Джерело: punktum.ru

З точки зору загальноприйнятої наукової теорії, спочатку не було нічого - ні матерії, ні енергії, ні простору, ні часу. 13,75 мільярдів років тому порожнеча приходить в стан так званої космологічної сингулярності - стан яке характеризується наявністю нескінченних значень температури і щільності в мікроскопічній точці, розміром менше атома. Потім початкове сингулярне стан переходить в так званий Великий вибух. За частки секунди виникає Всесвіт, що складається спочатку виключно з енергії. З'являються час і простір, яке почало розширюватися. У міру розширення Всесвіту, температура падала, в результаті чого чиста енергія перетворилася в матерію, з'являються перші частки матерії, а потім і перші хімічні елементи - водень і гелій. Поступово формувалися галактики. Усередині галактик з водню і гелію утворилися перші зірки (зірки першого покоління), в яких відбувалася реакція ядерного синтезу, і водень перетворювався на гелій. Коли зірки витратили свій запас пального, вони вибухнули і перетворилися в наднові зірки. Тиск і температура в надрах зірки досягали колосальних величин. Це створювало необхідні умови для синтезу важких елементів. При вибухах зірок першого покоління, нові хімічні елементи у вигляді зоряного пилу поширилися по Всесвіту. З нових скупчень атомів утворилися зірки другого покоління (в т.ч. Сонце). Хмари розсіяних частинок, що не увійшли до складу центральних зірок, оберталися навколо них і поступово поділялися на окремі згустки - майбутні планети (в т.ч. Земля). Приблизно 4,6 млрд. Назад сформувалося Сонце, 4,5 млрд років тому утворилася планета Земля. Все - Земля, люди, тварини, рослини - складається з зоряного пилу.

* * *

Найбільш незбагненне в світі - то, що він все-таки неосяжний.

Альберт Ейнштейн

Джерело: shop.siudmak.fr

Питання походження і будови світу завжди хвилювало людство. Згідно з твердженнями більшості релігій, Всесвіт і Землю створив бог, приблизно 6-7 тисяч років тому. Земля представлялася або плоскою, що стоїть на черепах, слонах і т.д., або півкулею, небо уявлялося твердю, а Сонце, Місяць і зірки - простими світилами.

У Стародавній Греції виникла геоцентрична система світу (Відома також як система Птоломея), згідно з якою центральне положення у Всесвіті займає нерухома Земля, навколо якої обертаються Сонце, Місяць, планети і зірки. Ця теорія пізніше була прийнята християнськими церквами.

У XVII столітті поступово утвердилася геліоцентрична система світу , Відповідно до якої Сонце є центральним небесним тілом, навколо якого звертається Земля й інші планети. Церква не прийняла цю систему, і переслідувала її прихильників. Зрештою, після отримання прямих доказів обертання Землі навколо Сонця, католицькі верхи взяли і цю систему (правда, тільки в 1992 році).

Що стосується походження Землі і Всесвіту, то теорія божественного створення все менше і менше сприймалася вченими і дослідниками. На початку минулого століття більшість вчених вважало, що Всесвіт існував завжди, вона нерухома (стаціонарна) і нескінченна. Подібної точки зору дотримувався, зокрема, Альберт Ейнштейн, незважаючи на те, що вона суперечила його рівнянням і розрахункам, з яких випливало, що у Всесвіті був початок. Пізніше Ейнштейн визнав, що це було його найбільшою помилкою.

Пропонувалися і інші теорії будови і розвитку Всесвіту. Так, російський і радянський фізик Олександр Фрідман, досліджуючи рівняння Ейнштейна, запропонував теорію нестаціонарного Всесвіту і передбачив розширення Всесвіту.

Джерело: kosmos-x.net.ru

У XX столітті відбулася одна з найбільших відкриттів, яке підтвердило теорію Фрідмана, докорінно змінило уявлення про нерухому Всесвіту і потрясло основи космології. Американський астроном Едвін Хаббл, вивчаючи світ галактик, зауважує, що чим далі знаходиться галактика, тим більше її світлові хвилі розтягуються і стають довшими і червоними. Цей ефект називається червоним зміщенням . Дане відкриття означало, що галактики розбігаються один від одного, що стало одним з вирішальних факторів у поясненні походження Всесвіту. З твердження, що галактики розбігаються, випливав висновок, що колись Всесвіт була менше і навіть дуже мала. Більш того, існував момент виникнення Всесвіту. Відкриття Хабблом розширення Всесвіту стало першим доказом теорії Великого вибуху (дивись далі).

Вивчивши рівняння Ейнштейна і дослідження Хаббла, бельгійський священик і професор фізики Жорж Леметр пояснив спостерігається розбігання галактик розширенням Всесвіту. Він розрахував, що якщо Всесвіт розширюється зараз, в минулому вона мала мати менші розміри. Була запропонована ідея виникнення Всесвіту з первозданного атома ( «космічного яйця»).

Пізніше, за допомогою математики, Стівен Хокінг теоретично довів, що Всесвіт повинен мати початок.

Після Другої світової війни радянський і американський фізик Георгій Гамов (учень Фрідмана) висунув ідею, що в початковій точці Всесвіту могла бути надзвичайно висока температура. Гамов припустив, що початок Всесвіту було схоже на вибух атомної бомби, який повинен залишити випромінювання (британський астроном Фред Хойл, дотримувався ідеї стаціонарного Всесвіту, іронічно назвав це явище Великим вибухом. Більш точним визначенням даного феномена є «повсюдне розширення»). Спочатку ця теорія не була сприйнята науковим співтовариством. Однак Гамов залишив дуже важливе пророцтво: слід від високотемпературного вибуху у вигляді мікрохвильового випромінювання ( реліктове випромінювання ) Повинен існувати і сьогодні. Необхідно було практичне доказ цієї теорії.

І ці докази були представлені. У США двоє вчених - Арно Пензіас і Роберт Вілсон (не знаючи про теорію Великого вибуху і про пророкування Гамова), відчуваючи радіоприймач для передачі мікрохвильового сигналу, виявили невідоме джерело шумів. Дізнавшись про теорію Великого вибуху, вони зрозуміли, що зробили грандіозне відкриття. Вчені прийшли до висновку, що джерело стабільного фонового шуму знаходиться за межами нашої Галактики, і це було мікрохвильове випромінювання частинок, що утворилися на ранній стадії розширення Всесвіту, передбачене Гамовим. Теорія Гамова про мікрохвильовому випромінюванні, яке виникло в момент виникнення Всесвіту, була підтверджена. Випромінювання космічного мікрохвильового фону стало черговим, і найбільш переконливим доказом на користь моделі Великого вибуху. Теорія статичної Всесвіту була остаточно відкинута. Теорія Великого вибуху була прийнята науковим співтовариством в якості основної.

Джерело: spaceexpansion.ucoz.ru

Теорія Великого вибуху чудово пояснювала походження і еволюцію Всесвіту. Але, залишалася ще одна проблема. Необхідно було відповісти на питання, що викликало цей Великий вибух. Американський фізик Алан Гут запропонував, що Всесвіт розширювався з надсвітовою швидкістю, за частки секунди збільшуючись в трильйони разів. Цей процес він назвав космічної інфляцією . В теорії Гута початкове розширення Всесвіту могло вити викликано властивостями самої матерії, які різко відрізняються від властивостей звичайної, знайомої нам матерії. Предмети, які мають у своїй основі звичайну матерію, притягують один одного (це тяжіння називається гравітацією). Але, невідома матерія мала прямо протилежне властивість - предмети, створені з неї відштовхуються. Якщо Всесвіт на самому початку була наповнена такою самоотталківающейся матерією, це могло б пояснити раптове розширення Всесвіту. Дуже швидко ця матерія розпалася, в результаті чого вийшла звичайна матерія і високотемпературне випромінювання.

Гіпотеза космічної інфляції, як і багато інших теорії, спочатку здавалася фантастикою, проте поступово стала загальноприйнятою. Ця гіпотеза є однією з основ сучасної космології, хоча ніяких прямих її підтверджень довгий час не вдається знайти. Теорія інфляції свідчить, що при стрімкому розширенні Всесвіту виникали гравітаційні хвилі. Вони безперешкодно проносилися по космосу, деформуючи простір-час, розтягуючи і стискаючи його. Всесвіт буквально «трясло» від гравітаційних хвиль. Вони залишили свій слід і в розпеченому газі, заповнює Всесвіт, і в космічному фоновому випромінюванні. Виявити гравітаційні хвилі, що виникли відразу після Великого Вибуху, означає довести, що Всесвіт пережила тоді стадію інфляційного розширення і створити тверду основу для теорії Великого вибуху. Пошук цих хвиль став одним із головних завдань сучасної космології.

З цією метою, Міжнародна колаборація BICEP2 за допомогою мікрохвильового телескопа, розміщеного на Південному полюсі, на протязі декількох років вела спостереження за невеликою ділянкою неба. Навесні 2014 року було виявлено характерний візерунок - слід інфляційного розширення. З цього візерунку вдалося навіть визначити, коли почався процес вибухового розширення. Як і передбачали теоретики, пройшла мізерно мала частка часу з того моменту, як світ був самосотворён - виник в результаті Великого Вибуху. Здавалося, що гравітаційні хвилі були відкриті, і найважливіша гіпотеза космології - ідея інфляції - доведена. Однак, трохи пізніше, результати досліджень BICEP2 були поставлені під сумнів іншою командою вчених, що працює з космічною обсерваторією Planck. В даний час обидві групи вчених ведуть спільний, ще більш акуратний аналіз і перерахунок даних.

Повертаючись до інфляційної моделі, треба відзначити, що вона добре пояснює причини розширення Всесвіту. Але, при цьому виникло чергове запитання. Теорія інфляції припускає, що матерія, що наповнює Всесвіт, однорідна і поширена в космосі рівномірно, не утворюючи скупчень. Однак, як нам відомо, Всесвіт складається з згустків матерії - галактик. Необхідно було з'ясувати механізм появи галактик на ранній стадії розвитку Всесвіту.

Відповідь на це питання було знайдено. Стівен Хокінг і Гаррі Гібсон припустили, що зростаюча Всесвіт містила ділянки з різними температурами, які, у міру розширення Всесвіту, холоднішими з різною швидкістю. Завдяки цим температурних коливань і з'явилися галактики. Дана теорія відповідала на багато питань і могла бути одним з відсутніх фрагментів в ланцюзі, що зв'язує момент народження Всесвіту і світ, який ми бачимо сьогодні.

Джерело: wikipedia.org

Незабаром були отримані докази правильності цієї теорії. З метою детального вивчення космічного мікрохвильового випромінювання, який дійшов до нас з часів народження Всесвіту, НАСА запустило зонд (WMAP), здатний виміряти космічне випромінювання докладніше, ніж будь-коли раніше. Якщо температурні коливання, про які раніше заявляли Хокінг і Гібсон, дійсно мали місце, вони могли бути зафіксовані апаратурою зонда. І вони були зафіксовані. Зонд виявив сигнал, що представляє собою залишкове післясвітіння гарячої молодому Всесвіті, коли космосу було всього 380 000 років (пізніше Програма WMAP була включена в Книгу рекордів Гіннеса за «саме точне вимірювання віку Всесвіту». Програма встановила, що космосу 13.75 мільярдів років, з допустимою похибкою всього в 1%). Були отримані знімки, що показують як виглядав Всесвіт 13 млрд років тому. На знімках видно сліди мікрохвильового випромінювання, яке залишилося після Великого вибуху. Видно також і температурні коливання, існування яких передбачалося рані. Їх тип і розмір точно такий, як передбачала теорія. І вони утворюють малюнок, який відповідає розташуванню галактик, який ми бачимо сьогодні. Теорія Хокінга і Гібсона отримала підтвердження. Один з найголовніших фрагментів багатовікової головоломки зайняв своє місце.

