Мистерии на Големия взрив
Нашата Вселена е започнала преди 13,7 милиарда години с Големия взрив и учените се опитват да разберат този феномен от поколения.
В края на 20-те години на 20-ти век Едуин Хъбъл открива, че всички галактики, които виждаме, се разлитат - като фрагменти от граната след експлозия, в същото време белгийският астроном и теолог Жорж Леметр излага своята хипотеза (през 1931 г. тя се появи на страниците на "Природа"). Той вярва, че историята на Вселената започва с експлозията на „първичния атом“ и това води до време, пространство и материя (по-рано, в началото на 20-те години, съветският учен Александър Фридман, анализирайки уравненията на Айнщайн, също стигна до заключението, че „Вселената е създадена от една точка“ и са били необходими „десетки милиарди от нашите обикновени години“).
Отначало астрономите решително отхвърлиха разсъжденията на белгийския богослов. Защото теорията за Големия взрив беше идеално съчетана с християнската вяра в Бог Създател. В продължение на два века учените възпрепятстваха проникването в науката на всякакъв вид религиозни спекулации относно „началото на всички начала“. И сега Бог, изгонен от природата под премереното люлеене на колелата на нютоновата механика, неочаквано се завръща. Той идва в пламъците на Големия взрив и е трудно да си представим по-триумфална картина на външния му вид.
Проблемът обаче не бил само в теологията – Големият взрив не се подчинявал на законите на точните науки. Най-важният момент в историята на Вселената беше отвъд познанието. В тази единствена (специална) точка, разположена на оста на пространство-време, общата теория на относителността престана да действа, тъй като налягането, температурата, енергийната плътност и кривината на пространството се втурнаха до безкрайност, тоест те загубиха всякакъв физически смисъл . В този момент всички тези секунди, метри и астрономически единици изчезнаха, превърнаха се не в нула, не в отрицателни стойности, а в пълното им отсъствие, в абсолютна незначителност. Тази точка е пропаст, която не може да бъде преодоляна върху кокилите на логиката или математиката, дупка във времето и пространството.
Едва в края на 60-те години на миналия век Роджър Пенроуз и Стивън Хокинг убедително показаха, че в рамките на теорията на Айнщайн сингулярността на Големия взрив е неизбежна. Това обаче не може да улесни работата на теоретиците. Как да опиша Големия взрив? Каква беше, например, причината за това събитие? В крайна сметка, ако изобщо не е имало време преди това, тогава не може да изглежда да има причина, която го е породила.
Както сега разбираме, за да се създаде цялостна теория за Големия взрив, е необходимо да се свърже заедно учението на Айнщайн, което описва пространството и времето, с квантовата теория, която се занимава с елементарните частици и тяхното взаимодействие. Вероятно може да мине повече от едно десетилетие, преди да бъде възможно да се направи това и да се изведе една-единствена „формула на Вселената“.
И откъде, например, би могло да дойде огромното количество енергия, което генерира тази експлозия с невероятна сила? Може би е наследен от нашата Вселена от предшественика си, който се сви в единствена точка? Но тогава откъде го е взела? Или енергията е била излята в първичния вакуум, от който нашата Вселена се измъкна като „балон от пяна“? Или Вселените от по-старото поколение предават енергия на Вселените на по-младото поколение чрез – тези единични точки – в дълбините на които може би се раждат нови светове, които никога няма да видим? Както и да е, Вселената в такива модели изглежда като „отворена система“, което не отговаря съвсем на „класическата“ картина на Големия взрив: „Нямаше нищо и изведнъж Вселената се роди“.
Вселената по време на образуването е била в изключително плътно и горещо състояние.
И може би, както смятат някои от изследователите, нашата Вселена като цяло е... лишена от енергия, по-точно нейната обща енергия е нула? Положителната енергия на радиацията, излъчвана от материята, се наслагва върху отрицателната енергия на гравитацията. Плюс пъти минус е равно на нула. Това прословуто "0" изглежда е ключът към разбирането на природата на Големия взрив. От него - от "нула", от "нищо" - всичко се роди мигновено. На късмет. спонтанно. Просто. Пренебрежимо малко отклонение от 0 доведе до всеобща лавина от събития. Можете също да направите такова сравнение: каменна топка, балансирана върху тънък, като шпил, връх на някакъв Chomolungma, внезапно се залюля и се търкулна надолу, което поражда „лавина от събития“.
1973 г. – Физикът Едуард Трайън от Америка се опитва да опише процеса на раждането на нашата Вселена, използвайки принципа на неопределеността на Хайзенберг, една от основите на квантовата теория. Според този принцип, колкото по-точно измерваме енергията, например, толкова по-несигурно става времето. Така че, ако енергията е строго равна на нула, тогава времето може да бъде произволно голямо. Толкова голям, че рано или късно в квантовия вакуум, от който ще се роди Вселената, ще възникне флуктуация. Това ще доведе до бърз растеж на космоса, привидно от нищото. „Просто Вселените понякога се раждат, това е всичко“, толкова непретенциозно обясни Трион предисторията на Големия взрив. Беше голяма произволна експлозия. Само и всичко.
Може ли Големият взрив да се случи отново?
Колкото и да е странно, да. Живеем във вселена, която все още може да дава плодове и да ражда нови светове. Създадени са няколко модела, които описват "Големия взрив" на бъдещето.
