Происхождение вселенной концепция большого взрыва. Космология и квантовая физика. Что было до Большого Взрыва

В научном мире принято считать, что Вселенная произошла в результате Большого взрыва. Строится данная теория на том, что энергия и материя (основы всего сущего) ранее находились в состоянии сингулярности. Оно, в свою очередь, характеризуется бесконечностью температуры, плотности и давления. Состояние сингулярности само по себе отвергает все известные современному миру законы физики. Ученые считают, что Вселенная возникла из микроскопической частицы, которая в силу неизвестных пока причин пришла в далеком прошлом в нестабильное состояние и взорвалась.

На этом изображении были установлены модели с различными космологическими параметрами, и наилучшим вариантом является модель с 73% темной энергией и 27% материи, из которой также следует. Таким образом, ускорение галактик происходит из текущей космологической модели и данных наблюдений. Эти данные в конечном счете основаны на сравнении высоких и низких красных смещений.

Здесь также могут быть получены космологические параметры, такие как плотность энергии темной энергии. Результатом этого метода является снова ускоренная вселенная. Однако нельзя точно определить расширение. Предполагается, что так называемая «гравитация» противодействует и расширяет пространство. Полагают, что эта вакуумная энергия образуется во время ударного фазового перехода от энергии к материи. Свидетельством этого являются, вероятно, виртуальные частицы, которые могут быть обнаружены в эффекте Казимира из-за их длин волн.

Термин «Большой взрыв» стал применяться с 1949 года после публикации в научно-популярных изданиях работ ученого Ф.Хойла. Сегодня теория «динамической эволюционирующей модели» разработана настолько хорошо, что физики могут описать процессы, происходящие во Вселенной уже через 10 секунд после взрыва микроскопической частицы, положившей начало всему сущему.

Еще один вопрос возникает из-за гравитационной связи, т.е. от каких расстояний расширение становится эффективным. Так называемый «Эйнштейн Штраус Вакуоле» предлагает теоретическую основу для этого. Это означает, что расширение не влияет в радиусе 13, 2 Мпк из-за гравитационной связи существующего вещества. Однако, может ли это обобщение быть обобщенным, пока не подтверждено, поскольку это, вероятно, зависит от массовой концентрации в самой области. На лекции в Калифорнии Стивен Хокинг объявил, что он не считает Бога фактором в создании Вселенной.

Доказательств теории существует несколько. Одним из главных является реликтовое излучение, которое пронизывает всю Вселенную. Оно могло возникнуть, по мнению современных ученых, только в результате Большого взрыва, благодаря взаимодействию микроскопических частиц. Именно реликтовое излучение позволяет узнать о тех временах, когда Вселенная была похожа на пылающее пространство, а звезд, планет и самой галактики не было и в помине. Вторым доказательством рождения всего сущего из Большого взрыва считается космологическое красное смещение, заключающееся в уменьшении частоты излучения. Это подтверждает удаление звезд, галактик от Млечного пути в частности и друг от друга в целом. То есть, свидетельствует о том, что Вселенная расширялась ранее и продолжает это делать до сих пор.

Следующим крупным прорывом в космологии является исследование сущности темной материи и темной энергии. Бог не воспламенил Большой взрыв, Вселенная не нуждается в Боге в качестве источника существования. Британский физик Стивен Хокинг представил этот тезис на лекции, которую он дал в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене.

Многие люди все еще пытались противостоять теориям ученых божественным происхождением Вселенной. Что сделал Бог перед божественным творением? Источником Вселенной была лекция, проведенная британским физиком во вторник вечером в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Поскольку не все были в лекционном зале, лекция Хокинга была передана видео во второй лекционный зал и лужайку. Не так давно церковь пыталась отговорить ученых от этой темы, сказал Хокинг. Именно тогда он сам опубликовал эссе по этому вопросу, сказал он. «Я был рад, что мне не дали инквизицию».

Краткая история Вселенной


  • 10 -45 - 10 -37 сек - инфляционное расширение

  • 10 -6 сек - возникновение кварков и электронов

  • 10 -5 сек - образование протонов и нейтронов

  • 10 -4 сек - 3 мин - возникновение ядер дейтерия, гелия и лития

  • 400 тыс. лет - образование атомов

  • 15 млн. лет - продолжение расширения газового облака

  • 1 млрд. лет - зарождение первых звезд и галактик

  • 10 - 15 млрд. лет - появление планет и разумной жизни

  • 10 14 млрд. лет - прекращение процесса рождения звезд

  • 10 37 млрд. лет - истощение энергии всех звезд

  • 10 40 млрд. лет - испарение черных дыр и рождение элементарных частиц

  • 10 100 млрд. лет - завершение испарения всех черных дыр

Теория Большого взрыва стала настоящим прорывом в науке. Она позволила ученым ответить на множество вопросов относительно рождения Вселенной. Но одновременно эта теория породила новые загадки. Главная из них заключается в причине самого Большого взрыва. Второй вопрос, на который нет ответа у современной науки - как появилось пространство, время. По мнению некоторых исследователей, они родились вместе с материей, энергией. То есть, являются результатом Большого взрыва. Но тогда получается, что и у времени, пространства должно быть какое-то начало. То есть, некая сущность, постоянно существующая и не зависящая от их показателей, вполне могла положить начало процессам нестабильности в микроскопической частице, породившей Вселенную.

Против марксистских убеждений

Однако Хокинг также выступил против других теорий происхождения: российская теория о том, что Вселенная рухнула из-за силы тяжести и теперь снова расширяется после того, как имплозия является всего лишь принципом веры марксистов, сказал Хокинг. Также мысль о том, что черные дыры являются источником вселенных, он считает неправильным. Большинство физиков считали, что матери невозможно сосать черную дыру в другую вселенную.

Существование людей в великом плане вещей является результатом азартной игры, сказал Хокинг. Мы являемся результатом квантовых флуктуаций в самой ранней вселенной. Следующее большое понимание космологии ждет Хокинга в изучении темной части Вселенной. Недостающее звено космологии - это суть темной материи и темной энергии, - сказал Хокинг. Дело, как известно, составляет лишь пять процентов от плотности энергии известной вселенной. Темная материя, с другой стороны, составляет 27 процентов, темная энергия - 68 процентов.

Чем больше исследований проводится в этом направлении, тем больше вопросов возникает у астрофизиков. Ответы на них ждут человечество в будущем.

Даже современные ученые не могут с точностью сказать, что было во Вселенной до Большого взрыва. Существует несколько гипотез, приоткрывающих завесу тайны над одним из самых сложных вопросов мироздания.

Хронологическое происхождение Вселенной

Это продемонстрировали результаты европейского космического плана Планк. Хокинг сожалел об открытии в своей лекции - не потому, что это было из-за этого, но по чисто научным соображениям: «Физика была бы намного интереснее, если бы ее не нашли». Хокинг закончил разговор с призывом продолжить изучение космоса: «Ради будущего человечества мы должны уйти в космос». Хокинг всегда настаивает на том, что будущее человечества. Временное развитие Вселенной.

Инфляция Большого Взрыва Формирование атомов Первые галактики и звезды Происхождение планет Будущее вселенной. «Чем больше мы узнаем о Вселенной. тем менее важно наше существование. чтобы получить». Стивен Вайнберг. «Вселенная не просто страннее, чем мы подозреваем. это также более странно, чем мы можем догадаться».

Происхождение материального мира

До XX века существовало только две теории происхождения Вселенной. Сторонники религиозной точки зрения считали, что мир был создан богом. Ученые, наоборот, отказывались признавать рукотворность Вселенной. Физики и астрономы были сторонниками идеи о том, что космос существовал всегда, мир был статичен и все останется таким же, как миллиарды лет назад.

«Большой взрыв для космологии - эволюция для биологии». Люди всегда хотели объяснить, откуда мы пришли, откуда приходит наша земля и откуда происходит вся наша вселенная. Эти вопросы задают многие ученые. Развитие и развитие нашей вселенной интенсивно изучалось после Аристотеля. Мы не можем много понять, поскольку это выходит за рамки нашего воображения. Например, идея абсолютного ничтожества, к которой мы должны привыкнуть понимать теорию Большого взрыва. В этом ничто не существует ни пространства, ни времени, ни материи.

Все это произошло в момент Большого Взрыва. Это, по расчетам, произошло примерно 13, 7 млрд. Лет назад. Перед Большим взрывом была только энергия, которая была в бесконечно малой точке. Давайте подробнее рассмотрим Большой взрыв и его историю. В ходе своих исследований Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики движутся все дальше и дальше. Таким образом, он дал первый импульс теории Большого взрыва. Таким образом, он был первым, кто получил идею теории Большого взрыва. Он был преувеличен одним из величайших противников теории Большого Взрыва.

Однако ускорившийся научный прогресс на рубеже веков привел к тому, что у исследователей появились возможности для изучения внеземных просторов. Некоторые из них первыми попытались ответить на вопрос, что было во Вселенной до Большого взрыва.

Исследования Хаббла

XX столетие разрушило многие теории прошлых эпох. На освободившемся месте появились новые гипотезы, объяснившие доселе непонятные тайны. Все началось с того, что ученые установили факт расширения Вселенной. Сделано это было Эдвином Хабблом. Он обнаружил, что далекие галактики отличаются по своему свету от тех космических скоплений, которые находились ближе к Земле. Открытие этой закономерности легло в основу закона расширения Эдвина Хаббла.

Фред Хойл попытался опровергнуть теорию Большого взрыва и высказался за теорию устойчивого состояния. Согласно этому, вселенная не имеет начала, но создает новое вещество во время его расширения. Плотность, таким образом, не изменяется. С этими словами, имя. Они постоянно слышали тревожный шум на заднем плане. Позже выяснилось, что этот шум представляет собой микроволновое фоновое излучение, о котором уже подозревают другие ученые, что является сигналом Большого взрыва. Сегодня три момента считаются основным свидетельством теории Большого взрыва.

Большой взрыв и происхождение Вселенной были изучены, когда стало ясно, что все галактики «убегают» от наблюдателя, в какой бы точке он ни был. Как это можно было объяснить? Раз галактики движутся, значит, их толкает вперед некая энергия. Кроме того, физики вычислили, что все миры когда-то находились в одной точке. Из-за некоего толчка они начали двигаться во все стороны с невообразимой скоростью.

С одной стороны, открытие, что галактики движутся все дальше и дальше. Это может означать, что они, должно быть, были очень близки друг к другу в прошлом. С другой стороны, микроволновое фоновое излучение и избыток водорода и гелия. Во время Большого Взрыва пространство, время и материя были созданы за считанные секунды. Хотя Большой Взрыв был исследован довольно далеко, никто не знает ничего о моменте Большого Взрыва. Первые 10 секунд, так называемый Планккеит, до сих пор не изучены. В то время Вселенная была бесконечной, с чрезвычайно высокой плотностью.

Это явление и получило название «Большой взрыв». И происхождение Вселенной было объяснено именно с помощью теории об этом давнем событии. Когда оно случилось? Физики определили скорость движения галактик и вывели формулу, по которой они вычислили, когда произошел первоначальный «толчок». Точных цифр никто назвать не возьмется, но приблизительно это явление имело место около 15 миллиардов лет назад.

Объяснение этого экстремального тепла и плотности заключается в скорости сохранения энергии. После этого вся энергия должна была быть с самого начала, и поскольку в то время вселенная была настолько мала, вся энергия была сжата. После этого момента Большого Взрыва вселенная начала расширяться. Многие явления, которые показывают вселенную, нельзя объяснить только одним Большим взрывом. Например, Вселенная плоская и однородная, или Вселенная выглядит одинаково во всех направлениях. Это выглядит следующим образом: миллиарды секунд спустя после Большого взрыва генерируют поле инфляции, которое создает силу антигравитации, которая заставляет Вселенную мгновенно расширяться и расти намного быстрее, чем на скорости света.


Появление теории Большого взрыва

Тот факт, что все галактики являются источниками света, означает, что при Большом взрыве выделилось огромное количество энергии. Именно она породила ту самую яркость, которую миры теряют по ходу своего отдаления от эпицентра произошедшего. Теория Большого взрыва впервые была доказана американскими астрономами Робертом Вильсоном и Арно Пензиасом. Они обнаружили электромагнитное температура которого равнялась трем градусам по кельвиновской шкале (то есть -270 по Цельсию). Эта находка подтвердила идею о том, что сначала Вселенная была крайне горячей.

