Le Big Bang et l'âge de l'univers en bref. Big Bang

Les mystères du Big Bang

Notre Univers est né il y a 13,7 milliards d'années, généré par le Big Bang, et depuis plusieurs générations, les scientifiques tentent de comprendre ce phénomène.

A la fin des années 20 du XXe siècle, Edwin Hubble découvrit que toutes les galaxies que nous voyons se dispersent - comme des fragments de grenade après une explosion, en même temps l'astronome et théologien belge Georges Lemaître avançait son hypothèse (en 1931 il a été publié dans les pages de "Nature"). Il pense que l'histoire de l'univers a commencé avec l'explosion de "l'atome primaire", ce qui a donné naissance au temps, à l'espace et à la matière (au début des années 1920, le scientifique soviétique Alexander Fridman, analysant les équations d'Einstein, est également venu à la conclusion que "L'univers a été créé à partir d'un point" et qu'il a fallu "des dizaines de milliards de nos années habituelles").

Au début, les astronomes ont fortement rejeté le raisonnement du théologien belge. Parce que la théorie du Big Bang était parfaitement combinée avec la foi chrétienne en Dieu le Créateur. Pendant deux siècles, les scientifiques ont supprimé la pénétration dans la science de toute sorte de spéculation religieuse sur le « commencement de tous les commencements ». Et voilà que Dieu, chassé de la nature sous le balancement mesuré des rouages de la mécanique newtonienne, revient à l'improviste. Il arrive dans les flammes du Big Bang et il est difficile de penser à une image plus triomphale de son apparence.

Cependant, le problème n'était pas seulement en théologie - le Big Bang n'a pas obéi aux lois des sciences exactes. Le moment le plus important de l'histoire de l'Univers était au-delà de la connaissance. En ce point singulier (spécial) situé sur l'axe de l'espace-temps, la théorie de la relativité générale a cessé de fonctionner, car pression, température, densité d'énergie et courbure de l'espace se sont précipitées à l'infini, c'est-à-dire qu'elles ont perdu toute signification physique. À ce stade, toutes ces secondes, mètres et unités astronomiques ont disparu, se sont transformées non en zéro, non en valeurs négatives, mais en leur absence totale, en un non-sens absolu. Ce point est un écart qui ne peut être comblé sur les échasses de la logique ou des mathématiques, un trou dans le temps et l'espace.

Ce n'est qu'à la fin des années 1960 que Roger Penrose et Stephen Hawking ont montré de manière convaincante que, dans le cadre de la théorie d'Einstein, la singularité du Big Bang est inévitable. Cependant, cela ne pouvait pas faciliter le travail des théoriciens. Comment décrire le Big Bang ? Quelle était, par exemple, la cause de cet événement ? Après tout, s'il n'y avait pas de temps avant lui, alors il semble qu'il ne puisse y avoir de raison qui lui ait donné naissance.

Comme nous le comprenons maintenant, pour créer une théorie complète du Big Bang, il est nécessaire de relier l'enseignement d'Einstein, qui décrit l'espace et le temps, à la théorie quantique, qui traite des particules élémentaires et de leurs interactions. Il faudra probablement plus d'une décennie avant qu'il soit possible de le faire et d'en déduire une seule "formule de l'univers".

Et où, par exemple, pourrait apparaître l'énorme quantité d'énergie qui a donné lieu à cette explosion d'une puissance incroyable ? Peut-être a-t-il été hérité par notre Univers de son prédécesseur, qui s'est effondré en un point singulier ? Cependant, alors où l'a-t-elle obtenu? Ou l'énergie a-t-elle été versée dans le vide primordial, d'où s'est échappé notre Univers comme une « bulle d'écume » ? Ou les univers de l'ancienne génération transmettent-ils de l'énergie aux univers de la jeune génération à travers - ces points singuliers - au fond desquels, peut-être, naissent de nouveaux mondes que nous ne verrons jamais ? Quoi qu'il en soit, l'Univers dans de tels modèles apparaît comme un « système ouvert », ce qui ne correspond pas tout à fait à l'image « classique » du Big Bang : « Il n'y avait rien, et soudain l'univers est né.

L'univers au moment de sa formation était dans un état extrêmement dense et chaud.

Ou peut-être, selon certains chercheurs, notre Univers est-il généralement... dépourvu d'énergie, ou plutôt, son énergie totale est-elle nulle ? L'énergie positive du rayonnement émis par la matière se superpose à l'énergie négative de la gravité. Plus et moins donne zéro. Ce « 0 » notoire semble être la clé pour comprendre la nature du Big Bang. De lui - de "zéro", de "rien" - tout est né instantanément. Accidentellement. Spontanément. Juste. Un écart négligeable de 0 a donné lieu à une avalanche universelle d'événements. On peut aussi faire une telle comparaison : une boule de pierre, en équilibre au sommet d'un Chomolungma, aussi mince qu'une flèche, a soudainement basculé et roulé, créant une "avalanche d'événements".

1973 - le physicien Edward Tryon d'Amérique, a essayé de décrire le processus de la naissance de notre Univers, en utilisant le principe d'incertitude de Heisenberg, l'un des fondements de la théorie quantique. Selon ce principe, plus nous mesurons l'énergie avec précision, par exemple, plus le temps devient incertain. Ainsi, si l'énergie est strictement égale à zéro, alors le temps peut être arbitrairement long. Si grand que tôt ou tard dans le vide quantique d'où naîtra l'Univers, une fluctuation se produira. Cela conduira à une croissance rapide de l'espace, apparemment à partir de rien. "C'est juste que des univers naissent parfois, c'est tout", a simplement expliqué Trion sur le contexte du Big Bang. C'était une grosse explosion aléatoire. C'est tout.

Le Big Bang pourrait-il se reproduire ?

Curieusement, oui. Nous vivons dans un univers qui peut encore porter ses fruits et donner naissance à de nouveaux mondes. Plusieurs modèles ont été créés qui décrivent les "Big Bangs" du futur.

