Veľký tresk patrí do kategórie teórií, ktoré sa pokúšajú plne sledovať históriu zrodu vesmíru, určiť počiatočné, súčasné a konečné procesy v jeho živote.

Bolo niečo pred vznikom vesmíru? Túto zásadnú, takmer metafyzickú otázku si kladú vedci dodnes. Vznik a vývoj vesmíru vždy bol a zostáva predmetom vášnivých diskusií, neuveriteľných hypotéz a vzájomne sa vylučujúcich teórií. Hlavné verzie pôvodu všetkého, čo nás obklopuje, podľa cirkevnej interpretácie predpokladali Boží zásah a vedecký svet podporil Aristotelovu hypotézu o statickej povahe vesmíru. Posledného modelu sa držal Newton, ktorý obhajoval bezhraničnosť a stálosť vesmíru, a Kant, ktorý túto teóriu rozvinul vo svojich prácach. V roku 1929 americký astronóm a kozmológ Edwin Hubble radikálne zmenil pohľad vedcov na svet.

Objavil nielen prítomnosť mnohých galaxií, ale aj expanziu vesmíru - nepretržité izotropné zväčšovanie veľkosti vesmíru, ktoré začalo v okamihu Veľkého tresku.

Komu vďačíme za objav Veľkého tresku?

Práca Alberta Einsteina na teórii relativity a jeho gravitačné rovnice umožnili de Sitterovi vytvoriť kozmologický model vesmíru. Na tento model bol naviazaný ďalší výskum. V roku 1923 Weil navrhol umiestniť v kozmického priestoru látka musí expandovať. Veľký význam pre rozvoj tejto teórie má práca vynikajúceho matematika a fyzika A. A. Friedmana. Ešte v roku 1922 povolil expanziu Vesmíru a urobil rozumné závery, že začiatok všetkej hmoty bol v jednom nekonečne hustom bode a vývoj všetkého bol daný Veľkým treskom. V roku 1929 Hubble publikoval svoje články vysvetľujúce podriadenie radiálnej rýchlosti vzdialenosti, táto práca sa neskôr stala známou ako „Hubbleov zákon“.

G. A. Gamow, opierajúc sa o Friedmanovu teóriu veľkého tresku, rozvinul myšlienku vysoká teplota pôvodná látka. Navrhol tiež prítomnosť kozmického žiarenia, ktoré nezmizlo s expanziou a ochladzovaním sveta. Vedec vykonal predbežné výpočty možnej teploty zvyškového žiarenia. Hodnota, ktorú predpokladal, bola v rozmedzí 1-10 K. Do roku 1950 urobil Gamow presnejšie výpočty a oznámil výsledok 3 K. V roku 1964 rádioastronómovia z Ameriky pri zlepšovaní antény eliminovaním všetkých možných signálov určili parametre kozmického žiarenia. Ukázalo sa, že jeho teplota sa rovná 3 K. Táto informácia sa stala najdôležitejším potvrdením Gamowovej práce a existencie kozmického mikrovlnného žiarenia pozadia. Následné merania kozmického pozadia, vykonané vo vesmíre, nakoniec dokázali presnosť výpočtov vedca. S mapou kozmického mikrovlnného žiarenia pozadia sa môžete zoznámiť na.

Moderné predstavy o teórii veľkého tresku: ako sa to stalo?

Jedným z nám známych modelov, ktorý komplexne vysvetľuje vznik a vývojové procesy Vesmíru, je teória veľkého tresku. Podľa dnes všeobecne akceptovanej verzie pôvodne existovala kozmologická singularita - stav nekonečnej hustoty a teploty. Fyzici vyvinuli teoretické odôvodnenie zrodu vesmíru z bodu, ktorý mal extrémny stupeň hustoty a teploty. Po Veľkom tresku začali priestor a hmota Kozmu prebiehať proces expanzie a stabilného ochladzovania. Podľa nedávnych štúdií bol začiatok vesmíru položený najmenej pred 13,7 miliardami rokov.

Počiatočné obdobia pri formovaní vesmíru

Prvý moment, ktorého rekonštrukcia je povolená fyzikálne teórie, je Planckova epocha, ktorej vznik sa stal možným 10-43 sekúnd po veľkom tresku. Teplota hmoty dosiahla 10 x 32 K a jej hustota bola 10 x 93 g/cm3. Počas tohto obdobia gravitácia získala nezávislosť, čím sa oddelila od základných interakcií. Kontinuálna expanzia a pokles teploty spôsobili fázový prechod elementárne častice.

Ďalšie obdobie, charakterizované exponenciálnym rozpínaním vesmíru, prišlo po ďalších 10-35 sekundách. Volalo sa to „kozmická inflácia“. Nastala náhla expanzia, mnohonásobne väčšia ako zvyčajne. Toto obdobie dalo odpoveď na otázku, prečo je teplota v rôznych bodoch vesmíru rovnaká? Po Veľkom tresku sa hmota ešte 10-35 sekúnd nerozptýlila po celom vesmíre, bola celkom kompaktná a nastolila sa v nej tepelná rovnováha, ktorú nenarušila inflačná expanzia. Obdobie poskytlo základný materiál – kvark-gluónovú plazmu, slúžiacu na tvorbu protónov a neutrónov. Tento proces nastal po ďalšom poklese teploty a nazýva sa „baryogenéza“. Vznik hmoty sprevádzal súčasný vznik antihmoty. Dve antagonistické látky anihilovali, stali sa žiarením, no prevládol počet obyčajných častíc, čo umožnilo vznik vesmíru.

Ďalší fázový prechod, ktorý nastal po znížení teploty, viedol k vzniku nám známych elementárnych častíc. Éra „nukleosyntézy“, ktorá prišla potom, bola poznačená kombináciou protónov do svetelných izotopov. Prvé vytvorené jadrá mali krátkodobý existencie, rozpadli sa v nevyhnutných zrážkach s inými časticami. Stabilnejšie prvky vznikli do troch minút po stvorení sveta.

Ďalším významným míľnikom bola dominancia gravitácie nad ostatnými dostupnými silami. 380 tisíc rokov po Veľkom tresku sa objavil atóm vodíka. Nárast vplyvu gravitácie znamenal koniec počiatočného obdobia formovania vesmíru a dal podnet k procesu vzniku prvých hviezdnych systémov.

Aj po takmer 14 miliardách rokov sa vesmír stále zachováva kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia. Jeho existencia v kombinácii s červeným posunom sa uvádza ako argument na potvrdenie platnosti teórie veľkého tresku.

Kozmologická singularita

Ak sa pomocou všeobecnej teórie relativity a faktu neustáleho rozpínania Vesmíru vrátime na začiatok času, potom sa veľkosť vesmíru bude rovnať nule. Počiatočný moment alebo veda ho nedokáže dostatočne presne opísať pomocou fyzikálnych znalostí. Použité rovnice nie sú vhodné pre taký malý objekt. Je potrebná symbióza, ktorá dokáže spájať kvantová mechanika a všeobecná teória relativity, ale tá, žiaľ, ešte nebola vytvorená.

Evolúcia vesmíru: čo ho čaká v budúcnosti?

