Космическая теория большого взрыва призвана объяснить происхождение Вселенной. Она не отвечает на вопрос, как появилась жизнь или люди, но принципиально важна для понимания того, как могли образоваться другие объекты. Через трудности изучения космоса ВВ (большой взрыв) — не единственная версия в науке, но сегодня наиболее разработана и вероятна.

Теория большого взрыва — что это такое? Истоки и развитие теории

Это одна из версий возникновения Вселенной, которая пытается объяснить:

  • физические, химические процессы в космосе, что привели к взрыву
  • состояние материи в первые секунды существования
  • современное и будущее Солнечной и других систем

Истоки следует искать гораздо раньше, еще в трудах Альберта Айнштайна. Он предложил космологическую модель Вселенной и теорию гравитации. Хотя впоследствии он признал ошибочность предположений, дальнейшие исследования доказали его правоту.

С этого времени начались научные поиски и расчеты. Срок ВВ (англ. Big Bang, укр. большой взрыв) ввел Фред Хойл в 1949 г. Сначала теория называлась динамической еволюціонуючою моделью”. Далее исследовали вопрос где Ситтер, Фридман, Вейль, Лундмарк, Штремберг.

В 1927 г. ученый Леметр впервые заявил, что звезды — это не просто единичные объекты Вселенной, а галактики, подобные нашей. Большую роль сыграла работа ученого Хаббла. Он доказал, что Вселенная распространяется далеко за пределы нашей галактики, увидел некоторые скопления звезд на фото.

Также Хаббл определил, что Вселенная расширяется. Теория ВВ строится от обратного, ее основа — экстраполяция этого процесса. То есть, если сегодня происходит расширение, то можно найти точку отсчета и предположить, когда Вселенная существовала в виде малейшей частицы.

Уже после Второй Мировой выходит труд Г. Гамова, который предлагает “горячую” модель ВВ, которую впоследствии доказали наблюдениям. Американские ученые А. Пензиас и Б. Уилсон окончательно зафиксировали реликтовые излучения благодаря…голубям.

Получив “списанную” антенну, они решили исследовать историю инертных газов. Но обнаружили, что устройство передает радиосигнал одновременно со всех точек неба. Они попытались нейтрализовать этот шум калібровкою, но это было бесполезно.

Виновниками сигнала считали голубей, которые сделали гнезда внутри антенны. Но уже после тщательной уборки и выселения птиц ученые поняли: радіошум — это остатки реликтового излучения от первых секунд после ВВ.

Недавно в 2003 г. ученые смогли установить максимально точный возраст Вселенной, распределение материи с массами и частицами. В 2009 г. запущен спутник Планк, который уточнял показатели вплоть до октября 2013 г., когда завершил свою миссию. Результаты:
Вселенной 13,80 млрд лет (столько прошло с момента ВВ).
Получено фото совокупности галактик Центавр (ближайшая активная из всех).
Получены данные о первых свет и фотоны.

(совокупность галактик Центавр)

Спутник решили не уничтожать в атмосфере Земли, как делали раньше, поэтому его можно будет увидеть в космическом пространстве, если возникнет космический туризм.

Сущность большого взрыва

Такой интересный термин является не совсем точным. Появлением Вселенной мы обязаны космической сингулярности и постоянному расширению.

Сингулярность — это начальный “довибуховий” состояние Вселенной, когда первоначальная материя была максимально сконцентрирована и густая, одновременно с большим искажением космического пространства и времени. Некоторые сравнивают ее с чрезвычайно твердой и горячей частицей. В один момент она начала расширяться в пространстве за миллисекунды. Еще до первой секунды после космос расширился в тысячу раз, а потом замедлил ход.

Тогда состояние Вселенной описывают как кипения бульона многих частиц, из которых впоследствии возникают различные материи и вещества. Всего через 3 мин. Вселенная становится надгарячим туманом из зародышей будущих галактик. Остывания проходит медленно за сотни тысяч лет.

При температуре в 4000 градусов атомные ядра Гелия, Дейтерія и Водорода рекомбінувалися, объединяясь с электронами. Так образовались первые нейтральные атомы. Газ двигался теперь в виде скоплений, которые сталкивались с другими. Из этих клубков материи образовались первые звезды.

Старейшие возрастом около 13 млрд лет, и почти на 100% состоят из Водорода и Гелия. Как тогда образовались планеты? По этому поводу существует 3 основные версии:
Космическая катастрофа. Метеорит или другая звезда столкнулись с Солнцем, часть вещества от*объединилась сгустками. Со временем они остыли и скопились в виде слоев, образовав планеты.
Звездный газ. По этой версии “материалом” были те же Водород и Гелий вокруг Солнца. Они некоторое время существовали в виде газового облака вокруг звезды, а потом через силу притяжения скапливались, сжимаясь до шаровой формы.
Туманность. Согласно теории планеты никогда не были надгарячою веществом, а возникли с остывшей туманности вокруг Солнца. Она вращалась вокруг него, впоследствии из газа и пыли образовался диск. Потом он распался на отдельные части, что стали зародышами планет.

