, мы также не согласны с его определением, его концепцией, его методологией. Именно с этим мы в первую очередь хотели бы поспорить».

После двух лет противостояния группы ученых сошлись на том, что их разногласия сводятся к различным взглядам на то, как устроена природа. Горячие, но в то же время дружеские дебаты помогли сохранить ценность идеи, которая волновала Хокинга. Даже критики их с Хартлом особой формулы и, в том числе Турок и Ленер, разрабатывают конкурирующие квантово-космологические модели, пытаясь избежать предполагаемых ловушек оригинала, но сохраняя при этом очарование идеи безграничности.

Сад космических наслаждений

С 1970-х годов Хартл и Хокинг часто встречались, как правило, когда подолгу сотрудничали в Кембридже. Теоретические исследования черных дыр и таинственных сингулярностей в их центрах заставили их обратиться к вопросу происхождении нашей вселенной.

В 1915 году Альберт Эйнштейн обнаружил, что концентрации вещества или энергии деформируют ткань пространства-времени, порождая гравитацию. В 1960-х годах Хокинг и физик из Оксфордского университета Роджер Пенроуз (Roger Penrose) доказали, что когда пространство-время искривляется достаточно резко, например, внутри черной дыры или, возможно, во время Большого взрыва, оно неизбежно разрушается, бесконечно круто изгибаясь в сторону сингулярности, где уравнения Эйнштейна не работают и необходима новая, квантовая теория гравитации. «Теоремы сингулярности» Пенроуза-Хокинга говорят о том, что пространство-время не может зародиться плавно, нерезко в одной точке.

Таким образом, Хокинг и Хартл размышляли над возможностью того, что вселенная возникла как чистое пространство, а не как динамическое пространство-время. И это привело их к представлениям о геометрии волана. Они определили безграничную волновую функцию, описывающую такую вселенную, используя подход, изобретенный кумиром Хокинга, физиком Ричардом Фейнманом (Richard Feynman). В 1940-х годах Фейнман разработал схему для расчета наиболее вероятных результатов квантово-механических событий. Фейнман обнаружил, что, скажем, для предсказания наиболее вероятных результатов столкновения частиц можно суммировать все возможные пути, которые могут пройти сталкивающиеся частицы, придавая прямым путям больше значения, чем извилистым. Вычисление этого «интеграла по траектории» дает волновую функцию: распределение вероятностей, указывающее различные возможные состояния частиц после столкновения.

Сходным образом Хартл и Хокинг представили волновую функцию вселенной, — описывающую ее вероятные состояния, — как сумму всех возможных путей, которыми она могла бы плавно расширяться из точки. Они надеялись, что сумма всех возможных «историй расширения», вселенных с гладким дном всевозможных форм и размеров, даст волновую функцию, которая с высокой вероятностью порождает такую огромную, гладкую, плоскую вселенную, как наша. Если в результате оценки взвешенной суммы всех возможных историй расширения наиболее вероятным результатом окажется какой-то другой вид вселенной, гипотеза об отсутствии границ несосотоятельна.

Проблема в том, что интеграл по всем возможным историям расширения слишком сложен, чтобы его можно было точно рассчитать. Возможны бесчисленные варианты форм и размеров вселенных, и каждая из них может оказаться очень запутанной историей. «Мюррей Гелл-Манн (Murray Gell-Mann) обычно спрашивал меня, — сказал Хартл о покойном физике, лауреате Нобелевской премии, — если вам известна волновая функция вселенной, почему вы не разбогатели?» Конечно, чтобы на самом деле найти волновую функцию с помощью метода Фейнмана, Хартлу и Хокингу пришлось радикально упростить ситуацию, игнорируя даже конкретные частицы, населяющие наш мир (что означало, что их формула была очень далека от того, чтобы давать предсказания фондовых рынков). Они считали, что траектория является интегральной для всех возможных игрушечных вселенных в «минисуперпространстве», то есть в совокупности всех вселенных с единым энергетическим полем, проходящим через них: энергией, которая питала космическую инфляцию. (На изображении волана Хартла-Хокинга этот начальный период рсширения соответствует быстрому увеличению диаметра у основания пробки.)

Даже минисуперпространство трудно просчитать точно, но физики знают, что есть две возможные истории расширения, которые могут быть наиболее вероятными результатами этих расчетов. Эти конкурирующие формы вселенной соответствуют двум сторонам текущей дискуссии.

Эти две конкурирующие теории представляют собой две «классические» истории расширения вселенной, которые могли иметь место. После первоначального всплеска космической инфляции из нулевого размера эти вселенные неуклонно расширяются в соответствии с теорией гравитации и пространства-времени Эйнштейна. Более сложные истории расширения, такие как вселенные в форме футбольного мяча или гусеницы, в основном сводятся на нет при квантовых вычислениях.