Vedci zvažujú dva možné scenáre: expanzia vesmíru nikdy neskončí, alebo dosiahne kritický bod a začne sa opačný proces – kompresia. Táto základná voľba závisí od veľkosti stredná hustota látky obsiahnuté v jeho zložení. Ak je vypočítaná hodnota nižšia ako kritická hodnota, predpoveď je priaznivá, ak je vyššia, svet sa vráti do singulárneho stavu. Vedci momentálne nepoznajú presnú hodnotu opísaného parametra, a tak je vo vzduchu otázka budúcnosti Vesmíru.

Vzťah náboženstva k teórii veľkého tresku

Hlavné náboženstvá ľudstva: katolicizmus, pravoslávie, islam svojím spôsobom podporujú tento model stvorenia sveta. Liberálni predstavitelia týchto náboženských denominácií súhlasia s teóriou vzniku vesmíru v dôsledku nejakého nevysvetliteľného zásahu, definovaného ako Veľký tresk.

Názov teórie, ktorý je známy celému svetu - „Veľký tresk“ - dal nevedomky odporca verzie expanzie vesmíru od Hoyla. Takýto nápad považoval za „úplne nevyhovujúci“. Po zverejnení jeho tematických prednášok sa zaujímavý termín okamžite chytil medzi verejnosťou.

Dôvody, ktoré spôsobili Veľký tresk, nie sú s určitosťou známe. Podľa jednej z mnohých verzií, patriacej A. Yu Glushkovi, bola pôvodná hmota stlačená do hrotu čierna hyperdiera a príčinou výbuchu bol kontakt dvoch takýchto predmetov pozostávajúcich z častíc a antičastíc. Počas anihilácie hmota čiastočne prežila a dala vzniknúť nášmu Vesmíru.

Inžinieri Penzias a Wilson, ktorí objavili kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia vesmíru, dostali Nobelove ceny vo fyzike.

Teplota žiarenia kozmického mikrovlnného pozadia bola spočiatku veľmi vysoká. Po niekoľkých miliónoch rokov sa ukázalo, že tento parameter je v medziach, ktoré zabezpečujú vznik života. Do tohto obdobia sa však vytvoril len malý počet planét.

Astronomické pozorovania a výskumy pomáhajú nájsť odpovede na najdôležitejšie otázky ľudstva: „Ako sa to všetko objavilo a čo nás čaká v budúcnosti? Napriek tomu, že nie všetky problémy boli vyriešené a hlavná príčina vzniku vesmíru nemá striktné a harmonické vysvetlenie, teória veľkého tresku získala dostatočné množstvo potvrdení, ktoré z nej robia hlavný a prijateľný model vznik vesmíru.

Hovorí sa, že čas je najzáhadnejšia záležitosť. Akokoľvek sa človek snaží pochopiť jej zákonitosti a naučiť sa ich ovládať, vždy sa dostane do problémov. Urobíme posledný krok k vyriešeniu veľkej záhady a vzhľadom na to, že ju už máme prakticky vo vrecku, sme vždy presvedčení, že je stále rovnako nepolapiteľná. Človek je však tvor zvedavý a hľadanie odpovedí na večné otázky sa pre mnohých stáva zmyslom života.

Jedným z týchto tajomstiev bolo stvorenie sveta. Stúpenci „Teórie veľkého tresku“, ktorá logicky vysvetľuje vznik života na Zemi, sa začali pýtať, čo sa stalo pred Veľkým treskom a či vôbec niečo bolo. Téma na výskum je plodná a výsledky môžu byť zaujímavé pre širokú verejnosť.

Všetko na svete má minulosť – Slnko, Zem, Vesmír, ale odkiaľ sa vzala všetka táto rozmanitosť a čo predchádzalo?

Je sotva možné dať jednoznačnú odpoveď, ale je celkom možné predkladať hypotézy a hľadať pre ne dôkazy. Pri hľadaní pravdy výskumníci nedostali jednu, ale hneď niekoľko odpovedí na otázku „čo sa stalo pred Veľkým treskom? Najpopulárnejší z nich znie trochu odradzujúco a dosť odvážne – Nič. Je možné, že všetko, čo existuje, vzniklo z ničoho? Že Nič zrodilo všetko, čo existuje?

To sa vlastne nedá nazvať absolútnou prázdnotou a dejú sa tam ešte nejaké procesy? Všetko sa zrodilo z ničoho? Ničota je úplná absencia nielen hmoty, molekúl a atómov, ale dokonca aj času a priestoru. Bohatá pôda pre činnosť spisovateľov sci-fi!

Názory vedcov na éru pred Veľkým treskom

Nič sa však nedá dotknúť, neplatia preň bežné zákony, čo znamená, že buď špekulujete a budujete teórie, alebo sa snažíte vytvoriť podmienky blízke tým, ktoré viedli k Veľkému tresku a uistiť sa, že vaše predpoklady sú správne. V špeciálnych komorách, z ktorých sa odstraňovali častice hmoty, sa znižovala teplota, čím sa približovala kozmickým podmienkam. Výsledky pozorovania poskytli nepriame potvrdenie vedeckých teórií: Vedci skúmali prostredie, v ktorom by teoreticky mohol nastať Veľký tresk, ale nazvať toto prostredie „Nič“ sa ukázalo ako nie úplne správne. Minivýbuchy, ktoré nastanú, by mohli viesť k väčšej explózii, ktorá zrodila vesmír.

Teórie vesmírov pred Veľkým treskom

Prívrženci inej teórie tvrdia, že pred Veľkým treskom existovali ďalšie dva vesmíry, ktoré sa vyvíjali podľa vlastných zákonov. Čo presne boli, je ťažké odpovedať, ale podľa predloženej teórie Veľký tresk nastal v dôsledku ich kolízie a viedol k úplnému zničeniu predchádzajúcich vesmírov a zároveň k zrodeniu nášho, ktorý dnes existuje.

Teória „stlačenia“ hovorí, že vesmír existuje a vždy existoval iba v podmienkach jeho vývoja, ktoré vedú k zániku života v jednom regióne a vzniku v inom. Život zmizne v dôsledku „kolapsu“ a objaví sa po výbuchu. Bez ohľadu na to, ako paradoxne to môže znieť. Táto hypotéza má veľké množstvo priaznivcov.

Existuje ďalší predpoklad: v dôsledku Veľkého tresku vznikol nový vesmír z ničoty a nafúkol sa ako mydlová bublina do gigantických rozmerov. V tom čase z nej vyrástli „bubliny“, z ktorých sa neskôr stali ďalšie galaxie a vesmíry.

teória" prirodzený výber“ naznačuje to hovoríme o o „prirodzenom kozmickom výbere“, ako o tom hovoril Darwin, len vo väčšom meradle. Náš vesmír mal svojho vlastného predka a on zase mal svojho vlastného predka. Podľa tejto teórie náš vesmír vytvorila čierna diera. a sú predmetom veľkého záujmu vedcov. Podľa tejto teórie sú na to, aby sa objavil nový vesmír, potrebné „reprodukčné“ mechanizmy. Takýmto mechanizmom sa stáva Čierna diera.

Alebo možno majú pravdu tí, ktorí veria, že ako náš vesmír rastie a vyvíja sa, smeruje k Veľkému tresku, ktorý bude začiatkom nového vesmíru. To znamená, že kedysi dávno neznámy a, žiaľ, zmiznutý vesmír sa stal predchodcom nášho nového vesmíru. Cyklický charakter tohto systému vyzerá logicky a táto teória má mnoho prívržencov.

