Что было после большого взрыва. Что было до Большого взрыва? Происхождение материального мира

Даже астрономы не всегда правильно понимают расширение Вселенной. Раздувающийся воздушный шар – старая, но хорошая аналогия расширения Вселенной. Галактики, расположенные на поверхности шара, неподвижны, но поскольку Вселенная расширяется, расстояние между ними возрастает, а размеры самих галактик не увеличиваются.

В июле 1965 г. ученые объявили об открытии явных признаков расширения Вселенной из более горячего и плотного исходного состояния. Они нашли остывающее послесвечение Большого взрыва – реликтовое излучение. С этого момента расширение и охлаждение Вселенной легло в основу космологии. Космологическое расширение позволяет понять, как формировались простые структуры и как они постепенно развивались в сложные. Спустя 75 лет после открытия расширения Вселенной многие ученые не могут проникнуть в его истинный смысл. Джеймс Пиблз (James Peebles), космолог из Принстонского университета, изучающий реликтовое излучение, писал в 1993 г. : «Мне кажется, что даже специалисты не знают, каково значение и возможности модели горячего Большого взрыва».

Известные физики, авторы учебников по астрономии и популяризаторы науки порою дают неверную или искаженную трактовку расширения Вселенной, которое легло в основу модели Большого взрыва. Что же мы имеем в виду, когда говорим, что Вселенная расширяется? Несомненно, сбивает с толку то обстоятельство, что теперь говорят об ускорении расширения, и это ставит нас в тупик.

ОБЗОР: КОСМИЧЕСКОЕ НЕДОРАЗУМЕНИЕ

* Расширение Вселенной – одна из фундаментальных концепций современной науки – до сих пор получает различное толкование.

* Не следует воспринимать термин «Большой взрыв» буквально. Он не был бомбой, взорвавшейся в центре Вселенной. Это был взрыв самого пространства, который произошел повсеместно, подобно тому, как расширяется поверхность надуваемого воздушного шара.

* Понимание различия между расширением пространства и расширением в пространстве крайне важно для того, чтобы понять, каков размер Вселенной, скорость разбегания галактик, а также возможности астрономических наблюдений и природы ускорения расширения, которое, вероятно, испытывает Вселенная.

* Модель Большого взрыва описывает лишь то, что случилось после него.

Что такое расширение?

Когда расширяется что-нибудь привычное, например, влажное пятно или Римская империя, то они становятся больше, их границы раздвигаются, и они начинают занимать больший объем в пространстве. Но Вселенная, похоже, не имеет физических ограничений, и ей некуда двигаться. Расширение нашей Вселенной очень похоже на надувание воздушного шара. Расстояния до далеких галактик увеличиваются. Обычно астрономы говорят, что галактики удаляются или убегают от нас, но не перемещаются в пространстве, как осколки «бомбы Большого взрыва». В действительности расширяется пространство между нами и галактиками, хаотически движущимися внутри практически неподвижных скоплений. Реликтовое излучение заполняет Вселенную и служит системой отсчета, подобной резиновой поверхности воздушного шара, по отношению к которой движение и может быть измерено.

Находясь вне шара, мы видим, что расширение его искривленной двухмерной поверхности возможно только потому, что она находится в трехмерном пространстве. В третьем измерении располагается центр шара, а его поверхность расширяется в окружающий его объем. Исходя из этого, можно было бы заключить, что расширение нашего трехмерного мира требует наличия у пространства четвертого измерения. Но согласно общей теории относительности Эйнштейна, пространство динамично: оно может расширяться, сжиматься и изгибаться.

Дорожная пробка

Вселенная самодостаточна. Не требуются ни центр, чтобы расширяться от него, ни свободное пространство с внешней стороны (где бы она ни находилась), чтобы туда расширяться. Правда, некоторые новейшие теории, такие как теория струн, постулируют наличие дополнительных измерений, но при расширении нашей трехмерной Вселенной они не требуются.

В нашей Вселенной, как и на поверхности воздушного шара, каждый объект отдаляется от всех остальных. Таким образом, Большой взрыв не был взрывом в пространстве, а скорее это был взрыв самого пространства, который не произошел в определенном месте и затем не расширялся в окружающую пустоту. Это произошло всюду одновременно.

НА ЧТО БЫЛ ПОХОЖ БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ?

НЕВЕРНО : Вселенная родилась тогда, когда вещество, подобно бомбе, взорвалось в определенном месте. Давление было высоким в центре и низким в окружающей пустоте, что и вызвало разлет вещества.

ВЕРНО : Это был взрыв самого пространства, который привел вещество в движение. Наше пространство и время возникло в Большом взрыве и начало расширяться. Нигде не было центра, т.к. условия всюду были одинаковыми, никакого перепада давления, характерного для обычного взрыва, не было.