Одно из двух классических решений напоминает нашу вселенную. В более крупных масштабах она плавная и энергия разбросана по ней случайным образом из-за квантовых колебаний во время инфляции. Как и в реальной вселенной, различия в плотности между разными ее областями образуют гауссову кривую, близкую к нулю. Если это возможное решение действительно самое вероятное при расчете волновой функции для минисуперпространства, вполне можно представить, что гораздо более детальная и точная версия безграничной волновой функции может служить жизнеспособной космологической моделью реальной вселенной.

Другая потенциально доминирующая форма вселенной совсем не похожа на реальную. По мере того, как она расширяется, заполняющая ее энергия варьируется все резче, создавая огромные градиенты плотности от одного места к другому, и гравитация постоянно усиливается. Изменения плотности образуют перевернутую гауссову кривую, где различия между регионами приближаются не к нулю, а к бесконечности. Если это доминирующий член в безграничной волновой функции для минисуперпространства, то предложение Хартла-Хокинга может показаться неверным.

Две доминирующие истории расширения заставляют нас выбирать, как должен выполняться интеграл по траекториям. Если доминирующие истории — это два местоположения на карте, мегаполисы в царстве всех возможных квантово-механических вселенных, вопрос состоит в том, по какой траектории мы должны пройти через эти земли. Какую доминирующую историю расширения, а она может быть только одна, должен выбрать наш «контур интеграции»? Исследователи уже прокладывали разные пути.

В статье 2017 года Турок, Фельдбрюгге и Ленер выбрали тропинку через сад возможных историй расширения, которая привела их ко второму доминирующему решению. По их мнению, единственным разумным контуром является тот, который просматривает реальные значения (в противоположность мнимым значениям, которые включают квадратные корни отрицательных чисел) для переменной, называемой «интервалом». По сути, интервал — это высота каждой возможной воланообразной вселенной, расстояние, на котором она достигает определенного диаметра. Поскольку у отклонения нет начальной точки, оно не вписывается в наши представления о времени. Тем не менее Турок и его коллеги отчасти ссылаются в своих рассуждениях на причинно-следственную связь, утверждая, что физические смыслы имеют только реальные значения интервала. А суммирование по вселенным с реальными значениями этой переменной приводит к сильно нестабильному и бессмысленному с точки зрения физики решению.

«Люди придают очень большое значение интуиции Стивена, — сказал Турок по телефону. — По понятной причине — я хочу сказать, у него, вероятно, была лучшая интуиция в этих вопросах. Но он не всегда был прав».

Воображаемые миры

Джонатан Холливелл (Jonathan Halliwell), физик из Имперского колледжа в Лондоне, изучал гипотезу об отсутствии границ с тех пор, как в 1980-х годах учился у Хокинга. Вместе с Хартлом они проанализировали вопрос о контуре интегрирования в 1990 году. С их точки зрения, а также с точки зрения Хертога и, по-видимому, Хокинга, контур является не фундаментальным, а скорее математическим инструментом, который дает наибольшие преимущества. Сходным образом траекторию движения планеты вокруг Солнца можно представить математически в виде серии углов, в виде ряда времен или в виде любого из нескольких других удобных параметров. «Вы можете выполнять эту оценку параметров разными способами, но ни один из них не является более физическим, чем другой», — говорил Холливэлл.

Он и его коллеги утверждают, что в случае минисуперпространства имеют смысл только контуры, которые охватывают правильную историю расширения. Квантовая механика требует, чтобы вероятности в сумме давали 1 или были «нормализуемыми», но сильно нестабильная вселенная, к которой пришла команда Турока, не такова. Это решение бессмысленно, страдает от бесконечностей и не подчиняется квантовым законам — по мнению защитников гипотезы об отсутствии границ, это явно указывает на необходимость идти другим путем.

Это правда, что контуры, проходящие через правильное решение, суммируют возможные вселенные с мнимыми значениями их переменных. Но кроме Турока и компании, мало кто считает это проблемой. Мнимые числа пронизывают квантовую механику. Критики команды Хартла-Хокинга ссылаются на ложное представление о причинности, требуя, чтобы «интервал» был реальным. «Это принцип, который не предначертан небесами, и с которым мы глубоко не согласны», — считает Хертог.