Ťažko povedať, do akej miery sa nasledovníci tej či onej hypotézy priblížili k pravde. Každý si vyberá to, čo je mu bližšie v duchu a chápaní. Náboženský svet dáva svoje vlastné odpovede na všetky otázky a stavia obraz stvorenia sveta do božského rámca. Ateisti hľadajú odpovede, snažia sa prísť veci na koreň a dotknúť sa vlastných rúk práve tejto podstaty. Možno sa čudovať, čo spôsobilo takú vytrvalosť pri hľadaní odpovede na otázku, čo sa stalo pred Veľkým treskom, pretože čerpať praktický úžitok z tohto poznania je dosť problematické: človek sa nestane vládcom vesmíru, podľa jeho slovo a túžba, nové hviezdy sa nerozsvietia a existujúce nezhasnú. Zaujímavé je však to, čo nebolo preskúmané! Ľudstvo sa snaží vyriešiť záhady a ktovie, možno sa skôr či neskôr dostanú do ľudských rúk. Ako však využije tieto tajné znalosti?

Ilustrácie: KLAUS BACHMANN, časopis GEO

(25 hlasy, priemer: 4,84 z 5)

„Najskôr došlo k výbuchu. Nie ten druh výbuchu, ktorý je nám na Zemi známy a ktorý začína z určitého stredu a potom sa šíri, zachytávajúc stále viac a viac priestoru, ale výbuch, ku ktorému dochádzalo súčasne všade a naplnil celý priestor od samého začiatku, každou časticou hmoty. rútiac sa preč od všetkých ostatných častíc." S. Weinberg. Prvé tri minúty.

Moderný pohľad na vznik vesmíru

Autor: moderné nápady Vesmír, ktorý teraz pozorujeme, vznikol pred 13,77 ± 0,059 miliardami rokov z nejakého počiatočného singulárneho stavu a odvtedy sa neustále rozširuje a ochladzuje. Tento moment je považovaný za moment zrodu Vesmíru, a preto je často braný ako začiatok času.

Objav rozpínajúceho sa vesmíru bol jednou z významných intelektuálnych revolúcií 20. storočia. Teraz sa môžeme len čudovať, že takýto nápad neprišiel skôr. Isaac Newton a ďalší vedci si mali uvedomiť, že štatistický vesmír sa čoskoro začne zmenšovať vplyvom gravitácie. Viera v statický vesmír bola navyše taká veľká, že existovala v mysli vedcov aj na začiatku 20. storočia. Dokonca aj Einstein, keď rozvíjal všeobecnú teóriu relativity, bol presvedčený o statickej povahe sveta.

Veľký tresk a recesia galaxií boli dokázané vďaka takému javu, akým je Dopplerov jav. Po prijatí sovietskeho matematika Alexandra Friedmana všeobecné riešenie Einsteinovými rovnicami aplikovanými na popis celého vesmíru sa zistilo, že vesmír sa v priebehu času mení. Hviezdne systémy nemôžu zostať v konštantnej vzdialenosti od seba a musia sa buď priblížiť, alebo vzdialiť.

Z toho vyplýva, že Vesmír sa musí rozpínať alebo naopak sťahovať do pôvodného stavu. Najmä Friedman predpovedal potrebu existencie „singulárneho stavu“, a teda potrebu dôvodu, ktorý podnietil expanziu superhustej hmoty. To znamená, že v dávnej minulosti vesmír nebol ako ten, ktorý pozorujeme dnes. Predtým neboli žiadne oddelené nebeských telies, žiadne systémy. Svet bol takmer homogénny, veľmi hustý a rýchlo sa rozširoval. Až oveľa neskôr sa z tejto záležitosti objavili hviezdy. Toto sa stalo teoretickým objavom explodujúceho vesmíru.

Neskôr astronóm Edminus Hubble túto teóriu potvrdil štúdiom spektier galaxií. Hviezdne systémy a galaxie sú štruktúrnymi jednotkami vesmíru. Sú pozorované z veľkých vzdialeností, a preto sa štúdium ich pohybov stalo základom pre štúdium kinematiky Vesmíru. Rýchlosť vzďaľujúcich sa a približujúcich sa objektov je možné merať pomocou takzvaného Dopplerovho javu, podľa ktorého je vlnová dĺžka približujúceho sa svetelného zdroja kratšia ako u vzďaľujúceho sa. To znamená, že farba prvého zdroja sa posunie na koniec fialového spektra a druhý - na červenú.

Štúdiom svetla veľmi vzdialených telies astronómovia zistili, že čiary ich spektier sú posunuté smerom k červenému okraju. Dlhé štúdium spektier galaxií ukázalo, že takmer všetky hviezdne systémy sa od nás vzďaľujú a čím ďalej, tým rýchlejšie. Tento objav bol šokom pre mnohých vedcov, ktorí verili, že všetky galaxie sa pohybujú chaoticky a počet vzďaľujúcich sa a približujúcich sa kôp galaxií je približne rovnaký. Neskôr astrofyzici zistili, že sa nerozptyľujú hviezdy a galaxie, ale samotné zhluky galaxií.

Navyše, odstránenie galaxií v Dopplerovej interpretácii červeného posunu nie je jediným dôkazom Veľkého tresku. Nezávislé potvrdenie poskytuje kozmické žiarenie pozadia čierneho telesa – neustále slabé pozadie rádiových vĺn, ktoré k nám prichádzajú z vesmíru zo všetkých smerov. V roku 1940 fyzik George Gamow predložil teóriu o horúcom vesmíre, podľa ktorej na samom začiatku expanzie vesmíru bola teplota hmoty veľmi vysoká a s expanziou klesala. Ďalším záverom teórie bolo, že v dnešnom vesmíre by mal byť slabý elektromagnetického žiarenia, ktorý zostal z éry vysokej hustoty a teploty hmoty. Ako sa vesmír vyvíjal, ochladzoval sa, až sa žiarenie stalo slabým zvyškom. A dnes je intenzita tohto reliktného žiarenia rovnaká, ako by sa v našej dobe dalo očakávať od citeľne oslabeného Veľkého tresku.

Brian Greene vo svojej knihe The Fabric of the Cosmos poznamenáva, že je nesprávne považovať Veľký tresk za teóriu pôvodu vesmíru. Veľký tresk je teória, ktorá mapuje vývoj kozmu od zlomku sekundy po tom, čo sa stalo niečo, čo spôsobilo existenciu vesmíru. Táto teória nehovorí, čo explodovalo, čo spôsobilo singularitu, ani hmotu a energiu.

V dôsledku vývoja teórie veľkého tresku vedci identifikovali bod, v ktorom sa začala expanzia pozorovateľného vesmíru - kozmologická singularita. V tomto momente je porušený matematicky správny popis geometrie priestoru a času. Samotný pojem „singularita“ možno nazvať znakom, pretože počiatočný stav hmoty sa vyznačoval úplne výnimočnými hustotami hmoty a energie smerujúcimi k nekonečnu. Niekedy sa singularita nazýva „primárna ohnivá guľa“, v ktorej nemôže existovať žiadna z dnes pozorovaných štruktúr, ani galaxie, ani hviezdy. Dokonca aj atómy bolo potrebné pôsobením rozdeliť na časti vysoký tlak a teplotu.

