Kaip mes mylime, taip, apie nieką negalvodami, tiesiog pažiūrėkite į tamsų dangų, be galo nusėtą žvaigždėmis ir svajokite. Ar kada susimąstėte, kas tai yra virš mūsų, koks tai pasaulis, kaip jis veikia, ar jis visada egzistavo, ar ne, iš kur susidarė žvaigždės ir planetos, kodėl būtent taip, o ne kitaip, šie klausimai gali būti išvardyti iki begalybės. Per visą savo egzistavimą žmogus bandė ir bando atsakyti į šiuos klausimus, ir tikriausiai praeis šimtai, o gal ir tūkstančiai metų, ir vis tiek negalės į juos atsakyti.

Tūkstančius metų stebėdamas žvaigždes, žmogus suprato, kad nuo vakaro iki vakaro jos visada išlieka tos pačios ir nekeičia savo santykinės padėties. Tačiau nepaisant to, taip buvo ne visada, pavyzdžiui, prieš 40 tūkstančių metų žvaigždės atrodė ne taip, kaip dabar. Didysis lėkštukas atrodė kaip Didysis Kuklumas; nebuvo pažįstamos diržu prisisegusio Oriono figūros. Visa tai paaiškinama tuo, kad niekas nestovi vietoje, o nuolat juda. Mėnulis sukasi aplink, Žemė, savo ruožtu, eina per žiedinį ciklą aplink Saulę, o kartu ir visa, sukasi aplink Galaktikos centrą, o ši, savo ruožtu, juda aplink Visatos centrą. Kas žino, gal ir mūsų Visata juda kitos atžvilgiu, tik didesniais matmenimis.

Kaip susiformavo Visata

1922 m. rusų mokslininkas ir astronomas Aleksandras Aleksandrovičius Fridmanas pateikė bendrą teoriją. kilmės mūsų Visata, ką vėliau patvirtino amerikiečių astronomas Edvinas Hablas. Ši teorija plačiai žinoma kaip Didžiojo sprogimo teorija" . Šiuo metu visatos kilmė, ir tai yra maždaug prieš 12-15 milijardų metų, jos matmenys buvo kuo mažesni, formaliai galima daryti prielaidą, kad Visata buvo sutraukta į vieną tašką ir tuo pat metu turėjo be galo didelį tankį, lygų 10 90 kg/cm³ . Tai reiškia, kad 1 kubinis centimetras medžiagos, iš kurios sprogimo momentu sudarė Visata, svėrė nuo 10 iki 90 kilogramų. Maždaug po 10–35 s. prasidėjus vadinamajai Planck erai (kai materija buvo suspausta iki maksimalios galimos ribos ir jos temperatūra buvo apytiksliai 10 32 K), įvyko sprogimas, dėl kurio prasidėjo Visatos momentinio eksponentinio plėtimosi procesas. , kuris vis dar vyksta. Dėl sprogimo iš superkaršto subatominių dalelių debesies, palaipsniui besiplečiančio į visas puses, palaipsniui susiformavo atomai, medžiagos, planetos, žvaigždės, galaktikos ir galiausiai gyvybė.

Didysis sprogimas- tai yra didžiulio energijos kiekio išskyrimas visomis kryptimis palaipsniui mažėjant temperatūrai, o kadangi Visata nuolat plečiasi, ji atitinkamai nuolat vėsta. Pačios Visatos plėtimosi procesas kosmologijoje ir astronomijoje gavo bendrą pavadinimą kaip „kosminė infliacija“. Netrukus temperatūrai nukritus iki tam tikrų verčių, kosmose pasirodė pirmosios elementarios dalelės, tokios kaip protonai ir neutronai. Erdvės temperatūrai nukritus iki kelių tūkstančių laipsnių, buvusios elementarios dalelės virto elektronais ir pradėjo jungtis su protonais ir helio branduoliais. Būtent šiame etape Visatoje prasidėjo atomų, daugiausia vandenilio ir helio, formavimasis.

Su kiekviena sekunde mūsų Visatos tūris didėja, tai patvirtina bendroji Visatos plėtimosi teorija. Be to, jis didėja (plečiasi) tik todėl, kad nėra surištas visuotinės gravitacijos jėgos. Pavyzdžiui, mūsų negali išsiplėsti dėl gravitacijos jėgų, kurias turi bet kuris kūnas, turintis masę. Kadangi Saulė yra sunkesnė už bet kurią mūsų sistemos planetą, dėl gravitacijos jėgų ji išlaiko jas tam tikru atstumu, kuris gali pasikeisti tik pasikeitus pačios planetos masei. Jei gravitacijos jėgų nebūtų, tai mūsų planeta, kaip ir bet kuri kita, kas minutę toltų nuo mūsų vis labiau ir toliau. Ir natūralu, kad niekur Visatoje gyvybė negalėjo atsirasti. Tai yra, gravitacija tarsi sujungia visus kūnus į vieną sistemą, į vieną objektą, todėl plėtimasis gali vykti tik ten, kur nėra dangaus kūnų – erdvėje tarp galaktikų. Pats procesas Visatos išsiplėtimai Teisingiau būtų tai vadinti galaktikų „sklaidymu“. Kaip žinoma, atstumas tarp galaktikų yra labai didelis ir gali siekti iki kelių milijonų ar net šimtus milijonų šviesmečių (vienas Šviesmetis- tai atstumas, kurį šviesos spindulys nukeliaus per vienerius žemiškuosius metus (365 dienas), skaitiniu požiūriu jis lygus 9 460 800 000 000 kilometrų, arba 9,46 trilijonų kilometrų, arba 9,46 tūkst. Ir jei atsižvelgsime į Visatos plėtimosi faktą, tai šis skaičius nuolat auga.

Apskaičiuota Visatos struktūra pagal tūkstantmečio modeliavimą. Pažymėta balta spalva

Linijos atstumas yra apie 141 milijonas šviesmečių. Nurodyta geltona spalva

materija, purpurinėje - tamsioji medžiaga stebima tik netiesiogiai.

Kiekvienas geltonas taškas reiškia vieną galaktiką.

Kas bus šalia mūsų Visata, ar jis visada didės? 20-ųjų pradžioje buvo nustatyta, kad tolesnis Visatos likimas priklauso tik nuo vidutinio ją užpildančios medžiagos tankio. Jei šis tankis yra lygus arba mažesnis už tam tikrą kritinis tankis, tada plėtra tęsis amžinai. Jei tankis pasirodys didesnis nei kritinis, įvyks atvirkštinė fazė - suspaudimas. Visata susitrauks iki taško ir vėl pasikartos Didysis sprogimas ir vystymosi procesas prasidės iš naujo. Gali būti, kad šis ciklas (išsiplėtimas-suspaudimas) jau įvyko mūsų Visatai ir įvyks ateityje. Kas yra šis paslaptingas kritinis pasaulio tankis? Jo vertė nustatoma tik pagal šiuolaikinę Hablo konstantos vertę ir yra nereikšminga - apie 10 -29 g/cm³ arba 10 -5 atominės masės vienetai kiekviename kubiniame centimetre. Esant tokiam tankiui, 1 gramas medžiagos yra kube, kurio kraštinė yra apie 40 tūkstančių kilometrų.
Žmonija visada stebino ir žavėjosi mūsų pasaulio, mūsų Visatos dydžiu, bet ar tikrai tai, ką žmogus įsivaizdavo, ar daug kartų didesnis? O gal Visata yra begalinė, o jei ne, tai kur jos riba? Nors erdvės tūriai yra milžiniški, jie vis tiek turi tam tikras ribas. Remiantis Edvino Hablo stebėjimais, buvo nustatytas apytikslis Visatos dydis, pavadintas jo vardu - Hablo spindulys, kuris yra apie 13 milijardų šviesmečių (12,3 * 10 22 kilometrai). Moderniausiame erdvėlaivyje tokiam atstumui įveikti žmogui prireiktų maždaug 354 trilijonų metų arba 354 tūkstančių milijardų metų.
Svarbiausias klausimas vis dar lieka neišspręstas: kas egzistavo prieš prasidedant Visatos plėtimuisi? Ar tai ta pati Visata kaip ir mūsų, tik nesiplečianti, o besitraukianti? Arba mums visiškai nepažįstamas pasaulis su visiškai kitokiomis erdvės ir laiko savybėmis. Galbūt tai buvo pasaulis, kuris pakluso visiškai kitokiems mums nežinomiems gamtos dėsniams. Šie klausimai tokie sudėtingi, kad peržengia žmogaus supratimo ribas.

Vis dar nėra aiškumo Visatos kilmės klausimu, nepaisant milžiniškų žmonijos sukauptų žinių. Šiandien labiausiai paplitusi versija yra vadinamoji Didžiojo sprogimo teorija.

Ar viskas išėjo iš mažyčio taško?

Prieš 70 metų amerikiečių astronomas Edvinas Hablas atrado, kad galaktikos yra raudonojoje spalvų spektro dalyje. Tai, remiantis „Doplerio efektu“, reiškė, kad jie tolsta vienas nuo kito. Be to, šviesa iš tolimesnių galaktikų yra „raudonesnė“ nei šviesa iš artimesnių, o tai rodė mažesnį tolimų galaktikų greitį. Didžiulių medžiagų masių išsibarstymo vaizdas stulbinamai priminė sprogimo vaizdą. Tada buvo pasiūlyta Didžiojo sprogimo teorija.

Remiantis skaičiavimais, tai įvyko maždaug prieš 13,7 mlrd. Sprogimo metu Visata buvo 10–33 centimetrų „taškas“. Dabartinės Visatos apimtį astronomai apskaičiavo 156 milijardais šviesmečių (palyginimui: „taškas“ yra tiek kartų mažesnis už protoną - vandenilio atomo branduolį, kiek pats protonas yra mažesnis už Mėnulį).

Medžiaga „taške“ buvo itin karšta, o tai reiškia, kad sprogimo metu atsirado daug šviesos kvantų. Žinoma, laikui bėgant viskas atšąla, o kvantai išsisklaido po besiformuojančią erdvę, tačiau Didžiojo sprogimo aidai turėjo išlikti iki šių dienų.

Pirmasis sprogimo patvirtinimas gautas 1964 m., kai amerikiečių radijo astronomai R. Wilsonas ir A. Penzias atrado reliktinę elektromagnetinę spinduliuotę, kurios temperatūra buvo apie 3° pagal Kelvino skalę (–270° C). Šis mokslininkams netikėtas atradimas buvo laikomas palanku Didžiajam sprogimui.