Pourquoi, par exemple, dans le même vide qui a donné naissance à notre Univers, de nouvelles fluctuations n'apparaissent-elles pas ? Peut-être qu'au cours de ces 13,7 milliards d'années, un nombre infini de mondes sont apparus à côté de notre univers, qui ne se touchent en aucune façon. Ils ont différentes lois de la nature, il existe différentes constantes physiques. Dans la plupart de ces mondes, la vie ne pourrait jamais apparaître. Beaucoup d'entre eux périssent immédiatement et s'effondrent. Mais dans certains Univers - par pur hasard ! - il y a des conditions dans lesquelles la vie est capable de naître.

Mais l'essentiel n'est pas seulement dans le vide qui subsiste avant le début de « tous les temps et tous les peuples ». Des fluctuations lourdes de mondes futurs peuvent également survenir dans un vide qui se diffuse dans notre Univers - plus précisément, dans l'énergie noire qui le remplit. Ce genre de modèle d'« Univers qui se renouvelle » a été développé par le cosmologiste américain, originaire d'Union soviétique, Alexander Vilenkin. Ces nouveaux « big bangs » ne nous menacent en aucun cas. Ils ne détruiront pas la structure de l'Univers, ils ne le brûleront pas, mais ne feront que créer un nouvel espace au-delà des limites de notre observation et de notre compréhension. Peut-être que de telles "explosions", marquant la naissance de nouveaux mondes, se produisent dans les profondeurs de nombreux trous noirs qui parsèment l'espace, estime l'astrophysicien américain Lee Smolin.

Autre natif de l'URSS, vivant en Occident, le cosmologiste Andrei Linde pense que nous sommes nous-mêmes capables de créer un nouveau Big Bang, ayant collecté à un moment donné de l'espace une énorme quantité d'énergie dépassant une certaine limite critique. Selon ses calculs, les ingénieurs spatiaux du futur pourraient prendre une pincée de matière invisible - seulement quelques centièmes de milligramme - et la condenser à un point tel que l'énergie de ce caillot sera de 1015 gigaélectronvolts. Un petit trou noir se formera, qui commencera à s'étendre de façon exponentielle. Cela créera un « Univers fille » avec son propre espace-temps, se séparant rapidement de notre Univers.

… Il y a beaucoup de choses fantastiques dans la nature du Big Bang. Mais la validité de cette théorie est prouvée par un certain nombre de phénomènes naturels. Il s'agit notamment de l'expansion observée de l'Univers, du schéma de distribution des éléments chimiques, ainsi que du rayonnement de fond cosmique, appelé « relique du Big Bang ».

Le monde n'existe pas éternellement. Il est né des flammes du Big Bang. Mais est-ce un phénomène unique dans l'histoire de l'espace ? Ou un événement récurrent comme la naissance des étoiles et des planètes ? Et si le Big Bang n'était qu'une phase de transition d'un état d'Éternité à un autre ?

De nombreux physiciens disent qu'au départ il y avait Quelque Chose, et non Rien. Peut-être que notre univers - comme d'autres - est né d'un vide quantique élémentaire. Mais peu importe à quel point un tel état est « simple » - et moins qu'un vide quantique, les lois de la physique ne le permettent pas - il ne peut pas être appelé « Rien ».

Peut-être que l'Univers que nous voyons n'est qu'un autre état global d'Éternité ? Et l'arrangement bizarre des galaxies et des amas de galaxies - quelque chose comme un réseau cristallin qui, dans le monde à n dimensions qui existait avant la naissance de notre Univers, avait une structure complètement différente et qui était peut-être prédite par la "formule pour tout", qui était encore à la recherche d'Einstein ? Et le retrouvera-t-on dans les décennies à venir ? Les scientifiques scrutent attentivement à travers le mur de l'Inconnu, qui a clôturé notre univers, essayant de comprendre ce qui s'est passé un instant avant, selon nos idées habituelles, il n'y avait absolument rien. Quelles formes du cosmos éternel peut-on imaginer, dotant le temps et l'espace de ces qualités inconcevables dans notre univers ?

Certaines des théories les plus prometteuses dans lesquelles les physiciens essaient de faire entrer toute une éternité sont peut-être la théorie de la géométrie quantique, la dynamique du spin quantique ou la gravité quantique. Les plus grandes contributions à leur développement ont été apportées par Abei Ashtekar, Ted Jacobson, Jerzy Lewandowski, Carlo Rovelli, Lee Smolin et Thomas Thiemann. Ce sont là les constructions physiques les plus complexes, des palais entiers érigés à partir de formules et d'hypothèses, histoire de masquer l'écart caché dans leurs profondeurs et leurs ténèbres, la singularité du temps et de l'espace.

L'ère de la singularité

Les chemins détournés des nouvelles théories nous obligent à enjamber les vérités apparemment évidentes. Ainsi, dans la géométrie quantique, l'espace et le temps, auparavant infiniment fragmentés, se brisent soudainement en îlots séparés - des portions, des quanta, en deçà desquels il n'y a rien. Tous les points singuliers peuvent être incrustés dans ces "blocs". L'espace-temps lui-même se transforme en un entrelacement de structures unidimensionnelles - un "réseau de spins", c'est-à-dire qu'il devient une structure discrète, une sorte de chaîne tissée de maillons séparés.

Le volume de la plus petite boucle d'espace possible n'est que de 10 à 99 centimètres cubes. Cette valeur est si petite que dans un centimètre cube, il y a beaucoup plus de quanta d'espace que ces mêmes centimètres cubes dans l'Univers que nous observons (son volume est de 1085 centimètres cubes). Il n'y a rien à l'intérieur des quanta de l'espace, pas d'énergie, peu importe - tout comme à l'intérieur d'un point mathématique - par définition - on ne peut trouver ni triangle ni icosaèdre. Mais si nous appliquons l'hypothèse du « tissu submicroscopique de l'univers » pour décrire le Big Bang, nous obtenons des résultats surprenants, comme l'ont montré Abei Ashtekar et Martin Bojovald de l'Université de Pennsylvanie.

Si l'on remplace les équations différentielles de la théorie standard de la cosmologie, qui supposent un flux continu de l'espace, par d'autres équations différentielles issues de la théorie de la géométrie quantique, alors la mystérieuse singularité disparaît. La physique ne s'arrête pas là où commence le Big Bang - c'est la première conclusion encourageante des cosmologistes, qui ont refusé d'accepter les propriétés de l'univers visibles pour nous comme la vérité ultime.

Dans la théorie de la gravité quantique, on suppose que notre Univers (comme tous les autres) est né à la suite d'une fluctuation aléatoire du vide quantique - un environnement macroscopique global dans lequel il n'y avait pas de temps. Chaque fois qu'une fluctuation d'une certaine taille se produit dans un vide quantique, un nouvel Univers naît. Il « bifurque » du milieu homogène dans lequel il s'est formé et commence sa propre vie. Maintenant, il a sa propre histoire, son propre espace, son propre temps, sa propre flèche du temps.

Dans la physique moderne, un certain nombre de théories ont été créées montrant comment à partir d'un environnement éternellement existant, où il n'y a pas de macro-temps, mais à certains points duquel s'écoule son micro-temps, un monde aussi vaste que le nôtre peut surgir.

Par exemple, les physiciens Gabriele Veneziano et Maurizio Gasperini d'Italie, dans le cadre de la théorie des cordes, suggèrent qu'il y avait à l'origine un soi-disant « vide des cordes ». Des fluctuations quantiques aléatoires ont conduit au fait que la densité d'énergie a atteint une valeur critique, ce qui a provoqué un effondrement local. Ce qui s'est terminé avec la naissance de notre Univers à partir du vide.

Dans le cadre de la théorie de la géométrie quantique, Abei Ashtekar et Martin Bojovald ont montré que l'espace et le temps peuvent naître de structures fondamentales plus primitives, à savoir les "réseaux de spin".

Eckhard Rebhan de l'Université de Düsseldorf et - indépendamment de lui - George Ellis et Roy Maartens de l'Université du Cap développent l'idée d'un « univers statique », déjà envisagée par Albert Einstein et l'astronome britannique Arthur Eddington. Dans leur quête pour se passer des effets de la gravité quantique, Rebhan et ses collègues ont inventé un espace sphérique au milieu d'un vide éternel (ou, si vous préférez, d'une éternité vide), où il n'y a pas de temps. En raison d'une certaine instabilité, un processus inflationniste se développe ici, ce qui conduit à un Big Bang chaud.

Bien sûr, les modèles énumérés sont spéculatifs, mais ils correspondent fondamentalement au niveau de développement moderne de la physique et aux résultats des observations astronomiques des dernières décennies. En tout cas, une chose est claire. Le Big Bang était plus un événement ordinaire et naturel, et pas unique en son genre.

Ce genre de théorie nous aidera-t-il à comprendre ce qui aurait pu se passer avant le Big Bang ? Si l'univers est né, qu'est-ce qui lui a donné naissance ? Où apparaît « l'empreinte génétique » de son parent dans les théories modernes de la cosmologie ? 2005 - Abei Ashtekar, par exemple, a rendu publics les résultats de ses nouveaux calculs (Tomasz Pavlovski et Paramprit Singh ont aidé à les faire). D'après eux, il était clair que si les prémisses initiales sont correctes, alors le même espace-temps existait avant le Big Bang qu'après cet événement. La physique de notre univers, comme dans un miroir, se reflétait dans la physique de l'autre monde. Dans ces calculs, le Big Bang, tel un écran miroir, a traversé l'Éternité, plaçant à côté de l'incompatible - la nature et son reflet. Et qu'est-ce que l'authenticité ici, qu'est-ce qu'un fantôme ?

La seule chose que l'on puisse voir "de l'autre côté du miroir" est que l'Univers n'était pas en expansion à ce moment-là, mais se contractait. Le Big Bang est devenu le point de son effondrement. A cet instant, l'espace et le temps s'arrêtèrent un instant pour se refléter à nouveau - continuer - s'élever tel un phénix dans le monde que nous connaissons, cet univers que nous mesurons avec nos formules, nos codes et nos nombres. L'univers s'est littéralement retourné, comme un gant ou une chemise, et n'a cessé de s'étendre depuis. Le Big Bang n'était pas, selon Ashtekar, « la création de tout l'Univers à partir du Néant », mais n'était qu'une transition d'une forme dynamique d'Éternité à une autre. Peut-être que l'Univers traverse une interminable série de "big bangs", et ces dizaines de milliards (ou combien là) d'années séparant ses phases individuelles ne sont que des périodes de la "sinusoïde cosmique", selon les lois dont l'univers des vies?

Tout le monde a entendu parler de la théorie du Big Bang, qui explique (du moins pour l'instant) l'origine de notre univers. Cependant, dans les cercles scientifiques, il y a toujours ceux qui veulent remettre en question les idées - à partir de là, d'ailleurs, de grandes découvertes se développent souvent.

Cependant, Dicke s'est rendu compte que si ce modèle était réel, alors il n'y aurait pas deux sortes d'étoiles - Population I et Population II, étoiles jeunes et vieilles. Et ils l'étaient. Cela signifie que l'Univers qui nous entoure s'est néanmoins développé à partir d'un état chaud et dense. Même si ce n'était pas le seul Big Bang de l'histoire.

Incroyable non ? Et s'il y avait plusieurs de ces explosions ? Des dizaines, des centaines ? La science n'a pas encore compris cela. Dicke a suggéré à son collègue Peebles de calculer la température nécessaire aux processus décrits et la température probable du rayonnement résiduel de nos jours. Les calculs approximatifs de Peebles ont montré qu'aujourd'hui l'Univers devrait être rempli de rayonnement micro-ondes d'une température inférieure à 10 K, et Roll et Wilkinson se préparaient déjà à rechercher ce rayonnement lorsque l'appel a retenti...