Čo sa deje v oblasti singularity nie je známe, ale je logicky jasné, že sa tam porušuje mnoho zákonov relativity a kvantovej fyziky.

S vedomím, že história nášho vesmíru začala od určitého singulárneho stavu, stojí za to položiť si otázku, čo spôsobilo jeho expanziu. Enormný tlak na začiatku nemôže spôsobiť vysokú rýchlosť expanzie látky, pretože v dôsledku homogenity počiatočného štádia miznú tlakové straty, ktoré môžu vytvárať silu vedúcu k expanzii. Okrem toho vysoký tlak zvyšuje gravitačné sily a spomaľuje expanziu vesmíru. Existujú však vlastnosti vákua, ktoré majú v niektorých prípadoch pozitívnu hustotu energie, hustotu hmoty, podtlak alebo napätie. To vedie k tomu, že kozmologická konštanta, hodnota charakterizujúca vlastnosti vákua, sa môže ukázať ako taká veľká, že jej gravitačný účinok zatieni gravitáciu bežnej fyzickej hmoty a povedie k „tlaku“, z ktorého expanduje Vesmír sa začal. Na základe vyššie uvedeného stojí za zmienku, že proces Veľkého tresku nemožno porovnávať s výbuchom granátu, keď sa častice a atómy rodia a sú rozptýlené vo vesmíre, ako sú úlomky a plyny. Táto analógia je úplne nesprávna a nevysvetľuje, ako vznikol priestor a čas. V prípade bomby je sila, ktorá podporuje rozptyl častíc, spôsobená tlakovým gradientom vo vnútri hmoty, ale vo Vesmíre je hmota homogénna a tlakové gradienty neexistujú. Kvôli veľká veľkosť podtlak, mení sa znamienko zdroja a vzniká antigravitácia, ktorá vedie k rozpínavosti sveta. To je presne príčina Veľkého tresku.

Je dôležité pochopiť, že rozpínanie vesmíru nemá vplyv na veľkosť objektov – hviezd, galaxií a hmlovín (obr. 1).

Je to spôsobené tým gravitačné sily, ktoré držia galaxie. Ak by sa všetko voľne rozširovalo, tak my sami, obr

naše domy a planéty by sa rozširovali úmerne s rozširovaním vesmíru a nezaznamenali by sme žiadny rozdiel.

Vedci zvyčajne kombinujú teóriu veľkého tresku a model horúceho vesmíru, ale tieto koncepty sú nezávislé a historicky existoval aj koncept studeného počiatočného vesmíru blízko Veľkého tresku. Dnes bola teória horúceho skorého vesmíru dokázaná prítomnosťou kozmického mikrovlnného žiarenia pozadia.

Astronómovia objavili ďalšie dôkazy spájajúce Veľký tresk s horúcim skorým vesmírom. Približne do jednej minúty po výbuchu sa teplota mladý svet bola vyššia ako v jadre ktorejkoľvek hviezdy. Vesmír fungoval ako fúzny reaktor, ale reakcie sa zastavili, keď sa vesmír ochladil a roztiahol. Okrem toho pozostával z vodíka a hélia s malými nečistotami lítia. Výpočty sú v dobrej zhode s hmotnosťami hélia a vodíka, ktoré pozorujeme v našej dobe.

Tajomstvo vzniku vesmíru sa však dlho skrývalo za záhadou kozmickej singularity, v 60. rokoch minulého storočia. Začali sa objavovať ďalšie scenáre vzniku Sveta.

v odbore Koncepcie moderných prírodných vied

„Pôvod vesmíru. Koncept veľkého tresku. Vlastnosti megasveta"

1. Úvod

2. Pôvod vesmíru - teória „veľkého tresku“.

3. Všeobecné charakteristiky megasvet

4. Vlastnosti megasveta

Záver

Referencie

Úvod

Ľudstvo vždy zaujímalo všetko, čo je zahalené rúškom tajomstva a najväčšou nádobou neznáma je Vesmír. Vesmír je celý existujúci hmotný svet, neobmedzený v čase a priestore a nekonečne rôznorodý vo formách, ktoré hmota naberá v procese svojho vývoja. A, prirodzene, vždy bolo zaujímavé vedieť, kde to všetko začalo? Hľadanie odpovede na túto otázku je v našej dobe stále aktuálne a problém evolúcie vesmíru zaujíma ústredné miesto v prírodných vedách. V súlade s tým sa objavilo mnoho rôznych konceptov, ktoré sa snažia tento jav vysvetliť.

S využitím výdobytkov rôznych vied, ako fyzika, matematika, filozofia, vznikli nová veda- kozmológia. Ide o súbor nahromadených teoretických princípov o štruktúre hmoty a štruktúre vesmíru, ako celku, tak aj ako jednotlivca. vedecké poznatky pokryté astronomickými pozorovaniami sveta ako súčasti vesmíru. Predmetom kozmológie je celý megasvet okolo nás a úlohou je popísať najvšeobecnejšie vlastnosti, štruktúru a vývoj vesmíru. V modernej dobe sa mimochodom zrodila kozmogónia – veda o vzniku a vývoji kozmických telies a ich sústav.

Moderná astronómia objavila nielen grandiózny svet galaxií, ale objavila aj jedinečné javy: expanziu Metagalaxie, kozmické šírenie chemické prvky, kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia, čo naznačuje, že vesmír sa neustále vyvíja.

Vývoj štruktúry vesmíru je spojený so vznikom zhlukov galaxií, oddeľovaním a formovaním hviezd a galaxií a vytváraním planét a ich satelitov. Samotný vesmír vznikol približne pred 20 miliardami rokov z nejakej hustej a horúcej protohmoty. Existuje názor, že od samého začiatku sa protohmota začala rozpínať obrovskou rýchlosťou. V počiatočnom štádiu sa táto hustá látka rozptýlila všetkými smermi a bola homogénnou vriacou zmesou nestabilných častíc, ktoré sa pri zrážke neustále rozpadali. Celá táto hmota rozptýlená vo vesmíre, ochladzujúca sa a interagujúca v priebehu miliónov rokov, sa koncentrovala do veľkých a malých plynových útvarov, ktoré sa v priebehu stoviek miliónov rokov približovaním a spájaním zmenili na obrovské komplexy. V týchto komplexoch zasa vznikali hustejšie oblasti – následne tam vznikali hviezdy a dokonca celé galaxie.

V dôsledku gravitačnej nestability sa v rôznych zónach vytvorených galaxií môžu vytvárať husté „protostelárne formácie“ s hmotnosťou blízkou hmotnosti Slnka. Proces kompresie, ktorý sa začal, sa pod vplyvom vlastného gravitačného poľa zrýchli. Tento proces sprevádza voľný pád častíc oblaku smerom k jeho stredu – dochádza ku gravitačnej kompresii. V strede oblaku sa vytvára zhutnenie pozostávajúce z molekulárneho vodíka a hélia. Zvýšenie hustoty a teploty v strede vedie k rozpadu molekúl na atómy, ionizácii atómov a vytvoreniu hustého jadra protohviezdy.

