Как образовалась Вселенная
Что же такое Вселенная? Если емко, то это сумма всего существующего. Это все время, пространство, материя и энергия, образовавшиеся и расширяющиеся вот уже 13.8 миллиардов лет. Никто не может точно сказать, насколько обширны просторы нашего мира и пока нет точных предсказаний финала.
Определение Вселенной
Само слово «Вселенная» происходит от латинского «universum». Впервые его использовал Цицерон, а уже после него оно стало общепринятым у римских авторов. Понятие обозначало мир и космос. На тот момент люди в этих словах видели Землю, все известные живые существа, Луну, Солнце, планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) и звезды.
Иногда вместо «Вселенная» используют «космос», которое с греческого переводится как «мир». Кроме того, среди терминов фигурировали «природа» и «все».
В современном понятии вмещают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.
Одним из основных вопросов, которые не выходят из сознания человека, всегда был и является вопрос: «как появилась Вселенная?». Конечно же, однозначного ответа на данный вопрос нет, и вряд ли будет получен в скором времени, однако наука работает в этом направлении и формирует некую теоретическую модель зарождения нашей Вселенной.
Теории происхождения Вселенной
Креационизм: все создал Господь Бог
Среди всех теорий о происхождении Вселенной эта появилась самой первой. Очень хорошая и удобная версия, которая, пожалуй, будет иметь актуальность всегда. Кстати, многие ученые физики, несмотря на то что наука и религия часто представляются понятиями противоположными, верили в Бога.
Например, Альберт Эйнштейн говорил:
«Каждый серьезный естествоиспытатель должен быть каким-то образом человеком религиозным. Иначе он не способен себе представить, что те невероятно тонкие взаимозависимости, которые он наблюдает, выдуманы не им.»
Теория Большого Взрыва (модель горячей Вселенной)
Пожалуй, самая распространенная и наиболее признанная модель происхождения нашей Вселенной. Отвечает на вопрос — каким образом образовались химические элементы и почему распространённость их именно такая, какая сейчас наблюдается.
Согласно этой теории, около 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью – в сингулярности. Однажды из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает.
Теория Большого взрыв
Первые 10 -43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон.
Теория Большого Взрыва тверже встала на ноги после открытия космологического красного смещения и реликтового излучения. Два этих явления — самые весомые доводы в пользу правильности теории.
Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
Модель расширяющейся Вселенной
Сейчас доподлинно известно, что Галактики и иные космические объекты удаляются друг от друга, а значит, Вселенная расширяется.
Модель расширяющейся Вселенной описывает сам факт расширения. В общем случае не рассматривается, когда и почему Вселенная начала расширяться. В основе большинства моделей лежит общая теория относительности и её геометрический взгляд на природу гравитации.
Красное смещение – это наблюдаемое для далеких источников понижение частот излучения, которое объясняется отдалением источников (галактик, квазаров) друг от друга. Данный факт свидетельствует о том, что Вселенная расширяется.
Реликтовое излучение – это как бы отголоски большого взрыва. Ранее Вселенная представляла собой горячую плазму, которая постепенно остывала. Еще с тех далеких времен во Вселенной остались так называемые блуждающие фотоны, которые образуют фоновое космическое излучение. Ранее при более высоких температурах Вселенной данное излучение было гораздо мощнее. Сейчас же его спектр соответствует спектру излучения абсолютно твердого тела с температурой всего 2,7 Кельвин.
Теория эволюции крупномасштабных структур
Как показывают данные по реликтовому фону, в момент отделения излучения от вещества Вселенная была фактически однородна, флуктуации вещества были крайне малыми, и это представляет собой значительную проблему.
Вторая проблема — ячеистая структура сверхскоплений галактик и одновременно сфероподобная — у скоплений меньших размеров. Любая теория, пытающаяся объяснить происхождение крупномасштабной структуры Вселенной, в обязательном порядке должна решить эти две проблемы.
Современная теория формирования крупномасштабной структуры, как впрочем и отдельных галактик, носит названия «иерархическая теория».
Суть — вначале галактики были небольшие по размеру (примерно как Магеллановы облака ), но со временем они сливаются, образуя всё большие галактики.
В последнее время верность теории поставлена под вопрос.
Теория струн
Эта гипотеза в некоторой степени опровергает Большой взрыв в качестве начального момента возникновения элементов открытого космоса.
Согласно теории струн, Вселенная существовала всегда. Гипотеза описывает взаимодействие и структуру материи, где существует определенный набор частиц, которые делятся на кварки, бозоны и лептоны. Говоря простым языком, эти элементы являются основой мироздания, поскольку их размер настолько мал, что деление на другие составляющие стало невозможным.
