Как возникла Вселенная?

Как возникла вселенная? Это вопрос, над которым ученые и философы размышляли на протяжении всей истории, глядя на звездное небо над головой. Ответить на этот вопрос – задача астрономии и астрофизики. Однако решить эту проблему непросто.

Первые серьезные проблески ответа пришли с неба в 1964 году. Именно тогда астрономы Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили микроволновый сигнал, скрытый в данных, которые они собирали. ищите сигналы, отражаемые от спутников-шаров Echo. В то время они предположили, что это просто нежелательный шум, и попытались отфильтровать сигнал.

Однако оказывается, что то, что они обнаружили, происходило вскоре после возникновения Вселенной. Хотя в то время они этого не знали, они обнаружили космический микроволновый фон (CMB). CMB был предсказан теорией, названной Большим взрывом, которая предполагала, что Вселенная началась как плотно горячая точка в космосе и внезапно расширилась наружу. Открытие двух мужчин стало первым свидетельством того изначального события.

Большой взрыв

Что положило начало рождению Вселенной ? Согласно физике, Вселенная возникла из сингулярности – термин, который физики используют для описания областей пространства, которые бросают вызов законам физики. Они очень мало знают о сингулярностях, но известно, что такие области существуют в ядрах черных дыр. Это область, где вся масса, поглощенная черной дырой, сжимается в крошечную точку, бесконечно массивную, но также очень и очень маленькую. Представьте, что Землю втиснули во что-то размером с булавочную головку. Сингулярность была бы меньше.

Однако это не значит, что Вселенная начиналась как черная дыра. Такое предположение поднимет вопрос о существовании чего-то до Большого взрыва, что является довольно умозрительным. По определению, до начала ничего не существовало, но этот факт порождает больше вопросов, чем ответов. Например, если до Большого взрыва ничего не существовало, что в первую очередь послужило причиной возникновения сингулярности? Астрофизики все еще пытаются понять этот вопрос.

Однако, как только сингулярность была создана (как бы то ни было), физики имеют хорошее представление о том, что произошло дальше. Вселенная находилась в горячем, плотном состоянии и начала расширяться в результате процесса, называемого инфляцией. Он перешел из очень маленького и очень плотного в очень горячее состояние. Затем он охладился по мере расширения. Этот процесс теперь называют Большим взрывом, термин, впервые введенный сэром Фредом Хойлом во время радиопередачи Британской радиовещательной корпорации (BBC) в 1950 году..

Хотя этот термин подразумевает какой-то взрыв, на самом деле никакого взрыва или взрыва не было. Это было действительно быстрое расширение пространства и времени. Думайте об этом как о надувании воздушного шара: когда кто-то вдувает воздух, внешняя часть воздушного шара расширяется наружу.

Моменты после Большого взрыва

Очень ранняя Вселенная (через несколько долей секунды после начала Большого взрыва) не была связана законами физики в том виде, в каком мы их знаем сегодня. Итак, никто не может с большой точностью предсказать, как выглядела Вселенная в то время. Тем не менее, ученые смогли построить приблизительное представление о том, как развивалась Вселенная.

Во-первых, младенческая вселенная была изначально такая горячая и плотная, что даже элементарные частицы, такие как протоны и нейтроны, не могли существовать. Вместо этого различные типы материи (называемые материей и антиматерией) сталкивались вместе, создавая чистую энергию. Когда Вселенная начала охлаждаться в течение первых нескольких минут, начали образовываться протоны и нейтроны. Постепенно протоны, нейтроны и электроны собрались вместе, чтобы образовать водород и небольшое количество гелия. В течение последующих миллиардов лет звезды, планеты и галактики сформировались, чтобы создать нынешнюю Вселенную.

Доказательства Большого взрыва

Итак, вернемся к Пензиасу, Уилсону и CMB. То, что они обнаружили (и за что они получили Нобелевскую премию), часто называют «эхом» Большого взрыва. Он оставил после себя свою подпись, точно так же, как эхо, слышимое в каньоне, представляет собой «подпись» исходного звука. Разница в том, что вместо звукового эха ключом к разгадке Большого взрыва является тепловая подпись во всем пространстве. Эта сигнатура была специально изучена космическим аппаратом Cosmic Background Explorer (COBE) и зондом Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Их данные являются самым ярким свидетельством космического рождения.

Альтернативы теории большого взрыва

Хотя теория Большого взрыва является наиболее широко принятой моделью, которая объясняет происхождение Вселенной и поддерживается всеми данными наблюдений, существует другие модели, которые используют те же доказательства, чтобы рассказать немного иную историю.

Некоторые теоретики утверждают, что теория Большого взрыва основана на ложной предпосылке – что Вселенная построена на постоянно расширяющемся пространстве-времени. Они предполагают статическую Вселенную, что было первоначально предсказано общей теорией относительности Эйнштейна. Позднее теория Эйнштейна была изменена с учетом того, как кажется, что Вселенная расширяется. И расширение – это большая часть истории, особенно потому, что оно связано с существованием темной энергии. Наконец, пересчет массы Вселенной, похоже, подтверждает теорию событий Большого взрыва..

Хотя наше понимание реальных событий все еще неполно, данные реликтового излучения помогают сформировать теории, объясняющие рождение космоса. Без Большого взрыва не могли бы существовать звезды, галактики, планеты или жизнь.

Быстрые факты

  • Большой взрыв – это название, данное событию рождения вселенной.
  • Считается, что Большой взрыв произошел, когда что-то привело к расширению крошечной сингулярности примерно 13,8 миллиарда лет назад.
  • Свет, появившийся вскоре после Большого взрыва, обнаруживается как космическое микроволновое излучение (CMB). Он представляет собой свет того времени, когда новорожденная Вселенная загоралась примерно через 380000 лет после Большого взрыва.

Источники

  • «Большой взрыв». НАСА , НАСА, www.nasa.gov/subject/6890/the-big-bang/.
  • НАСА , НАСА, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang.
  • «Истоки Вселенной». National Geographic , National Geographic, 24 апреля 2017 г., www.nationalgeographic.com/science/space/universe/origins-of-the-universe/.

Обновлено и отредактировано Кэролайн Коллинз Петерсен.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий