Большой взрыв

Какой была наша Вселенная до Большого взрыва?

Большой взрыв — теория, которая была выдвинута для объяснения происхождения Вселенной. Ее разработал в 1940-е годы Георгий Антонович Гамов на основании идей Жоржа Леметра. По этой теории, расширение Вселенной, которое продолжается по сей день, началось приблизительно 10 или 20 млрд лет назад с Большого взрыва.

Вселенная расширяется

С давних времен ученые и богословы пытались ответить на вопрос: как появился наш мир? И те и другие хоть и находили разные ответы на этот вопрос, в то-же время придерживались той точки зрения, что Вселенная статична и неизменна. И такой взгляд на мир вполне устраивал и тех и других.

Однако все кардинально изменилось в первой трети XX столетия, когда в 1929 г. американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется. При этом скорость удаления галактик друг от друга была тем большей, чем большим было расстояние между ними. Опираясь на скорости разбегания галактик, Хаббл смог установить, что процесс расширения начался примерно 20 млрд лет назад. Правда, сегодня считается, что это произошло 13,7 млрд лет назад, и именно тогда образовалась Вселенная.


Но из того факта, что Вселенная расширяется, то есть пребывает в динамике, последовал логический вывод, что она в силу неких причин должна была возникнуть. Естественно, в скором времени появились и гипотезы, которые попытались объяснить происхождение Вселенной.

Теория Большого взрыва

Можно сказать, что первая из них была выдвинута в 1930 г. самим Хабблом. Он сделал предположение, что Вселенная возникла в результате взрыва из сингулярности. В результате расширения и остывания первичного горячего газа появились звезды и галактики. Со временем такая гипотеза получила статус теории Большого взрыва.

А в скором времени у этой теории появилось немало сторонников. И этого следовало ожидать, потому как она достаточно точно объясняла многие из астрономических явлений и процессов.

• Первое — галактики разбегались в соответствии с теорией Большого взрыва.

• Второе — в 1964 г. обнаружили присутствие во всей Вселенной реликтового излучения – электромагнитного излучения, заполняющего наблюдаемую часть Вселенной, которое, как принято считать, осталось после охлаждения первичного газа.

• Третье — во время Большого взрыва должно было появиться множество водорода, дейтерия, гелия и лития, и этот факт на сегодняшний день был подтвержден многочисленными исследованиями.

Большой взрыв-1

И все-же даже эта классическая теория не смогла дать объяснение ряду очень важных моментов в эволюции Вселенной. Вот лишь некоторые из них: к примеру, где может находится та точка, из которой возникла Вселенная? Как именно из сингулярности появилось такое громадное количество материи и энергии?

Не смогла теория Большого взрыва дать ответ и еще на ряд вопросов. Так, если после взрыва газ, из которого и сформировались звезды и галактики, попросту расширялся и остывал, то Вселенная должна была бы быть однородной. Но на самом деле галактики формируют скопления – галактические кластеры, из которых образуются еще более глобальные структуры. Больше того, согласно анализу реликтового излучения, уже в то время, когда во Вселенной отсутствовали звезды и галактики, неоднородности первичного газа также существовали.

И, может быть, самая основная проблема теории Большого взрыва: те законы физики, при помощи которых ученые описывают окружающий мир, перестают работать при попытках воспользоваться ими для объяснения поведения материи и энергии в первичной сингулярности. То есть сам Большой взрыв или то, что могло быть до него, существующие законы описать не могут.

Однако и попросту отмахнуться от этих проблем современные ученые также уже не в состоянии. Не скажут же они, что говорить о периоде «до» Большого взрыва бессмысленно, потому что «до» просто ничего не было, потому как вызвать сам Большой взрыв все же должно было некое «нечто». Именно в поисках этого «нечто» и появились несколько гипотез, на которых мы вкратце и остановимся.

Теория «Пульсирующей Вселенной»

1960 год — интересная гипотеза была выдвинута американским физиком-теоретиком Джоном Уилером. По его предположению, когда-то нынешнее расширение Вселенной сменится сжатием в сингулярность. После чего произойдет взрыв, и Вселенная снова начнет расширяться… И эти процессы будут продолжаться до бесконечности. Этот взгляд на эволюцию мироздания получил название теории «пульсирующей Вселенной».

Большой взрыв-2

Протовселенная

Согласно другой теории предполагается существование так называемой протовселенной. То есть по ней еще до Большого взрыва из ничего должна была возникнуть материя. В основе этой точки зрения лежат белые дыры – теоретические антиподы черных дыр. Именно из белых дыр в противоположность черным, материя должна истекать в неограниченном количестве со скоростью света. То есть по другому говоря, она должна появляться из ниоткуда. И хотя эта теория может объяснить некоторые загадки Вселенной, в частности ее неоднородность, она пока не может быть принята на том основании, что по сей день не удалось обнаружить ни одной белой дыры.

Инфляционная теория

1981 год — американский астрофизик Алан Гус предложил еще одну гипотезу – инфляционную, также пытающаяся ответить на вопрос: что было до Большого взрыва?

Суть ее заключается в том, что внутри быстро расширяющейся и значительно перегретой Вселенной какой-то небольшой участок пространства охлаждается и начинает расширяться быстрей остальных. Этот процесс возможно в некотором приближении сравнить с тем, как переохлажденная вода стремительно замерзает, при этом расширяясь.

То есть в первые доли секунды после Большого взрыва расширение происходит в форме не арифметической, а геометрической прогрессии, то есть степенной закон расширения изменяется на экспоненциальный. При этом расширение происходит с огромной скоростью: за малую долю секунды крошечная область поперечником меньше атома раздувается до размеров, которые превышают наблюдаемую сегодня часть Вселенной.

Но в статье, которая появилась в журнале «Сайентифик Америкэн» в 1984 г., Гус и Штайнгарт в отношении своей гипотезы сделали такое замечание: «Инфляционная модель Вселенной дает нам представление о возможном механизме, с помощью которого наблюдаемая Вселенная могла появиться из бесконечно малого участка пространства. Зная это, трудно удержаться от соблазна сделать еще один шаг и прийти к выводу, что Вселенная возникла буквально из ничего». Это означает, что и инфляционная гипотеза имеет ряд недостатков. К примеру, в ней ничего не сказано о происхождении перегретой и расширяющейся материи.

Большой взрыв-3

1995 год — физик Нейл Турок совместно с Мартином Бучером и Альфредом Голдхабером создал модель открытой инфляционной Вселенной. Турок так объяснил свою теорию: «Процесс формирования Вселенной напоминает образование пузырька в кипящей воде. Внутренняя часть этого пузырька представляет из себя бесконечную открытую Вселенную. Представьте себе, что этот пузырек расширяется со скоростью света, увеличиваясь за очень короткий промежуток времени до громадных размеров.

А теперь посмотрим внутрь него. Особенностью пузырька является то, что в нем пространство и время «спутаны». В некотором смысле он в каждый момент времени содержит не только настоящее Вселенной, но и ее будущее. И потому как в бесконечно далеком будущем сам пузырек, а значит, и Вселенная будут бесконечно большими, то и сегодняшняя Вселенная представляется безграничной. Таким образом, бесконечная Вселенная умещается в крошечном объеме».

Можно было бы привести немало и других гипотез, которые предлагались в последнее время. Но большого смысла в этом нет, потому как ни одна из них не дает окончательного ответа на вопрос: что было до Большого взрыва?

 

 


 

ред. shtorm777.ru