Existuje hypotéza o cyklickom stave vesmíru. Keď sa vesmír raz vynoril zo superhustého zhluku hmoty, mohol už vo svojom prvom cykle v sebe zrodiť miliardy hviezdnych systémov a planét. A potom sa Vesmír začne usilovať o dosiahnutie stavu, z ktorého sa začala história cyklu. Nakoniec sa hmota Vesmíru vráti do pôvodného superhustého stavu a zničí všetok život, ktorý sa jej dostal do cesty. A toto sa opakuje zakaždým, v každom cykle na večnosť.

Pôvod vesmíru - teória veľkého tresku

Samotný vesmír vznikol približne pred 20 miliardami rokov z nejakej hustej a horúcej protohmoty. Dnes môžeme len hádať, aká bola táto látka, ktorá zrodila vesmír, ako vznikla, aké zákony dodržiavala a aké procesy ju viedli k expanzii. Existuje názor, že od samého začiatku sa protohmota začala rozpínať obrovskou rýchlosťou.

V počiatočnom štádiu sa táto hustá látka rozptýlila všetkými smermi a bola homogénnou vriacou zmesou nestabilných častíc, ktoré sa neustále rozpadali počas zrážok. Celá táto hmota rozptýlená vo vesmíre, ochladzujúca sa a interagujúca v priebehu miliónov rokov, sa koncentrovala do veľkých a malých plynových útvarov, ktoré sa v priebehu stoviek miliónov rokov približovaním a spájaním zmenili na obrovské komplexy. V nich zasa vznikli hustejšie oblasti – následne sa tam vytvorili hviezdy a dokonca celé galaxie.

Je vesmír konečný alebo nekonečný, aká je jeho geometria - tieto a mnohé ďalšie otázky súvisia s vývojom vesmíru, najmä s pozorovanou expanziou. Ak, ako sa v súčasnosti verí, rýchlosť „expanzie“ galaxií sa zvýši o 75 km/s na každý milión parsekov, potom extrapolácia do minulosti vedie k úžasnému výsledku: približne pred 10 až 20 miliardami rokov bol celý vesmír sústredené na veľmi malom území. Mnoho vedcov verí, že v tom čase bola hustota vesmíru rovnaká ako hustota vesmíru atómové jadro: Vesmír bol jedna obrovská „jadrová kvapka“. Z nejakého dôvodu sa táto „kvapka“ stala nestabilnou a explodovala. Teraz pozorujeme dôsledky tohto výbuchu ako sústavy galaxií. Model horúceho explodujúceho vesmíru bol vyvinutý Friedmanovým študentom J. Gamowom koncom 40. rokov, čím vznikla takzvaná teória veľkého tresku, ale táto teória sa rozšírila až v polovici 60. rokov.

Pýtať sa na to, čo sa stalo pred Veľkým treskom a čo je za týmto rozširujúcim sa svetom, je zbytočné. Vesmír je podľa teórie veľkého tresku obmedzený v priestore a čase, aspoň z minulosti. Tento ťažko pochopiteľný obraz vyplýval z Friedmanových vzorcov. Čoskoro však americký astronóm E. Hubble potvrdil skutočnosť rozpínania vesmíru okolo nás meraním rýchlosti tohto javu. Vďaka tomu bolo možné merať životnosť vesmíru - približne 15-20 miliárd rokov.

Pred výbuchom neexistovala žiadna hmota, žiadny čas, žiadny priestor. Udalosti v prvej sekunde nabrali rýchly spád. Najprv vzniklo žiarenie (fotóny), potom častice a látky (kvarky a antikvarky). Počas tej istej sekundy z nich vznikli protóny, antiprotóny a neutróny. Keď sa zrazí protón a antiprotón, o ktorých je známe, že majú opačné náboje, dôjde k anihilačnej reakcii, počas ktorej obe častice zmiznú a zanechajú za sebou žiarenie (fotóny). Tieto reakcie sa stali pomerne častými, pretože hmota „novorodeného“ vesmíru bola veľmi hustá - častice sa navzájom neustále zrážali. Vesmíru dominovalo žiarenie.

Na konci prvej sekundy, keď teplota klesla na 10 miliárd stupňov, sa vytvorili nové častice vrátane elektrónu a jeho antičastice, pozitrónu. V tom čase už väčšina častíc anihilovala. Stalo sa, že počet častíc bol o nepatrný zlomok percenta väčší ako počet antičastíc (tento fakt ešte nebol vysvetlený), v dôsledku čoho sa náš vesmír skladá z hmoty, a nie z antihmoty.

Do tretej minúty vytvorila štvrtina všetkých protónov a neutrónov jadrá hélia. Po niekoľkých stovkách rokov sa neustále sa rozširujúci vesmír ochladil natoľko, že protóny a jadrá hélia mohli držať elektróny v ich blízkosti. Takto vznikli atómy hélia a vodíka. Žiarenie, ktoré neobsahovali voľnejšie elektróny, sa teraz mohlo šíriť na obrovské vzdialenosti. Vo výrazne „ochladenom“ (viac ako 15 miliárd rokov) vesmíre môžeme v našej dobe počuť „ozveny“ tohto žiarenia – ide o mikrovlnné žiarenie, ktoré rovnomerne prichádza zo všetkých strán a zodpovedá žiareniu telesa zahriateho len na 3. K. Prijíma sa nazývané reliktné žiarenie. Jeho objavenie a existencia potvrdzujú teóriu veľkého tresku.

Ako sa Vesmír rozpínal, začali sa vytvárať oblasti akumulácie hmoty a tiež oblasti, kde takmer žiadna hmota nebola. vplyvom gravitácie tieto hustoty rástli a na ich mieste sa začali vytvárať galaxie, kopy a nadkopy galaxií.

Doplnené teóriou jadrové reakcie v látke, ktorá sa pri expanzii ochladzuje, teória „veľkého tresku“ umožnila vypočítať relatívne koncentrácie vodíka, deutéria a ťažších chemických prvkov v prírode.

Koncom 20. stor. Táto teória sa v kozmológii stala takmer všeobecne akceptovanou.

Všeobecná charakteristika megasveta

Moderná veda považuje megasvet za interagujúci a rozvíjajúci sa systém nebeských telies.

Medzi megasvetom a makrosvetom nie je jasná hranica. Zvyčajne sa predpokladá, že začína so vzdialenosťami okolo m a hmotnosťou kg.

Keďže sa megasvet zaoberá veľkými vzdialenosťami, na ich meranie boli zavedené špeciálne jednotky: astronomická jednotka, svetelný rok a parsek.

Astronomická jednotka je priemerná vzdialenosť od Zeme k Slnku, ktorá sa rovná 1,5 m.

Svetelný rok je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jeden rok, konkrétne 9,46 m.

Parsek (sekunda paralaxy) je vzdialenosť, pri ktorej sa ročná paralaxa zemskej obežnej dráhy (t. j. uhol, pod ktorým je viditeľná hlavná poloos zemskej obežnej dráhy, umiestnená kolmo na zornú čiaru) rovná jednej sekunde. Táto vzdialenosť sa rovná 206265 AU. = 3,08 = 3,26 s.g.