Perdu dans la traduction

Cependant, ici, cela vaut la peine de déménager dans un autre coin du monde - en URSS. Le plus proche de la découverte du rayonnement relique est venu (et n'a pas non plus terminé l'affaire!) En URSS. Après avoir effectué un travail énorme pendant plusieurs mois, dont le rapport a été publié en 1964, les scientifiques soviétiques ont rassemblé, semblait-il, toutes les pièces du puzzle, il n'en manquait qu'une. Yakov Borisovich Zeldovich, l'un des colosses de la science soviétique, a effectué des calculs similaires à ceux effectués par l'équipe de Gamow (un physicien soviétique vivant aux États-Unis), et est également arrivé à la conclusion que l'Univers aurait dû commencer avec un Big Bang chaud, qui a laissé un rayonnement de fond avec une température de quelques kelvins.

Yakov Borissovitch Zeldovitch, -

Il était même au courant d'un article d'Ed Ohm dans le Bell System Technical Journal, qui calculait approximativement la température du rayonnement de la relique, mais interprétait mal les conclusions de l'auteur. Pourquoi les chercheurs soviétiques n'ont-ils pas compris qu'Ohm avait déjà découvert ce rayonnement ? En raison d'une erreur de traduction. L'article d'Ohm indiquait que sa température du ciel mesurée était d'environ 3 K. Cela signifiait qu'il avait soustrait toutes les sources possibles d'interférence radio et que 3 K était la température de l'arrière-plan restant.

Cependant, par hasard, la même (3 K) était la température du rayonnement atmosphérique, pour laquelle Ohm a également fait une correction. Les experts soviétiques ont décidé à tort que c'était ces 3 K qui restaient avec Ohm après tous les ajustements précédents, et ils les ont soustraits et se sont retrouvés sans rien.

De nos jours, de tels malentendus pouvaient être facilement dissipés par courrier électronique, mais au début des années 1960, la communication entre les scientifiques de l'Union soviétique et des États-Unis était très difficile. C'était la raison d'une erreur si insultante.

Le prix Nobel qui échappait à tout contrôle

Revenons au jour où le téléphone a sonné dans le labo de Dicke. Il s'avère qu'au même moment, les astronomes Arno Penzias et Robert Wilson ont rapporté qu'ils avaient accidentellement réussi à capter un faible bruit radio provenant de tout. Ensuite, ils ne savaient pas encore qu'une autre équipe de scientifiques est venue de manière indépendante à l'idée de l'existence d'un tel rayonnement et a même commencé à construire un détecteur pour le rechercher. C'était le collectif Dicke et Peebles.

Plus surprenant encore est le fait que le rayonnement de fond cosmique micro-onde, ou, comme on l'appelle aussi, rayonnement relique, a été décrit plus de dix ans plus tôt dans le cadre du modèle de l'émergence de l'Univers à la suite du Big Bang par Georgy Gamov et ses collègues. Aucun des deux groupes de scientifiques n'était au courant.

Penzias et Wilson ont accidentellement découvert le travail de scientifiques sous la direction de Dikke et ont décidé de les appeler pour en discuter. Dikke écouta attentivement Penzias et fit quelques commentaires. Après avoir raccroché le téléphone, il s'est tourné vers ses collègues et leur a dit : « Les gars, ils nous ont dépassés.

Près de 15 ans plus tard, après de nombreuses mesures effectuées à différentes longueurs d'onde par de nombreux groupes d'astronomes ont confirmé que le rayonnement qu'ils ont découvert était bien un écho relique du Big Bang, avec une température de 2,712 K, Penzias et Wilson ont partagé le prix Nobel pour leur invention. . Bien qu'au début ils n'aient même pas voulu écrire un article sur leur découverte, car ils la considéraient comme intenable et ne rentraient pas dans le modèle d'un univers stationnaire, auquel ils adhéraient !

On dit que Penzias et Wilson auraient trouvé suffisant d'être mentionnés comme cinquième et sixième noms sur la liste, après Dicke, Peebles, Roll et Wilkinson. Dans ce cas, le prix Nobel, apparemment, serait allé à Dicke. Mais tout s'est passé comme cela s'est passé.

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Dans le monde scientifique, il est généralement admis que l'univers est né du Big Bang. Cette théorie est basée sur le fait que l'énergie et la matière (les fondements de toutes choses) étaient auparavant dans un état de singularité. Elle, à son tour, est caractérisée par une infinité de température, de densité et de pression. L'état de singularité en lui-même rejette toutes les lois de la physique connues du monde moderne. Les scientifiques pensent que l'Univers est né d'une particule microscopique qui, pour des raisons inconnues, est entrée dans un passé lointain dans un état instable et a explosé.

Le terme « Big Bang » est utilisé depuis 1949 après la publication des travaux du scientifique F. Hoyle dans des publications de vulgarisation scientifique. Aujourd'hui, la théorie du « modèle évolutif dynamique » est si bien développée que les physiciens peuvent décrire les processus se produisant dans l'Univers dès 10 secondes après l'explosion d'une particule microscopique, qui a jeté les bases de tout ce qui existe.

Il existe plusieurs preuves de la théorie. L'un des principaux est le rayonnement relique, qui imprègne tout l'Univers. Il ne pourrait survenir, selon les scientifiques modernes, qu'à la suite du Big Bang, en raison de l'interaction de particules microscopiques. C'est le rayonnement relique qui permet de connaître ces temps où l'Univers était comme un espace flamboyant, et où il n'y avait aucune trace d'étoiles, de planètes et de la galaxie elle-même. La deuxième preuve de la naissance de toutes choses à partir du Big Bang est le décalage vers le rouge cosmologique, qui consiste en une diminution de la fréquence du rayonnement. Cela confirme l'éloignement des étoiles, des galaxies de la Voie lactée en particulier et les unes des autres en général. C'est-à-dire que cela indique que l'Univers s'est étendu plus tôt et continue de le faire à ce jour.