Защо, например, в същия вакуум, който е породил нашата Вселена, не трябва да се появяват нови флуктуации? Може би през тези 13,7 милиарда години до нашата вселена са се появили безброй светове, които по никакъв начин не се докосват. Те имат различни природни закони, има различни физически константи. В повечето от тези светове животът никога не би могъл да възникне. Много от тях веднага умират, преживяват колапс. Но в някои Вселени - по чиста случайност! - условията, при които може да възникне животът.
Но въпросът не е само във вакуума, който съществува преди началото на „всички времена и народи“. Флуктуациите, изпълнени с бъдещи светове, могат да възникнат и във вакуума, който се излива в нашата Вселена - по-точно в тъмната енергия, която я изпълва. Този вид модел на "обновяваща вселена" е разработен от американския космолог, родом от Съветския съюз, Александър Виленкин. Тези нови "големи взривове" не ни заплашват с нищо. Те няма да разрушат структурата на Вселената, няма да я изгорят до основи, а само ще създадат ново пространство отвъд границите, достъпни за нашето наблюдение и разбиране. Може би подобни "експлозии", отбелязващи раждането на нови светове, се случват в дълбините на множество черни дупки, осеяни по космоса, смята американският астрофизик Лий Смолин.
Друг родом от СССР, живеещ на Запад, космологът Андрей Линде вярва, че ние самите сме способни да предизвикаме нов Голям взрив, като сме събрали в някакъв момент в космоса огромно количество енергия, което надхвърля определена критична граница. Според неговите изчисления космическите инженери на бъдещето биха могли да вземат невидима щипка материя - само няколко стотни от милиграма - и да я кондензират до такава степен, че енергията на този куп ще бъде 1015 гигаелектронволта. Образува се малка черна дупка, която ще започне да се разширява експоненциално. Така ще възникне „дъщерна Вселена“ със собствено пространство-време, която бързо се отделя от нашата Вселена.
... В природата на Големия взрив има много фантастично. Но валидността на тази теория доказва редица природни явления. Те включват разширяването на Вселената, което наблюдаваме, модела на разпределение на химичните елементи, както и космическото фоново излъчване, което се нарича "реликвата на Големия взрив".
Светът не съществува вечно. То се роди в пламъците на Големия взрив. Дали обаче това беше уникално явление в историята на космоса? Или повтарящо се събитие, като раждането на звезди и планети? Ами ако Големият взрив е само фаза на преход от едно състояние на Вечността към друго?
Много от физиците казват, че първоначално е имало Нещо, а не Нищо. Може би нашата вселена - подобно на другите - е родена от елементарен квантов вакуум. Но колкото и „минимално просто“ да е такова състояние – и по-малко от квантов вакуум, законите на физиката не го позволяват – то все пак не може да се нарече „Нищо“.
Може би Вселената, която виждаме, е просто още едно агрегатно състояние на Вечността? Какво ще кажете за странното подреждане на галактики и галактически купове - нещо като кристална решетка, която в n-измерния свят, съществувал преди раждането на нашата Вселена, е имала напълно различна структура и която вероятно се предсказва от "формулата на всичко", която Айнщайн търсеше? И ще бъде ли намерен през следващите десетилетия? Учените надничат интензивно през стената на Неизвестното, която е защитила нашата вселена, опитвайки се да разберат какво се е случило миг преди това, според обичайните ни представи, не е имало абсолютно нищо. Какви форми на Вечния Космос можем да си представим, дарявайки времето и пространството с онези качества, които са немислими в нашата вселена?
Сред най-обещаващите теории, в които физиците се опитват да изстискат цялата Вечност, може да се нарече теорията на квантовата геометрия, квантовата спинова динамика или квантовата гравитация. Най-голям принос за тяхното развитие имат Абей Ащекар, Тед Джейкъбсън, Йежи Левандовски, Карло Ровели, Лий Смолин и Томас Тиман. Всичко това са най-сложните физически конструкции, цели дворци, построени от формули и хипотези, само за да скрият бездната, дебнеща в тяхната дълбочина и мрак, сингулярността на времето и пространството.
Епохата на сингулярността
Заобиколните пътища на новите теории ни принуждават да прекрачим очевидните, на пръв поглед, истини. И така, в квантовата геометрия пространството и времето, предварително безкрайно разделени, внезапно се разпадат на отделни острови - части, кванти, по-малки от които няма нищо. Всички единични точки могат да бъдат вградени в тези "каменни блокове". Самото пространство-време се превръща в преплитане на едномерни структури – „мрежа от завъртания”, тоест се превръща в дискретна структура, вид верига, изтъкана от отделни брънки.
Обемът на възможно най-малкия космически контур е само 10-99 кубически сантиметра. Тази стойност е толкова малка, че в един кубичен сантиметър има много повече кванти пространство от същите тези кубични сантиметра във Вселената, които наблюдаваме (обемът му е 1085 сантиметра в куб). В квантите на пространството няма нищо, няма енергия, няма материя - точно както вътре в математическа точка - по дефиниция - не можете да намерите нито триъгълник, нито икосаедър. Но ако приложим хипотезата за „субмикроскопичната тъкан на Вселената“, за да опишем Големия взрив, получаваме изумителни резултати, както показват Абей Аштекар и Мартин Боджуалд от Университета на Пенсилвания.
Ако заменим диференциалните уравнения в Стандартната теория на космологията, които предполагат непрекъснат поток от пространство, с други диференциални уравнения, следващи от теорията на квантовата геометрия, тогава мистериозната сингулярност ще изчезне. Физиката не свършва там, където започва Големият взрив – това е първото обнадеждаващо заключение на космолозите, които отказаха да приемат като последна истина свойствата на Вселената, които виждаме.
В теорията на квантовата гравитация се приема, че нашата Вселена (както всички останали) е родена в резултат на случайна флуктуация на квантовия вакуум - глобална макроскопична среда, в която нямаше време. Всеки път, когато в квантовия вакуум се случи флуктуация с определен размер, се ражда нова вселена. Той „пъпка“ от хомогенната среда, в която се е формирал, и започва свой собствен живот. Сега тя има своя история, свое собствено пространство, свое време, своя собствена стрела на времето.
В съвременната физика са създадени редица теории, показващи как такъв огромен свят като нашия може да възникне от вечно съществуваща среда, в която няма Макровреме, но в определени точки, от които протича собствено микровреме.
Например, физиците Габриеле Венециано и Маурицио Гасперини от Италия, в рамките на теорията на струните, предполагат, че първоначално е съществувал така нареченият „струнен вакуум“. Случайните квантови флуктуации в него доведоха до факта, че енергийната плътност достигна критична стойност и това предизвика локален колапс. Което завърши с раждането на нашата Вселена от вакуум.
В рамките на теорията на квантовата геометрия Абей Аштекар и Мартин Бойовалд показаха, че пространството и времето могат да възникнат от по-примитивни фундаментални структури, а именно „мрежи от завъртания“.
Екхард Ребхан от университета в Дюселдорф и независимо Джордж Елис и Рой Мартенс от университета в Кейптаун развиват идеята за "статична вселена", която е замислена от Алберт Айнщайн и британския астроном Артър Единингтън. В стремежа си да се справят без ефектите на квантовата гравитация, Ребхан и колегите му измислиха сферично пространство, което е в средата на вечна празнота (или, ако предпочитате, празна вечност), където няма време. Поради известна нестабилност тук се развива инфлационен процес, който води до горещ Голям взрив.
Разбира се, изброените модели са спекулативни, но в основата си съответстват на съвременното ниво на развитие на физиката и резултатите от астрономическите наблюдения през последните няколко десетилетия. Във всеки случай едно нещо е ясно. Големият взрив беше по-скоро обикновено, естествено събитие, отколкото единствено по рода си.
Ще помогнат ли подобни теории да разберем какво е могло да бъде преди Големия взрив? Ако Вселената се е родила, какво я е родило? Къде се появява „генетичният отпечатък“ на неговия родител в съвременните теории на космологията? 2005 г. - Абей Аштекар, например, публикува резултатите от новите си изчисления (Томас Павловски и Парамприт Сингх помогнаха да ги направят). От тях стана ясно, че ако първоначалните предпоставки са правилни, тогава преди Големия взрив съществува същото пространство-време, както след това събитие. Физиката на нашата вселена, като в огледало, се отрази във физиката на другия свят. При тези изчисления Големият взрив като огледален екран прорязва Вечността, поставяйки едно до друго несъвместимото – природата и нейното отражение. И каква е автентичността тук, какъв е призракът?
Единственото, което може да се види „от другата страна на огледалното стъкло” е, че Вселената тогава не се е разширявала, а се е свивала. Големият взрив стана точката на нейния колапс. В този момент пространството и времето спряха за миг, за да бъдат отразени отново - за да продължат - да се издигнат като феникс вече в света, който познаваме, тази вселена, която измерваме с нашите формули, шифри и числа. Вселената буквално се обърна отвътре навън, като ръкавица или риза, и оттогава непрекъснато се разширява. Големият взрив не е, според Ащекар, „създаването на цялата Вселена от нищото“, а е само преход от една динамична форма на Вечността към друга. Може би Вселената преминава през безкрайна поредица от „големи взривове” и тези десетки милиарди (или колко) години, разделящи отделните й фази, са само периоди от „космическата синусоида”, според законите на която живее Вселената?
Всеки е чувал за теорията за Големия взрив, която обяснява (поне засега) раждането на нашата Вселена. В научните среди обаче винаги ще има такива, които искат да оспорват идеи - между другото, от това често израстват велики открития.
Дике обаче осъзна, че ако този модел беше реален, тогава нямаше да има два вида звезди - Популация I и Популация II, млади и стари звезди. И те бяха. Това означава, че Вселената около нас все пак се е развила от горещо и плътно състояние. Дори това да не беше единственият Голям взрив в историята.
Удивително, нали? Изведнъж имаше няколко от тези експлозии? Десетки, стотици? Науката тепърва ще открие. Дике предложи на колегата си Пийбълс да изчисли необходимата температура за описаните процеси и вероятната температура на остатъчното излъчване в наши дни. Грубите изчисления на Peebles показаха, че днес Вселената трябва да бъде изпълнена с микровълнова радиация с температура под 10 K, а Рол и Уилкинсън вече се готвеха да търсят тази радиация, когато камбаната удари...
Трудности при превода
Тук обаче си струва да се пренесете в друго кътче на земното кълбо - в СССР. Най-близо до откриването на космическия микровълнов фон дойде (и също не завърши работата!) в СССР. След като свършиха огромен обем работа в продължение на няколко месеца, чийто доклад беше публикуван през 1964 г., съветските учени събраха, изглежда, всички части от пъзела, само едно липсваше. Яков Борисович Зелдович, един от гигантите на съветската наука, извърши изчисления, подобни на тези, извършени от екипа на Гамов (съветски физик, живеещ в САЩ), и също стигна до заключението, че Вселената трябва да е започнала с горещо Големият взрив, който остави фонова радиация с температура няколко келвина.
Яков Борисович Зелдович, -
Той дори знаеше за статията на Ед Ом в Bell System Technical Journal, който изчисли грубо температурата на CMB, но тълкува погрешно заключенията на автора. Защо съветските изследователи не разбраха, че Ом вече е открил това излъчване? Поради грешка в превода. Документът на Ом твърди, че той е измерил температурата на небето на около 3 К. Това означава, че той е извадил всички възможни източници на радиосмущения и че 3 К е температурата на останалия фон.
Но по стечение на обстоятелствата същата (3 К) беше температурата на излъчването на атмосферата, корекция, за която Ом също направи. Съветските специалисти погрешно решиха, че именно тези 3 K Ом са оставили след всички предишни корекции, извадиха и тях и останаха без нищо.
Днес подобни недоразумения биха били лесно елиминирани чрез електронна кореспонденция, но в началото на 60-те години комуникацията между учените от Съветския съюз и Съединените щати беше много затруднена. Това беше причината за такава срамна грешка.
Нобеловата награда, която се изплъзва
Да се върнем към деня, когато телефонът звънна в лабораторията на Дике. Оказва се, че в същото време астрономите Арно Пензиас и Робърт Уилсън съобщават, че случайно са успели да уловят слаб радио шум, идващ от всичко. Тогава те не знаеха, че друг екип от учени самостоятелно е стигнал до идеята за съществуването на такова излъчване и дори е започнал да изгражда детектор за търсенето му. Това беше екипът на Дике и Пийбълс.
Още по-изненадващ е фактът, че космическият микровълнов фон или, както го наричат още реликва, радиация е описана повече от десет години по-рано в рамките на модела на възникването на Вселената в резултат на Големия взрив. от Георги Гамов и неговите колеги. Нито една група учени не знаеха за това.
Пензиас и Уилсън случайно чуват за работата на учени, ръководени от Дике, и решават да им се обадят, за да ги обсъдят. Дике изслуша внимателно Пензиас и направи няколко забележки. След като затвори, той се обърна към колегите си и каза: „Момчета, скочихме“.
Почти 15 години по-късно, след като многобройни измервания на различни дължини на вълната от много групи астрономи потвърдиха, че откритата от тях радиация наистина е реликтно ехо от Големия взрив, който има температура от 2,712 K, Пензиас и Уилсън си поделят Нобеловата награда за своята изобретение. Въпреки че в началото дори не искаха да напишат статия за своето откритие, защото го смятаха за несъстоятелно и не се вписва в модела на неподвижната Вселена, към който се придържаха!
Твърди се, че Пензиас и Уилсън биха счели за достатъчно да бъдат споменати като пето и шесто име в списъка след Дике, Пийбълс, Рол и Уилкинсън. В този случай Нобеловата награда очевидно щеше да отиде при Дике. Но всичко се случи така, както се случи.
P.S. Абонирайте се за нашия бюлетин. Веднъж на две седмици ще изпращаме 10 от най-интересните и полезни материала от блога MIF.
В научния свят е общоприето, че Вселената е възникнала в резултат на Големия взрив. Тази теория се основава на факта, че енергията и материята (основите на всички неща) преди това са били в състояние на сингулярност. Той от своя страна се характеризира с безкрайността на температурата, плътността и налягането. Самото състояние на сингулярност противоречи на всички закони на физиката, известни на съвременния свят. Учените смятат, че Вселената е възникнала от микроскопична частица, която по неизвестни причини е влязла в нестабилно състояние в далечното минало и е избухнала.
Терминът "Големият взрив" започва да се използва от 1949 г. след публикуването на трудовете на учения Ф. Хойл в научнопопулярни публикации. Днес теорията за „динамичния еволюиращ модел“ е разработена толкова добре, че физиците могат да опишат процесите, протичащи във Вселената още 10 секунди след експлозията на микроскопична частица, която положи основата на всичко.
Има няколко доказателства за теорията. Една от основните е реликтовата радиация, която пронизва цялата Вселена. Според съвременните учени тя е могла да възникне само в резултат на Големия взрив, поради взаимодействието на микроскопични частици. Именно реликтовата радиация позволява да се научат за онези времена, когато Вселената изглеждаше като пламтящо пространство и нямаше звезди, планети и самата галактика. Второто доказателство за раждането на всичко, което съществува от Големия взрив, е космологичното червено отместване, което се състои в намаляване на честотата на излъчване. Това потвърждава отстраняването на звезди, галактики от Млечния път в частност и една от друга като цяло. Тоест, това показва, че Вселената се е разширила по-рано и продължава да го прави досега.
Кратка история на Вселената
- 10 -45 - 10 -37 сек- инфлационна експанзия
- 10-6 сек- появата на кварки и електрони
- 10-5 сек- образуването на протони и неутрони
- 10 -4 сек - 3 мин- появата на ядра на деутерий, хелий и литий
- 400 хиляди години- образуване на атоми
- 15 милиона години- продължаващо разширяване на газовия облак
- 1 милиард години- раждането на първите звезди и галактики
- 10-15 милиарда години- появата на планети и интелигентен живот
- 10 14 милиарда години- прекратяване на процеса на раждане на звездите
- 10 37 милиарда години- изчерпване на енергията на всички звезди
- 10 40 милиарда години- изпаряване на черни дупки и раждане на елементарни частици
- 10 100 милиарда години- завършване на изпаряването на всички черни дупки
Теорията за Големия взрив се превърна в истински пробив в науката. Това позволи на учените да отговорят на много въпроси относно раждането на Вселената. Но в същото време тази теория породи нови мистерии. Главна сред тях е причината за самия Голям взрив. Вторият въпрос, на който съвременната наука няма отговор, е как са се появили пространството и времето. Според някои изследователи те са родени заедно с материята, енергията. Тоест те са резултат от Големия взрив. Но тогава се оказва, че времето и пространството трябва да имат някакво начало. Тоест, определено образувание, постоянно съществуващо и независещо от техните показатели, би могло да инициира процеси на нестабилност в микроскопична частица, която е породила Вселената.
Колкото повече изследвания се правят в тази посока, толкова повече въпроси възникват пред астрофизиците. Отговорите на тях очакват човечеството в бъдеще.
Отговорът на въпроса "Какво е Големият взрив?" може да се получи в хода на дълга дискусия, тъй като отнема много време. Ще се опитам да обясня тази теория накратко и по същество. И така, теорията за "Големия взрив" постулира, че нашата Вселена е възникнала внезапно преди около 13,7 милиарда години (от нищото всичко се е появило). И случилото се тогава все още влияе върху това как и по какъв начин всичко във Вселената взаимодейства едно с друго. Помислете за основните моменти на теорията.
Какво се случи преди Големия взрив?
Теорията за Големия взрив включва много интересно понятие – сингулярността. Обзалагам се, че ви кара да се чудите: какво е сингулярност? Астрономи, физици и други учени също задават този въпрос. Смята се, че в ядрата на черните дупки съществуват сингулярности. Черната дупка е област с интензивно гравитационно налягане. Това налягане, според теорията, е толкова силно, че материята се компресира, докато придобие безкрайна плътност. Тази безкрайна плътност се нарича сингулярност. Предполага се, че нашата Вселена е започнала като една от тези безкрайно малки, безкрайно горещи и безкрайно плътни сингулярности. Все още обаче не сме стигнали до самия Голям взрив. Големият взрив е моментът, в който тази сингулярност изведнъж „избухна” и започна да се разширява и създаде нашата Вселена.
Теорията за Големия взрив изглежда предполага, че времето и пространството са съществували преди да се появи нашата вселена. Въпреки това, Стивън Хокинг, Джордж Елис и Роджър Пенроуз (и др.) развиват теория в края на 60-те години на миналия век, която се опитва да обясни, че времето и пространството не са съществували преди разширяването на сингулярността. С други думи, нито времето, нито пространството са съществували, докато не е съществувала Вселената.
Какво се случи след Големия взрив?
Моментът на Големия взрив е моментът на началото на времето. След Големия взрив, но доста преди първата секунда (10-43 секунди), космосът преживява свръхбързо инфлационно разширение, разширявайки се 1050 пъти за част от секундата.
След това разширяването се забавя, но първата секунда все още не е пристигнала (само още 10 -32 секунди). В този момент Вселената е кипящ "бульон" (с температура 10 27 °C) от електрони, кварки и други елементарни частици.
Бързото охлаждане на пространството (до 10 13 ° C) позволява на кварките да се комбинират в протони и неутрони. Първата секунда обаче още не е пристигнала (само още 10 -6 секунди).
При 3 минути, твърде горещи, за да се комбинират в атоми, заредените електрони и протони предотвратяват излъчването на светлина. Вселената е свръхгореща мъгла (10 8 °C).
След 300 000 години Вселената се охлажда до 10 000 °C, електроните с протони и неутрони образуват атоми, главно водород и хелий.
1 милиард години след Големия взрив, когато температурата на Вселената достигна -200°C, водородът и хелият образуват гигантски „облаци“, които по-късно ще се превърнат в галактики. Появяват се първите звезди.
Нашето тяло, храна, дом, планета и вселената са изградени от малки частици. Какви са тези частици и как се срещат в природата? Как те взаимодействат, комбинират се в атоми, молекули, тела, планети, звезди, галактики и накрая как изчезват от съществуването си? Има доста хипотези за образуването на всичко около нас, от най-малкия атом до най-големите галактики, но сред тях се откроява една, която е може би най-основната. Вярно е, че повдига повече въпроси, отколкото добре обосновани отговори. Става дума за теорията за Големия взрив.
Първо, някои интересни факти, свързани с тази теория.
Първо.Теорията за Големия взрив е създадена от свещеник.
Въпреки факта, че християнската религия все още се придържа към такива канони като създаването на всичко за 7 дни, теорията за Големия взрив е разработена от католически свещеник, който също е бил астроном. Името на свещеника беше Жорж Леметр. Той беше първият, който повдигна въпроса за произхода на наблюдаваната мащабна структура на Вселената.
Той изложи концепцията за "Големия взрив", така наречения "примитивен атом", и последващото превръщане на неговите фрагменти в звезди и галактики. През 1927 г. е публикувана статия на Ж. Леметр „Хомогенна вселена с постоянна маса и нарастващ радиус, обясняваща радиалните скорости на извънгалактическите мъглявини”.