Nebeské telesá v celom vesmíre tvoria systémy rôznej zložitosti. Všetky existujúce galaxie sú zahrnuté v systéme vysoký poriadok- Metagalaxia. Rozmery Metagalaxy sú veľmi veľké: polomer kozmologického horizontu je 15-20 miliárd svetelných rokov. d. Pojmy „vesmír“ a „metagalaxia“ sú veľmi blízke pojmy: charakterizujú ten istý objekt, ale v rôznych aspektoch. Pojem „vesmír“ znamená celý existujúci hmotný svet; pojem „metagalaxia“ je ten istý svet, ale z hľadiska jeho štruktúry - ako usporiadaný systém galaxií. Metagalaxia je súbor hviezdnych systémov - galaxií a jej štruktúra je určená ich rozložením v priestore naplnenom extrémne riedkym medzigalaktickým plynom a preniknutým medzigalaktickými lúčmi. Podľa moderných koncepcií je metagalaxia charakterizovaná bunkovou (sieťovitou, poréznou) štruktúrou. Vek Metagalaxie je blízky veku Vesmíru, keďže k formovaniu štruktúry dochádza v období po oddelení hmoty a žiarenia. Podľa moderných údajov sa vek Metagalaxy odhaduje na 15 miliárd rokov.

Galaxia je obrovský systém pozostávajúci zo zhlukov hviezd a hmlovín, ktoré tvoria pomerne zložitú konfiguráciu vo vesmíre.

Na základe ich tvaru sa galaxie bežne delia na tri typy: eliptické, špirálové a nepravidelné.

V súčasnej fáze vývoja vesmíru je hmota v ňom prevažne v hviezdnom stave. 97 % hmoty v našej Galaxii je sústredených vo hviezdach, čo sú obrovské plazmové útvary rôznych veľkostí, teplôt a s rôznymi charakteristikami pohybu. Mnohé, ak nie väčšina, iných galaxií má „hviezdnu hmotu“, ktorá tvorí viac ako 99,9 % ich hmoty. Vek hviezd sa pohybuje v pomerne širokom rozmedzí hodnôt: od 15 miliárd rokov, čo zodpovedá veku vesmíru, až po státisíce - najmladšie. Existujú hviezdy, ktoré v súčasnosti vznikajú a sú v protohviezdnom štádiu, t.j. ešte sa nestali skutočnými hviezdami. V poslednom štádiu vývoja sa hviezdy menia na inertné („mŕtve“) hviezdy. Hviezdy neexistujú izolovane, ale tvoria systémy.

Slnečná sústava je skupina nebeských telies, ktoré sa veľmi líšia veľkosťou a fyzickou štruktúrou. Do tejto skupiny patria: Slnko, deväť veľkých planét, desiatky planetárnych satelitov, tisíce malých planét (asteroidov), stovky komét a nespočetné množstvo meteoritov, pohybujúcich sa v rojoch aj vo forme jednotlivých častíc. Všetky tieto telesá sú spojené do jedného systému vďaka gravitačnej sile centrálneho telesa – Slnka. Slnečná sústava je usporiadaná sústava, ktorá má svoje štrukturálne zákony. Jednotný charakter slnečnej sústavy sa prejavuje v tom, že všetky planéty obiehajú okolo Slnka rovnakým smerom a takmer v rovnakej rovine. Slnko, planéty, satelity planét rotujú okolo svojich osí v rovnakom smere, v akom sa pohybujú po svojich trajektóriách. Štruktúra slnečnej sústavy je tiež prirodzená: každá nasledujúca planéta je približne dvakrát tak vzdialená od Slnka ako predchádzajúca.

Prvé teórie o vzniku slnečnej sústavy predložili nemecký filozof I. Kant a francúzsky matematik P. S. Laplace. Podľa tejto hypotézy systém planét okolo Slnka vznikol ako výsledok príťažlivých a odpudzujúcich síl medzi časticami rozptýlenej hmoty (hmlovinami) v rotačnom pohybe okolo Slnka.

Vlastnosti megasveta

Prvé astronomické poznatky získali myslitelia starovekého východu – Egypt, Babylonia, India, Čína. Astronómovia staroveký svet naučil sa predpovedať začiatok zatmenia, sledoval pohyby planét. Tieto astronomické poznatky sa nahromadili v 7. – 6. storočí. pred Kristom, ktorý si požičali starí Gréci.

V 6. storočí pred Kr. Vedec a filozof starovekého Grécka, Aristoteles, v skutočnosti predložil myšlienku geocentrickej štruktúry vesmíru. Aristoteles veril, že Zem a všetky nebeské telesá sú guľovité, že Zem je pevným stredom vesmíru, okolo ktorého sa točia všetky nebeské telesá. Vesmír má podľa Aristotela konečnú veľkosť, je akoby uzavretý sférou hviezd. Po Aristotelovi v 3. storočí pred Kr. Grécky astronóm Aristarchos zo Samosu predložil myšlienku, že Zem sa točí okolo Slnka, že vzdialenosť od Zeme k Slnku sa rovná 600 priemerom Zeme. Žiaľ, súčasníci mu nerozumeli a jeho nápad neprijali. V 2. storočí pred Kr. Nakoniec sa vytvoril geocentrický systém sveta. Alexandrijský astronóm Ptolemaios zovšeobecnil myšlienky, ktoré existovali pred ním, a navrhol svoj vlastný model vesmíru. Okolo guľovej a nehybnej Zeme sa podľa Ptolemaia pohybuje Mesiac, Merkúr, Venuša, Slnko, Mars, Jupiter, Saturn a obloha stálic. Každá z planét má podľa Ptolemaia stred svojho pohybu nie Zem, ale určitý bod. Tento bod sa zase pohybuje po kruhu, v strede ktorého je Zem.

Heliocentrický systém sveta je spojený s menom poľského vedca Mikuláša Koperníka (XV. storočie). Oživil hypotézu Aristarcha zo Samosu o štruktúre sveta: Zem ustúpila stredu Slnka a ukázala sa ako tretia medzi planétami rotujúcimi po kruhových dráhach. Vedec zároveň veril, že hviezdy sú nehybné, vesmír je obmedzený sférou nehybných hviezd.

Myšlienku nekonečnosti vesmíru rozvinul Giordano Bruno (16. storočie). Podľa Bruna je Slnko hviezda, takýchto hviezd je nekonečne veľa, planéty sa točia okolo hviezd, ako Zem, ktorá sa točí okolo Slnka. Bruno navrhol, že Slnko aj hviezdy sa otáčajú okolo svojich osí a v slnečnej sústave sú okrem známych planét aj ďalšie, ktoré ešte neboli objavené.

S vynálezom ďalekohľadu urobil Galileo Galilei v prvej polovici 17. storočia vynikajúce objavy, ktoré potvrdili Kopernikove a Brunove dohady. Galileo dospel k záveru, že rotácia je vlastná nielen Zemi, ale aj iným nebeským telesám. Súčasne s Galileom urobil vynikajúce objavy v astronómii Johannes Kepler, ktorý sformuloval zákony pohybu telies v slnečnej sústave.

Úlohou modernej astronómie nie je len vysvetliť údaje z astronomických pozorovaní, ale aj študovať vývoj vesmíru. Tieto otázky rieši kozmológia. Pri štúdiu vesmíru nie je možné vykonať empirické overenie výsledkov výskumu, preto sa závery kozmológie nazývajú nie zákony, ale modely vzniku a vývoja vesmíru. Model je diagram určitého fragmentu prírodnej alebo sociálnej reality, jej možné vysvetlenie. V procese vedeckého vývoja je starý model nahradený novým modelom. Moderná kozmológia je založená na evolučnom prístupe k vzniku a vývoju vesmíru, v súlade s ktorým bol vyvinutý model rozpínajúceho sa vesmíru.