Отличительной чертой теории о том, как образовалась Вселенная, становится утверждение о вышеупомянутых частицах, которые представляют собой ультрамикроскопические струны, которые постоянно колеблются. Поодиночке они не имеют материальной формы, являясь энергией, которая в совокупности создает все физические элементы космоса.
Примером в данной ситуации послужит огонь: глядя на него, он кажется материей, однако он неосязаем.
Хаотическая теория инфляции — теория Андрея Линде
Согласно данной теории существует некоторое скалярное поле, которое неоднородно во всем своем объеме. То есть в различных областях вселенной скалярное поле имеет разное значение. Тогда в областях, где поле слабое – ничего не происходит, в то время как области с сильных полем начинают расширяться (инфляция) за счет его энергии, образуя при этом новые вселенные.
Такой сценарий подразумевает существование множества миров, возникших неодновременно и имеющих свой набор элементарных частиц, а, следовательно, и законов природы.
Теория Ли Смолина
Эта теория достаточно известна и предполагает, что Большой Взрыв не является началом существования Вселенной, а – лишь фазовым переходом между двумя ее состояниями. Так как до Большого Взрыва Вселенная существовала в форме космологической сингулярности, близкой по своей природе к сингулярности черной дыры, Смолин предполагает, что Вселенная могла возникнуть из черной дыры.
Эволюция Вселенной
Как происходил процесс развития и эволюции Вселенной? В течение следующих миллиардов лет гравитация заставила более плотные области притягиваться. В этом процессе формировались газовые облака, звезды, галактические структуры и прочие небесные объекты.
Этот период именуют Структурной Эпохой, так как именно в этот временной отрезок зарождалась современная Вселенная. Видимое вещество распределялось на различные формирования (звезды в галактики, а те в скопления и сверхскопления).
Что было до появления Вселенной
Сложно представить время за 13,7 миллиардов лет до сегодняшнего дня, когда вся Вселенная представляла собой сингулярность. Согласно теории Большого взрыва, один из главных претендентов на роль объяснения того, откуда появилась Вселенная и вся материя в космосе — все было сжато в точку, меньшую, чем субатомная частица. Но если это еще можно принять, задумайтесь вот о чем: что же было до того, как случился Большой взрыв?
Этот вопрос современной космологии уходит корнями еще в четвертое столетие нашей эры. 1600 лет назад теолог Августин Блаженный как и один из лучших физиков 20 века Альберт Эйнштейн пытались понять природу до сотворения Вселенной. Они пришли к выводу , что просто не было никакого «до».
В настоящее время человеком выдвигаются различные теории.
Теория Мультивселенной
Что если наша Вселенная является потомком другой, старшей Вселенной? Некоторые астрофизики полагают, что пролить свет на эту историю поможет реликтовое излучение, оставшееся от большого взрыва.
Согласно этой теории, в первые мгновения своего существования Вселенная начала чрезвычайно быстро расширяться. Также теория объясняет температуру и плотность флуктуаций реликтового излучения и подсказывает, что эти флуктуации должны быть одинаковыми.
Но, как выяснилось, нет. Последние исследования дали понять, что Вселенная на самом деле однобока, и в некоторых областях флуктуаций больше, чем в других. Некоторые космологи считают, что это наблюдение подтверждает, что у нашей Вселенной была «мать»(!)
В теории хаотической инфляции эта идея приобретает размах: бесконечный прогресс инфляционных пузырьков порождает обилие вселенных, и каждая из них порождает еще больше инфляционных пузырьков в огромном количестве Мультивселенных.
Теория белых и черных дыр
Тем не менее, существуют модели, которыми пытаются объяснить образование сингулярности до большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о гигантских мусоросборниках, они являются главными кандидатами первоначального сжатия, поэтому наша расширяющаяся Вселенная вполне может быть белой дырой — выходным отверстием черной дыры, и каждая черная дыра в нашей Вселенной может вмещать в себя отдельную вселенную.
Большой скачок
Другие ученые считают, что в основе формирования сингулярности лежит цикл под названием «большой скачок», в результате которого расширяющаяся вселенная в итоге коллапсирует сама в себя, порождая другую сингулярность, которая, опять же, порождает другой большой взрыв.
Этот процесс будет вечным, и все сингулярности и все схлопывания не будут представлять собой ничего другого, кроме как переход в другую фазу существования Вселенной.