Однак залишається, напевно, найцікавіше запитання - що ж було до Великого вибуху? Раніше вважалося, що в момент виникнення Всесвіту існували нині невідомі закони фізики. Сучасна ж наука, зокрема квантова механіка, каже, що момент виникнення Всесвіту може бути описаний вже відомими законами фізики. Передбачається, що Всесвіт спонтанно самосоздалась з абсолютного нічого (цієї точки зору дотримуються, зокрема, Стівен Хокінг і Лоуренс Краусс). Це може здатися абсурдним, але таке створення, в принципі, можливо. Сучасна наука припускає, що все могло з'явитися з нічого - з вакууму . Вакуум, який раніше вважали порожнечею, за сучасними уявленнями є своєрідним станом, здатним при певних умовах народжувати різні форми матерії. Квантова механіка допускає, що вакуум може приходити в збуджений стан, внаслідок чого в ньому утворюється поле, а з нього (що підтверджується сучасними фізичними експериментами) - речовина. Як стверджує Лоуренс Краусс, загальна кількість всіх енергій у Всесвіті дорівнює нулю: гравітація може матиме негативну енергію, а негативну енергію гравітації балансує позитивна енергія матерії. Нуль загальної енергії і квантові флуктуації можуть призвести Всесвіт. Нуль - саме стільки енергії необхідно для створення Всесвіту! Стівен Хокінг зауважив з цього приводу: «Кажуть, безкоштовних сніданків не буває. Але Всесвіт - найбільший безкоштовний сніданок ».

Існують і інші гіпотези щодо того, що викликало Великий вибух. Однак саму теорію Великого вибуху мало хто заперечує. Дана теорія є загальноприйнятим поясненням походження нашого Всесвіту. Вона узгоджується з наявними науковими даними і періодично підтверджується новими спостереженнями і дослідженнями.

Таким чином, людина, за допомогою наукових методів пізнання, використовуючи сучасні досягнення науки і техніки, розкрив найбільшу таємницю Всесвіту - її походження, зміг заглянути за мільярди років, що відділяють нас від моменту виникнення навколишньої дійсності, відчути пульс живий і постійно зростаючої Всесвіту, усвідомити себе органічною частиною цього величезного світу. Загадка, над вирішенням якого впродовж тисячоліть билися кращі уми людства, виявилася цілком зрозумілої, а її рішення, як і все геніальне, - досить простим (по крайней мере, як це здається в наші дні).

~

Дивись також:

Стівен Хокінг - Яке походження Всесвіту

~

Новий Великий вибух

~

Створення Всесвіту. великий вибух

У фільмі багато говориться про спроби виявлення бозона Хіггса. Ця елементарна частка була виявлена ​​в липні 2012 р У березні 2013 року було підтверджено, що знайдена на півроку раніше частка дійсно є бозоном Хіггса.

~

Всесвіт від початку до кінця

~

Історія Всесвіту і Землі за 10 хвилин

~

Всесвіт з нічого. Лекція астрофізика Лоуренса Крауса

~

Що було до Великого Вибуху? Мозковий штурм

~

Статті, публікації:

Всесвіт з нічого

Світи з порожнечі: Народження

Вибухнув світ. холодно

Чи може Всесвіт виникнути з ... нічого?

А чи було що-небудь до Великого Вибуху?

За трильйон років до Великого вибуху: Що було трильйон років тому

Встановлено точний вік Всесвіту

Хвилі простору-часу

Всемогутня інфляція: Еволюція

Пост про великий-великому космосі і наше місце в ньому

Вік світобудови: Слухаємо пульс Всесвіту

Найдетальніша карта нашого Всесвіту

Фото: на задвірках Великого Вибуху

Стівен Хокінг - «Найкоротша історія часу» , «Теорія всього» , У Бога не було необхідності, а у Бога не було часу

Лоуренс Краусс - Всесвіт з нічого

Why is there something rather than nothing?

Цикл передач «Таємниці Всесвіту»

Дослідження BICEP2 і Planck:

Сигнал з часів до Великого вибуху

Нові дані обсерваторії Planck закривають надто оптимістичну інтерпретацію результатів BICEP2

Реліктові гравітаційні хвилі в світлі даних обсерваторії Planck

Конфетті перетворилося в пил

~