Kľúčovým predpokladom pre vytvorenie modelu vyvíjajúceho sa rozpínajúceho sa vesmíru bola všeobecná teória relativity A. Einsteina. Predmetom teórie relativity sú fyzikálne udalosti. Fyzikálne udalosti sú charakterizované pojmami priestor, čas, hmota, pohyb, ktoré sa v teórii relativity zvažujú v jednote. Na základe jednoty priestoru, hmoty a času vyplýva, že so zánikom geometrie zanikne aj priestor a čas. Preto pred stvorením vesmíru neexistoval priestor ani čas. Einstein odvodil základné rovnice, ktoré súvisia s distribúciou hmoty geometrické vlastnosti priestor, s postupom času a na ich základe vyvinuli štatistický model Vesmíru. Podľa tohto modelu má vesmír nasledujúce vlastnosti:

1. homogénnosť, to znamená, že má vo všetkých bodoch rovnaké vlastnosti;

2. izotropný, to znamená, že má rovnaké vlastnosti vo všetkých smeroch;

3. tretia vlastnosť vyplýva z Hubbleovho zákona: „čím sú galaxie od seba ďalej oddelené, tým rýchlejšie sa od seba vzďaľujú“, to znamená, že Vesmír je nestacionárny – je v stave neustálej expanzie; činidlo urýchľujúce expanziu je temná energia;

4. V 20. storočí pribudla ďalšia vlastnosť Vesmíru – je horúci.

V súčasnosti existuje predpoklad, že vesmír vznikol z „jediného bodu“ – počiatočného stavu vesmíru – cez Veľký tresk danej počiatočnej kozmickej hmoty. Okrem a rozvoja konceptu veľkého tresku vznikla teória inflácie, ktorá hovorí, že vesmír vznikol z vákua.

Presvedčivé argumenty potvrdzujúce platnosť kozmologického modelu rozpínajúceho sa vesmíru sú overené fakty. Tieto skutočnosti zahŕňajú nasledujúce skutočnosti:

1. expanzia vesmíru v súlade s Hubbleovým zákonom;

2. homogenita svetelnej hmoty vo vzdialenostiach rádovo 100 Mp;

3. existencia kozmického mikrovlnného žiarenia pozadia s tepelným spektrom zodpovedajúcim teplote 2,7 K.

Záver

Ľudia sa už dlho snažia nájsť vysvetlenia pre nezrozumiteľnosť a podivnosť okolitého sveta, no najťažšie je to urobiť vo svete, ktorý sa prakticky nedá študovať. Vedci však urobili pri štúdiu vesmíru obrovský kus práce a urobili obrovské množstvo objavov. Aj keď sa toho ešte veľa nepreukázalo, stačí, že sme výrazne bližšie k riešeniu neznámeho.

Referencie

1. Marov M.Ya. Planéty slnečná sústava– M.: Nauka, 1986.

2. Diaghilev F.M. Koncepcie moderných prírodných vied - M.: IEMPE, 1998.

3. Dubnischeva T.Ya. Koncepty moderných prírodných vied - Novosibirsk: UKEA, 1998.

4. Ruzavin G.I. Koncepcie moderných prírodných vied - M.: UNITI, 1997.

5. Novikov I.D. Ako vesmír explodoval. – M.: Nauka, 1988.

6. Gorelov A.A. Koncepcie moderných prírodných vied - M.: Higher Education, 2006

7. Sadokhin A.P. Pojmy moderných prírodných vied - M.: UNITI-DANA, 2006

8. Guseikhanov M.K., Radzhabov O.R. Koncepcie moderných prírodných vied - M.: Dashkov a K°, 2007.

9. Sivintsev Yu.V. Žiarenie a človek - M.: Poznatky, 1987.

10. Karpenkov S.Kh. Koncepcie moderných prírodných vied - M.: UNITI, 1997.

Ani moderní vedci nedokážu s istotou povedať, čo bolo vo vesmíre pred Veľkým treskom. Existuje niekoľko hypotéz, ktoré odhaľujú závoj tajomstva nad jednou z najzložitejších otázok vesmíru.

Pôvod hmotného sveta

Až do 20. storočia existovali len dvaja zástancovia náboženského hľadiska, ktorí verili, že svet stvoril Boh. Vedci naopak odmietli uznať ľudskú povahu vesmíru. Fyzici a astronómovia boli zástancami myšlienky, že vesmír vždy existoval, svet bol statický a všetko zostane rovnaké ako pred miliardami rokov.

Zrýchlený vedecký pokrok na prelome storočí však viedol k tomu, že výskumníci mali príležitosti študovať mimozemské priestory. Niektorí z nich sa ako prví pokúsili odpovedať na otázku, čo bolo vo vesmíre pred Veľkým treskom.

Hubbleov výskum

20. storočie zničilo mnohé teórie minulých období. V uvoľnenom priestore sa objavili nové hypotézy, ktoré vysvetľovali doteraz nepochopiteľné záhady. Všetko to začalo tým, že vedci zistili skutočnosť expanzie vesmíru. Urobil to Edwin Hubble. Zistil, že vzdialené galaxie sa svojím svetlom líšia od tých kozmických zhlukov, ktoré boli bližšie k Zemi. Objav tohto vzoru vytvoril základ Edwina Hubbleovho zákona expanzie.

Veľký tresk a pôvod vesmíru boli študované, keď sa ukázalo, že všetky galaxie „uniknú“ pozorovateľovi, bez ohľadu na to, kde sa nachádza. Ako by sa to dalo vysvetliť? Keďže sa galaxie pohybujú, znamená to, že ich posúva dopredu nejaký druh energie. Fyzici navyše vypočítali, že všetky svety sa kedysi nachádzali v jednom bode. Kvôli nejakému strkaniu sa začali pohybovať na všetky strany nepredstaviteľnou rýchlosťou.

Tento jav sa nazýval „Veľký tresk“. A pôvod vesmíru bol presne vysvetlený pomocou teórie tejto starodávnej udalosti. Kedy sa to stalo? Fyzici určili rýchlosť pohybu galaxií a odvodili vzorec, ktorý použili na výpočet, kedy došlo k počiatočnému „tlačeniu“. Nikto nemôže poskytnúť presné čísla, ale približne tento jav sa odohral asi pred 15 miliardami rokov.

Vznik teórie veľkého tresku

Skutočnosť, že všetky galaxie sú zdrojom svetla, znamená, že Veľký tresk uvoľnil obrovské množstvo energie. Bola to ona, ktorá zrodila práve ten jas, ktorý svety strácajú, keď sa vzďaľujú od epicentra toho, čo sa stalo. Teóriu veľkého tresku prvýkrát dokázali americkí astronómovia Robert Wilson a Arno Penzias. Objavili elektromagnetické kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia, ktorého teplota bola tri stupne Kelvinovej stupnice (teda -270 Celzia). Tento nález podporil myšlienku, že vesmír bol spočiatku extrémne horúci.