Если представить, что мы прокручиваем киноленту в обратном порядке, то увидим, как все области Вселенной сжимаются, а галактики сближаются, пока не столкнутся все вместе в Большом взрыве, как автомобили в дорожной пробке. Но сопоставление тут не полное. Если бы речь шла о происшествии, то вы могли бы объехать затор, услышав сообщения о нем по радио. Но Большой взрыв был катастрофой, которую невозможно избежать. Это похоже на то, как если бы поверхность Земли и все дороги на ней смялись, но автомобили оставались бы прежнего размера. В конце концов машины столкнулись бы, и никакое сообщение по радио не помогло бы предотвратить это. Так же и Большой взрыв: он произошел повсеместно, в отличие от взрыва бомбы, который происходит в определенной точке, а осколки разлетаются во все стороны.

Теория Большого взрыва не дает нам информации о размере Вселенной и даже о том, конечна она или бесконечна. Теория относительности описывает, как расширяется каждая область пространства, но ничего не говорится о размере или форме. Иногда космологи заявляют, что Вселенная когда-то была не больше грейпфрута, но они имеют в виду лишь ту ее часть, которую мы сейчас можем наблюдать.

У обитателей туманности Андромеды или других галактик свои наблюдаемые вселенные. Наблюдатели, находящиеся в Андромеде, могут видеть галактики, которые недоступны нам, просто из-за того, что они немного ближе к ним; зато они не могут созерцать те, которые рассматриваем мы. Их наблюдаемая Вселенная тоже была размером с грейпфрут. Можно вообразить, что ранняя Вселенная была похожа на кучу этих фруктов, безгранично простирающуюся во всех направлениях. Значит, представление о том, что Большой взрыв был «маленьким», ошибочно. Пространство Вселенной безгранично. И как его ни сжимай, оно таковым и останется.

Быстрее света

Ошибочные представления бывают связаны и с количественным описанием расширения. Скорость, с которой увеличиваются расстояния между галактиками, подчиняется простой закономерности, выявленной американским астрономом Эдвином Хабблом (Edwin Hubble) в 1929 г. : скорость удаления галактики v прямо пропорциональна его расстоянию от нас d, или v = Hd. Коэффициент пропорциональности H называется постоянной Хаббла и определяет скорость расширения пространства как вокруг нас, так и вокруг любого наблюдателя во Вселенной.

Некоторых сбивает с толку то, что не все галактики подчиняются закону Хаббла. Ближайшая к нам крупная галактика (Андромеда) вообще движется к нам, а не от нас. Такие исключения бывают, поскольку закон Хаббла описывает лишь среднее поведение галактик. Но каждая из них может иметь и небольшое собственное движение, поскольку галактики гравитационно воздействуют друг на друга, как, например, наша Галактика и Андромеда. Отдаленные галактики также имеют небольшие хаотические скорости, но при большом расстоянии от нас (при большом значении d) эти случайные скорости ничтожно малы на фоне больших скоростей удаления (v). Поэтому для далеких галактик закон Хаббла выполняется с высокой точностью.

Согласно закону Хаббла, Вселенная расширяется не с постоянной скоростью. Некоторые галактики удаляются от нас со скоростью 1 тыс. км/с, другие, находящиеся вдвое дальше, со скоростью 2 тыс. км/с, и т.д. Таким образом, закон Хаббла указывает, что, начиная с некоторого расстояния, называемого хаббловским, галактики удаляются со сверхсветовой скоростью. Для измеренного значения постоянной Хаббла это расстояние составляет около 14 млрд. световых лет.

Но разве частная теория относительности Эйнштейна не утверждает, что никакой объект не может иметь скорость выше скорости света? Такой вопрос ставил в тупик многие поколения студентов. А ответ состоит в том, что частная теория относительности применима лишь к «нормальным» скоростям – к движению в пространстве. В законе Хаббла речь идет о скорости удаления, вызванного расширением самого пространства, а не движением в пространстве. Этот эффект общей теории относительности не подчиняется частной теории относительности. Наличие скорости удаления выше скорости света никак не нарушает частную теорию относительности. По-прежнему верно, что никто не может догнать луч света.

МОГУТ ЛИ ГАЛАКТИКИ УДАЛЯТЬСЯ СО СКОРОСТЬЮ ВЫШЕ СКОРОСТИ СВЕТА?

НЕВЕРНО : Частная теория относительности Эйнштейна запрещает это. Рассмотрим область пространства, содержащую несколько галактик. Из-за ее расширения галактики удаляются от нас. Чем дальше галактика, тем больше ее скорость (красные стрелки). Если скорость света – предел, то скорость удаления должна в итоге стать постоянной.

ВЕРНО : Разумеется, могут. Частная теория относительности не рассматривает скорость удаления. Скорость удаления бесконечно возрастает с рассто- янием. Дальше некоторого расстояния, называемого хаббловским, она превышает скорость света. Это не является нарушением теории относительности, пос- кольку удаление вызвано не движением в простран- стве, а расширением самого пространства.

МОЖНО ЛИ УВИДЕТЬ ГАЛАКТИКИ, УДАЛЯЮЩИЕСЯ БЫСТРЕЕ СВЕТА?