Интересното е, че Айнщайн, който е научил за тази теория, е казал следното: „Вашите изчисления са верни, но познанията ви по физика са ужасни”. Въпреки това свещеникът продължава да защитава теорията си и още през 1933 г. Айнщайн отстъпва, като публично изтъква, че обяснението на теорията за Големия взрив е едно от най-убедителните от всички, които някога е чувал.
Наскоро беше намерен ръкописът на Айнщайн от 1931 г., в който той очертава алтернативна теория на Големия взрив за раждането на Вселената. Тази теория е почти идентична с тази, която Алфред Хойл самостоятелно разработва в края на 40-те години на миналия век, без да знае за работата на Айнщайн. Айнщайн в теорията на Големия взрив не се задоволява с единичното (единично, единично - изд.) състояние на материята преди експлозията, така че мисли за безкрайно разширяващата се Вселена. В него материята се появява сама по себе си, за да запази плътността си, тъй като продължава безкрайното разширяване на безкрайната Вселена. Айнщайн вярваше, че този процес може да бъде описан с помощта на общата теория на относителността без никакви модификации, но в бележките си той зачеркна някои от изчисленията. Ученият намери грешка в разсъжденията си и остави тази теория, която все още няма да бъде потвърдена от по-нататъшни наблюдения.
Второ.Писателят на научна фантастика Едгар Алън По предложи нещо подобно през 1848 г. Разбира се, той не беше физик, така че не можеше да създаде теория, подкрепена от изчисления. Да, по това време все още нямаше достатъчно математически апарат за създаване на система за изчисляване на такъв модел. Вместо това той създава произведението на изкуството Eureka, което предвижда откриването на "черни дупки" и обяснява парадокса на Олберс. Пълното заглавие на произведението: "Еврика (експеримент за материалната и духовна Вселена)". Самият автор смята тази книга за „най-голямото откровение, което човечеството е чувало“. (В науката парадоксът на Олберс е прост аргумент, който ни казва, че тъмнината на нощното небе е в конфликт с теорията за безкрайността на нашата Вселена. Парадоксът на Олберс има второ име – „тъмният парадокс на небето.“ Това означава че при абсолютно всеки зрителен ъгъл от зрението на Земята веднага ще приключи, когато достигне звездата, подобно на това как се оказваме заобиколени от „стена“ от далечни дървета в много гъста гора. Парадоксът на Олберс се счита за косвено потвърждение на модела Големия взрив за нестатична вселена). Освен това в „Еврика“ Е. По говори за „примитивната частица“, „абсолютно уникална, индивидуална“. Самото стихотворение беше критикувано до деветки и беше признато за неуспешно от художествена гледна точка. Учените обаче все още не разбират как Е. По е успял да изпревари науката толкова много.
Третият.Името на теорията е създадено случайно.
Авторът на името, английският астроном сър Алфред Хойл, беше противник на тази теория, той вярваше в стабилността на съществуването на Вселената и беше първият, който използва името на теорията за Големия взрив. Говорейки по радиото през 1949 г., той критикува теорията, която нямаше кратко и просторно име. За да „унижи“ теорията за Големия взрив, той измисли термина. Сега обаче „Големият взрив“ е официалното и общоприето име за теорията за произхода на Вселената.
Теорията за Големия взрив е разработена от учените А. Фридман и Д. Гамов в средата на 60-те години на миналия век въз основа на общата теория на относителността на Айнщайн. Според техните предположения някога нашата Вселена е била безкрайно малък съсирек, свръхплътен и горещ до много високи температури (до милиарди градуса). Тази нестабилна формация изведнъж избухна. Според теоретичните изчисления формирането на Вселената е започнало преди 13,5 милиарда години в много малък обем с огромна плътност и температура. В резултат на това Вселената започна да се разширява бързо.
Периодът на експлозия в космическата наука се нарича космическа сингулярност. В момента на експлозията частиците материя се разпръснаха в различни посоки с огромна скорост. Следващият момент след експлозията, когато младата Вселена започна да се разширява, беше наречен Големият взрив.
Освен това, според теорията, събитията се развиват по следния начин. Разпръснатите във всички посоки нажежени частици имаха твърде висока температура и не можеха да се комбинират в атоми. Този процес започва много по-късно, след милион години, когато новообразуваната Вселена се охлажда до температура от около 40 000 С. Първи започват да се образуват химични елементи като водород и хелий. С охлаждането на Вселената се образуват други химични елементи, по-тежки. В подкрепа на това привържениците на теорията цитират характерния факт, че този процес на образуване на елементи и атоми продължава и в момента, в дълбините на всяка звезда, включително нашето слънце. Температурата на ядрата на звездите все още е много висока. Когато частиците се охлаждат, те образуват облаци от газ и прах. Сблъсквайки се, те се слепват, образувайки едно цяло.
Основните сили, влияещи на това обединение, са силите на гравитацията. Благодарение на процеса на привличане на малки обекти към по-големи се образуват планети, звезди и галактики. Разширяването на Вселената се случва сега, защото и сега учените казват, че най-близките галактики се разширяват и се отдалечават от нас.
Много по-късно (преди 5 милиарда години), отново според теорията на учените, в резултат на уплътняването на облаци прах и газ се формира нашата слънчева система. Удебеляването на мъглявината доведе до образуването на Слънцето, по-малки натрупвания от прах и газ образуваха планети, включително нашата Земя. Мощно гравитационно поле задържа тези зараждащи се планети, принуждавайки ги да се въртят около Слънцето, което непрекъснато се сгъстява, което означава, че вътре в образуващата се звезда възниква мощен натиск, който в крайна сметка намира изход, превръщайки се в топлинна енергия и следователно в слънчева лъчи, които можем да гледаме днес.