Теория циклической Вселенной
Последнее объяснение, которое мы рассмотрим, использует идею циклической Вселенной, порожденной теорией струн. Она предполагает, что новая материя и потоки энергии появляются каждые триллионы лет, когда две мембраны или браны, лежащие за пределами наших измерений, сталкиваются между собой.
Что было до Большого взрыва? Вопрос остается открытым. Может быть, ничего. Может, другая Вселенная или другая версия нашей. Может, океан Вселенных, в каждой из которых — свой набор законов и констант, диктующих природу физической реальности.
Проблемы современных моделей рождения и эволюции Вселенной
Многие теории, касающиеся Вселенной в последнее время сталкиваются с проблемами, как теоретического, так и, что более важно, наблюдательного характера:
- Вопрос о форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, перед нами стоит проблема поиска трёхмерного пространственного сечения Вселенной, то есть такой фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной.
- Неизвестно, является ли Вселенная глобально пространственно плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах.
- Также неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна.
- Существуют предположения, что Вселенная изначально родилась вращающейся. Классическим представлением о зарождении является идея об изотропности Большого взрыва, то есть о распространении энергии одинаково во все стороны. Однако появилась и получила некоторое подтверждение конкурирующая гипотеза о наличии изначального момента вращения Вселенной.
Видео
Источник
6 невероятных научных теорий о нашем существовании
Вселенная – это удивительное место, и благодаря науке мы узнаем все больше невероятных вещей об ее устройстве.
Когда появляется одна из ниже представленных теорий о нашем существовании, многие из нас воспринимают их с известной долей скептицизма.
Но не стоит забывать, что их разрабатывали известные ученые, и, несмотря на безумные идеи, в них может быть доля правды.
1. Вселенная — это Матрица
Теория: Мы все живем в Матрице
В фильме «Матрица» главный герой, которого играет Кеану Ривз, узнает, что Вселенная, в которой он живет – всего лишь компьютерная программа, созданная огромным роботизированным интеллектом. Однако есть ученые, которые всерьез задумались над идеей того, что мы живем в настоящей Матрице.
Британский философ Ник Бостром (Nick Bostrom) пришел к выводу, что мы живем в очень сложной версии игры «The Sims». Идея состоит в том, что мы способны и склонны строить искусственную реальность, что доказывает постоянно растущая игровая индустрия.
Неизбежно в один прекрасный день, когда технологии нам позволят, мы создадим свою Матрицу. Она будет становиться все более реалистичной и сложной, пока в один день не создаст свою цивилизацию, которая в свою очередь построит свою Матрицу и так далее до бесконечности.
Позже физик Силас Бин (Silas Beane) из Университета Бонн в Германии предложил свою теорию. Согласно ей, если мы живем в компьютерной модели, то у нашей Вселенной должно быть «разрешение». Другими словами, должно быть ограничение того, насколько маленьким может быть объект, также как ничего не может быть меньше пикселя на экране компьютера.
Такое ограничение было найдено и названо пределом Грайзена-Зацепина-Кузьмина. Хотя на научном языке это звучит довольно сложно, считается, что это первое доказательство того, что мир вокруг нас состоит из искусственных битов, созданных другим интеллектом.
2. Двойники во Вселенной
Теория: Где-то существует ваш двойник
Если правы некоторые эксперты, то где-то во Вселенной существует ваш двойник. Согласно этому предположению, возможно только определенное количество сочетаний частиц.
Так, например если в комнате с детьми оставить наборы из 5 деталей LEGO, то кто-то обязательно построит одинаковые структуры. Точно также все в мире, включая людей, подобно структурам LEGO, сделанным из крошечных частиц.
Существует определенное количество сочетаний, и в огромной Вселенной все эти части неизбежно сойдутся снова в том же месте и создадут другую версию «Вас».
Однако вы вряд ли пересечетесь. Согласно расчетам, ваш двойник живет примерно от 10-ти до 10^28 метрах от вас.
Тем не менее, чем больше Вселенная, тем вероятнее, что где-то ходит еще один «Вы». Ученые не знают насколько большая Вселенная, но если окажется, что она бесконечна, то факт того, что у вас есть космический близнец, является совершенно определенным. В бесконечных масштабах, каждая структура, в конце концов, повторяется.
3. Вселенная и теория струн
Теория: Когда-то мы столкнемся с другой Вселенной
Согласно теории струн, вся Вселенная увязла в огромном 4-х мерном листе ткани, названой «брана». Более того, в космическом пространстве плавают другие «браны» за пределами нашей Вселенной. Другими словами, параллельные Вселенные. Ничто не регулирует их движение, и в один прекрасный момент они могут столкнуться.