Здесь казалось, что это противоречит общей теории относительности Эйнштейна. Это означает, что в комнате ничто не может двигаться быстрее, чем при скорости света. За это время Вселенная имеет температуру 10 дюймов Кельвина. Возникают четыре фундаментальные силы физики. Гравитационная сила разделяется. На данный момент электромагнитное взаимодействие, сильная ядерная энергия и слабая ядерная энергия образуют совместную сверхдержаву. Положительная энергия вещества точно соответствует отрицательной гравитационной энергии, так что полная энергия равна нулю.

Теория Большого взрыва ответила на многие вопросы, сформулированные в XIX веке. Однако теперь появились новые. Например, что было во Вселенной до Большого взрыва? Почему она так однородна, в то время как при таком огромном выбросе энергии вещество должно разлететься во все стороны неравномерно? Открытия Вильсона и Арно поставили под сомнения классическую Евклидову геометрию, так как было доказано, что пространство имеет нулевую кривизну.

Сильная ядерная энергия отрывается от других. Температура теперь составляет 10 ° Кельвина, а вселенная - размером нашей солнечной системы. Начиная с этой фазы инфляции, вселенная продолжает расширяться. Теперь, однако, гораздо медленнее и, таким образом, позволяет образовывать атомы, звезды и планеты. В самом начале вселенной существовали только кварки, наименьшие известные частицы, протоны и нейтроны, каждая из которых состояла из трех кварков и энергии. Только после микросекунды было достаточно холодно, чтобы кварки могли соединиться с протонами и нейтронами.

Инфляционная теория

Новые поставленные вопросы показывали, что современная теория возникновения мира отрывочна и неполна. Однако долгое время казалось, что продвинуться дальше открытого в 60-е годы будет невозможно. И только совсем недавние исследования ученых позволили сформулировать новый важный принцип для теоретической физики. Это было явление сверхбыстрого инфляционного расширения Вселенной. Оно было изучено и описано с помощью квантовой теории поля и общей теории относительности Эйнштейна.

Однако они быстро перемещались вперед и назад и поэтому не могли быть объединены. Однако по мере того, как температура продолжала падать, протоны и нейтроны становились медленнее, и поэтому могли образовываться ядра водорода и гелия, не разрываясь на крайнем жаре. В первые три минуты после Большого Взрыва легкие ядерные ядра, образованные из водорода в бор, этот процесс называется нуклеосинтезом. Тяжелые атомные ядра были сначала образованы миллиардами позже при сжигании гелия в центре звезд. За это время Вселенная была непрозрачной и заполнена плазмой.

Так что было во Вселенной до Большого взрыва? Современная наука называет этот период «инфляцией». Вначале было только поле, которое заполняло все воображаемое пространство. Его можно сравнить со снежком, пущенным вниз по склону снежной горы. Ком будет катиться вниз и увеличиваться в размерах. Точно так же поле из-за случайных колебаний на протяжении невообразимого времени меняло свою структуру.

Свет рассеялся на свободно движущихся электронах, так что фотоны не могли покинуть плазму. Но тогда температура была настолько низкой, что электроны замедлились. Таким образом, легкие атомные ядра способны захватывать электроны. Первые атомы были сформированы. Электроны теперь были связаны и больше не могли свободно скитаться. Таким образом, фотоны имели возможность распространяться. Излучение и вещество были развязаны, и возникло микроволновое фоновое излучение. Вселенная стала прозрачной. До этого момента, после Большого Взрыва, мы можем оглянуться назад.

Когда образовалась однородная конфигурация, произошла реакция. В ней и заключаются самые большие загадки Вселенной. Что было до Большого взрыва? Инфляционное поле, которое совсем не походило на нынешнюю материю. После реакции начался рост Вселенной. Если продолжить аналогию со снежным комом, то вслед за первым из них вниз покатились другие снежки, также увеличивавшиеся в размерах. Момент Большого взрыва в этой системе можно сравнить с той секундой, когда огромная глыба рухнула в пропасть и, наконец, столкнулась с землей. В это мгновение выделилось колоссальное количество энергии. Она не может иссякнуть до сих пор. Именно за счет продолжения реакции от взрыва наша Вселенная растет и сегодня.

Единственной силой, оказывающей влияние на астрономические расстояния, является гравитационная сила. Это зависит от массы задействованных объектов, насколько сильно это действует. Ведь материя сформировалась в ранней Вселенной, были области с более высоким накоплением материи и областями с низкой массой. Области с более высокой плотностью имеют более сильное притяжение и, таким образом, могут привлекать дополнительные вещества из окружающей среды. Происходят два процесса: расширение Вселенной и локальная концентрация вещества под действием силы тяжести.