Une brève histoire de l'univers

10 -45 - 10 -37 s- expansion inflationniste

10 -6 s- l'émergence des quarks et des électrons

10 -5 s- la formation de protons et de neutrons

10 -4 s - 3 mn- l'émergence de noyaux de deutérium, d'hélium et de lithium

400 mille ans- la formation des atomes

15 millions d'années- poursuite de l'expansion du nuage de gaz

1 milliard d'années- la naissance des premières étoiles et galaxies

10 - 15 milliards d'années- l'émergence des planètes et de la vie intelligente

10 14 milliards d'années- fin du processus de naissance des étoiles

10 37 milliards d'années- épuisement énergétique de toutes les étoiles

10 40 milliards d'années- évaporation de trous noirs et création de particules élémentaires

10 100 milliards d'années- achèvement de l'évaporation de tous les trous noirs

La théorie du Big Bang est devenue une véritable percée scientifique. Il a permis aux scientifiques de répondre à de nombreuses questions sur la naissance de l'univers. Mais en même temps, cette théorie a fait naître de nouveaux mystères. Le principal est la cause du Big Bang lui-même. La deuxième question, à laquelle la science moderne n'a pas de réponse, est de savoir comment l'espace et le temps sont apparus. Selon certains chercheurs, ils sont nés avec la matière, l'énergie. Autrement dit, ils sont le résultat du Big Bang. Mais il s'avère que le temps, l'espace doit avoir une sorte de commencement. C'est-à-dire qu'une certaine entité qui existe constamment et ne dépend pas de leurs indicateurs pourrait bien initier les processus d'instabilité dans une particule microscopique qui a donné naissance à l'Univers.

Plus les recherches sont menées dans ce sens, plus les astrophysiciens se posent de questions. Les réponses à ces questions attendent l'humanité à l'avenir.

La réponse à la question « Qu'est-ce que le Big Bang ? » peut être obtenu au cours d'une longue discussion, car cela prend beaucoup de temps. Je vais essayer d'expliquer cette théorie en bref et au point. Ainsi, la théorie du Big Bang postule que notre univers a soudainement émergé il y a environ 13,7 milliards d'années (tout est sorti de rien). Et ce qui s'est passé ensuite affecte toujours comment et comment tout dans l'univers interagit les uns avec les autres. Considérons les points clés de la théorie.

Avant le Big Bang ?

La théorie du Big Bang comprend un concept très intéressant - la singularité. Je parie qu'on se demande : quelle est cette singularité ? Les astronomes, physiciens et autres scientifiques se posent également cette question. On pense que des singularités existent dans les noyaux des trous noirs. Un trou noir est une zone de pression gravitationnelle intense. Cette pression, selon la théorie, est si intense que la matière se contracte jusqu'à ce qu'elle ait une densité infinie. Cette densité infinie est appelée singularité... On pense que notre univers a commencé comme l'une de ces singularités infiniment petites, infiniment chaudes et infiniment denses. Cependant, nous ne sommes pas encore arrivés au Big Bang lui-même. Le Big Bang est le moment où cette singularité a soudainement « explosé » et a commencé à s'étendre et à créer notre univers.

La théorie du Big Bang semblerait impliquer que le temps et l'espace existaient avant le début de notre univers. Cependant, Stephen Hawking, George Ellis et Roger Penrose (et al.) ont développé une théorie à la fin des années 1960 qui tentait d'expliquer que le temps et l'espace n'existaient pas avant l'expansion de la singularité. En d'autres termes, ni le temps ni l'espace n'existaient avant que l'univers n'existe.

Que s'est-il passé après le Big Bang ?

Le moment du Big Bang est le moment du commencement des temps. Après le Big Bang, mais bien avant la première seconde (10-43 secondes), l'espace subit une expansion inflationniste ultra-rapide, multipliant 1050 fois en une fraction de seconde.

Ensuite, l'expansion ralentit, mais la première seconde n'est pas encore arrivée (encore seulement 10 -32 secondes). En ce moment, l'Univers est une "soupe" bouillante (avec une température de 10 à 27°C) d'électrons, de quarks et autres particules élémentaires.

Le refroidissement rapide de l'espace (jusqu'à 10-13°C) permet aux quarks de se combiner en protons et neutrons. Néanmoins, la première seconde n'est pas encore arrivée (encore seulement 10 -6 secondes).

À 3 minutes, trop chaud pour se combiner en atomes, les électrons et les protons chargés empêchent l'émission de lumière. L'univers est un brouillard super chaud (10 8°C).

Après 300 000 ans, l'Univers se refroidit à 10 000 °C, les électrons avec les protons et les neutrons forment des atomes, principalement de l'hydrogène et de l'hélium.

1 milliard d'années après le Big Bang, lorsque la température de l'Univers a atteint -200°C, l'hydrogène et l'hélium forment des "nuages" géants qui deviendront plus tard des galaxies. Les premières étoiles apparaissent.