С охлаждането на планетата Земя се стопяват и нейните скали, които след втвърдяване образуват първичната земна кора.
Газовете, изхвърлени от недрата на Земята, при охлаждане избягаха в космоса, но поради силата на гравитацията на Земята, по-тежките образуваха атмосферата, тоест въздуха, който ни позволява да дишаме. И така, в продължение на почти 4,5 милиарда години бяха създадени условията за възникване на живот на нашата планета.
Според настоящите данни нашата Вселена е на около 13,8 милиарда години. Размерът на видимата част от Вселената е 13,7 милиарда светлинни години. Средната плътност на съставното му вещество е 10-29 g / cm 3. Тегло - повече от 1050 тона.
Въпреки това, не всички учени се съгласиха с теорията за Големия взрив, тъй като не получиха отговори на много въпроси. Първо, как може да има Голям взрив в противоречие с основния закон на природата - закона за запазване на енергията? А също и с немислима температура, противно на законите на термодинамиката?
Според Д. Таланцев „концепцията за съществуването на пълен хаос и последващата експлозия противоречи на втория закон на термодинамиката, според който всички естествени спонтанни процеси са склонни да увеличават ентропията (тоест хаоса, безпорядъка) на системата.
Еволюцията като спонтанно самоусложнение на природните системи е напълно и напълно недвусмислено забранена от втория закон на термодинамиката. Този закон ни казва, че поради хаоса редът никога при никакви обстоятелства не може да бъде установен сам. Спонтанното усложнение на която и да е естествена система е невъзможно. Например, "първичната супа" никога, при никакви обстоятелства, нито за каквито и да било трилиони и милиарди години, би могла да доведе до по-високо организирани протеинови тела, които от своя страна никога, при никакви обстоятелства, не биха могли да "еволюират" в такова високо организирана структура. , като човек.
Така тази „общоприета“ съвременна гледна точка за произхода на Вселената е абсолютно погрешна, тъй като противоречи на един от основните емпирично установени научни закони – втория закон на термодинамиката.
Въпреки това теорията за Големия взрив, подкрепяна от много учени (А. Пензиас, Р. Уилсън, У. Де Ситър, А. Единингтън, К. Вирц и други), продължава да доминира в научните среди. В подкрепа на своята теория те цитират следните факти. Така през 1929 г. американският астроном Едуин Хъбъл открива така нареченото червено отместване или, с други думи, забеляза, че светлината на далечните галактики е малко по-червена от очакваното, т.е. тяхното излъчване се измества към червената страна на спектъра.
Още по-рано беше установено, че когато определено тяло се отдалечава от нас, тогава неговото излъчване се измества към червената страна на спектъра (червено изместване), а когато то, напротив, се приближава до нас, излъчването му се измества към виолетовата страна на спектъра (виолетово изместване). По този начин откритото от Хъбъл червено отместване свидетелства в полза на факта, че галактиките се отдалечават от нас и една от друга с големи скорости, т.е. изненадващо, Вселената в момента се разширява и еднакво във всички посоки. Тоест относителното положение на космическите обекти не се променя, а се променят само разстоянията между тях. Точно както подреждането на точките на повърхността на балона не се променя, но и разстоянията между тях се променят, когато се надуе.
Но ако Вселената се разширява, тогава задължително възниква въпросът: какви сили придават начална скорост на отдалечаващите се галактики и осигуряват необходимата енергия. Съвременната наука предполага, че Големият взрив е отправна точка и причина за сегашното разширяване на Вселената.
Друго косвено потвърждение на хипотезата за Големия взрив е откритото през 1965 г. космическо микровълново фоново излъчване (от лат. relictum – остатък) от Вселената. Това е радиация, чиито остатъци достигат до нас от онова далечно време, когато все още нямаше звезди или планети, а веществото на Вселената беше представено от хомогенна плазма, която имаше колосална температура (около 4000 градуса), затворена в малка площ с радиус от 15 милиона светлинни години.
Противниците на теорията посочват, че авторите в своите изследвания само спекулативно описват части от секундите, когато се предполага, че във Вселената са се появили електрони, кварки, неутрони и протони; след това минути - когато се появиха ядрата на водорода, хелий; хилядолетия и милиарди години – когато са възникнали атоми, тела, звезди, галактики, планети и т.н., без да обясняват на базата на какво дават такива заключения. Да не говорим за въпросите защо и как се случи всичко това? По думите на Б. Ръсел: „Много понятия изглеждат дълбоки само защото са неясни и объркани. И всеки път, когато концепцията за Големия взрив доведе до задънена улица, човек трябва да въведе в нея, без доказателства, някаква нова „удивителна“ същност, като например необяснима космическа инфлация в ранния стадий на Големия взрив, по време на който през за малка част от секундата, Вселената необяснимо бързо се разшири с много порядки и продължава да се разширява и до днес и по някаква причина с ускорение.
