O explozie mare și originea universului. Misterele Universului: Ce a fost în Univers înainte de Big Bang?

Chiar și oamenii de știință moderni nu pot spune cu certitudine ce a fost în univers înainte de Big Bang. Există mai multe ipoteze care dezvăluie voalul secretului față de una dintre cele mai dificile întrebări ale universului.

Originea lumii materiale

Până în secolul al XX-lea, au existat doar două teorii despre originea universului. Suporterii din punct de vedere religios credeau că lumea a fost creată de Dumnezeu. Oamenii de știință, dimpotrivă, au refuzat să recunoască universul creat de om. Fizicienii și astronomii au susținut ideea că cosmosul a existat întotdeauna, lumea a fost statică și totul ar rămâne același cu miliarde de ani în urmă.

Cu toate acestea, progresul științific accelerat la începutul secolului a condus la faptul că cercetătorii au posibilitatea de a studia spații extraterestre. Unii dintre ei au încercat mai întâi să răspundă la întrebarea, ce a fost în univers înainte de Big Bang.

Cercetarea Hubble

Secolul al XX-lea a distrus multe teorii ale epocii trecute. Pe locul vacant, au apărut noi ipoteze, explicând misterele necunoscute până acum. Totul a început cu faptul că oamenii de știință au stabilit faptul că expansiunea universului. Acest lucru a fost făcut de Edwin Hubble. El a descoperit că galaxiile îndepărtate diferă în lumina lor de acele clustere cosmice care erau mai aproape de Pământ. Descoperirea acestui model a constituit baza legii expansiunii lui Edwin Hubble.

Big Bang și originea universului au fost studiate, atunci când a devenit clar că toate galaxiile „fugi“ de observator, indiferent unde a fost. Cum ar putea fi explicat acest lucru? De vreme ce galaxiile se mișcă, înseamnă că sunt împinse înainte de o anumită energie. În plus, fizicienii au calculat că toate lumile au fost odată în același punct. Din cauza unui jaf, au început să se miște în toate direcțiile cu o viteză de neimaginat.

Acest fenomen se numește "Big Bang". Și originea universului a fost explicată tocmai cu ajutorul teoriei acestui eveniment de lungă durată. Când sa întâmplat? Fizicienii au determinat viteza de mișcare a galaxiilor și au derivat o formulă prin care au calculat când a avut loc "împingerea" inițială. Nimeni nu poate suna cifre exacte, dar aproximativ acest fenomen a avut loc acum 15 miliarde de ani.

Apariția teoriei Big Bang

Faptul că toate galaxiile sunt surse de lumină înseamnă că o mare cantitate de energie a fost eliberată în timpul Marii Explosii. A fost cea care a dat naștere la foarte strălucirea pe care lumile o pierd în cursul distanței lor de epicentrul a ceea ce sa întâmplat. Teoria Big Bang a fost prima dată dovedită de astronomii americani Robert Wilson și Arno Penzias. Au descoperit un electromagnetic radiație relică, a cărei temperatură era egală cu trei grade pe scara Kelvin (adică -270 de grade Celsius). Această constatare a confirmat ideea că la început universul era extrem de fierbinte.

Teoria Big Bang a răspuns la multe întrebări formulate în secolul al XIX-lea. Dar acum sunt noi. De exemplu, ce a fost în univers înainte de Big Bang? De ce este atât de omogenă, cu o eliberare atât de mare de energie, substanța ar trebui să se împrăștie neuniform în toate direcțiile? Descoperirile lui Wilson și ale lui Arnaud au pus la îndoială geometria clasică eclidiană, deoarece sa dovedit că spațiul are o curbură zero.

Teoria inflației

Noile întrebări ridicate au arătat că teoria modernă a apariției lumii este fragmentară și incompletă. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp se părea că ar fi imposibil să se miște dincolo de deschidere în anii `60. Și numai studii foarte recente ale oamenilor de știință ne-au permis să formulăm un nou principiu important pentru fizica teoretică. Acesta a fost fenomenul expansiunii inflaționiste ultra-rapide a universului. A fost studiată și descrisă cu ajutorul teoriei câmpului cuantic și a teoriei generale a relativității lui Einstein.

Deci, ce a fost în univers înainte de Big Bang? Știința modernă numește această perioadă "inflație". La început era doar un câmp care umplea tot spațiul imaginar. Acesta poate fi comparat cu un bulgăre de zăpadă lansat pe pârtia unui munte de zăpadă. Com va rula în jos și va crește în dimensiune. În același mod, câmpul și-a schimbat structura datorită oscilațiilor aleatorii în timpul de neimaginat.

Când sa format o configurație uniformă, a avut loc o reacție. Conține cele mai mari ghicitori ale universului. Ce a fost înainte de Big Bang? Domeniul inflaționist, care nu a fost deloc asemănător subiectului actual. După reacție, a început dezvoltarea universului. Dacă vom continua analogia cu bulgăre de zăpadă, atunci după prima dintre ele s-ar fi zburat și alte bulgări de zăpadă, tot mai mari. Momentul Big Bang-ului în acest sistem poate fi comparat cu momentul în care un bloc imens sa prăbușit în abis și în cele din urmă sa ciocnit cu pământul. În acel moment a fost alocată o cantitate colosală de energie. Nu poate dura până acum. Se datorează continuării reacției de la explozia pe care universul nostru o crește astăzi.