Материя и поле

Сейчас Вселенная состоит из невообразимого количества звезд и других космических тел. Эта совокупность материи источает огромную энергию, что противоречит физическому закону сохранения энергии. О чем он гласит? Суть этого принципа сводится к тому, что на протяжении бесконечного времени сумма энергии в системе остается неизменной. Но как это может сочетаться с нашей Вселенной, которая продолжает расширяться?

Инфляционная теория смогла ответить на этот вопрос. Крайне редко разгадываются подобные загадки Вселенной. Что было до Большого взрыва? Инфляционное поле. После возникновения мира на его место пришла привычная нам материя. Однако помимо нее во Вселенной также существует которое обладает отрицательной энергией. Свойства этих двух сущностей противоположны. Так компенсируется энергия, исходящая от частиц, звезд, планет и другой материи. Эта взаимосвязь также объясняет, почему Вселенная до сих пор не превратилась в черную дыру.

Когда Большой взрыв только произошел, мир был слишком мал, чтобы в нем что-то могло коллапсировать. Теперь же, когда Вселенная расширилась, на отдельных ее участках появились локальные черные дыры. Их гравитационное поле поглощает все окружающее. Из него не может выбраться даже свет. Собственно из-за этого подобные дыры становятся черными.


Расширение Вселенной

Даже несмотря на теоретическое обоснование инфляционной теории, до сих пор непонятно, как выглядела Вселенная до Большого взрыва. Человеческое воображение не может представить себе этой картины. Дело в том, что инфляционное поле является нематериальным. Оно не поддается объяснению привычными законами физики.

Когда произошел Большой взрыв, инфляционное поле начало расширяться в темпе, который превысил Согласно физическим показателям, во Вселенной нет ничего материального, что могло бы двигаться быстрее этого показателя. Свет распространяется по существующему миру с запредельными цифрами. Инфляционное поле же распространилось с еще большей скоростью, как раз в силу своей нематериальной природы.


Современное состояние Вселенной

Текущий период эволюции Вселенной как нельзя лучше подходит для существования жизни. Ученые затрудняются определить, сколько будет продолжаться этот временной отрезок. Но если кто и брался за такие расчеты, то получавшиеся цифры были никак не меньше сотен миллиардов лет. Для одной человеческой жизни подобный отрезок настолько велик, что даже в математическом исчислении его приходится записывать с помощью использования степеней. Настоящее изучено гораздо лучше, чем предыстория Вселенной. Что было до Большого взрыва, в любом случае останется только предметом теоретических изысканий и смелых расчетов.

В материальном мире даже время остается величиной относительной. Например, квазары (вид астрономических объектов), существующие на расстоянии 14 миллиардов световых лет от Земли, отстают от нашего привычного «сейчас» на те самые 14 миллиардов световых лет. Этот временной разрыв колоссален. Его сложно определить даже математически, не говоря уже о том, что отчетливо представить себе подобное с помощью человеческого воображения (даже самого пылкого) просто невозможно.

Современная наука может теоретически объяснить себе всю жизнь нашего материального мира, начиная с первых долей секунд его существования, когда только что произошел Большой взрыв. Полная история Вселенной дополняется до сих пор. Астрономы открывают новые удивительные факты с помощью модернизированного и улучшенного исследовательского оборудования (телескопов, лабораторий и т. д.).

Однако существуют и так и не понятые явления. Таким белым пятном, например, является и ее темная энергия. Сущность этой скрытой массы продолжает будоражить сознание самых образованных и передовых физиков современности. Кроме того, так и не возникло единой точки зрения о причинах того, почему во Вселенной частиц все-таки больше, чем античастиц. По этому поводу было сформулировано несколько фундаментальных теорий. Некоторые из этих моделей пользуются наибольшей популярностью, но ни одна из них пока не принята международным научным сообществом в качестве

В масштабе всеобщего знания и колоссальных открытий XX столетий эти пробелы кажутся совсем незначительными. Но история науки с завидной регулярностью показывает, что объяснение таких «малых» фактов и явлений становится основой для всего представления человечества о дисциплине в целом (в данном случае речь идет об астрономии). Поэтому будущим поколениям ученых, безусловно, будет чем заняться и что открывать в области познания природы Вселенной.