Так физик Энтони Агирре (Anthony Aguirre) из Калифорнийского университета считает, что это похоже огромное зеркало, которое падает на нас с неба.
Физик из Университета Тафтс Алекс Виленкин (Alex Vilenkin) обнаружил следы столкновения нашей и другой Вселенной в какой-то момент истории.
Известно, что реликтовое излучение – слабый радиоактивный сигнал, который пронизывает всю Вселенную, является равномерным по всей Вселенной. Но в некоторых местах были найдены «горячие» и «холодные» места, что может быть свидетельством того, что другие Вселенные сталкивались с нашей.
4. Мир — квантовый компьютер
Теория: Наш мир — словно огромный компьютер
Существует еще одна теория, утверждающая, что наш мир это и есть компьютер. Согласно этому мнению, все звезды и планеты, галактики и черные дыры — это не что иное как схемы и процессоры на материнской плате.
В теории, предложенной профессором Влатко Ведрал (Vlatko Vedral)из Оксфорда, основным компонентом Вселенной является не материя и не энергия, а «бит» – самая крошечная единица информации, который используется в компьютере. По сути, один бит — это ответ «да» или «нет», «1» или «0», и компьютер использует крошечные переключатели для своих расчетов.
Субатомные частицы тоже представляют собой триллионы таких «битов». Каждый раз, когда частица входит в контакт с другой, происходит обмен битами информации.
Профессор Сет Ллойд (Seth Lloyd) из Массачусетского технологического института, также считает, что Вселенная представляет собой огромный квантовый компьютер, который произвел все, что мы видим и нас самих, запустив космическую программу.
5. Черные дыры
Теория: Мы живем в черной дыре
Как известно черные дыры – это настолько плотные объекты, что даже свет не может их покинуть. Согласно д-ру Никодему Поплавски (Dr. Nikodem Poplawski) из Университета Индианы, все материи, которые засасывает в черную дыру, могут превратится в новую Вселенную с другой стороны.
До сих пор ученые не знают, что происходит, если что-то оказывается в черной дыре. Согласно расчетам Поплавски, материя, проходящая через Черную дыру, подобна Большому Взрыву в другой реальности. Таким образом, Черная дыра может стать дверью в другой мир.
Другими словами черная дыра притягивает материю внутрь и сжимает ее, а «белая дыра» ее выжимает. Сжатие и расширение материи математически равноценно созданию Вселенной.
6. Теория Большого взрыва и остановка Вселенной
Теория: Вселенная может остановиться
С тех пор как произошел Большой взрыв 14 миллиардов лет назад, Вселенная расширялась. Однако вопреки здравому смыслу, скорость ее расширения стала увеличиваться.
До недавних пор, считалось, что все должно замедляться по мере того, как сила тяжести засасывает все галактики обратно друг к другу.
Многие физики высказывают теорию о «темной энергии» – невидимой антигравитации, которая отталкивает дальние галактики еще дальше. Однако согласно новой теории двух испанских университетов, Вселенная не ускоряется, а время на самом деле замедляется.
Если это на самом деле так, это может объяснить, почему кажется, будто дальние галактики ускоряются. Просто требуется долгое время для того, чтобы их свет достиг нас, и мы видим их в тот момент времени, когда они двигались быстрее, чем сейчас. Это также означает, что время продолжает замедляться, пока оно вовсе не остановится и не застынет на месте навсегда.
«Вселенная – это удивительное место, и благодаря науке мы узнаем все больше невероятных вещей об ее устройстве».
Да, да, наука вам расскажет ещё на такую дурь, которую вы называете «невероятной»! Только слушайте, развесив уши капая слюной изо разинутого рта… Этого ей и нужно!
Наш мир это очень простая, но очень интересная СИСТЕМА, оригинально устроенная всего на одном физическом всеобъемлющем Законе Природы, который уже тысячелетия ОТКРЫТО ДЛЯ ВСЕХ ЛЕЖИТ ПЕРЕД НОСОМ! Даже написан словами!
А современный, абсолютно безграмотный человек, просто ничего не хочет видеть и понимать… Он садится и выдумывает какую-то «матрицу», хотя и сам не понимает, как и из чего она должна быть устроена, чтобы миллиарды лет ХОТЯ БЫ … существовать! Уж не до большего!
Скажите, зачем вы собираете эти наукообразные сопли и ещё всласть смакуете из у всех на виду! У человечества ведь есть вся ИСТИННАЯ ИНФОРМАЦИЯ О НАШЕМ МИРЕ.
Источник