Notre corps, notre nourriture, notre maison, notre planète et notre univers sont constitués de minuscules particules. Que sont ces particules et comment apparaissent-elles dans la nature ? Comment interagissent-ils, se combinent-ils en atomes, molécules, corps, planètes, étoiles, galaxies et, enfin, comment disparaissent-ils de l'existence ? Il existe pas mal d'hypothèses pour la formation de tout ce qui nous entoure, du plus petit atome aux plus grandes galaxies, mais l'une d'entre elles se démarque, qui est peut-être la plus basique. Certes, cela soulève plus de questions que de réponses raisonnables. Il s'agit de la théorie du Big Bang.
Tout d'abord, quelques faits intéressants liés à cette théorie.
D'abord. La théorie du Big Bang a été créée par un prêtre.
Malgré le fait que la religion chrétienne adhère toujours à des canons tels que la création de tout en 7 jours, la théorie du Big Bang a été développée par un prêtre catholique qui était également un physicien astronome. Le curé s'appelait Georges Lemaître. Il fut le premier à soulever la question de l'origine de la structure observée à grande échelle de l'Univers.
Il a avancé le concept du « Big Bang », le soi-disant « atome primitif », et la transformation ultérieure de ses fragments en étoiles et galaxies. En 1927, un article de J. Lemaitre a été publié, "Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant, expliquant les vitesses radiales des nébuleuses extragalactiques".
Fait intéressant, Einstein, qui a entendu parler de cette théorie, a déclaré ce qui suit : "Vos calculs sont corrects, mais votre connaissance de la physique est terrible." Malgré cela, le prêtre a continué à défendre sa théorie, et déjà en 1933, Einstein a abandonné, soulignant publiquement que l'explication de la théorie du Big Bang était l'une des plus convaincantes de tout ce qu'il avait entendu.
Le manuscrit d'Einstein de 1931 a été récemment retrouvé, dans lequel il propose une alternative à la théorie du Big Bang de la naissance de l'univers. Cette théorie est presque identique à celle qu'Alfred Hoyle a développée indépendamment à la fin des années 40 du siècle dernier, ignorant les travaux d'Einstein. Dans la théorie du Big Bang, Einstein n'était pas satisfait de l'état singulier (unique, unique - éd.) de la matière avant l'explosion, alors il réfléchit à l'Univers en expansion infinie. La matière y est apparue d'elle-même pour maintenir sa densité, comme l'expansion sans fin de l'univers infini. Einstein croyait que ce processus peut être décrit en utilisant la relativité générale sans aucune modification, mais dans les notes, il a barré certains calculs. Le scientifique a trouvé une erreur dans son raisonnement et a laissé cette théorie, qui ne serait toujours pas confirmée par d'autres observations.
Seconde. L'écrivain de science-fiction Edgar Allan Poe a proposé quelque chose de similaire en 1848. Bien sûr, il n'était pas physicien, il ne pouvait donc pas créer une théorie étayée par des calculs. Oui, à cette époque, il n'y avait encore aucun appareil mathématique suffisant pour créer un système de calcul pour un tel modèle. Au lieu de cela, il a créé l'œuvre fictive "Eureka", qui anticipe la découverte des "trous noirs" et explique le paradoxe d'Olbers. Le titre complet de l'ouvrage : "Eureka (expérience de l'Univers matériel et spirituel)". L'auteur lui-même considérait ce livre comme « la plus grande révélation que l'humanité ait jamais entendue ». (En science, le paradoxe d'Olbers est un argument simple qui nous dit que l'obscurité du ciel nocturne est en conflit avec la théorie de l'infini de notre Univers. La ligne de mire de la Terre se terminera immédiatement lorsqu'elle atteindra une étoile, comme dans un forêt dense, nous nous trouvons entourés d'un « mur » d'arbres lointains (le paradoxe d'Olbers est considéré comme une confirmation indirecte du modèle du Big Bang pour un univers non statique). De plus, dans "Eureka", E. Poe parlait d'une "particule primitive", "absolument unique, individu". Le poème lui-même a été critiqué en mille morceaux, et il a été reconnu comme un échec d'un point de vue artistique. Cependant, les scientifiques ne comprennent toujours pas comment E. Poe pourrait être si en avance sur la science.
Troisième. Le nom de la théorie a été créé par accident.
L'auteur du nom, l'astronome anglais Sir Alfred Hoyle, était un opposant à cette théorie, il croyait à la stabilité de l'existence de l'Univers et fut le premier à utiliser le nom de la théorie "Big Bang". S'exprimant à la radio en 1949, il critiquait une théorie qui n'avait pas de nom court et succinct. Pour « humilier » la théorie du Big Bang, il a inventé ce terme. Cependant, "Big Bang" est maintenant le nom officiel et généralement reconnu de la théorie de l'origine de l'univers.
Le développement de la théorie du Big Bang a été réalisé par les scientifiques A. Friedman et D. Gamow au milieu des années 60 du siècle dernier, sur la base de la théorie de la relativité générale d'Einstein. Selon leurs hypothèses, notre Univers était autrefois un caillot infiniment petit, superdense et incandescent à des températures très élevées (jusqu'à des milliards de degrés). Cette formation instable a explosé soudainement. Selon des calculs théoriques, la formation de l'Univers a commencé il y a 13,5 milliards d'années dans un très petit volume de densité et de température énormes. En conséquence, l'Univers a commencé à s'étendre rapidement.
La période d'explosion en science spatiale est appelée la singularité cosmique. Au moment de l'explosion, des particules de matière se sont dispersées dans différentes directions à une vitesse colossale. L'instant suivant l'explosion, lorsque le jeune Univers a commencé à s'étendre, s'est appelé le Big Bang.
De plus, selon la théorie, les événements se sont déroulés comme suit. Les particules incandescentes dispersées dans toutes les directions avaient une température trop élevée et ne pouvaient pas se combiner en atomes. Ce processus a commencé beaucoup plus tard, après un million d'années, lorsque l'univers nouvellement formé s'est refroidi à une température d'environ 40 000 C. Les premiers à se former étaient des éléments chimiques tels que l'hydrogène et l'hélium. Au fur et à mesure que l'Univers se refroidissait, d'autres éléments chimiques, plus lourds, se sont formés. A l'appui de cela, les tenants de la théorie invoquent le fait caractéristique que ce processus de formation d'éléments et d'atomes se poursuit à l'heure actuelle, dans les profondeurs de chaque étoile, y compris notre soleil. Les températures centrales des étoiles sont encore très élevées. Une fois refroidies, les particules ont été recueillies dans des nuages de gaz et de poussière. En collision, ils se sont collés ensemble, formant un seul tout.
Les forces principales influençant cette unification étaient les forces de gravité. C'est grâce au processus d'attraction de petits objets vers de plus grands que les planètes, les étoiles et les galaxies se sont formées. L'expansion de l'Univers se produit maintenant, car même maintenant, les scientifiques disent que les galaxies les plus proches s'étendent et s'éloignent de nous.
Beaucoup plus tard (il y a 5 milliards d'années), toujours selon la théorie des scientifiques, à la suite du compactage de nuages de poussière et de gaz, notre système solaire s'est formé. L'épaississement de la nébuleuse a conduit à la formation du Soleil, de plus petites accumulations de poussière et de gaz ont formé les planètes, y compris notre Terre. Un puissant champ gravitationnel a maintenu ces planètes naissantes, les forçant à tourner autour du Soleil, qui s'épaississait constamment, ce qui signifie qu'une puissante pression s'est produite à l'intérieur de l'étoile en formation, qui a finalement trouvé une issue, se transformant en énergie thermique, c'est-à-dire en énergie solaire. rayons, que nous pouvons observer aujourd'hui.
Avec le refroidissement de la planète Terre, ses roches ont également fondu, ce qui, après solidification, a formé la croûte terrestre primaire.

