10 фактов о Большом взрыве, которые вы могли не знать
Если вы спросите ученого, как появилась Вселенная, он наверняка ответит: «Из Большого взрыва». Наша Вселенная полна звезд и галактик, отделенных друг от друга пустым пространством — все это вышло из сверхплотного сгустка, в котором не было даже атомов. За последние 100 лет ученые узнали множество потрясающих фактов о природе всего сущего, но многие люди до сих пор не знакомы и с малой частью этих открытий. «Футурист» собрал 10 интересных фактов о Большом взрыве.
Факт №1: Эйнштейн был против
Альберт Эйнштейн поначалу не принимал теорию Большого взрыва. Общая теория относительности Эйнштейна была революционной теорией гравитации, предложенной в 1915 году в качестве преемника теории Ньютона. Эйнштейн смог рассчитать орбитальное движение Меркурия с точностью, недоступной ньютоновской теории. Также ученый предсказал существование гравитационных волн, которое подтвердилось несколько месяцев назад. Однако он, как и многие величайшие умы того времени, полагал, что Вселенная статична: она не изменялась в прошлом и не изменится в будущем. Когда бельгийский священник и ученый Жорж Леметр в 1927 году выдвинул идею о том, что Вселенная возникла из очень плотного однородного сгустка и в настоящее время постоянно расширяется, Эйнштейн написал ему: «Ваши вычисления правильны, но ваше знание физики — ужасно».
Факт №2: Хаббл понял, что Вселенная расширяется
Эдвин Хаббл в 1929 году доказал, что Вселенная расширяется. В своем исследовании он показал: спиральные туманности в небе на самом деле — далекие от нас галактики. Ученый заявил: чем более удалена от нас галактика, тем быстрее она от нас отступает. Закон Хаббла, описывающий расширение Вселенной, привел ученых к простой и вместе с тем гениальной идее Большого взрыва: ведь если Вселенная расширяется сегодня, значит, она была меньше и плотнее в прошлом!
Факт №3: Леметр предсказал «космическое яйцо»
Идея о Большом Взрыве витала в воздухе с 1920-х годов, но от неё отмахивались, как от надоедливой мухи. В 1922 году советский физик Александр Фридман разработал соответствующую теорию, которую Эйнштейн разнес в пух и прах, как и работу Жоржа Леметра. Даже после 1929 года, когда Хаббл вывел закон расширения Вселенной, гипотеза о том, что все сущее когда-то умещалось в крошечном сверхплотном сгустке, казалась бредом сумасшедшего или полетом фантазии. Однако Леметр еще до Хаббла смог обосновать свою мысль: он утверждал, что красное смещение галактик можно объяснить расширением пространства. Он также предположил, что у Вселенной было начало — так называемый «первобытный атом» или «космическое яйцо». Эти термины прижились в науке на долгие десятилетия.
Факт №4: Гамов понял, что Вселенная остывает и предсказал реликтовое излучение
Теория Большого Взрыва получила известность лишь в 1940-е годы, когда на ее основе ученые сделали поразительное множество предсказаний. Американский ученый Георгий (Джордж) Гамов, очарованный идеями Леметра, понял, что если Вселенная расширяется, то длина волны света с течением времени увеличивается, и, следовательно, Вселенная остывает. Если она сегодня охлаждается, то она когда-то была горячей. Гамов предположил, что в истории Вселенной был период, когда было слишком жарко для образования атомов и даже для формирования атомных ядер. Поэтому, когда Вселенная начала расширяться и остывать, должны были появиться простые частицы, а затем атомы. Это привело Гамова к мысли о существовании реликтового излучения — равномерно заполняющего Вселенную теплового излучения температурой всего на несколько градусов выше абсолютного нуля (2,7 кельвина).
Факт №5: Большой взрыв окрестил его противник
Название «Большой взрыв» (Big Bang) придумал Фред Хойл — самый пылкий клеветник теории. Хойл был приверженцем доминирующей на тот момент теории стационарной Вселенной. Выступая на радио BBC в 1949 году, ученый заявил в интервью: «Есть идея, что Вселенная появилась конечное время назад в ходе какого-то большого взрыва, а расширение Вселенной — последствия этого взрыва. Эта идея Большого взрыва показалась мне неудовлетворительной еще до того, как детальное исследование показало, что она приводит к серьезным трудностям».
Факт №6: Уборка помогла Пензиасу и Уилсону получить Нобеля
В 1964 году ученые Арно Пензиас и Боб Уилсон подтвердили существование реликтового излучения (космического микроволнового фонового излучения), предсказанного Гамовым. Ученые, работая с рупорной антенной в Bell Labs, обнаружили в небе равномерный радиосигнал отовсюду сразу. Пензиас и Уилсон, не понимая природы помех, попытались откалибровать сигнал. Когда это не сработало, они осмотрели антенну на предмет повреждений и обнаружили на ней голубиные гнезда и птичий помет. Ученые очистили антенну, но и это не сработало: она все так же принимала равномерный шум. Позднее Пензиас и Уилсон поняли, что источник излучения находится за пределами нашей галактики. Открытие принесло ученым Нобелевскую премию. Так что убираться у себя на рабочем месте иногда все же необходимо!