Има много въпроси, на които бих искал да получа отговор. Съвременните астрономи и физици работят върху търсенето на отговори. Какво доведе до образуването на наблюдаваната в момента Вселена, до началото на експлозията? Защо пространството е три измерения, а времето е едно? Как биха могли неподвижни обекти - звезди и галактики - да се появят в бързо разширяващата се Вселена? Какво се случи преди Големия взрив? Защо Вселената има клетъчна структура от свръхкупове и купове от галактики? И защо се разширява през цялото време по съвсем различен начин, отколкото би трябвало след експлозията? В крайна сметка не звездите и дори отделните галактики се разпръскват, а само куповете галактики. Докато звездите и галактиките, напротив, по някакъв начин са свързани помежду си и образуват стабилни структури? Освен това куповете галактики, в коя посока гледате, се разпръскват с приблизително еднаква скорост? И не забавяне, а ускоряване? И много, много други въпроси, на които тази теория не дава отговори.
Един от най-видните физици на нашето време, Стивън Хокинг, отбеляза: „Докато повечето учени са твърде заети с разработването на нови теории, които описват какво представлява Вселената, те нямат време да се запитат защо е. Философите, от друга страна, чиято работа е да питат защо, не могат да се справят с развитието на научните теории. Но ако открием цялостна теория, с времето нейните основни принципи ще станат разбираеми за всички, а не само за няколко специалисти. И тогава всички ние, философи, учени и просто обикновени хора, ще можем да участваме в дискусията защо се случи така, че съществуваме ние и съществува Вселената. И ако се намери отговор на такъв въпрос, това ще бъде пълен триумф на човешкия ум, защото тогава ще разберем Божия план.
Ето какво казаха известни физици за Божествения произход на Вселената и всичко, което съществува на Земята.
Исак Нютон (1643-1727)- английски физик, математик, астроном. Основателят на класическата теория на физиката: „Прекрасното устройство на космоса и хармонията в него могат да се обяснят само с факта, че космосът е създаден по плана на Всезнаещото и Всемогъщо същество. Това е моята първа и последна дума."
Алберт Айнщайн (1879-1955)- авторът на специалната и общата теория на относителността, въвежда понятието фотон, открива законите на фотоелектричния ефект, работи по проблемите на космологията и единната теория на полето. Според много видни физици Айнщайн е най-значимата фигура в историята на физиката. Носителят на Нобелова награда за физика от 1921 г. каза: „Моята религия се състои в чувство на скромно възхищение от безграничната рационалност, проявяваща се в най-малките детайли на тази картина на света, която само частично можем да схванем и познаем с ума си . Тази дълбока емоционална увереност във висшата логическа хармония на структурата на Вселената е моята представа за Бог.
Артър Комптън (1892 -1962)Американски физик, носител на Нобелова награда по физика през 1927 г.: „За мен Вярата започва със знанието, че Върховният разум е създал Вселената и човека. Не ми е трудно да повярвам в това, защото фактът, че има план, а следователно и Разум, е неопровержим. Редът във Вселената, който се разгръща пред очите ни, сам свидетелства за истинността на най-великото и възвишено твърдение: „В началото – Бог”.
А ето и думите на друг учен в областта на ракетната физика, д-р. Вернер фон Браун:"Такова организирано, точно балансирано, величествено творение като Вселената може да бъде само въплъщение на Божествения план."
Много разпространена гледна точка е, че съществуването на Бог не може да бъде доказано с рационално-логически методи, че Неговото съществуване може да се приеме само с вяра като аксиома. „Блажен, който вярва“ – има такъв израз. Ако искаш - вярвай, ако искаш - не вярвай - това е личен въпрос на всеки. Що се отнася до науката, най-често се смята, че нейната работа е да изучава нашия материален свят, да го изучава по рационално-емпирични методи и тъй като Бог е нематериален, науката няма нищо общо с Него – нека, така да се каже, религията се „ангажира” с Него. Всъщност това е просто погрешно – науката ни предоставя най-убедителните доказателства за съществуването на Бог – Създателя на целия материален свят около нас. Докато учените се опитват да обяснят всякакви процеси в природата само от материалистични позиции, те няма да могат да намерят решения, които са поне приблизително подобни на истината.
В подкрепа на всичко казано, ето думите Създател от книгата "Откровения пред хората на Новата ера".
„20. Опитът да се изучава причината за Големия взрив показва само пълното ви неразбиране на ПРИРОДАТА НА НЕИЗРАВЕНОТО ПРОСТРАНСТВО или по-скоро нежеланието на хората на науката да гледат на този Свят като на Света, създаден по подобие на Божественото Космос! Трябва да кажа, че вашият модел или теория за Големия взрив нямат нищо общо с истинската природа на произхода на Световете!“
(Съобщение от 14.05.10 „Съвършенство на духа“).
„25. Ако ви кажа кога и при какви условия е станала МАТЕРИАЛИЗАЦИЯТА на вас и вашата Планета, тогава цялата ви теория за Големия взрив не само ще се разпадне, но и ще се окаже празен опит на материален човек да обясни Божественият произход на живота не само на Земята, но и във Вселената!”
(Съобщение от 09.10.10 „Мистерията на произхода на живота“).
„4. Този естествен процес на САМОусъвършенстване съдържа не само Канона на фракталното сходство, но и всички Канони на Вечността, защото ако няма движение напред, тогава няма Велик творчески ум, а след това и закона за случайните числа (идеята на инциденти) влиза в сила и идеята за Великите инциденти, наречена Теория Големия взрив, която отхвърля и отхвърля завинаги наличието на РЕД, присъствието на Висшия космически разум и освен това отхвърля Великата НАДЕЖДА на хората да бъдат съвършени, и най-важното, отхвърля самия смисъл на човека като обективна реалност!
(Съобщение от 19.12.13 г. „Надеждата се обръща навътре“).