Taigi iš superkaršto subatominių dalelių debesies, palaipsniui besiplečiančio į visas puses, pamažu pradėjo formuotis atomai, medžiagos, planetos, žvaigždės, galaktikos, galiausiai atsirado gyvybė. Visata vis dar plečiasi, ir nežinoma, kiek tai tęsis. Galbūt kada nors ji pasieks savo ribą.

Nieko negalima įrodyti

Yra ir kita Visatos atsiradimo teorija. Pagal ją visa visata, gyvybė ir žmogus yra tam tikro Kūrėjo ir Visagalio vykdomo racionalaus kūrybinio veiksmo, kurio prigimtis žmogaus protu nesuvokiama, rezultatas. Materialistai yra linkę šaipytis iš šios teorijos, bet kadangi pusė žmonijos viena ar kita forma ja tiki, mes neturime teisės ją praleisti tylėdami.

Aiškindami Visatos ir žmogaus kilmę iš mechanistinės pozicijos, traktuodami Visatą kaip materijos produktą, kurio vystymuisi galioja objektyvūs gamtos dėsniai, racionalizmo šalininkai, kaip taisyklė, neigia nefizinius veiksnius. Ypač kai kalbama apie kažkokio visuotinio arba kosminio proto egzistavimą, nes tai yra „nemoksliška“. Tai, ką galima apibūdinti naudojant formules, turėtų būti laikoma moksline. Tačiau problema yra būtent ta, kad nė vienas iš Visatos atsiradimo scenarijų, pasiūlytų Didžiojo sprogimo teorijos šalininkų, negali būti aprašytas matematiškai ar fiziškai.

Pradinė Visatos būsena – be galo mažų matmenų „taškas“ su be galo dideliu tankiu ir be galo aukšta temperatūra – peržengia matematinės logikos ribas ir negali būti formaliai aprašytas. Taigi nieko aiškaus apie tai pasakyti negalima, ir skaičiavimai čia nepavyksta. Todėl ši Visatos būsena tarp mokslininkų gavo pavadinimą „reiškinys“.

„Fenomenas“ – pagrindinė paslaptis

Didžiojo sprogimo teorija leido atsakyti į daugelį kosmologijai kylančių klausimų, bet, deja, ir galbūt laimei, ji taip pat iškėlė nemažai naujų. Visų pirma: kas atsitiko prieš Didįjį sprogimą? Kas lėmė pradinį Visatos pašildymą iki neįsivaizduojamos temperatūros, didesnės nei 1032 laipsnių K? Kodėl Visata yra stebėtinai vienalytė, o bet kokio sprogimo metu medžiaga įvairiomis kryptimis išsisklaido itin netolygiai?

Tačiau pagrindinė paslaptis, žinoma, yra „reiškinys“. Nežinoma, iš kur jis atsirado ir kaip susiformavo. Mokslo populiarinimo leidiniuose „reiškinio“ tema dažniausiai visai nutyli, o specializuotuose mokslo leidiniuose apie tai rašoma kaip apie tai, kas moksliniu požiūriu nepriimtina. Pasaulyje žinomas mokslininkas ir Kembridžo universiteto profesorius Stephenas Hawkingas ir Keiptauno universiteto matematikos profesorius J. F. R. Ellis savo knygoje „The Long Scale of Space-Time Structure“ taip tiesiogiai sako: „Mūsų rezultatai patvirtina mintį, kad Visata atsirado prieš ribotą skaičių metų. Tačiau teorijos apie Visatos atsiradimą dėl Didžiojo sprogimo – vadinamojo „reiškinio“ – išeities taškas yra už žinomų fizikos dėsnių ribų“.

Reikia atsižvelgti į tai, kad „reiškinio“ problema yra tik dalis daug didesnės problemos, pačios pradinės Visatos būsenos šaltinio problemos. Kitaip tariant: jei Visata iš pradžių buvo suspausta į tašką, kas ją atvedė į tokią būseną?

Ar visata „pulsuoja“?

Edvinas Hablas atrado, kad galaktikos yra raudonojoje spalvų spektro dalyje

Bandydami apeiti „reiškinio“ problemą, kai kurie mokslininkai siūlo kitas hipotezes. Viena iš jų yra „pulsuojančios Visatos“ teorija. Pagal ją Visata be galo, vėl ir vėl arba susitraukia iki taško, arba plečiasi iki kokių nors ribų. Tokia Visata neturi nei pradžios, nei pabaigos, yra tik plėtimosi ir susitraukimo ciklai. Tuo pačiu metu hipotezės autoriai teigia, kad Visata egzistavo visada, todėl tarsi pašalinamas „pasaulio pradžios“ klausimas.

Tačiau faktas yra tas, kad niekas dar nepateikė patenkinamo pulsavimo mechanizmo paaiškinimo. Kodėl tai vyksta? Kokios priežastys? Nobelio premijos laureatas, fizikas Stevenas Weinbergas savo knygoje „Pirmosios trys minutės“ nurodo, kad su kiekvienu reguliariu pulsavimu Visatoje neišvengiamai turi didėti fotonų skaičiaus ir nukleonų skaičiaus santykis, o tai veda prie jų išnykimo. naujų pulsacijų. Weinbergas daro išvadą, kad todėl Visatos pulsavimo ciklų skaičius yra baigtinis, o tai reiškia, kad tam tikru momentu jie turi sustoti. Vadinasi, „pulsuojanti Visata“ turi pabaigą, taigi ir pradžią.

Kita Visatos atsiradimo teorija yra „baltųjų skylių“ arba kvazarų, kurie „išspjauna“ iš savęs ištisas galaktikas, teorija.

Įdomi ir „erdvės-laiko tunelių“ arba „kosmoso kanalų“ teorija. Pirmą kartą jų idėją 1962 metais išsakė amerikiečių fizikas teorinis Johnas Wheeleris knygoje „Geometrodinamika“, kurioje mokslininkas suformulavo transdimensinių, neįprastai greitų tarpgalaktinių kelionių galimybę. Kai kuriose „kosmoso kanalų“ sąvokos versijose svarstoma galimybė juos panaudoti keliaujant į praeitį ir ateitį, taip pat į kitas visatas ir dimensijas.

Nesuvokiamas Kūrėjo planas

Johnas Wheeleris suformulavo greitų tarpgalaktinių kelionių galimybę

Tuo pat metu mokslinėse publikacijose vis dažniau galima susidurti su netiesioginiu ar tiesioginiu mokslo nekontroliuojamų antgamtinių jėgų egzistavimo pripažinimu. Daugėja mokslininkų, įskaitant žymius matematikus ir teorinius fizikus, kurie yra linkę pripažinti, kad egzistuoja tam tikras Demiurgas, arba Aukščiausiasis intelektas.

Garsus sovietų mokslininkas, mokslų daktaras, fizikas ir matematikas O.V. Tupitsynas matematiškai įrodė, kad Visatą, o kartu ir žmogų, sukūrė protas, neišmatuojamai galingesnis už žmogų. „Neabejotina, kad gyvenimas, įskaitant protingą gyvenimą, visada yra griežtai nustatytas procesas“, – rašo O. V. Tupitsynas. – Gyvenimas grindžiamas tvarka, dėsnių sistema, pagal kurią juda materija. Priešingai, mirtis yra netvarka, chaosas ir, kaip pasekmė, materijos sunaikinimas. Be išorinės įtakos, o ir pagrįstos bei tikslingos įtakos, jokia tvarka neįmanoma – iškart prasideda naikinimo procesas, reiškiantis mirtį. To nesuprasdamas, taigi ir nepripažindamas Kūrėjo idėjos, mokslui niekada nebus lemta atrasti pagrindinę Visatos priežastį, kilusią iš pirminės materijos dėl griežtai sutvarkytų procesų arba, kaip juos vadina fizika, fundamentaliųjų. įstatymai. Fundamentalus reiškia pagrindinį ir nepakeičiamą, be kurio pasaulio egzistavimas būtų visiškai neįmanomas.

Remiantis mokslinėmis nuomonėmis, pradiniame „taške“ neturėjo būti nei erdvės, nei laiko. Jie pasirodė tik pačioje Didžiojo sprogimo akimirkoje. Prieš jį buvo tik mažytis „taškelis“, esantis, griežtai tariant, nežinomoje vietoje. Šiuo „tašku“, kuris nebuvo žinomas, kas tai buvo, visas mūsų pasaulis su visais pagrindiniais dėsniais ir konstantomis, būsimomis žvaigždėmis ir planetomis, gyvybe ir žmonėmis jau buvo įkurtas.

Galbūt „taškas“ buvo Kūrėjo rankose kažkur kitame, paraleliniame pasaulyje. Ir šis Kūrėjas paleido naujos Visatos kūrimo mechanizmą. Galbūt erdvė ir laikas Kūrėjui apskritai neegzistuoja. Jis sugeba vienu metu stebėti visus įvykius nuo pasaulio pradžios iki pabaigos. Jis žino viską, kas buvo ir bus mūsų Visatoje, kurią sukūrė mums nesuvokiamam tikslui.

Tačiau šiuolaikiniam žmogui, ypač auklėtam ant ateizmo, labai sunku įtraukti Kūrėją į savo pasaulėžiūros sistemą. Taigi turime tikėti „pulsacija“, „kosminiais kanalais“ ir „baltomis skylėmis“.

Ką mes žinome apie visatą, kas yra erdvė? Visata yra beribis, žmogaus protu sunkiai suvokiamas pasaulis, kuris atrodo netikras ir neapčiuopiamas. Tiesą sakant, mus supa materija, beribė erdvėje ir laike, galinti įgauti įvairias formas. Norėdami suprasti tikrąjį kosmoso mastą, kaip veikia Visata, visatos sandarą ir evoliucijos procesus, turėsime peržengti savo pasaulėžiūros slenkstį, pažvelgti į mus supantį pasaulį kitu kampu. iš vidaus.

Visatos švietimas: pirmieji žingsniai

Erdvė, kurią stebime per teleskopus, yra tik dalis žvaigždžių Visatos, vadinamosios Megagalaktikos. Hablo kosmologinio horizonto parametrai kolosalūs – 15-20 milijardų šviesmečių. Šie duomenys yra apytiksliai, nes evoliucijos procese Visata nuolat plečiasi. Visatos plėtimasis vyksta plintant cheminiams elementams ir kosminei mikrobangų foninei spinduliuotei. Visatos struktūra nuolat kinta. Erdvėje atsiranda galaktikų, Visatos objektų ir kūnų spiečių – tai milijardai žvaigždžių, kurios sudaro artimosios erdvės elementus – žvaigždžių sistemas su planetomis ir palydovais.