Факт №7: Для образования галактик нужно время
Подтверждение Большого взрыва помогает нам проследить историю формирования звезд, галактик и планет во Вселенной. Если Вселенная была горячая, равномерная и плотная, а во время ее расширения и охлаждения образовались атомные ядра и сами атомы, через какое-то время гравитация начала собирать разрозненные атомы материи в скопления. Первые звезды образовались за 50 — 100 миллионов лет, первые галактики собрались за 150-250 миллионов лет, а процесс рождения галактик размером с Млечный Путь может занять миллиарды лет. Первые планеты образовались лишь через несколько поколений жизни звезд, которые сожгли свое топливо и погибли в катастрофических взрывах сверхновых. С момента рождения Вселенной прошло 13,8 млрд лет.
Факт №8: Вселенная была однородна – но не совсем
Колебания в космическом микроволновом фоне показывают нам, насколько близко к идеально однородной Вселенная была в начале Большого взрыва. Температура реликтового излучения сегодня составляет 2,725 кельвинов, а ее колебания составляют лишь около 100 микрокельвинов. Тот факт, что тлеющие остатки Большого взрыва имеют небольшие неравномерности определенной величины, говорит нам о том, что Вселенная была равномерной в раннее время, а небольшие колебания дали начало всей материи — звезды, галактики и т.д. — которую мы видим во Вселенной сегодня.
Факт №9: Сингулярность – не единственный вариант начала Вселенной
Заманчиво экстраполировать горячую, плотную и расширяющуюся Вселенную к сингулярности, как Леметр сделал около 90 лет назад. Но есть наблюдения (например, квантовые флуктуации), которые говорят нам о том, что было другое состояние — такое, где вся энергия во Вселенной была присуща самому пространству. В какой-то момент пространство расширилось с экспоненциальной скоростью, и вещество «кристаллизировалось»: Вселенная, которая была меньше протона внезапно стала больше грейпфрута. Этот скачкообразный рост Вселенной назвали космической инфляцией. Гипотезу выдвинул Алан Гут в 1984 году.
Факт №10: У мира есть альтернативные концовки
Начало Вселенной в виде Большого взрыва не подразумевает аналогичного конца: мы не можем сказать, как именно наш мир умрет. Мы понимаем, что в период «детства» Вселенной гравитация, которая пыталась сжать расширяющуюся Вселенную, соревновалась с изначальным расширением, разносящим материю в разных направлениях. Мы знаем о существовании темной энергии, которую обнаружили всего 18 лет назад. И мы можем предположить, что расширение победит в этой гонке: галактики будут удаляться друг от друга с нарастающей скоростью, и температура Вселенной будет бесконечно падать. Произойдет так называемый Большой разрыв.
Мы можем предположить и другие сценарии «конца света». Но мы, читатели этой статьи, их все равно не проследим своими глазами, что бы ни твердили всевозможные самозваные гадалки и предсказатели.
Источник
ТОП-25: Ключевые факты про Теорию большого взрыва, которые вы могли не знать
Принятая большинством современного астрономического сообщества, Теория большого взрыва является преобладающей космологической моделью и главным объяснением того, как возникла Вселенная. В то время, как основной принцип теории довольно хорошо известен (Вселенная была сформирована в результате мощного взрыва какой-то древней энергии и с тех пор расширяется), есть много фактов, которые большинство людей, на самом деле, не знают. Что это за факты? От «космического яйца» до «Большого хлопка», вот 25 основных фактов о Теории большого взрыва, которых вы можете не знать.
25. Сторонники Теории большого взрыва полагают, что сформировавший Вселенную Большой взрыв произошел около 13,7 миллиардов лет назад.
Фото: pixabay
24. Согласно теории, в первую секунду после своего рождения Вселенная раздулась со скоростью большей, чем скорость света. Это, кстати, не нарушает принципов скорости Эйнштейна, поскольку он заявил, что скорость света — это максимальная скорость, с которой можно двигаться во Вселенной . а не скорость, с которой может «двигаться» сама Вселенная.
Фото: wikimedia commons
23. Возвращаясь к Альберту Эйнштейну, легендарный физик фактически отклонил теорию, когда она была представлена ему как вероятное объяснение появления Вселенной. Он отверг идею о том, что Вселенная могла бы возникнуть из чего-то гораздо меньшего по размеру и более плотного.
Фото: pixabay
22. Концепция о том, что расширяющуюся Вселенную можно отследить во времени к исходной точке, впервые была выдвинута бельгийским астрофизиком и космологистом А. Г. Леметром (A. G. Lemaitre) в 1927 году.
Фото: static.pexels
21. Известный как «космический микроволновый фон», космический туман, пронизывающий Вселенную во всех направлениях, считается лучшим доказательством Теории большого взрыва.