Materie și câmp

Acum, universul constă dintr-un număr de stele și alte corpuri cosmice de neimaginat. Acest set de materie emană o energie extraordinară, care contrazice legea fizică a conservării energiei. Ce spune? Esența acestui principiu este faptul că, pentru o perioadă infinită, suma energiei din sistem rămâne neschimbată. Dar cum poate fi aceasta combinată cu universul nostru, care continuă să se extindă?

Teoria inflaționistă a reușit să răspundă la această întrebare. Asemenea ghicitori ale universului sunt extrem de rare. Ce a fost înainte de Big Bang? Domeniul inflaționist. După apariția lumii în locul ei a venit chestia familiară pentru noi. Cu toate acestea, în plus față de acesta, există și în univers câmpul gravitațional, care are energie negativă. Proprietățile acestor două entități sunt opuse. Astfel, energia eliberată de particule, stele, planete și alte materii este compensată. Această relație explică și de ce universul nu sa transformat încă într-o gaură neagră.

Când Big Bang tocmai sa întâmplat, lumea a fost prea mică pentru ca ceva să se prăbușească. Acum, când universul sa extins, în secțiunile sale separate au apărut găuri negre locale. Câmpul lor gravitațional absoarbe totul în jurul lor. Din ea, nici lumina nu poate scăpa. De fapt, din acest motiv, astfel de găuri devin negre.

Extinderea Universului

Chiar și în ciuda fundamentării teoretice a teoriei inflației, încă nu este clar cum a privit universul înainte de Big Bang. Imaginația umană nu-și poate imagina această imagine. Faptul este că domeniul inflaționist este imaterial. Nu poate fi explicată prin legile obișnuite ale fizicii.

Când a avut loc Big Bang, câmpul inflaționist a început să se extindă într-un ritm care depășea viteza luminii. Potrivit unor indicatori fizici, în univers nu există nimic material care să se poată mișca mai repede decât acest indicator. Lumina se răspândește prin lumea existentă cu numere prohibitive. Câmpul inflaționist sa răspândit cu o viteză și mai mare, doar din cauza naturii sale imateriale.

Dimensiunea universului înainte de Big Bang-ul a fost microscopic. Pentru a măsura mărimea actuală, matematicienii trebuie să ridice cifrele în mare măsură. Conform teoriei generale a relativității, un observator din interiorul lumii materiale nu poate vedea ce se întâmplă în afara ei. Această regulă se extinde la ceea ce a fost înainte de Big Bang-ul din univers. Fotografia din manualele despre astronomie poate reprezenta doar ficțiunea artiștilor.

Particule și antiparticule

Universul sa extins atât de mult încât chiar și lumina nu are timp să ajungă la cele mai îndepărtate colțuri. În același timp, câmpul inflaționist din afara lumii continuă să existe, deși este inaccesibil pentru o persoană care trăiește în lumea materială. Universul în creștere se răcește în timp ce crește. Temperatura radiațiilor scade, deoarece lungimea de undă devine mai mare, ceea ce înseamnă că trebuie să cheltuiți mai multă energie pe ea.

Starea universului înainte de Big Bang era omogenă. Dar când a început să se extindă, noi elemente și particule au apărut în ea. Acestea sunt cuarci, neutroni, protoni, electroni și fotoni. Există și antiparticule, numărul cărora nu poate fi egal cu numărul de particule obișnuite. Dacă această identitate a avut loc, atunci întregul univers ar fi distrus de la sine.

Natura a făcut tot ce este necesar pentru a se asigura că numărul de particule a fost puțin mai mare decât numărul de antiparticule. Din cauza acestei relații, există o lume materială. Reliația relicvă, care continuă să se răspândească prin expansiunea universului, a apărut ca urmare a distrugerii reciproce a unor particule și antiparticule. În lexicul științific, acest proces se numește anihilare. În timp, energia CMB scade. Acum este de aproximativ zece mii de ori mai puțin decât un indice similar de particule masive elementare.

Apariția legilor fizice

Când vârsta universului a ajuns la un minut, neutronii și protonii au început să se unească în heliu, tritiu și deuteriu. Acestea au fost primele substanțe care au apărut în lumea materială. Procesul de sinteză se datorează reacțiilor nucleare. În secolul XX, fizicienii au studiat acest fenomen și chiar au învățat cum să-l îmblânzească. De vreme ce reacția nucleară produce o cantitate enormă de energie, omenirea a adaptat acest proces la nevoile sale economice. Au existat centrale nucleare. Astăzi ei alimentează mii de orașe.

Reacția nucleară a fost de asemenea folosită ca o armă. La sfârșitul celui de-al doilea război mondial, americanii au renunțat mai întâi la Japonia pentru bombe atomice. Impactul mortal al loviturii a fost doar în alocarea uriașă a energiei. Dar cifrele înregistrate în Hiroshima sunt neglijabil mici în comparație cu acele procese care au avut loc în primele minute ale existenței lumii materiale.