Kur yra pradžia? Kaip atsirado Visata? Manoma, kad Visatos amžius yra 20 milijardų metų. Galbūt kosminės medžiagos šaltinis buvo karšta ir tanki pirmutinė medžiaga, kurios sankaupa tam tikru momentu sprogo. Mažiausios dalelės, susidariusios dėl sprogimo, išsibarstė į visas puses ir mūsų laikais toliau tolsta nuo epicentro. Šiuo metu mokslo sluoksniuose dominuojanti Didžiojo sprogimo teorija tiksliausiai apibūdina Visatos formavimąsi. Medžiaga, atsiradusi dėl kosminio kataklizmo, buvo nevienalytė masė, susidedanti iš mažyčių nestabilių dalelių, kurios, susidūrusios ir išsisklaidžiusios, pradėjo sąveikauti viena su kita.

Didysis sprogimas yra Visatos atsiradimo teorija, paaiškinanti jos susidarymą. Pagal šią teoriją iš pradžių egzistavo tam tikras kiekis materijos, kuri dėl tam tikrų procesų sprogo kolosalia jėga, išsklaidydama motinos masę į aplinkinę erdvę.

Po kurio laiko, pagal kosminius standartus – akimirksniu, pagal žemišką chronologiją – milijonus metų, prasidėjo erdvės materializacijos etapas. Iš ko sudaryta Visata? Išsklaidyta medžiaga ėmė telktis į didelius ir mažus gumulėlius, kurių vietoje vėliau ėmė dygti pirmieji Visatos elementai, didžiulės dujų masės – būsimų žvaigždžių darželiai. Daugeliu atvejų materialių objektų formavimosi procesas Visatoje paaiškinamas fizikos ir termodinamikos dėsniais, tačiau yra nemažai dalykų, kurių dar negalima paaiškinti. Pavyzdžiui, kodėl vienoje erdvės dalyje besiplečianti medžiaga yra labiau susitelkusi, o kitoje visatos dalyje medžiaga yra labai reta? Atsakymus į šiuos klausimus galima gauti tik tada, kai paaiškės didelių ir mažų kosminių objektų formavimosi mechanizmas.

Dabar Visatos formavimosi procesas paaiškinamas Visatos dėsnių veikimu. Gravitacinis nestabilumas ir energija skirtingose ​​srityse paskatino protožvaigždžių susidarymą, kurie savo ruožtu, veikiami išcentrinių jėgų ir gravitacijos, suformavo galaktikas. Kitaip tariant, kol materija tęsėsi ir toliau plečiasi, suspaudimo procesai prasidėjo veikiant gravitacinėms jėgoms. Dujų debesų dalelės pradėjo telktis aplink įsivaizduojamą centrą, galiausiai suformuodamos naują tankumą. Šio milžiniško statybos projekto statybinės medžiagos yra molekulinis vandenilis ir helis.

Cheminiai Visatos elementai yra pagrindinė statybinė medžiaga, iš kurios vėliau buvo suformuoti Visatos objektai

Tada pradeda veikti termodinamikos dėsnis, įsijungia irimo bei jonizacijos procesai. Vandenilio ir helio molekulės suyra į atomus, iš kurių, veikiant gravitacinėms jėgoms, susidaro protožvaigždės šerdis. Šie procesai yra Visatos dėsniai ir įgavo grandininės reakcijos formą, vykstančią visuose tolimuose Visatos kampeliuose, užpildydami visatą milijardais, šimtais milijardų žvaigždžių.

Visatos evoliucija: svarbiausi dalykai

Šiandien mokslo sluoksniuose yra hipotezė apie būsenų, iš kurių yra austa Visatos istorija, cikliškumą. Dujų spiečiai, atsiradę dėl promaterialo sprogimo, tapo žvaigždžių darželiais, kurie savo ruožtu sudarė daugybę galaktikų. Tačiau pasiekusi tam tikrą fazę materija Visatoje ima linkti į pirminę, koncentruotą būseną, t.y. po materijos sprogimo ir vėlesnio išsiplėtimo erdvėje seka suspaudimas ir grįžimas į supertankią būseną, į pradinį tašką. Vėliau viskas kartojasi, po gimimo seka finalas ir taip daug milijardų metų iki begalybės.

Visatos pradžia ir pabaiga pagal ciklinę Visatos evoliuciją

Tačiau praleidžiant temą apie Visatos susidarymą, kuri tebėra atviras klausimas, turėtume pereiti prie visatos sandaros. Dar XX amžiaus 30-aisiais tapo aišku, kad kosminė erdvė yra padalinta į regionus - galaktikas, kurios yra didžiulės formacijos, kurių kiekviena turi savo žvaigždžių populiaciją. Be to, galaktikos nėra statiški objektai. Galaktikų, tolstančių nuo įsivaizduojamo Visatos centro, greitis nuolat kinta, tai rodo vienų konvergencija, o kitų nutolimas viena nuo kitos.

Visi minėti procesai žemiškojo gyvenimo trukmės požiūriu vyksta labai lėtai. Mokslo ir šių hipotezių požiūriu visi evoliuciniai procesai vyksta greitai. Tradiciškai Visatos evoliuciją galima suskirstyti į keturis etapus – eras:

• hadronų era;
• leptono era;
• fotonų era;
• žvaigždžių era.

Kosminė laiko skalė ir Visatos evoliucija, pagal kurią galima paaiškinti kosminių objektų atsiradimą

Pirmajame etape visa medžiaga buvo sutelkta viename dideliame branduoliniame lašelyje, susidedančiame iš dalelių ir antidalelių, sujungtų į grupes - hadronus (protonus ir neutronus). Dalelių ir antidalelių santykis yra maždaug 1:1,1. Toliau seka dalelių ir antidalelių naikinimo procesas. Likę protonai ir neutronai yra statybiniai blokai, iš kurių susidaro Visata. Hadronų eros trukmė yra nereikšminga, tik 0,0001 sekundės - sprogstamosios reakcijos laikotarpis.

Tada po 100 sekundžių prasideda elementų sintezės procesas. Esant milijardo laipsnių temperatūrai, branduolių sintezės procese susidaro vandenilio ir helio molekulės. Visą šį laiką medžiaga toliau plečiasi erdvėje.

Nuo šio momento prasideda ilga, nuo 300 tūkstančių iki 700 tūkstančių metų, branduolių ir elektronų rekombinacijos stadija, formuojant vandenilio ir helio atomus. Tokiu atveju pastebimas medžiagos temperatūros sumažėjimas, o spinduliuotės intensyvumas mažėja. Visata tampa skaidri. Vandenilis ir helis, susidarę didžiuliais kiekiais veikiant gravitacinėms jėgoms, paverčia pirminę Visatą milžiniška statybų aikštele. Po milijonų metų prasideda žvaigždžių era – tai protožvaigždžių ir pirmųjų protogalaktikų formavimosi procesas.

Toks evoliucijos skirstymas į etapus dera į karštosios Visatos modelį, kuris paaiškina daugelį procesų. Tikrosios Didžiojo sprogimo priežastys ir medžiagos plėtimosi mechanizmas lieka nepaaiškintos.

Visatos sandara ir sandara

Visatos evoliucijos žvaigždžių era prasideda nuo vandenilio dujų susidarymo. Veikiamas gravitacijos vandenilis kaupiasi į didžiulius spiečius ir gumulėlius. Tokių spiečių masė ir tankis yra milžiniški, šimtus tūkstančių kartų didesni už pačios susidariusios galaktikos masę. Netolygus vandenilio pasiskirstymas, pastebėtas pradiniame Visatos formavimosi etape, paaiškina susidarančių galaktikų dydžių skirtumus. Megagalaktikos susidarė ten, kur turėtų būti didžiausias vandenilio dujų kaupimasis. Ten, kur vandenilio koncentracija buvo nereikšminga, atsirado mažesnės galaktikos, panašios į mūsų žvaigždžių namus – Paukščių Taką.

Versija, pagal kurią Visata yra pradžios ir pabaigos taškas, aplink kurį galaktikos sukasi skirtingais vystymosi etapais

Nuo šio momento Visata gauna pirmuosius darinius su aiškiomis ribomis ir fiziniais parametrais. Tai jau ne ūkai, žvaigždžių dujų ir kosminių dulkių sankaupos (sprogimo produktai), žvaigždžių materijos protospiečiai. Tai žvaigždžių šalys, kurių plotas žmogaus proto požiūriu yra didžiulis. Visata tampa pilna įdomių kosminių reiškinių.

Mokslinio pagrindimo ir šiuolaikinio Visatos modelio požiūriu galaktikos pirmiausia susiformavo veikiant gravitacinėms jėgoms. Įvyko materijos transformacija į kolosalų visuotinį sūkurį. Centripetaliniai procesai užtikrino vėlesnį dujų debesų suskaidymą į spiečius, kurie tapo pirmųjų žvaigždžių gimimo vieta. Protogalaktikos su greitu sukimosi periodu ilgainiui virto spiralinėmis galaktikomis. Ten, kur sukimasis buvo lėtas ir daugiausia buvo stebimas medžiagos suspaudimo procesas, susidarė netaisyklingos galaktikos, dažniausiai elipsės. Šiame fone Visatoje vyko grandiozesni procesai – susidarė galaktikų superspiečiai, kurių kraštai glaudžiai liečiasi vienas su kitu.

Superspiečiai yra daugybė galaktikų grupių ir galaktikų spiečių, esančių didelio masto Visatos struktūroje. Per 1 milijardą Šv. Jau daugelį metų yra apie 100 superspiečių

Nuo to momento tapo aišku, kad Visata yra didžiulis žemėlapis, kuriame žemynai – galaktikų sankaupos, o šalys – megagalaktikos ir galaktikos, susiformavusios prieš milijardus metų. Kiekvieną darinį sudaro žvaigždžių spiečius, ūkai, tarpžvaigždinių dujų ir dulkių sankaupos. Tačiau visa ši populiacija sudaro tik 1% viso universalių darinių tūrio. Didžiąją galaktikų masės ir tūrio dalį užima tamsioji medžiaga, kurios prigimties neįmanoma nustatyti.

Visatos įvairovė: galaktikų klasės

Amerikiečių astrofiziko Edvino Hablo pastangomis dabar turime Visatos ribas ir aiškią joje gyvenančių galaktikų klasifikaciją. Klasifikacija pagrįsta šių milžiniškų darinių struktūrinėmis ypatybėmis. Kodėl galaktikos turi skirtingas formas? Atsakymą į šį ir daugelį kitų klausimų pateikia Hablo klasifikacija, pagal kurią Visata susideda iš šių klasių galaktikų:

• spiralė;
• elipsės formos;
• netaisyklingos galaktikos.