Кометы и метеориты сталкивались с молодыми планетами, разогревая ядро и создавая кратеры. Они образовались много миллионов лет назад, на Меркурии и Марсе остались почти в первоначальном виде; они были и на Земле, но постепенно их стерли воздух и вода.

В 2018 г. телескоп Хаббл сфотографировал звезду HD 140283. Определено, что она существует где-то 14,5 млрд лет, что последнее противоречит предположению о возрасте Вселенной (13,80 млрд). Этот факт исследуют, предполагая погрешность в расчетах или аномалию развития гиганта.

(модель большого взрыва от наса)

Если говорить простыми словами суть теории большого взрыва – это переход определенной материи из одного состояния в другое, что косвенно можно сравнить с конденсацией жидкости из газа. Конечно, теперь мы фиксируем лишь отголоски реликтового излучения, которое появилось из прозрачной материи на ранних этапах жизни Вселенной.

Несколько важных фактов о ВВ:

  1. Хотя его называют взрывом, он имеет совсем другую модель. Там не было центра или зародыше, он происходил одновременно и всюду.
  2. Благодаря теории известно, откуда в космосе появились Гелий и Водород. Этот период формирования называют нуклеосинтезом. А более “тяжелые” элементы, такие как Кислород, Железо и Уран образовали звезды или повлекли за собой новые взрывы.
  3. Хойл (который и назвал процесс взрывом) на самом деле был приверженцем совсем другой теории происхождения Вселенной, но ироническое название закрепилось лучше, чем оригинальная.
  4. Действует космологический принцип: Вселенная в любой момент и в любой точке выглядит одинаковым для наблюдателя.

Исследования продолжаются, поэтому человечество ожидает новые факты, хоть немного откроют таинственную завесу космических тайн.

Что было до большого взрыва?

На этот вопрос и до сих пор не существует исчерпывающего ответа. Теоретики физики и астрофизики затрудняются, можно ли установить это наблюдениями с помощью современного оборудования. Британский ученый Стивен Хокинг утверждает, что до сингулярности (того момента, когда Вселенная существовала в размерах атома) не было ничего. То есть отсчет надо вести, как и сейчас, с первых миллисекунд после взрыва.

В пользу этого предположения он выдвигает аргументы: в состоянии сингулярности законы физики и времени не могут существовать в том виде, в котором их понимаем мы. Во-вторых, события невозможно проследить, потому что они не имеют последствий, на основе которых и строятся предположения. А в-третьих Вселенная безгранична: вне его не существует ничего более, он тождественен сам себе.

Поэтому по его версии вопрос о причинах взрыва можно вычеркнуть из теории без значительных потерь и считать, что до него Вселенная просто не существовал.

Критика теории большого взрыва

Хотя учение объясняет, что произошло во время и после взрыва, оно не позволяет даже предположить, что происходило до. Почему сингулярний атом стал расширяться неизвестно, поэтому пытаются объяснить это теорией квантовой гравитации.

Еще разрабатывают теорию всего, которая бы объединила принципы квантовой физики, астрофизики и математические расчеты. Она должна объяснить все закономерности и случайности рождения галактик.

Также не объясняется, почему возникли темная материя и энергия. Они составляют около 90% от всего массива видимых частиц, но их природа до сих пор непонятна. Еще одно неисследованное явление — черные дыры, которые не взаимодействуют с электромагнитным или световыми лучами, что делает невозможным их детальное изучение. Но они способны неотвратимо поглощать что угодно.

А темную энергию ввели только теоретически, чтобы объяснить расширение и ускорение. Нет никаких фактических доказательств ее существования или действия. Зачем же нужны эти домыслы? Оказывается, что невидимые черные материи удерживают галактики вместе благодаря высокому показателю гравитации, не свойственный ни одной видимой.

(модель черной дыры)
  • Критикуют другие положения мироздания:
    однородность, потому что галактики не тождественные по строению и размерам, неравномерно распределены в пространстве;
  • ось зла, которую обнаружили в 2005 г. как область, вокруг которой ориентируется структура Вселенной. Название дал Же. Магейжу. Эта теория ставит под сомнение большой взрыв вместе с аномальным инфракрасным излучением от “старых галактик”.