Фото: wikimedia commons
20. Несмотря на название теории, многие эксперты полагают, что то, что произошло 13,7 миллиардов лет назад, на самом деле было своего рода расширением, а не взрывом.
Фото: commons.wikimedia.org
19. Некоторые ученые предполагают, что вся ранняя Вселенная могла когда-то быть пригодной для жизни. Они даже утверждают, что на некоторых планетах могут сохраняться микробные формы жизни в течение примерно 15 миллионов лет после Большого взрыва.
Фото: wikimedia commons
18. Единственная точка, находящаяся в супер-сжатом состоянии, которая позже стала Вселенной, до Большого взрыва получила название «первобытного атома» или «космического яйца».
Фото: static.pexels
17. Как это ни удивительно, но некоторые ученые полагают, что до Большого взрыва Вселенная была сжата в супер-горячую и плотную массу, которая по объему занимала всего несколько миллиметров.
Фото: flickr.com
16. Состояние Вселенной до Большого взрыва иногда также называют «сингулярностью». Сингулярности – это зоны, которые бросают вызов нашему пониманию физики, поскольку полагают, что плотность в них бесконечна.
Фото: wikimedia commons
15. Многие ученые полагают, что до появления сингулярности не было ничего (времени, пространства или энергии), которые позже трансформировались во Вселенную.
Фото: commons.wikimedia.org
14. Сторонники Теории большого взрыва утверждают, что законы физики и химии сформировались в первые доли секунды Большого взрыва. Эти законы проявляются в свойствах фундаментальных сил тяжести, сильного взаимодействия, электромагнетизма и слабого взаимодействия.
Фото: nasa.gov
13. Название теории было придумано ее самым пылким противником, Фредом Хойлом (Fred Hoyle). Английский астроном, который выступал за теорию устойчивого состояния Вселенной, впервые использовал термин «Большой взрыв» во время радиопередачи на канале BBC в 1949 году.
Фото: commons.wikimedia.org
12. Было подсчитано, что ранняя Вселенная была горячей и достаточно плотной, чтобы сегодня практически весь гелий, литий и дейтерий (водород с прикрепленным нейтроном) присутствовали во Вселенной.
Фото: pixabay
11. Ежедневный газетный комикс «Calvin and Hobbes» американского карикатуриста Билла Уоттерсона (Bill Watterson), придумал альтернативное название для Большого взрыва, назвав это событие «Ужасающей космической неразберихой» (Horrendous Space Kablooie). Удивительно, но новое имя завоевало популярность у ученых.
Фото: commons.wikimedia.org
10. Не было момента, когда кто-то крикнул «Эврика!», связанного с открытием Теории большого взрыва. Совсем наоборот, это был долгий процесс, который потребовал от ученых многих лет работы, чтобы теория развилась в ее нынешнюю форму.
Фото: commons.wikimedia.org
9. Когда в 1964 ученые году неожиданно обнаружили космический микроволновый фон, они не знали, что это такое. Фактически, они думали, что из-за голубиного помета возникла проблема с антенной.
Фото: maxpixel
8. Флуктуации космического микроволнового фона составляют всего около 100 мкК, это говорит о том, что ранняя Вселенная была почти на 100% однородной. Однако именно эти небольшие колебания провоцируют рост звезд, галактик и других структур, которые мы видим во Вселенной сегодня.
Фото: pixabay
7. В то время как легкие элементы сформировались в первую секунду после Большого взрыва, более тяжелые элементы позже «сконденсировались» внутри звезд и широко распространились при взрывах сверхновых.
Фото: wikimedia commons
6. Согласно произведенным оценкам, в течение первых 380 000 лет Вселенная была слишком жаркой, чтобы светил свет, поскольку огромный жар от Большого взрыва создавал только плотную плазму.
Фото: commons.wikimedia.org
5. Существуют некоторые вещи и явления в пространстве (например, темная материя или темная энергия), которые нельзя объяснить Теорией большого взрыва.
Фото: wikimedia commons
4. Помимо космического микроволнового фона есть еще три доказательства обоснованности данной теории: расширение Вселенной по закону Хаббла, относительное обилие легких элементов и распределение крупномасштабных космических структур. Вместе их иногда называют «Четырьмя столпами Теории большого взрыва».
Фото: wikimedia commons
3. Согласно теории, расширение Вселенной все еще нарастает из-за темной энергии — неизвестной формы энергии, которая, как полагают, составляет около 72% Вселенной.
Фото: wikimedia commons
2. В 2011 году астрономы впервые обнаружили космические объекты, не содержащие тяжелых элементов, когда они открыли чистые облака первичного газа. Поскольку в этих газовых облаках не было тяжелых элементов, они, вероятно, образовались в первые несколько минут после Большого Взрыва.
Фото: commons.wikimedia.org
1. В одном из возможных сценариев окончательной судьбы Вселенной, известном как Большой хлопок, Вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматься сама по себе. Однако затем может произойти еще один Большой взрыв.
Фото: maxpixel
Источник