Pirmieji apima dažniausiai pasitaikančius darinius, užpildančius visatą. Būdingi spiralinių galaktikų bruožai yra aiškiai apibrėžta spiralė, kuri sukasi aplink ryškią šerdį arba linkusi į galaktikos juostą. Spiralinės galaktikos su šerdimi žymimos S, o objektai su centrine juosta – SB. Šiai klasei priklauso ir mūsų Paukščių Tako galaktika, kurios centre šerdį skaido šviečiantis tiltelis.

Tipiška spiralinė galaktika. Centre gerai matoma šerdis su tilteliu, iš kurio galų kyla spiralinės rankos.

Panašūs dariniai yra išsibarstę visoje Visatoje. Artimiausia spiralinė galaktika Andromeda yra milžinas, kuris sparčiai artėja prie Paukščių Tako. Didžiausias mums žinomas šios klasės atstovas yra milžiniška galaktika NGC 6872. Šio monstro galaktikos disko skersmuo yra maždaug 522 tūkst. šviesmečių. Šis objektas yra 212 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų galaktikos.

Kita bendra galaktikos formacijų klasė yra elipsinės galaktikos. Jų žymėjimas pagal Hablo klasifikaciją yra raidė E (elipsinė). Šios formacijos yra elipsoidinės formos. Nepaisant to, kad Visatoje yra gana daug panašių objektų, elipsinės galaktikos nėra itin išraiškingos. Jas daugiausia sudaro lygios elipsės, užpildytos žvaigždžių spiečiais. Skirtingai nuo galaktikos spiralių, elipsėse nėra tarpžvaigždinių dujų ir kosminių dulkių sankaupų, kurios yra pagrindiniai optiniai tokių objektų vizualizavimo efektai.

Tipiškas šiandien žinomas šios klasės atstovas yra elipsinis žiedinis ūkas Lyros žvaigždyne. Šis objektas yra 2100 šviesmečių atstumu nuo Žemės.

Elipsinės galaktikos Kentauro A vaizdas per CFHT teleskopą

Paskutinė Visatoje gyvenančių galaktikos objektų klasė yra netaisyklingos arba netaisyklingos galaktikos. Pavadinimas pagal Hablo klasifikaciją yra lotyniškas simbolis I. Pagrindinis bruožas yra netaisyklinga forma. Kitaip tariant, tokie objektai neturi aiškių simetriškų formų ir būdingų raštų. Savo forma tokia galaktika primena visuotinio chaoso paveikslą, kur žvaigždžių spiečiai kaitaliojasi su dujų ir kosminių dulkių debesimis. Visatos mastu netaisyklingos galaktikos yra įprastas reiškinys.

Savo ruožtu netaisyklingos galaktikos skirstomos į du potipius:

• I potipio netaisyklingos galaktikos turi sudėtingą netaisyklingą struktūrą, didelį tankų paviršių ir išsiskiria ryškumu. Dažnai ši chaotiška netaisyklingų galaktikų forma yra sugriuvusių spiralių pasekmė. Tipiškas tokios galaktikos pavyzdys yra Didysis ir Mažasis Magelano debesis;
• Netaisyklingos, netaisyklingos II potipio galaktikos turi žemą paviršių, chaotišką formą ir nėra labai ryškios. Dėl šviesumo sumažėjimo tokius darinius sunku aptikti Visatos platybėse.

Didysis Magelano debesis yra arčiausiai mūsų esanti netaisyklinga galaktika. Abu dariniai savo ruožtu yra Paukščių Tako palydovai ir netrukus (po 1–2 milijardų metų) gali būti absorbuojami didesnio objekto.

Netaisyklingoji galaktika Didysis Magelano debesis – mūsų Paukščių Tako galaktikos palydovas

Nepaisant to, kad Edvinas Hablas gana tiksliai suskirstė galaktikas į klases, ši klasifikacija nėra ideali. Galėtume pasiekti daugiau rezultatų, jei į Visatos supratimo procesą įtrauktume Einšteino reliatyvumo teoriją. Visatai atstovauja daugybė įvairių formų ir struktūrų, kurių kiekviena turi savo būdingų savybių ir bruožų. Neseniai astronomams pavyko atrasti naujų galaktikos formacijų, kurios apibūdinamos kaip tarpiniai objektai tarp spiralinių ir elipsinių galaktikų.

Paukščių Takas yra garsiausia Visatos dalis

Dvi spiralinės rankos, simetriškai išsidėsčiusios aplink centrą, sudaro pagrindinį galaktikos korpusą. Savo ruožtu spiralės susideda iš rankų, kurios sklandžiai teka viena į kitą. Šaulio ir Cygnus ginklų sandūroje mūsų Saulė yra 2,62·10¹⁷km atstumu nuo Paukščių Tako galaktikos centro. Spiralinių galaktikų spiralės ir rankos yra žvaigždžių sankaupos, kurių tankis didėja artėjant prie galaktikos centro. Likusią galaktikos spiralių masės ir tūrio dalį sudaro tamsioji medžiaga, o tik nedidelę dalį sudaro tarpžvaigždinės dujos ir kosminės dulkės.

Saulės padėtis Paukščių Tako glėbyje, mūsų galaktikos vieta Visatoje

Spiralių storis yra maždaug 2 tūkstančiai šviesmečių. Visas šis sluoksninis pyragas nuolat juda, sukasi milžinišku 200-300 km/s greičiu. Kuo arčiau galaktikos centro, tuo didesnis sukimosi greitis. Saulei ir mūsų Saulės sistemai prireiks 250 milijonų metų, kad užbaigtų revoliuciją aplink Paukščių Tako centrą.

Mūsų galaktiką sudaro trilijonas didelių ir mažų, itin sunkių ir vidutinio dydžio žvaigždžių. Tankiausias Paukščių Tako žvaigždžių spiečius yra Šaulio ranka. Būtent šiame regione stebimas didžiausias mūsų galaktikos ryškumas. Priešinga galaktikos apskritimo dalis, atvirkščiai, yra ne tokia ryški ir sunkiai atskiriama vizualiai stebint.

Centrinę Paukščių Tako dalį vaizduoja šerdis, kurios matmenys yra 1000-2000 parsekų. Šiame ryškiausiame galaktikos regione sutelktas maksimalus žvaigždžių skaičius, kurios turi skirtingas klases, savo vystymosi ir evoliucijos kelius. Tai daugiausia senos itin sunkios žvaigždės paskutinėse pagrindinės sekos stadijose. Paukščių Tako galaktikos senstančio centro buvimo patvirtinimas yra tai, kad šiame regione yra daug neutroninių žvaigždžių ir juodųjų skylių. Iš tiesų, bet kurios spiralinės galaktikos spiralinio disko centras yra supermasyvi juodoji skylė, kuri, kaip milžiniškas dulkių siurblys, siurbia dangaus objektus ir tikrąją materiją.

Supermasyvi juodoji skylė, esanti centrinėje Paukščių Tako dalyje, yra visų galaktikos objektų mirties vieta

Kalbant apie žvaigždžių spiečius, šiandien mokslininkams pavyko suskirstyti dviejų tipų spiečius: sferinius ir atvirus. Be žvaigždžių spiečių, Paukščių Tako spiralės ir rankos, kaip ir bet kuri kita spiralinė galaktika, susideda iš išsklaidytos medžiagos ir tamsiosios energijos. Dėl Didžiojo sprogimo materija yra labai išretėjusios būsenos, kuriai būdingos silpnos tarpžvaigždinės dujos ir dulkių dalelės. Matoma materijos dalis susideda iš ūkų, kurie savo ruožtu skirstomi į du tipus: planetinius ir difuzinius ūkus. Matomoji ūkų spektro dalis atsiranda dėl šviesos lūžio nuo žvaigždžių, kurios spiralės viduje skleidžia šviesą visomis kryptimis.

Mūsų saulės sistema egzistuoja šioje kosminėje sriuboje. Ne, mes nesame vieninteliai šiame didžiuliame pasaulyje. Kaip ir Saulė, daugelis žvaigždžių turi savo planetų sistemas. Visas klausimas yra, kaip aptikti tolimas planetas, jei atstumai net mūsų galaktikoje viršija bet kurios protingos civilizacijos egzistavimo trukmę. Laikas Visatoje matuojamas kitais kriterijais. Planetos su palydovais yra mažiausi objektai Visatoje. Tokių objektų skaičius nesuskaičiuojamas. Kiekviena iš tų žvaigždžių, kurios yra matomame diapazone, gali turėti savo žvaigždžių sistemas. Matome tik arčiausiai mūsų esančias planetas. Tai, kas vyksta kaimynystėje, kokie pasauliai egzistuoja kitose Paukščių Tako atšakose ir kokios planetos yra kitose galaktikose, lieka paslaptis.

Kepler-16 b yra egzoplaneta šalia dvigubos žvaigždės Kepler-16 Cygnus žvaigždyne.

Išvada

Turėdamas tik paviršutinišką supratimą apie tai, kaip Visata atsirado ir kaip ji vystosi, žmogus žengė tik mažą žingsnį visatos masto suvokimo ir suvokimo link. Didžiulis dydis ir apimtis, su kuriais šiandien susiduria mokslininkai, rodo, kad žmogaus civilizacija yra tik akimirka šiame materijos, erdvės ir laiko pluošte.

Visatos modelis pagal materijos buvimo erdvėje sampratą, atsižvelgiant į laiką

Visatos tyrinėjimas tęsiasi nuo Koperniko iki šių dienų. Iš pradžių mokslininkai pradėjo nuo heliocentrinio modelio. Tiesą sakant, paaiškėjo, kad erdvė neturi tikrojo centro ir visas sukimasis, judėjimas ir judėjimas vyksta pagal Visatos dėsnius. Nepaisant to, kad vykstantiems procesams yra mokslinis paaiškinimas, universalūs objektai skirstomi į klases, tipus ir tipus, nė vienas kūnas erdvėje nėra panašus į kitą. Dangaus kūnų dydžiai yra apytiksliai, kaip ir jų masė. Galaktikų, žvaigždžių ir planetų padėtis yra savavališka. Reikalas tas, kad Visatoje nėra koordinačių sistemos. Stebėdami erdvę darome projekciją į visą matomą horizontą, savo Žemę laikydami nuliniu atskaitos tašku. Tiesą sakant, mes esame tik mikroskopinė dalelė, pasiklydusi begalinėse Visatos platybėse.