Хертог говорит, что Хокинг редко упоминал интегральную форму пути безграничной волновой функции в последние годы, отчасти из-за неоднозначности выбора контура. Он рассматривал нормируемую историю расширения, которая была недавно открыта с помощью интегрального пути, как решение более фундаментального уравнения вселенной, поставленного в 1960-х годах физиками Джоном Уилером (John Wheeler) и Брайсом Девиттом (Bryce DeWitt). Уилер и Девитт, — обдумав этот вопрос во время остановки в международном аэропорту Роли-Дарем, — утверждали, что волновая функция вселенной, какой бы она ни была, не может зависеть от времени, поскольку нет никаких внешних часов, по которым ее можно было бы измерить. Поэтому количество энергии во вселенной, когда вы складываете положительный и отрицательный вклады материи и гравитации, должно всегда оставаться нулевым. Безграничная волновая функция удовлетворяет уравнению Уилера-Девитта для минисуперпространства.

В последние годы жизни Хокинга он вместе со своими сотрудниками, чтобы лучше понять волновую функцию в целом, начал применять голографию — новый подход из блокбастеров, который рассматривает пространство-время как голограмму. Хокинг искал голографическое описание вселенной в форме волана, в которой геометрия всего прошлого проецировалась бы из настоящего.

Эти усилия продолжаются в отсутствие Хокинга. Но Турок в таком смещении акцента усматривает изменение правил. По его словам, отказываясь от формулировки интеграла траектории, сторонники модели отсутствия границ сделали ее слабо определенной. По его мнению, то, что они изучают, уже не модель Хартла-Хокинга, хотя сам Хартл с этим не согласен.

В течение прошлого года Турок и его коллеги из Института «Периметр» Латам Бойл (Latham Boyle) и Киран Финн (Kieran Finn) разрабатывали новую космологическую модель, которая имеет много общего с моделью без границ. Но вместо одного волана она представляет собой две пробки, расположенные в виде песочных часов, в которых время течет в обоих направлениях. Хотя модель еще недостаточно развита, чтобы что-то предсказывать, ее прелесть заключается в том, что ее лепестки реализуют СРТ-симметрию, по-видимому, фундаментальное природное зеркало, которое одновременно отражает материю и антивещество, левое и правое, а также движение вперед и назад во времени. Одним из ее недостатков является то, что лепестки зеркального отображения вселенной встречаются в единственном числе, в пространстве-времени, которое требует понимания неизвестной квантовой теории гравитации. Бойл, Финн и Турок делают ставку на сингулярность, но такая попытка носит спекулятивный характер.

Наблюдается также возрождение интереса к «модели туннелирования», альтернативным представлениям о возникновении вселенной из ничего, разработанным в 80-х годах независимыми российско-американскими космологами Александром Виленкиным и Андреем Линде. Модель, которая отличается от безграничной волновой функции главным образом знаком минус, рассматривает рождение Вселенной как квантово-механическое «туннельное» событие, подобное тому, когда частица всплывает за барьером в квантово-механическом эксперименте.

Существует множество вопросов о том, как различные модели соотносятся с антропными рассуждениями и печально известной идеей мультивселенной. Например, безграничная волновая функция благоприятствует пустым вселенным, тогда как для огромного масштаба сложного устройства вселенной необходимы значительные количества материи и энергии. Хокинг утверждал, что огромный разброс возможных вселенных, вписывающихся в волновую функцию, должен быть реализован в некоторой более крупной мультивселенной, внутри которой только такие сложные вселенные, как наша, будут иметь обитателей, способных проводить наблюдения. (Недавние споры касаются вопроса о том, будут ли эти сложные, пригодные для обитания вселенные гладкими или сильно флуктуирующими.) Преимущество модели туннелирования заключается в том, что она благоприятствует вселенным, наполненным материей и энергией, таким как наша, при этом нет необходимости прибегать к антропным рассуждениям, — хотя у вселенных, туннелирующих к существованию, могут быть другие проблемы.

Что бы ни случилось, возможно, некая суть картины, впервые написанной Хокингом в Папской академии наук 38 лет назад, все равно останется. Или, возможно, вместо не-начала, подобного Южному полюсу, вселенная все-таки вышла из сингулярности, и требуется какой-то совершенно иной вид волновой функции. В любом случае поиски будут продолжаться. «Если мы говорим о квантово-механической теории, что еще можно найти, кроме волновой функции?» — спросил Хуан Мальдасена (Juan Maldacena), выдающийся физик-теоретик из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, который в основном держался в стороне от недавних споров. По словам Мальдасены, который, кстати, является членом Папской академии, вопрос о волновой функции вселенной — это «правильный вопрос». «Находим ли мы правильную волновую функцию, или как мы должны представлять себе волновую функцию, — это уже не так ясно».

Источник: inosmi.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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