Терри Пратчетт описал традиционный взгляд на создание Вселенной примерно так: “Изначально существовало ничего, которое впоследствии взорвалось”. И действительно, современная космология утверждает, что Вселенная, что расширяется, возник в результате Большого Взрыва.
Большой взрыв – это общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно начало расширения Вселенной, перед которым он находился в состоянии сингулярности.
Согласно современным представлениям теории Большого взрыва, 13,77 ± 0,059 млрд лет назад возникла Вселенная из первоначального состояния сингулярности, то есть с определенной точки, в которую был сжат весь Вселенная, и которая вмещала в себе необыкновенно высокую плотность энергии, температуры и давления. Произошел большой взрыв, который обусловил выброс огромного количества энергии, которая стремилась заполнить все космическое пространство. С тех пор Вселенная непрерывно расширяется и охлаждается. Вместе с тем, как падала температура во Вселенной, стал возможным баріогенез. На этом этапе кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и нейтроны. Одновременно происходило и формирование материи и антиматерии. Следующий спад температуры ознаменовал образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме. После чего наступила эпоха нуклеосиснтеза, при котором протоны, о’єднуючись с нейтронами, образовали ядра дейтерия, гелия-4 и еще нескольких легких изотопов. После дальнейшего падения температуры и расширения Вселенной наступил следующий переходный момент, при котором гравитация стала доминирующей силой. Вселенная охлаждался и расширялся, атомы стали группироваться в местах случайных неоднородностей в более плотные формации. Появились горячие звезды, а из старых, содержащие большое количество тяжелых элементов в составе ядра, начали образовываться холодные планеты. Когда планеты окончательно остыли, атомы начали группироваться в молекулы, и так далее – здесь и берет свое начало наша эволюция.
Теория Большого взрыва прочно поддерживается доказательствами в виде реликтового излучения и смещением дальнего света в направлении красной части спектра: это указывает на то, что Вселенная расширяется постоянно. И все же далеко не всех удалось в этом убедить. В течение многих лет учеными предлагались разнообразные альтернативы и разные мысли что возникновение нашей Вселенной. Вот несколько самых интересных из них:
Теория стационарной Вселенной
Теория стационарной Вселенной была предложена в 1948 году Германом Бонди, Томасом Голдом и Фредом Хойлом. Она вышла из идеального космологического принципа, который говорит, что вселенная выглядит по сути одинаково в каждой точке в любое время (в макроскопическом смысле). Вселенная существовала всегда в неизменном состоянии, так считали сторонники теории стационарной Вселенной. А как быть с очевидным расширением Вселенной? Сторонники этой теории считали, что Вселенная может расширяться, но он остается таким же, а материя постоянно возникает из ничего. Эта теория потеряла свою актуальность, когда было открыто реликтовое излучение. Реликтовое излучение считается радиацией, что осталась от Большого взрыва.
Вселенная как мираж черной дыры
Вселенная возникла благодаря коллапсу звезды в четырехмерной Вселенной, считают ученые из Института теоретической физики «Периметр». Результаты их исследования опубликовал журнал Scientific American. Ніайеш Афшорді, Роберт Манн и Случае Пурхасан говорят, что наш трехмерный Вселенная стал подобием «голографического миража» при схлопывании чотиривимірної звезды. В отличие от теории Большого взрыва, новая гипотеза о четырехмерной вселенной объясняет как причины зарождения, так и ее стремительного расширения. В нашей Вселенной черные дыры окружены сферой, называемой горизонтом событий. И если в трехмерном пространстве эта граница двухмерная (как мембрана), то в четырехмерной вселенной горизонт событий будет ограничен сферой, которая существует в трех измерениях. Комп’ютерне моделирование коллапса чотиривимірної звезды показал, что ее трехмерный горизонт событий будет постепенно расширяться. Именно это мы и наблюдаем, называя рост 3D-мембраны расширением Вселенной.
Большая заморозка
Альтернативой Большому взрыву может быть Большая заморозка. Команда физиков из Мельбурнского университета во главе с Джеймсом Кватчем представила модель рождения Вселенной, которая больше напоминает постепенный процесс заморозки аморфной энергии, чем ее выплеск и расширение в трех направлениях пространства. Бесформенная энергия, по мнению ученых, как и вода остыла до кристаллизации, создав привычные три пространственных и одно временное измерение. Теория Большой заморозки " ставит под сомнение принятое в настоящее время утверждение Альберта Эйнштейна о непрерывности и плавности пространства и времени.
Хаотическая теория инфляции
Большинство современных моделей ранней Вселенной постулируют короткий период экспоненциального роста (известного как инфляция), вызванный энергией вакуума, в процессе которого соседние частицы быстро оказались разделенными огромными областями пространства. После этой инфляции, энергия вакуума распалась на горячий плазменный “бульон”, в котором образовались атомы, молекулы и тд. В теории вечной инфляции этот процесс инфляции никогда не заканчивался. Вместо этого пузыри пространства прекратили бы раздуваться и вступили бы в низкоэнергетический состояние, чтобы после расшириться в инфляционном пространстве. По этой теории наша Вселенная – одна из пузырей множественного Вселенной, которая характеризуется постоянной инфляцией. Один из аспектов этой теории, который можно было бы проверить, это предположение, что две вселенные, которые будут достаточно близко, чтобы встретиться, вызовут нарушения в пространстве и времени вселенной каждого. Лучшей поддержкой такой теории будет выявление доказательств такого нарушения на фоне реликтового излучения.
Холодный Большой взрыв и Вселенная, что сжимается
Криштоф Веттер из Университета Гейдельберга предположил, что Вселенная могла начаться с холодного и огромного пустого пространства, который становится активным только в том, что сжимается, а не расширяется согласно Стандартной модели. В этой модели, красный сдвиг, что наблюдается астрономами, может быть вызван увеличением массы вселенной по мере сжатия. Свет, что излучается атомами, определяется массой частиц: больше энергии проявляется по мере движения света в голубую часть спектра и меньше – в красную. Главная проблема теории Веттеріха в том, что ее невозможно подтвердить измерениями, поскольку мы сравниваем лишь соотношение различных масс, а не сами массы. Один физик пожаловался, что эта модель похожа на утверждение, что не Вселенная расширяется, а линейка, которой мы его измеряем, сжимается.
Существует еще несколько альтернативных версий появления Вселенной. Но, на сегодняшний день, львиная доля научного мира склоняется все таки к традиционной теории Большого Взрыва.