Datorită faptului că oamenii de știință moderni știu deja multe despre reacția nucleară folosită în economie și război, cercetătorii au reușit să restabilească o imagine aproximativă a ceea ce a fost universul înainte de Big Bang. Prin calcule matematice, sa calculat câte elemente și care au apărut în primele minute după începutul reacției în câmpul inflaționist.

Un alt fapt este surprinzător. Toate calculele oamenilor de știință, bazate pe indicatorii moderni ai naturii, s-au aplicat exact modelului de apariție a universului. Această "coincidență" sugerează că legile fizicii au început să acționeze imediat după apariția lumii materiale. De atunci, toate formulele imuabile nu s-au schimbat niciodată. Acum acționează. De exemplu, putem spune despre teoria relativității lui Einstein. Natura incontestabilă a legilor facilitează munca oamenilor de știință care încearcă să înțeleagă ceea ce a fost înainte de Big Bang-ul din univers.

Originea galaxiilor

Cu ajutorul teoriei Big Bang, oamenii de știință au putut să explice originea galaxiilor. Când lumea a apărut pentru prima dată, toate distanțele din interiorul ei au crescut rapid. Cu toate acestea, în anumite locuri acest proces a luat forme speciale. Acest lucru sa datorat faptului că în diferite puncte de spaŃiu densitatea energetică a fost excelentă.

Din acest motiv, în unele părți ale unui univers mare, s-au acumulat mai multe particule. Acest proces a fost descris în detaliu de oamenii de știință americani din secolul XX. În forma științifică populară, teoria a fost explicată într-o serie de filme "Universul înainte de Big Bang. În urma misterului. "

În zonele cu o densitate mai mare de energie, temperatura a fluctuat semnificativ. Acest fenomen a fost un semn al comprimării materiei de către un câmp gravitațional. Perioada inflaționistă a dat naștere unor zone cu o densitate mai mare. După apariția universului, câmpul gravitațional a afectat aceste zone cu intensitate crescută. Aici au apărut galaxiile - grupuri de stele în jurul cărora s-au format planete. Pământul nostru se integrează complet în acest sistem. Se învârte în jurul stelei sale (Soarele) și intră în galaxie Calea Lactee.

Starea actuală a universului

Perioada actuală a evoluției universului este cea mai potrivită pentru existența vieții. Oamenii de știință consideră că este dificil să se determine cât timp va dura acest interval de timp. Dar dacă cineva a luat astfel de calcule, cifrele care au rezultat au fost nu mai puțin de sute de miliarde de ani. Pentru o viata umana, un astfel de segment este atat de mare incat chiar si in calculul matematic trebuie sa fie scris in grade. Prezentul a fost studiat mult mai bine decât preistoricul universului. Ceea ce a fost înainte de Big Bang, în orice caz, rămâne doar obiectul cercetării teoretice și al calculelor îndrăznețe.

În lumea materială, chiar timpul rămâne o valoare relativă. De exemplu, quasari (un fel de obiecte astronomice) existente la o distanță de 14 miliarde de ani lumină de Pământ, în spatele nostru de obicei „acum“, chiar la 14 miliarde de ani lumină. Acest decalaj este colosal. Este dificil să se determine, chiar și matematic, să nu mai vorbim de faptul că se prezintă în mod clar ca, folosind imaginația umană (chiar și cea mai arzătoare) este pur și simplu imposibil.

Știința modernă ar putea explica, teoretic, să mă întreaga viață a lumii noastre materiale, începând cu primele fracțiuni de secundă a existenței sale, atunci când doar Big Bang. Istoria completă a universului este completată până acum. Astronomii descoperi noi fapte uimitoare cu ajutorul unor echipamente de cercetare modernizate și îmbunătățite (telescoape, laboratoare și așa mai departe. D.).

Cu toate acestea, nu există încă fenomene neînțelese. Un astfel de spot alb, de exemplu, este materia întunecată și energia ei întunecată. Esența acestei mase ascunse continuă să trezească conștiința celor mai educați și mai avansați fizicieni ai timpului nostru. În plus, nu a existat nici un punct de vedere cu privire la motivele pentru care există încă mai multe particule în univers decât antiparticulele. Cu această ocazie, au fost formulate câteva teorii fundamentale. Unele dintre aceste modele sunt cele mai populare, dar nici una nu a fost încă acceptată de către comunitatea științifică internațională ca a adevăr adevărat.

Pe scara cunoașterii universale și descoperiri enorme de secole XX, aceste spații par destul de nesemnificative. Dar istoria științei cu regularitate de invidiat arată că explicația faptelor „mici“ și fenomenele devine baza pentru orice reprezentare umană a disciplinei în ansamblul său (în acest caz, vorbim despre astronomie). Prin urmare, generațiile viitoare de oameni de știință, desigur, va avea ceva de făcut și de a descoperi în zona de cunoaștere a naturii universului.