Teória veľkého tresku odpovedala na mnohé otázky formulované v 19. storočí. Teraz sa však objavili nové. Čo bolo napríklad vo vesmíre pred Veľkým treskom? Prečo je taká homogénna, pričom pri takom obrovskom uvoľnení energie by sa látka mala rozptýliť nerovnomerne do všetkých strán? Objavy Wilsona a Arna spochybňujú klasickú euklidovskú geometriu, pretože sa dokázalo, že priestor má nulové zakrivenie.

Inflačná teória

Nové otázky to ukázali moderná teória pôvod sveta je fragmentárny a neúplný. Dlho sa však zdalo, že pokročiť nad rámec toho, čo bolo objavené v 60. rokoch, nebude možné. A len veľmi nedávny výskum vedcov umožnil sformulovať nový dôležitý princíp pre teoretickú fyziku. To bol fenomén ultrarýchlej inflačnej expanzie vesmíru. Bol študovaný a opísaný pomocou kvantovej teórie poľa a všeobecná teória Einsteinova relativita.

Čo bolo teda vo vesmíre pred Veľkým treskom? Moderná veda nazýva toto obdobie „inflácia“. Na začiatku bolo len pole, ktoré vypĺňalo celý imaginárny priestor. Dá sa to prirovnať k snehovej gule hodenej dolu svahom zasneženej hory. Hrudka sa zroluje a zväčší sa. Tak isto pole v dôsledku náhodných výkyvov zmenilo svoju štruktúru v nepredstaviteľnom čase.

Keď sa vytvorila homogénna konfigurácia, došlo k reakcii. Obsahuje najväčšie záhady vesmíru. Čo sa stalo pred Veľkým treskom? Inflačné pole, ktoré sa vôbec nepodobalo súčasnej záležitosti. Po reakcii začal rast vesmíru. Ak budeme pokračovať v analógii s snehová guľa, potom sa po prvej z nich skotúľali ďalšie snehové gule, ktoré sa tiež zväčšovali. Okamih Veľkého tresku v tomto systéme možno prirovnať k druhému, keď obrovský blok spadol do priepasti a nakoniec sa zrazil so zemou. V tej chvíli sa uvoľnilo obrovské množstvo energie. Stále sa to nemôže vyčerpať. Je to kvôli pokračovaniu reakcie z výbuchu, že náš vesmír dnes rastie.

Hmota a pole

Vesmír teraz pozostáva z nepredstaviteľného množstva hviezd a iných kozmických telies. Tento agregát hmoty vyžaruje obrovskú energiu, čo je v rozpore fyzikálny zákonúspora energie. čo to hovorí? Podstata tohto princípu spočíva v tom, že počas nekonečného časového obdobia zostáva množstvo energie v systéme nezmenené. Ako to však môže zapadať do nášho vesmíru, ktorý sa neustále rozširuje?

Na túto otázku bola schopná odpovedať inflačná teória. Je mimoriadne zriedkavé, že sa takéto záhady vesmíru vyriešia. Čo sa stalo pred Veľkým treskom? Inflačné pole. Po vzniku sveta zaujala jeho miesto nám známa hmota. Okrem nej je však vo Vesmíre aj niečo, čo má negatívnu energiu. Vlastnosti týchto dvoch entít sú opačné. Toto kompenzuje energiu pochádzajúcu z častíc, hviezd, planét a inej hmoty. Tento vzťah tiež vysvetľuje, prečo sa vesmír ešte nepremenil na čiernu dieru.

Keď prvýkrát nastal Veľký tresk, svet bol príliš malý na to, aby sa niečo zrútilo. Teraz, keď sa vesmír rozšíril, v určitých jeho častiach sa objavili miestne čierne diery. Ich gravitačné pole pohlcuje všetko okolo nich. Nedostane sa z nej ani svetlo. To je vlastne dôvod, prečo sa takéto diery stávajú čiernymi.

Rozšírenie vesmíru

Aj napriek teoretickému zdôvodneniu inflačnej teórie stále nie je jasné, ako vesmír vyzeral pred Veľkým treskom. Ľudská fantázia si tento obraz nevie predstaviť. Faktom je, že inflačné pole je nehmotné. Nedá sa to vysvetliť bežnými fyzikálnymi zákonmi.

Keď nastal Veľký tresk, inflačné pole sa začalo rozširovať rýchlosťou, ktorá presahovala rýchlosť svetla. Podľa fyzikálnych ukazovateľov nie je vo vesmíre nič materiálne, ktoré by sa mohlo pohybovať rýchlejšie ako tento ukazovateľ. Svetlo sa šíri naprieč existujúci svet s neuveriteľnými číslami. Inflačné pole sa šírilo ešte väčšou rýchlosťou práve vďaka svojej nehmotnosti.

Aktuálny stav vesmíru

Súčasné obdobie vo vývoji vesmíru je ideálne vhodné na existenciu života. Pre vedcov je ťažké určiť, ako dlho bude toto obdobie trvať. Ale ak niekto vykonal takéto výpočty, výsledné čísla neboli menšie ako stovky miliárd rokov. Pre jedného ľudský život taký segment je taký veľký, že aj v matematickom počte sa musí písať pomocou mocnin. Súčasnosť bola študovaná oveľa lepšie ako prehistória vesmíru. To, čo sa dialo pred Veľkým treskom, v každom prípade zostane len predmetom teoretického výskumu a odvážnych výpočtov.

V hmotnom svete aj čas zostáva relatívnou hodnotou. Napríklad kvazary (typ astronomického objektu), ktoré existujú vo vzdialenosti 14 miliárd svetelných rokov od Zeme, sú 14 miliárd svetelných rokov za naším obvyklým „teraz“. Tento časový odstup je obrovský. Ťažko to definovať čo i len matematicky, nehovoriac o tom, že niečo také je jednoducho nemožné jasne predstaviť pomocou ľudskej fantázie (aj tej najzarytejšej).

Moderná veda dokáže teoreticky vysvetliť celý náš život materiálny svet, počnúc prvými zlomkami sekúnd svojej existencie, keď práve nastal Veľký tresk. Kompletná história vesmíru sa stále aktualizuje. Astronómovia objavujú nové úžasné fakty s modernizovanými a zdokonalenými výskumnými zariadeniami (teleskopy, laboratóriá atď.).

Existujú však aj javy, ktoré stále nie sú pochopené. Takouto bielou škvrnou je napríklad jej temná energia. Podstata tejto skrytej masy naďalej vzrušuje vedomie najvzdelanejších a najpokročilejších fyzikov našej doby. Okrem toho sa neobjavil jediný názor na dôvody, prečo je vo vesmíre stále viac častíc ako antičastíc. Na túto tému bolo sformulovaných niekoľko základných teórií. Niektoré z týchto modelov sú najobľúbenejšie, ale žiadny z nich zatiaľ nebol prijatý medzinárodnou vedeckou komunitou ako

V meradle univerzálneho poznania a kolosálnych objavov 20. storočia sa tieto medzery zdajú celkom zanedbateľné. Dejiny vedy však so závideniahodnou pravidelnosťou ukazujú, že vysvetlenie takýchto „malých“ faktov a javov sa stáva základom pre celé ľudské chápanie disciplíny ako celku (v tomto prípade hovoríme o astronómii). Ďalšie generácie vedcov preto určite budú mať čo robiť a čo objavovať v oblasti poznania podstaty Vesmíru.