Последний тезис была нивелирована в 2012 г. Совпадения объяснили случайным отклонением в расчетных величинах. То, что известно на сегодняшний день о самую популярную теорию рождения мира, регулярно ставят под сомнение и пытаются усовершенствовать выведены предположение.

Альтернативные версии рождения Вселенной

Объяснение теории большого взрыва не единственный вариант возникновения мира. Часть из них имеет корни в религиозных верованиях, другие являются научными попытками, подтвержденными исследованиями.

Стационарный Вселенная

Автором стал Ф. Хойл. Одна из древнейших теорий, которой интересовался еще А. Айнштайн. Хойл поддерживал мнение, что Вселенная не имеет начала или конца, а самовоспроизводится благодаря постоянному пополнению новой материей.

Эту версию очень быстро опровергли, но именно с нее начался научный поиск. Ученый исследовал возникновение тяжелых химических элементов и, по иронии судьбы, изобрел термин “большой взрыв”.
Холодный взрыв
Автор — космолог Веттеріх. Он предположил, что возникновение мира произошло не в результате расширения и остывания, а наоборот — сжатия. На то время не было возможностей, чтобы доказать или опровергнуть теорию. Но впоследствии во время изучения ядерных реакций и излучения оказалось, что она ошибочная через:
специфические превращения веществ, которые образуют Гелий, а не Водород. Именно с последнего образуются молодые звезды и межзвездный газ;
невозможность точного измерения, ведь предмета служат лишь соотношение масс, а не сами массы.

Один физик сказал, что холодный взрыв подобный утверждение, что сжимается не Вселенная, который измеряют, а линейка, какой это делают.

Зеркальная Вселенная

Сложная версия авторства ученого из Оксфордского университета. Д. Барбур утверждает, что во время ВВ образовалось две Вселенные, которые соответственно расширились в обе стороны, образуя еще более сложную систему.
Его теория доказывает, что эта система создала две стрелы времени, которые двигаются друг от друга в разных направлениях. Соответственно, в каждой Вселенной время течет в разные стороны (то есть, не только вперед, как в традиционном видении). Вероятно, наблюдателям в другой системе будет выдаваться, что мы живем в их далеком прошлом и двигаемся назад.

Циклическая космология

Физик Пенроуз из Британии доказывает, что большой взрыв не был началом или концом рождение Вселенной, а лишь переходным этапом. По его мнению, с течением времени Вселенная меняет свою геометрию, становится более запутанным и доходит до поглощения самого себя. Когда он максимально распространился и самопоглинувся, энергию захватывают черные дыры, которые в свою очередь также взаємопоглинаються.

А когда частицы достигают нулевой энтропии, они готовы образовать новый большой взрыв. Тогда цикл повторяется. Пока что единственным доказательством теории является 12 реликтовых колец излучения, что демонстрируют перепады гравитационных волн во время столкновения массивных черных дыр.

Плазменный Вселенная

Базируется на том, что Космос состоит из гигантских витков электронов и ионов, которые скручиваются и скапливаются под действием электромагнитного излучения. Частично версия объясняет поглощение радиоволн, наличие сверхлегких веществ в составе космических объектов. Но научных доказательств было недостаточно: большинство аргументов сводилась к условностей и допущений в теории ВВ, которые противоречат закону сохранения энергии.

Сторонники плазменной природы галактик не смогли подкрепить свое мнение опытами или расчетами, поэтому она залишаєтьсявірогідною, но не доказанной.

Это лишь некоторые из имеющихся предположений, которые пытались доказать наблюдением или исследованиями. Существуют и фантазийные версии, что были опровергнуты учеными сразу же после появления. Отдельной темой является мифологическое или религиозное видение зарождения мира.

Будущее Вселенной

Не существует единого сценария, за каким он перестанет существовать. Наиболее вероятные версии, исходя из господства теории ВВ, это повторение взрыва через бесконечное расширение или сжатие:

  1. В первом случае разрушатся гравитационные силы, что удерживают планеты и звезды. Они распадутся на мельчайшие частицы. Все запасы энергии иссякнут, наступит тепловая смерть. Когда перестанут существовать отдельные атомы, физические законы не будут действовать, и дальнейшая судьба Вселенной неизвестна.
  2. Во втором варианте большое сжатие приведет к уменьшению размеров Вселенной к одной большой галактики. Резко увеличится температура, уничтожая все живое. Впоследствии распадутся планеты и звезды, атомы расщепляются на мельчайшие частицы, которые сжимаются еще больше. В этот период перестают работать законы физики.

Сторонником последнего сценария был Стивен Хокинг. Он спрогнозировал будущее Земли, наблюдая за Венерой. Очевидно, что все описанные изменения только предположение, которые вряд ли произойдут за жизнь человечества.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Подписывайтесь на наш канал в Телеграмма