Visata yra substancija, kurioje visi objektai egzistuoja glaudžiai susiję su erdve ir laiku

Panašiai kaip ryšys su dydžiu, laikas Visatoje turėtų būti laikomas pagrindiniu komponentu. Kosminių objektų kilmė ir amžius leidžia sukurti pasaulio gimimo paveikslą ir išryškinti visatos evoliucijos etapus. Sistema, su kuria susiduriame, yra glaudžiai susijusi su laiko rėmais. Visi erdvėje vykstantys procesai turi ciklus – pradžia, formavimasis, transformacija ir pabaiga, lydima materialaus objekto mirties ir materijos perėjimo į kitą būseną.

Kaip tai pavirto iš pažiūros nesibaigiančia erdve? O kuo ji taps po daugelio milijonų ir milijardų metų? Šie klausimai kankina (ir tebekankina) filosofų ir mokslininkų protus, regis, nuo pat laikų pradžios, sukeldami daugybę įdomių, o kartais net beprotiškų teorijų.

Šiandien dauguma astronomų ir kosmologų sutaria, kad visata, kokią mes žinome, buvo milžiniško sprogimo, kuris ne tik sukūrė didžiąją materijos dalį, bet ir buvo pagrindinių fizinių dėsnių, pagal kuriuos kosmosas, šaltinis. mus supa egzistuoja. Visa tai vadinama didžiojo sprogimo teorija.

Didžiojo sprogimo teorijos pagrindai yra gana paprasti. Taigi, trumpai tariant, pagal ją visa materija, kuri egzistavo ir dabar egzistuoja visatoje, atsirado tuo pačiu metu – maždaug prieš 13,8 mlrd. Tuo momentu visa materija egzistavo labai kompaktiško abstraktaus rutulio (arba taško) pavidalu su begaliniu tankiu ir temperatūra. Ši būsena buvo vadinama singuliarumu. Staiga singuliarumas pradėjo plėstis ir pagimdė mums žinomą visatą.

Verta paminėti, kad Didžiojo sprogimo teorija yra tik viena iš daugelio siūlomų visatos atsiradimo hipotezių (pavyzdžiui, yra ir stacionarios visatos teorija), tačiau ji sulaukė didžiausio pripažinimo ir populiarumo. Jame ne tik paaiškinamas visos žinomos materijos šaltinis, fizikos dėsniai ir platesnė visatos struktūra, bet ir aprašomos visatos plėtimosi priežastys bei daugelis kitų aspektų ir reiškinių.

Įvykių chronologija Didžiojo sprogimo teorijoje.

Remdamiesi žiniomis apie dabartinę visatos būklę, mokslininkai teigia, kad viskas turėjo prasidėti iš vieno taško su begaliniu tankiu ir ribotu laiku, kuris pradėjo plėstis. Teorija teigia, kad po pradinio išsiplėtimo visata išgyveno aušinimo fazę, kuri leido atsirasti subatominėms dalelėms, o vėliau ir paprastiems atomams. Milžiniški šių senovės elementų debesys vėliau dėl gravitacijos pradėjo formuoti žvaigždes ir galaktikas.

Visa tai, pasak mokslininkų, prasidėjo maždaug prieš 13,8 milijardo metų, todėl šis atspirties taškas laikomas visatos amžiumi. Tyrinėdami įvairius teorinius principus, atlikdami eksperimentus su dalelių greitintuvais ir didelės energijos būsenomis bei atlikdami astronominius visatos tolimųjų sričių tyrimus, mokslininkai išvedė ir pasiūlė įvykių, prasidėjusių nuo didžiojo sprogimo ir galiausiai atvedusių visatą į pasaulį, chronologiją. ta kosminės evoliucijos būsena, kuri vyksta dabar.

Mokslininkai mano, kad ankstyviausi Visatos atsiradimo laikotarpiai, trunkantys nuo 10–43 iki 10–11 sekundžių po Didžiojo sprogimo, vis dar yra diskusijų ir diskusijų objektas. Dėmesio! Tik jei atsižvelgsime į tai, kad fizikos dėsniai, kuriuos dabar žinome, tuo metu negalėjo egzistuoti, tada labai sunku suprasti, kaip buvo reguliuojami procesai šioje ankstyvojoje visatoje. Be to, dar nebuvo atlikti eksperimentai, naudojant galimas energijos rūšis, kurios galėjo būti tuo metu. Kad ir kaip būtų, daugelis teorijų apie visatos atsiradimą galiausiai sutaria, kad tam tikru momentu buvo atspirties taškas, nuo kurio viskas prasidėjo.

Singuliarumo era.

Taip pat žinomas kaip Planko epocha (arba Planko era), laikoma, kad tai yra ankstyviausias žinomas visatos evoliucijos laikotarpis. Šiuo metu visa medžiaga buvo viename begalinio tankio ir temperatūros taške. Šiuo laikotarpiu, mokslininkų nuomone, fizinėje dominavo kvantinis gravitacinių sąveikų poveikis ir jokia fizinė jėga neprilygo gravitacijai.

Planko era tariamai truko nuo 0 iki 10-43 sekundžių ir taip pavadinta, nes jos trukmę galima išmatuoti tik pagal Planko laiką. Dėl ekstremalių temperatūrų ir begalinio medžiagos tankio Visatos būsena šiuo laikotarpiu buvo itin nestabili. Po to sekė plėtimosi ir atšalimo laikotarpiai, dėl kurių atsirado pagrindinės fizikos jėgos.

Maždaug nuo 10-43 iki 10-36 sekundžių visatoje įvyko pereinamųjų temperatūrų būsenų susidūrimo procesas. Manoma, kad būtent šiuo metu pagrindinės jėgos, valdančios dabartinę visatą, pradėjo atsiskirti viena nuo kitos. Pirmasis šio atskyrimo žingsnis buvo gravitacinių jėgų, stiprios ir silpnos branduolinės sąveikos ir elektromagnetizmo atsiradimas.

Laikotarpiu nuo maždaug 10-36 iki 10-32 sekundžių po Didžiojo sprogimo visatos temperatūra tapo pakankamai žema (1028 K), todėl atsiskyrė elektromagnetinės jėgos (stiprioji jėga) ir silpnoji branduolinė jėga ( silpnoji jėga).

Infliacijos era.

Atsiradus pirmosioms fundamentalioms jėgoms visatoje, prasidėjo infliacijos era, kuri tęsėsi nuo 10-32 sekundžių Planko laiku iki nežinomo laiko momento. Dauguma kosmologinių modelių rodo, kad per šį laikotarpį Visata buvo tolygiai užpildyta didelio tankio energija, o dėl neįtikėtinai aukštų temperatūrų ir slėgio ji greitai išsiplėtė ir atvėso.

Tai prasidėjo 10–37 sekundėmis, kai po pereinamosios fazės, sukėlusios jėgų atsiskyrimą, sekė visatos plėtimasis geometrine progresija. Per tą patį laikotarpį visata buvo bariogenezės būsenoje, kai temperatūra buvo tokia aukšta, kad atsitiktinis dalelių judėjimas erdvėje įvyko beveik šviesos greičiu.

Šiuo metu susidaro dalelių poros – antidalelės, kurios iš karto susiduria ir sunaikinamos, o tai, manoma, lėmė materijos dominavimą prieš antimateriją šiuolaikinėje visatoje. Sustojus infliacijai, visata susidarė iš kvarko-gliuono plazmos ir kitų elementariųjų dalelių. Nuo tos akimirkos visata pradėjo vėsti, materija pradėjo formuotis ir jungtis.

Atšalimo era.

Mažėjant tankiui ir temperatūrai visatos viduje, kiekvienos dalelės energija pradėjo mažėti. Ši pereinamoji būsena tęsėsi tol, kol pagrindinės jėgos ir elementarios dalelės įgavo dabartinę formą. Kadangi dalelių energija nukrito iki reikšmių, kurias šiandien galima pasiekti atliekant eksperimentus, faktinis galimas šio laikotarpio egzistavimas mokslininkams yra daug mažiau prieštaringas.

Pavyzdžiui, mokslininkai mano, kad praėjus 10-11 sekundžių po Didžiojo sprogimo, dalelių energija gerokai sumažėjo. Maždaug po 10-6 sekundžių kvarkai ir gliuonai pradėjo formuoti barionus – protonus ir neutronus. Kvarkai pradėjo vyrauti prieš antikvarkus, o tai savo ruožtu lėmė barionų persvarą prieš antibarionus.

Kadangi temperatūra nebebuvo pakankamai aukšta, kad susidarytų naujos protonų-antiprotonų poros (arba neutronų-antineutronų poros), šios dalelės buvo masiškai sunaikintos, todėl likę tik 1/1010 pradinių protonų ir neutronų skaičiaus ir visas. jų antidalelių išnykimas. Panašus procesas įvyko praėjus maždaug 1 sekundei po Didžiojo sprogimo. Tik „aukos“ šį kartą buvo elektronai ir pozitronai. Po masinio naikinimo likę protonai, neutronai ir elektronai nustojo atsitiktinai judėti, o visatos energijos tankis buvo užpildytas fotonais ir, kiek mažesniu mastu, neutrinais.

Pirmosiomis Visatos plėtimosi minutėmis prasidėjo nukleosintezės (cheminių elementų sintezės) laikotarpis, kurio temperatūra nukrito iki 1 milijardo kelvinų, o energijos tankis sumažėjo iki verčių, maždaug lygiaverčių oro, neutronų ir protonai pradėjo maišytis ir formuoti pirmąjį stabilų vandenilio (deuterio) izotopą ir helio atomus. Tačiau dauguma protonų visatoje išliko kaip atsijungę vandenilio atomų branduoliai.

Po maždaug 379 000 metų elektronai susijungė su šiais vandenilio branduoliais ir susidarė atomai (vėl daugiausia vandenilis), o spinduliuotė atsiskyrė nuo medžiagos ir toliau praktiškai netrukdomai plėtėsi erdvėje. Ši spinduliuotė vadinama kosmine mikrobangų fonine spinduliuote ir yra seniausias šviesos šaltinis visatoje.

Plečiantis, kosminis mikrobangų fonas palaipsniui prarado savo tankį ir energiją ir šiuo metu jo temperatūra yra 2,7260 0,0013 K (- 270,424 C), o energijos tankis - 0,25 eV (arba 4,005x10-14 J/m? ; 400- 500 fotonų/cm CMB tęsiasi visomis kryptimis ir maždaug 13,8 milijardo šviesmečių atstumu, tačiau apytikslis jo pasiskirstymas yra apie 46 milijardus šviesmečių nuo Visatos centro.

Struktūros era (hierarchinė era).