Les gaz éjectés des entrailles de la Terre lors du refroidissement se sont échappés dans l'espace, mais en raison de la force de gravité de la Terre, les plus lourds ont formé l'atmosphère, c'est-à-dire l'air qui nous permet de respirer. Ainsi, pendant près de 4,5 milliards d'années, les conditions de l'émergence de la vie sur notre planète ont été créées.
Selon les données modernes, notre univers a environ 13,8 milliards d'années. La partie observable de l'univers mesure 13,7 milliards d'années-lumière. La densité moyenne de sa substance constitutive est de 10-29 g / cm 3. Poids - plus de 1050 tonnes.
Cependant, tous les scientifiques n'étaient pas d'accord avec la théorie du Big Bang, sans recevoir de réponses à de nombreuses questions. Tout d'abord, comment le Big Bang a-t-il pu survenir malgré la loi fondamentale de la nature - la loi de conservation de l'énergie ? Et même avec une température inconcevable, contrairement aux lois de la thermodynamique ?
Selon D. Talantsev, «le concept de l'existence d'un chaos complet et de l'explosion qui s'ensuit contredit la deuxième loi de la thermodynamique, selon laquelle tous les processus spontanés naturels tendent à augmenter l'entropie (c'est-à-dire le chaos, le désordre) du système.
L'évolution en tant qu'auto-complication spontanée des systèmes naturels est complètement et sans ambiguïté interdite par la deuxième loi de la thermodynamique. Cette loi nous dit aussi que l'ordre ne peut jamais être établi par lui-même à partir du chaos, en aucun cas. La complication spontanée de tout système naturel est impossible. Par exemple, la "soupe primordiale" n'a jamais, en aucune circonstance, pendant des trillions et des milliards d'années, pu donner naissance à des corps protéiques plus hautement organisés, qui, à leur tour, jamais, pendant des trillions d'années, ne pourraient "évoluer" dans une structure aussi hautement organisée qu'un homme.
Ainsi, ce point de vue moderne "généralement accepté" sur l'origine de l'Univers est absolument faux, car il contredit l'une des lois scientifiques fondamentales empiriquement établies - la deuxième loi de la thermodynamique. "
Néanmoins, la théorie du Big Bang, soutenue par de nombreux scientifiques (A. Penzias, R. Wilson, W. De Sitter, A. Eddington, K. Wirtz et autres), continue de dominer dans les cercles scientifiques. Ils citent les faits suivants pour prouver leur théorie. Ainsi, en 1929, l'astronome américain Edwin Hubble a découvert ce que l'on appelle le décalage vers le rouge, ou, en d'autres termes, a remarqué que la lumière des galaxies lointaines est un peu plus rouge que prévu, c'est-à-dire leur rayonnement est décalé vers le côté rouge du spectre.
Auparavant, il a été découvert que lorsqu'un certain corps s'éloigne de nous, son rayonnement se déplace vers le côté rouge du spectre (décalage vers le rouge), et lorsqu'il s'approche au contraire de nous, alors son rayonnement se déplace vers le côté violet du spectre (déplacement violet). Ainsi, le décalage vers le rouge découvert par Hubble a témoigné en faveur du fait que les galaxies s'éloignent de nous et les unes des autres à des vitesses énormes, c'est-à-dire, étonnamment, l'Univers est actuellement en expansion, et également dans toutes les directions. C'est-à-dire que la position relative des objets spatiaux ne change pas, mais seules les distances entre eux changent. De la même manière, l'emplacement des points sur la surface du ballon ne change pas, mais les distances entre eux changent lorsqu'il est gonflé.
Mais si l'Univers est en expansion, alors la question se pose nécessairement : quelles forces donnent la vitesse initiale aux galaxies diffusantes et fournissent l'énergie nécessaire. La science moderne suggère que le Big Bang a été le point de départ et la cause de l'expansion actuelle de l'Univers.
Une autre confirmation indirecte de l'hypothèse du Big Bang est le rayonnement relique (du latin relictum - vestige) de l'Univers, découvert en 1965. C'est un rayonnement dont les vestiges nous parviennent de cette époque lointaine, où il n'y avait encore ni étoiles ni planètes, et la substance de l'Univers était représentée par un plasma homogène, qui avait une température colossale (environ 4000 degrés), enfermé dans une petite zone d'un rayon de 15 millions d'années-lumière.
Les opposants à la théorie soulignent que les auteurs dans leurs études ne décrivent que de manière spéculative des fractions de seconde lorsque des électrons, des quarks, des neutrons, des protons seraient apparus dans l'Univers ; puis en quelques minutes - lorsque les noyaux d'hydrogène, d'hélium sont apparus; des millénaires et des milliards d'années - quand des atomes, des corps, des étoiles, des galaxies, des planètes, etc. sont apparus, sans expliquer pourquoi ils donnent de telles conclusions. Sans parler des questions, pourquoi et comment tout cela s'est-il produit ? Selon B. Russell : « De nombreux concepts semblent profonds uniquement parce qu'ils sont flous et confus. Et chaque fois que le concept du Big Bang mène à une impasse, il faut y introduire, sans preuve, une nouvelle entité « étonnante » telle que l'inflation cosmique inexplicable au début du Big Bang, au cours de laquelle, en de petites fractions de seconde, l'Univers s'est soudainement étendu inexplicablement rapidement de plusieurs ordres de grandeur et continue de s'étendre à ce jour, et pour une raison quelconque avec une accélération. "
Il y a beaucoup de questions auxquelles j'aimerais avoir des réponses. Les astronomes et les physiciens modernes travaillent à la recherche de réponses. Qu'est-ce qui a conduit à la formation de l'Univers actuellement observé, au début de l'explosion ? Pourquoi l'espace est-il tridimensionnel et le temps un ? Comment les objets stationnaires - étoiles et galaxies - sont-ils apparus dans l'Univers en expansion rapide ? Que s'est-il passé avant le début du Big Bang ? Pourquoi l'Univers a-t-il une structure cellulaire de superamas et d'amas de galaxies ? Et pourquoi se développe-t-il tout le temps pas du tout comme il le devrait après l'explosion ? Après tout, ce ne sont pas les étoiles ou même les galaxies individuelles qui se dispersent, mais seulement les amas de galaxies. Alors que les étoiles et les galaxies, au contraire, sont en quelque sorte connectées les unes aux autres et forment des structures stables ? De plus, les amas de galaxies, quelle que soit la direction dans laquelle vous regardez, se dispersent à peu près à la même vitesse ? Et ne pas ralentir, mais accélérer ? Et bien d'autres questions auxquelles cette théorie n'apporte pas de réponses.
Stephen Hawking, l'un des physiciens les plus éminents de notre époque, a déclaré : « Alors que la plupart des scientifiques sont trop occupés à développer de nouvelles théories décrivant ce qu'est l'univers, ils n'ont pas le temps de se demander pourquoi il est. Les philosophes, dont le travail consiste à poser la question « pourquoi », ne peuvent pas suivre le développement des théories scientifiques. Mais si nous ouvrons vraiment la théorie complète, alors avec le temps ses principes de base deviendront accessibles à la compréhension de tous, et pas seulement de quelques spécialistes. Et alors nous tous, philosophes, scientifiques et simples gens, serons en mesure de prendre part à la discussion sur les raisons pour lesquelles il s'est avéré que nous existons et que l'Univers existe. Et si la réponse à une telle question est trouvée, ce sera un triomphe complet de l'esprit humain, car alors nous comprendrons le plan de Dieu. »
C'est ce que des physiciens célèbres ont dit à propos de l'origine divine de l'Univers et de tout ce qui se trouve sur Terre.
Isaac Newton (1643 -1727)- Physicien, mathématicien, astronome anglais. Le fondateur de la théorie classique de la physique : « La merveilleuse structure du cosmos et son harmonie ne peuvent s'expliquer que par le fait que le cosmos a été créé selon le plan d'un être omniscient et omnipotent. C'est mon premier et mon dernier mot."
Albert Einstein (1879 -1955)- l'auteur de la théorie de la relativité restreinte et générale, introduit le concept de photon, découvre les lois de l'effet photoélectrique, travaille sur les problèmes de la cosmologie et de la théorie des champs unifiés. Selon de nombreux physiciens éminents, Einstein est la figure la plus importante de l'histoire de la physique. Le lauréat du prix Nobel de physique 1921 a déclaré : « Ma religion consiste en un sentiment d'humble admiration pour une intelligence illimitée, se manifestant dans les moindres détails de l'image du monde que nous ne pouvons que partiellement saisir et connaître avec notre esprit. Cette profonde confiance émotionnelle dans la plus haute harmonie logique de la structure de l'Univers est mon idée de Dieu."
Arthur Compton (1892 -1962), Physicien américain, lauréat du prix Nobel de physique en 1927 : « Pour moi, la Foi commence par la connaissance que la Raison Suprême a créé l'Univers et l'homme. Il ne m'est pas difficile d'y croire, car le fait de l'existence d'un plan et, par conséquent, de la Raison est irréfutable. L'ordre dans l'Univers, qui se déroule sous nos yeux, témoigne lui-même de la vérité de la déclaration la plus grande et la plus sublime : « Au commencement est Dieu.
Et voici les mots d'un autre scientifique dans le domaine de la physique des fusées, docteur Wernher von Braun :"Une création aussi organisée, précisément équilibrée et majestueuse, comme l'Univers, ne peut être que l'incarnation du plan Divin."
Le point de vue est très répandu que l'existence de Dieu est indémontrable par des moyens rationnels-logiques, que son existence ne peut être prise sur la foi que comme un axiome. "Béni soit celui qui croit" - il y a une telle expression. Si vous voulez - croyez, si vous voulez - ne croyez pas - c'est l'affaire de chacun. Quant à la science, on croit le plus souvent que son affaire est d'étudier notre monde matériel, d'étudier par des méthodes rationnelles-empiriques, et puisque Dieu est immatériel, la science n'a rien à voir avec Lui - laissons, pour ainsi dire, la religion " avec lui. En fait, ce n'est tout simplement pas vrai - c'est la science qui nous fournit la preuve la plus convaincante de l'existence de Dieu - le Créateur de tout le monde matériel qui nous entoure. Tant que les scientifiques essaieront d'expliquer les processus de la nature uniquement à partir de positions matérialistes, ils ne seront pas en mesure de trouver des solutions qui soient même approximativement similaires à la vérité.
Pour confirmer tout ce qui a été dit, nous citerons les mots Créateur du livre "Révélations aux gens du Nouvel Âge".
"vingt. Une tentative d'étudier la cause du Big Bang démontre seulement votre incompréhension totale de la NATURE du NON-ESPACE, ou plutôt, la réticence des scientifiques à considérer ce Monde comme un Monde créé à la ressemblance de l'Espace Divin ! Je dois dire que votre modèle ou théorie du Big Bang n'a rien à voir avec la vraie nature de l'origine des Mondes ! "
(Message du 14.05.10 "Perfection de l'Esprit").
"25. Si je vous dis quand et dans quelles conditions la MATERIALISATION de vous et de votre planète a eu lieu, alors toute votre théorie du Big Bang non seulement s'effondrera, mais elle s'avérera également être une tentative vaine d'une personne matérielle pour expliquer l'origine divine de la vie non seulement sur Terre, mais aussi dans l'Univers ! "
(Message du 09.10.10 "Le Mystère de l'Origine de la Vie").
"4. Ce processus naturel d'amélioration du SOI contient non seulement le Canon de la similitude fractale, mais tous les Canons de l'Éternité, car s'il n'y a pas de mouvement vers l'avant, alors il n'y a pas de Grande Raison Créatrice, et alors la loi des nombres aléatoires (l'idée de hasard) entre en vigueur, et l'idée de Grands accidents appelée Théorie du Big Bang, qui rejette, et rejette à jamais, la présence de l'ORDRE, la présence de la Raison Cosmique Supérieure et, de plus, rejette le Grand ESPOIR des gens être parfait, et surtout, rejette le sens même de l'homme en tant que réalité objective ! »
(Message du 19/12/13 "L'espoir EST en train de se tourner vers l'intérieur").