Per ateinančius kelis milijardus metų tankesni materijos sritys, kurios buvo beveik tolygiai paskirstytos visoje visatoje, pradėjo traukti viena kitą. Dėl to jie tapo dar tankesni ir pradėjo formuotis dujų, žvaigždžių, galaktikų ir kitų astronominių struktūrų debesys, kuriuos galime stebėti šiandien. Šis laikotarpis vadinamas hierarchine era. Šiuo metu visata, kurią matome dabar, pradėjo įgauti savo formą. Medžiaga pradėjo jungtis į įvairaus dydžio struktūras – žvaigždes, planetas, galaktikas, galaktikų spiečius, taip pat galaktikos superspiečius, atskirtus tarpgalaktiniais tiltais, kuriuose yra vos kelios galaktikos.

Šio proceso detales galima apibūdinti pagal idėją apie visatoje paskirstytos materijos kiekį ir tipą, kuris vaizduojamas kaip šalta, šilta, karšta tamsioji medžiaga ir barioninė medžiaga. Tačiau dabartinis standartinis didžiojo sprogimo kosmologinis modelis yra lambda-CDM modelis, pagal kurį tamsiosios medžiagos dalelės juda lėčiau nei šviesos greitis. Jis pasirinktas todėl, kad išsprendžia visus prieštaravimus, atsiradusius kituose kosmologiniuose modeliuose.

Pagal šį modelį šalta tamsioji medžiaga sudaro apie 23 procentus visos materijos/energijos visatoje. Barioninės medžiagos dalis yra apie 4,6 proc. Lambda – CDM reiškia vadinamąją kosmologinę konstantą: Alberto Einšteino pasiūlytą teoriją, kuri apibūdina vakuumo savybes ir parodo masės ir energijos pusiausvyros ryšį kaip pastovų statinį dydį. Šiuo atveju ji siejama su tamsiąja energija, kuri veikia kaip visatos plėtimosi greitintuvas ir išlaiko milžiniškas kosmologines struktūras iš esmės vienalytes.

Ilgalaikės visatos ateities prognozės.

Hipotezės, kad visatos evoliucija turi atspirties tašką, natūraliai priverčia mokslininkus į klausimus apie galimą šio proceso galutinį tašką. Tik jei Visata savo istoriją pradėjo nuo mažo begalinio tankio taško, kuris staiga pradėjo plėstis, tai dar nereiškia, kad ji taip pat plėsis neribotą laiką arba vieną dieną jai pritrūks ekspansinės jėgos ir prasidės atvirkštinis suspaudimo procesas. , kurio galutinis rezultatas vis tiek bus tas pats be galo tankus taškas?

Atsakyti į šiuos klausimus buvo pagrindinis kosmologų tikslas nuo pat diskusijų apie tai, kuris kosmologinis visatos modelis yra teisingas, pradžios. Priėmus didžiojo sprogimo teoriją, tačiau daugiausia dėl tamsiosios energijos stebėjimo 1990-aisiais, mokslininkai pasiekė bendrą sutarimą dėl dviejų labiausiai tikėtinų visatos evoliucijos scenarijų.

Remiantis pirmuoju, vadinamu Didžiuoju Crunch, Visata pasieks maksimalų dydį ir pradės griūti. Šis scenarijus bus įmanomas tik tuo atveju, jei Visatos masės tankis taps didesnis už patį kritinį tankį. Kitaip tariant, jei materijos tankis pasieks arba pakils aukščiau tam tikros vertės (1-3x10-26 kg medžiagos per m), visata pradės trauktis.

Alternatyva yra kitas scenarijus, kuriame teigiama, kad jei tankis visatoje yra lygus arba mažesnis už kritinio tankio vertę, tada jo plėtimasis sulėtės, bet niekada visiškai nesustos. Remiantis šia hipoteze, vadinama „Visatos karščio mirtimi“, plėtimasis tęsis tol, kol žvaigždžių formavimasis nustos vartoti tarpžvaigždines dujas kiekvienoje iš aplinkinių galaktikų. Tai yra, energijos ir materijos perkėlimas iš vieno objekto į kitą visiškai sustos. Visos esamos žvaigždės šiuo atveju sudegs ir virs baltosiomis nykštukėmis, neutroninėmis žvaigždėmis ir juodosiomis skylėmis.

Palaipsniui juodosios skylės susidurs su kitomis juodosiomis skylėmis, todėl susidarys vis didesnės ir didesnės. Vidutinė visatos temperatūra priartės prie absoliutaus nulio. Juodosios skylės ilgainiui „išgaruos“, išleisdamos paskutinę Hawking spinduliuotę. Galiausiai termodinaminė entropija visatoje pasieks maksimumą. Įvyks karščio mirtis.

Šiuolaikiniai stebėjimai, kuriuose atsižvelgiama į tamsiosios energijos buvimą ir jos įtaką erdvės plėtimui, paskatino mokslininkus daryti išvadą, kad laikui bėgant vis daugiau visatos išeis už mūsų įvykių horizonto ir taps mums nematoma. Galutinis ir logiškas to rezultatas mokslininkams dar nėra žinomas, tačiau „šilumos mirtis“ gali būti tokių įvykių galutinis taškas.

Yra ir kitų hipotezių dėl tamsiosios energijos pasiskirstymo, o tiksliau – galimų jos tipų (pavyzdžiui, fantominė energija. Pagal jas dėl to bus suplėšyti galaktikų spiečiai, žvaigždės, planetos, atomai, atomų branduoliai ir pati materija Tokio scenarijaus evoliucija vadinama „didžiuoju plyšimu“. Pagal šį scenarijų Visatos mirties priežastis yra pats plėtimasis.

Didžiojo sprogimo teorijos istorija.

Ankstyviausias Didžiojo sprogimo paminėjimas datuojamas XX amžiaus pradžioje ir yra susijęs su kosmoso stebėjimais. 1912 m. amerikiečių astronomas Vesto Slifer atliko daugybę spiralinių galaktikų (kurios iš pradžių buvo manoma, kad tai buvo ūkai) stebėjimų ir išmatavo jų Doplerio raudonąjį poslinkį. Beveik visais atvejais stebėjimai parodė, kad spiralinės galaktikos tolsta nuo mūsų Paukščių Tako.

Žymus rusų matematikas ir kosmologas Aleksandras Fridmanas 1922 m. išvedė vadinamąsias Fridmanno lygtis iš Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos lygčių. Nepaisant to, kad Einšteinas propagavo kosmologinės konstantos teoriją, Friedmano darbas parodė, kad visata veikiau plečiasi.

1924 m. Edvino Hablo atstumo iki netoliese esančio spiralinio ūko matavimai parodė, kad šios sistemos iš tikrųjų yra skirtingos galaktikos. Tuo pačiu metu Hablas pradėjo kurti atstumo atimties metrikų seriją naudodamas 2,5 metro Hooker teleskopą Mount Wilson observatorijoje. Iki 1929 m. Hablas atrado ryšį tarp atstumo ir galaktikų tolimo greičio, kuris vėliau tapo Hablo dėsniu.

1927 m. belgų matematikas, fizikas ir katalikų kunigas Georgesas Lemaître'as savarankiškai pasiekė tuos pačius rezultatus, kaip ir Friedmanno lygtys, ir pirmasis suformulavo ryšį tarp galaktikų atstumo ir greičio, pateikdamas pirmąjį šio ryšio koeficiento įvertinimą. Lemaitre'as tikėjo, kad tam tikru momentu praeityje visa visatos masė buvo sutelkta viename taške (atome.

Šie atradimai ir prielaidos sukėlė daug diskusijų tarp fizikų 20–30-aisiais, kurių dauguma manė, kad Visata yra nejudančioje būsenoje. Remiantis tuo metu sukurtu modeliu, kartu su begaliniu Visatos plėtimu buvo sukurta nauja materija, pasiskirstanti tolygiai ir vienodai tankiu visame jos plote. Ją palaikiusiems mokslininkams Didžiojo sprogimo idėja atrodė labiau teologinė nei mokslinė. Lemaitre'as buvo kritikuojamas už šališkumą dėl religinių prietarų.

Reikia pažymėti, kad tuo pačiu metu egzistavo ir kitos teorijos. Pavyzdžiui, Milne'o visatos modelis ir ciklinis modelis. Abu buvo pagrįsti Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos postulatais ir vėliau sulaukė paties mokslininko palaikymo. Remiantis šiais modeliais, visata egzistuoja nesibaigiančiame besikartojančių plėtimosi ir žlugimo ciklų sraute.

1. Singuliarumo era (Planckiškas). Jis laikomas pirminiu, kaip ankstyvuoju Visatos evoliucijos laikotarpiu. Medžiaga buvo sutelkta viename taške, kuris turėjo savo temperatūrą ir begalinį tankį. Mokslininkai teigia, kad šiai erai būdingas gravitacinei sąveikai priklausančių kvantinių efektų dominavimas prieš fizinius, o ne viena tais tolimais laikais egzistavusi fizinė jėga savo stiprumu nebuvo identiška gravitacijai, tai yra, jai neprilygo. Plancko eros trukmė sukoncentruota diapazone nuo 0 iki 10-43 sekundžių. Jis gavo šį pavadinimą, nes tik Plancko laikas galėjo visiškai išmatuoti jo mastą. Šis laiko intervalas laikomas labai nestabiliu, o tai savo ruožtu yra glaudžiai susiję su ekstremalia temperatūra ir neribotu medžiagos tankiu. Po singuliarumo eros įvyko plėtimosi laikotarpis, o kartu ir atšalimas, dėl kurio susiformavo pagrindinės fizinės jėgos.

Kaip gimė Visata. Šaltas gimdymas

Kas atsitiko prieš Visatą? „Miegančios“ visatos modelis

„Galbūt prieš Didįjį sprogimą Visata buvo labai kompaktiška, lėtai besivystanti statinė erdvė“, – teigia fizikai, tokie kaip Kurtas Hinterbichleris, Ostinas Joyce'as ir Justinas Khoury.

Ši „prieš sprogimą“ Visata turėjo turėti metastabilią būseną, tai yra būti stabili, kol atsiras dar stabilesnė būsena. Pagal analogiją įsivaizduokite skardį, kurio pakraštyje yra vibruojantis riedulys. Bet koks kontaktas su rieduliu prives prie to, kad jis nukris į bedugnę arba – kas yra arčiau mūsų atveju – įvyks Didysis sprogimas. Remiantis kai kuriomis teorijomis, „priešsprogimo“ Visata gali egzistuoti kitokia forma, pavyzdžiui, išpūstos ir labai tankios erdvės pavidalu. Dėl to šis metastabilus laikotarpis baigėsi: jis smarkiai išsiplėtė ir įgavo tokią formą ir būseną, kokią matome dabar.

„Tačiau miegančios visatos modelis taip pat turi savo problemų“, - sako Carrollas.

„Taip pat daroma prielaida, kad mūsų Visatos entropijos lygis yra žemas, tačiau nepaaiškinama, kodėl taip yra.

Tačiau Hinterbichleris, Case Western Reserve universiteto fizikas teorinis, nemato mažos entropijos atsiradimo kaip problemos.

„Mes tiesiog ieškome dinamikos, įvykusios prieš Didįjį sprogimą, paaiškinimo, kuris paaiškintų, kodėl matome tai, ką matome dabar. Kol kas tai yra vienintelis dalykas, kuris mums liko“, – sako Hinterbichleris.

Tačiau Carrollas mano, kad yra dar viena „iki sprogimo“ Visatos teorija, kuri gali paaiškinti žemą entropijos lygį mūsų Visatoje.

Kaip Visata atsirado iš nieko. Kaip veikia Visata

Pakalbėkime apie tai, kaip fizika iš tikrųjų veikia pagal mūsų koncepcijas. Nuo Niutono laikų fundamentaliosios fizikos paradigma nepasikeitė; jį sudaro trys dalys. Pirmasis yra „būsenos erdvė“: iš esmės visų galimų konfigūracijų, kuriose galėtų egzistuoti Visata, sąrašas. Antroji yra tam tikra būsena, vaizduojanti Visatą tam tikru momentu, dažniausiai dabartinę. Trečia – tam tikra taisyklė, pagal kurią Visata vystosi laike. Duok man Visatą šiandien, ir fizikos dėsniai pasakys, kas su ja nutiks ateityje. Toks mąstymo būdas ne mažiau tinka kvantinei mechanikai ar bendrajai reliatyvumo teorijai ar kvantinio lauko teorijai nei Niutono mechanikai ar Maksvelo elektrodinamikai.

Visų pirma kvantinė mechanika yra ypatingas, bet labai universalus šios schemos įgyvendinimas. (Kvantinės lauko teorija yra tik konkretus kvantinės mechanikos pavyzdys, o ne naujas mąstymo būdas). Būsenos yra „bangų funkcijos“, o visų galimų konkrečios sistemos banginių funkcijų rinkinys vadinamas „Hilberto erdve“. Jo pranašumas yra tas, kad jis labai apriboja galimybių rinkinį (nes tai vektorinė erdvė: pastaba ekspertams). Kai pasakysite man jos dydį (matmenų skaičių), visiškai apibrėžsite savo Hilbert erdvę. Tai kardinaliai skiriasi nuo klasikinės mechanikos, kurioje būsenų erdvė gali tapti itin sudėtinga. Taip pat yra mašina - „Hamiltonas“, kuri tiksliai nurodo, kaip laikui bėgant pereiti iš vienos būsenos į kitą. Kartoju, kad Hamiltoniečių veislių nėra daug; pakanka užsirašyti tam tikrą kiekių sąrašą (savosios energijos vertės - paaiškinimas jums, erzina ekspertai).

Kaip Žemėje atsirado gyvybė. Gyvenimas Žemėje

Gyvybė, naudojanti kitokią nei mūsų chemiją, Žemėje gali atsirasti ne kartą. Gal būt. Ir jei rasime tokio proceso įrodymų, tai reiškia, kad didelė tikimybė, kad gyvybė daugelyje Visatos vietų atsiras nepriklausomai viena nuo kitos, kaip ir Žemėje. Tačiau, kita vertus, įsivaizduokite, kaip jaustumeisi, jei galiausiai atrastume gyvybę kitoje planetoje, galbūt skriejančioje aplink tolimą žvaigždę, ir paaiškėtų, kad jos chemija ir galbūt net identiška mūsų DNR struktūra.

Tikimybė, kad gyvybė Žemėje atsirado visiškai spontaniškai ir atsitiktinai, atrodo labai maža. Tikimybė, kad lygiai tokia pati gyvybė kils kitoje vietoje, yra neįtikėtinai maža ir praktiškai lygi nuliui. Tačiau yra galimų atsakymų į šiuos klausimus, kuriuos anglų astronomai Fred Hoyle ir Chandra Wickramasinghe išdėstė savo neįprastoje knygoje, parašytoje 1979 m., Gyvenimo debesis.

Atsižvelgdami į labai mažai tikėtiną galimybę, kad gyvybė Žemėje atsirado savaime, autoriai siūlo kitą paaiškinimą. Tai slypi tame, kad gyvybė atsirado kažkur erdvėje, o paskui per panspermiją išplito visoje Visatoje. Mikroskopinė gyvybė, įstrigusi kosminių susidūrimų šiukšlėse, gali keliauti labai ilgą laiką. Po to, kai jis atvyks į paskirties vietą, jis vėl pradės vystytis. Taigi visa gyvybė Visatoje, įskaitant gyvybę Žemėje, iš tikrųjų yra ta pati gyvybė.

Video kaip atsirado visata

Kaip Visata atsirado iš nieko. Šaltas gimdymas

Tačiau kelias į tokį susivienijimą gali būti apgalvotas kokybiniu lygmeniu, ir čia atsiranda labai įdomių perspektyvų. Vieną iš jų neseniai išleistoje knygoje „A Universe From Nothing“ svarstė garsus kosmologas, Arizonos universiteto profesorius Lawrence'as Kraussas. Jo hipotezė atrodo fantastiškai, bet visiškai neprieštarauja nusistovėjusiems fizikos dėsniams.

Manoma, kad mūsų Visata atsirado iš labai karštos pradinės būsenos, kurios temperatūra siekė apie 1032 kelvinus. Tačiau galima įsivaizduoti ir šaltą visatų gimimą iš gryno vakuumo – tiksliau, iš jo kvantinių svyravimų. Gerai žinoma, kad tokie svyravimai sukelia daugybę virtualių dalelių, kurios tiesiogine prasme atsirado iš nebūties ir vėliau išnyko be pėdsakų. Anot Krausso, vakuuminiai svyravimai iš esmės gali sukelti vienodai trumpalaikes protovisatas, kurios tam tikromis sąlygomis pereina iš virtualios būsenos į realią.

Klausimas, kaip atsirado Visata, visada kėlė nerimą žmonėms. Tai nenuostabu, nes kiekvienas nori žinoti savo kilmę. Mokslininkai, kunigai ir rašytojai su šiuo klausimu kovojo kelis tūkstantmečius. Šis klausimas jaudina ne tik specialistų, bet ir kiekvieno paprasto žmogaus mintis. Tačiau verta iš karto pasakyti, kad nėra 100% atsakymo į klausimą, kaip atsirado Visata. Yra tik teorija, kuriai pritaria dauguma mokslininkų.

• Čia mes jį analizuosime.

Kadangi viskas, kas supa žmogų, turi savo pradžią, nenuostabu, kad nuo seniausių laikų žmogus bandė rasti Visatos pradžią. Viduramžių žmogui atsakymas į šį klausimą buvo gana paprastas – Dievas sukūrė Visatą. Tačiau tobulėjant mokslui, mokslininkai pradėjo kelti klausimą ne tik Dievo klausimu, bet ir mintimi, kad Visata turi pradžią.

1929 m. amerikiečių astronomo Hablo dėka mokslininkai grįžo prie Visatos šaknų klausimo. Faktas yra tas, kad Hablas įrodė, kad galaktikos, sudarančios Visatą, nuolat juda. Be judėjimo, jie taip pat gali padidėti, o tai reiškia, kad Visata didėja. O jei auga, tai pasirodo, kad kažkada buvo etapas, kai šis augimas prasidėjo. Tai reiškia, kad Visata turi pradžią.

Kiek vėliau britų astronomas Hoyle'as iškėlė sensacingą hipotezę: Visata atsirado Didžiojo sprogimo momentu. Jo teorija įėjo į istoriją tokiu pavadinimu. Hoyle'o idėjos esmė yra paprasta ir sudėtinga tuo pačiu metu. Jis tikėjo, kad kažkada egzistavo etapas, vadinamas kosminio singuliarumo būsena, ty laikas stovėjo ties nuliu, o tankis ir temperatūra buvo lygūs begalybei. Ir vieną akimirką įvyko sprogimas, dėl kurio singuliarumas buvo sulaužytas, todėl pasikeitė tankis ir temperatūra, prasidėjo materijos augimas, vadinasi, laikas pradėjo skaičiuoti. Vėliau pats Hoyle'as savo teoriją pavadino neįtikinančia, tačiau tai nesutrukdė jai tapti populiariausia Visatos atsiradimo hipoteze.

Kada įvyko tai, ką Hoyle pavadino Didžiuoju sprogimu? Mokslininkai atliko daugybę skaičiavimų, todėl dauguma sutarė dėl 13,5 milijardo metų skaičiaus. Būtent tada Visata pradėjo atsirasti iš nieko.Vos per sekundės dalį Visata įgavo mažesnį už atomą dydį ir prasidėjo plėtimosi procesas. Gravitacija vaidino pagrindinį vaidmenį. Įdomiausia tai, kad jei būtų buvęs šiek tiek stipresnis, nieko nebūtų atsiradę, daugiausia juodoji skylė. Ir jei gravitacija būtų šiek tiek silpnesnė, tada išvis nieko neatsirastų.
Praėjus kelioms sekundėms po Sprogimo, temperatūra Visatoje šiek tiek sumažėjo, o tai davė impulsą materijai ir antimedžiajai kurtis. Dėl to pradėjo atsirasti atomai. Taigi Visata nustojo būti monochromatinė. Kai kur atomų buvo daugiau, kai kur mažiau. Vienur buvo karščiau, kitur – žemesnė. Atomai pradėjo susidurti vienas su kitu, sudarydami junginius, vėliau naujas medžiagas, o vėliau kūnus. Kai kurie objektai turėjo didelę vidinę energiją. Tai buvo žvaigždės. Jie pradėjo burti aplink save (dėka gravitacijos jėgos) kitus kūnus, kuriuos vadiname planetomis. Taip atsirado sistemos, viena iš jų yra mūsų Saulės sistema.

Didysis sprogimas. Modelio problemos ir jų sprendimas

1. Didelio Visatos masto ir izotropijos problema gali būti išspręsta dėl to, kad infliacijos etape plėtimasis vyko neįprastai dideliu greičiu. Iš to išplaukia, kad visa stebimos Visatos erdvė yra vienos priežastingai susijusios epochos, buvusios prieš infliacinę, regiono rezultatas.
2. Plokščios Visatos problemos sprendimas. Tai įmanoma, nes infliacijos stadijoje erdvės kreivumo spindulys didėja. Ši vertė yra tokia, kad šiuolaikinių tankio parametrų vertė būtų artima kritinei.
3. Infliacinė plėtra lemia tam tikros amplitudės ir spektro formos tankio svyravimų atsiradimą. Tai leidžia šiems svyravimams (svyravimams) išsivystyti į dabartinę Visatos struktūrą, išlaikant didelio masto homogeniškumą ir izotropiją. Tai didelio masto Visatos sandaros problemos sprendimas.

Pagrindiniu infliacijos modelio trūkumu galima laikyti jo priklausomybę nuo teorijų, kurios dar neįrodytos ir nėra iki galo išvystytos.

Pavyzdžiui, modelis remiasi vieningo lauko teorija, kuri vis dar yra tik hipotezė. Jo negalima išbandyti eksperimentiškai laboratorinėmis sąlygomis. Kitas modelio trūkumas – nesuvokimas, iš kur atsirado perkaitinta ir besiplečianti medžiaga. Čia svarstomos trys galimybės:

1. Standartinė Didžiojo sprogimo teorija rodo, kad infliacija prasidės labai ankstyvoje Visatos evoliucijos stadijoje. Bet tada singuliarumo problema nėra išspręsta.
2. Antroji galimybė – Visatos atsiradimas iš chaoso. Įvairiose jo dalyse buvo skirtinga temperatūra, todėl kai kuriose vietose įvyko suspaudimas, o kitose - išsiplėtimas. Infliacija būtų įvykusi perkaitusiame ir besiplečiančiame Visatos regione. Tačiau neaišku, iš kur kilo pirminis chaosas.
3. Trečias variantas yra kvantinis mechaninis kelias, per kurį susidarė perkaitintos ir besiplečiančios medžiagos gumulas. Tiesą sakant, Visata atsirado iš nieko.

Moksliniai metodai tiriant Visatą paskatino susidaryti aiškias ir įrodymais pagrįstas jos kilmės sampratas, tačiau ne visi su jomis sutiko.

Du pasauliniai karai atnešė ne tik sielvartą ir mirtį, bet ir prisidėjo prie dramatiško technologijų ir mokslo žinių vystymosi, o tai savo ruožtu leido mokslininkams giliau pažvelgti į Pandoros skrynią ieškant atsakymų į savo klausimus. Po to sekė tikras teorijų, prielaidų ir nuomonių apie Visatos kilmę bumas, bet ar jie kada nors susiras bendrą vardiklį?

Šiuolaikinės mokslo teorijos

Šiandien dauguma mokslo bendruomenės didžiojo sprogimo teoriją laiko Visatos tyrimo pagrindu (ir ne, mes nekalbame apie seriją), tačiau ji toli gražu nėra tobula.

Šiuolaikinės teorijos apie Visatos kilmę ir formavimąsi pradžią padėjo vienas didžiausių XX amžiaus mokslininkų. - . Remdamasis gerai žinoma reliatyvumo teorija, jis dirbo su vadinamosiomis lygtimis. Sujungti į vieną sistemą, jie reprezentavo pagrindinio kosminio reiškinio – gravitacijos – aprašymą. Tačiau Einšteino sukurtame Visatos modelyje buvo klaida. Jis į lygtį įtraukė kosmologinę konstantą, pavaizduotą graikiška raide lambda (Λ). Čia į didžiojo mokslininko pradines idėjas apie Visatą įsivėlė klaida: jis prisiėmė stacionarią Visatos prigimtį. Vėliau Einšteinas pakeitė savo požiūrį, tačiau lambda liko lygtyje kaip neprivalomas dydis, primindamas, kad net didžiausi žmonijos protai yra priklausomi nuo technologijų vystymosi.

Albertas Einšteinas. janeb13/pixabay.com (CC0 1.0)

Vėžlys ir ant jo stovintys drambliai liko praeityje – mokslas judėjo į priekį šuoliais. Kaip XX amžiaus pradžioje teigė rusų mokslininkas Vernadskis, yra vienas elementas, į kurį niekada neatsižvelgiama tiriant visatą – noosfera. Jis, mokslininko galvoje, atstovauja žmonijos protui visuma. Mokslinis gyvenimas per visą savo egzistavimo istoriją ištrynė ribas, susiliedamas į vieną organizmą: tarptautinių žurnalų puslapiuose buvo skelbiamos viso pasaulio mokslininkų teorijos, pažiūros ir nuomonės. Viename iš jų 1922 metais buvo paskelbtas sovietinio matematiko darbas Aleksandras Fridmanas, kuriame jis padėjo pagrindus teorijoms apie nestacionarius Visatos modelius. Mokslininkas atmetė kosmoso baigtinumo idėją ir sulaukė Einšteino kritikos, tačiau mokslo žinių vertė nugalėjo, o Friedmano koncepcija šiame etape buvo laikoma teisinga. Vėliau tai patvirtino aptiktas raudonasis poslinkis (spinduliacijos dažnio sumažėjimas, kurį sukelia jos šaltinių pašalinimas). Edvinas Hablas.

Po šimto metų abiejų mokslininkų darbai sudarė pagrindą šiuolaikiniam kosmologiniam modeliui ΛCDM, kur lambda yra neseniai atrastos tamsiosios medžiagos kintamasis.

Lambda-šalta tamsioji medžiaga, pagreitintas visatos plėtimasis, didysis sprogimas-infliacija (visatos laiko juosta) Dizainas: Alexas Mittelmannas, Coldcreation / wikimedia.org (CC BY-SA 3.0)

Kitas žingsnis formuojant Didžiojo sprogimo teoriją buvo mokslo raida po Antrojo pasaulinio karo. Sovietų mokslininkas Georgijus Antonovičius Gamovas, priverstas emigruoti į JAV dėl savo padėties tėvynėje nesusipratimo ir konflikto su Mokslų akademijos mokslo bendruomene (1938 m. buvo pašalintas), pasiūlė karštos visatos teoriją. Jo nuomone, Visatos atsiradimas prasidėjo nuo „karštos“ būsenos, kurios patvirtinimas tuo metu turėjo būti teorinė mikrobangų (reliktinė) spinduliuotė – didžiojo sprogimo terminiai aidai, vis dar pasiekiantys mus. Gamovo teorija gimė 1946 m., pristatyta 1948 m., tačiau patvirtinta tik 1965 m. Nenuostabu, kad ji sulaukė kritikos, tačiau būtent jos nebuvimas mokslininkui gali privesti prie blogiausios padėties – užmaršties. Mokslinėms koncepcijoms tai gali būti gyvybiškai svarbus ne tik pripažinimas, bet ir prieš jas įsiplieskęs ginčas. Verta paminėti, kad Gamow aktyviai įsitraukė į mokslo populiarinimą ir savo kūrinius rašė prieinama kalba, stengdamasis atkreipti žmonių dėmesį į begalinę tamsią Visatą.

Nejudančios visatos teorijos

Reaguojant į besiformuojančią teoriją, iš britų astronomo Fredo Hoyle'o stendų pasigirdo garsūs šūksniai, kurie kartu su kolegomis laikėsi stacionarios visatos teorijos. Remiantis jo pagrindais, nėra vieno formavimosi ar „sprogimo“ taško, o Visata plečiasi dėl materijos susidarymo tarp galaktikų. Mokslas moka ir juokauti: pristatydamas savo koncepciją 1949 m., Hoyle'as, bandydamas sugalvoti niekinamą pavadinimą savo oponentų teorijai, iš tikrųjų sukūrė tokią įsimintiną frazę - „Didysis sprogimas“.

Kaip minėta aukščiau, 1965 m. teorija įgijo antrąjį jos priimtinumo įrodymo komponentą (pirmasis buvo raudonasis poslinkis), kai buvo patvirtintas kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės egzistavimas.

Atrodytų, dabar Didžiojo sprogimo teorija turėjo tapti dominuojančia tarp mokslo bendruomenės, tačiau viskas susiklostė kitaip.

RIA Novosti archyvas, vaizdas #25981 / Vladimiras Fedorenko / (CC BY 3.0)

Šaltosios visatos teorija

Sovietų mokslininkų Andrejaus Sacharovo ir Jakovo Zeldovičiaus pasiūlyta šaltosios Visatos teorija negalėjo atsispirti „karštai teorijai“, tačiau ne visi ją grindžiantys dėsniai prarado prasmę. Didžiojo sprogimo teorijoje yra spragų, pavyzdžiui, dėl Visatos būklės pradiniu sprogimo momentu (kosmologinis singuliarumas), kurią gali užpildyti jos „šaltasis brolis“.

Bandymai užpildyti likusias spragas ir išardyti kiekvieną realybės elementą po gabalo paskatino atsiradimą stygų teorija. Jo pagrindinė idėja yra ta, kad mažiausia pagrindinė dalelė, kvarkas, yra sudaryta iš energijos modelių, kurie vibruoja kaip styga. Nors stygų teorija remiasi Didžiojo sprogimo teorija, ji suteikė daug naujų būdų pažvelgti į tikrovę. Juk atsakymas į svarbiausią klausimą nebuvo duotas: Kaip atsitiko, kad mūsų Visatoje atsirado gyvybė?

Pavyzdžiui, kai kurie mokslininkai mano, kad mūsų pasaulis yra ne vienintelis, o vienas iš daugelio dalių multivisata. Ši teorija daro prielaidą, kad matome tik vieną tikrovės dalį, o likę daugiamatės erdvės elementai yra paslėpti nuo akylų mokslininkų akių. Be to, pagal daugialypę hipotezę, kiekviena visata turi savo konstantų, fizinių dydžių ir savybių rinkinį, kurių derinys gali lemti gyvybės atsiradimą vienoje iš jų - mūsų.

Teorijos kuria naujas teorijas

Neįmanoma sustabdyti nesibaigiančio mokslinės minties pumpuravimo. Gyvybės atsiradimas, pagrįstas multivisatos ir stygų teorijos hipotezėmis, rodo, kad kažkas iki smulkiausių detalių išsiaiškino būtinas sąlygas, taip sakant, sukūrė. „koreguoti visatą“.

Be multivisatos teorijos, paremtos „derinimu“, atsirado dvi konkrečios nuomonės apie Visatos kilmę.

Pirmasis iš jų nukelia mus į tolimą praeitį. Pasak daugelio mokslininkų, kurie nėra ypač populiarūs mokslo bendruomenėje, Visatą sukūrė protingas kūrėjas: Dievas, Velnias, Buda ar tiesiog programuotojas Vasja, tai nesvarbu. Ši išvaizda vadinama "protingas dizainas" ir ženklas „pseudomokslinis“.