НЕВЕРНО : Конечно нет. Свет от таких галактик улетает вместе с ними. Пусть галактика находится за пределом хаббловского расстояния (сфера), т.е. удаляется от нас быстрее скорости света. Она испускает фотон (помечено желтым цветом). Пока фотон летит сквозь пространство, само оно расширяется. Расстояние до Земли увеличивается быстрее, чем движется фотон. Он никогда не достигнет нас.

ВЕРНО : Конечно можно, поскольку скорость расширения изменяется со временем. Сначала фотон действительно сносится расширением. Однако хаббловское расстояние не постоянно: оно увеличивается, и в конце концов фотон может попасть в сферу Хаббла. Как только это случится, фотон будет двигаться быстрее, чем удаляется Земля, и он сможет достичь нас.

Растяжение фотонов

Первые наблюдения, показывающие, что Вселенная расширяется, были сделаны между 1910 и 1930 г. В лаборатории атомы испускают и поглощают свет всегда на определенных длинах волн. То же наблюдается и в спектрах далеких галактик, но со смещением в длинноволновую область. Астрономы говорят, что излучение галактики испытывает красное смещение. Объяснение простое: при расширении пространства световая волна растягивается и поэтому ослабевает. Если в течение того времени, пока световая волна дошла до нас, Вселенная расширилась вдвое, то и длина волны удвоилась, а ее энергия ослабла в два раза.

ГИПОТЕЗА УСТАЛОСТИ

Каждый раз, когда Scientific American публикует статью по космологии, многие читатели пишут нам, что, по их мнению, галактики на самом деле не удаляются от нас и что расширение пространства – иллюзия. Они полагают, что красное смещение в спектрах галактик вызвано чем-то вроде «утомления» от долгой поездки. Некий неизвестный процесс вынуждает свет, распространяясь сквозь пространство, терять энергию и поэтому краснеть.

Данной гипотезе уже более полувека, и на первый взгляд она выглядит разумной. Но она совершенно не согласуется с наблюдениями. Например, когда звезда взрывается как сверхновая, она вспыхивает, а затем тускнеет. Весь процесс длится примерно две недели у сверхновых того типа, который астрономы используют для определения расстояний до галактик. За этот период времени сверхновая излучает поток фотонов. Гипотеза усталости света говорит, что за время пути фотоны потеряют энергию, но наблюдатель все равно получит поток фотонов длительностью в две недели.

Однако в расширяющемся пространстве не только сами фотоны растягиваются (и поэтому теряют энергию), но и их поток также растягивается. Поэтому требуется более двух недель, чтобы все фотоны добрались до Земли. Наблюдения подтверждают такой эффект. Вспышка сверхновой в галактике с красным смещением 0,5 наблюдается три недели, а в галактике с красным смещением 1 – месяц.

Гипотеза усталости света противоречит также наблюдениям спектра реликтового излучения и измерениям поверхностной яркости далеких галактик. Пришло время отправить на покой «утомленный свет» (Чарльз Линевивер и Тамара Дэвис).

Сверхновые звезды, как эта в скоплении галактик в Деве, помогают измерять космическое расширение. Их наблюдаемые свойства исключают альтернативные космологические теории, в которых пространство не расширяется.

Процесс можно описать в терминах температуры. Испускаемые телом фотоны имеют распределение по энергии, которое в целом характеризуют температурой, указывающей, насколько тело горячее. Когда фотоны движутся в расширяющемся пространстве, они теряют энергию и их температура снижается. Таким образом, Вселенная при расширении охлаждается, как сжатый воздух, вырывающийся из баллона аквалангиста. К примеру, реликтовое излучение сейчас имеет температуру около 3 К, тогда как оно родилось при температуре около 3000 К. Но с того времени Вселенная увеличилась в размере в 1000 раз, а температура фотонов понизилась во столько же раз. Наблюдая газ в далеких галактиках, астрономы прямо измеряют температуру этого излучения в далеком прошлом. Измерения подтверждают, что Вселенная со временем охлаждается.

В связи между красным смещением и скоростью также существуют некоторые противоречия. Красное смещение, вызванное расширением, часто путают с более знакомым красным смещением, вызванным эффектом Доплера, который обычно делает звуковые волны более длинными, если источник звука удаляется. То же верно и для световых волн, которые становятся более длинными, если источник света отдаляется в пространстве.

Доплеровское красное смещение и космологическое красное смещение – вещи абсолютно разные и описываются различными формулами. Первая вытекает из частной теории относительности, которая не принимает во внимание расширение пространства, а вторая следует из общей теории относительности. Эти две формулы почти одинаковы для близлежащих галактик, но различаются для отдаленных.

Согласно формуле Доплера, если скорость объекта в пространстве приближается к скорости света, то его красное смещение стремится к бесконечности, а длина волны становится слишком большой и поэтому недоступной для наблюдения. Если бы это было верно для галактик, то самые отдаленные видимые объекты на небе удалялись бы со скоростью, заметно меньшей скорости света. Но космологическая формула для красного смещения приводит к другому выводу. В рамках стандартной космологической модели галактики с красным смещением около 1,5 (т.е. принимаемая длина волны их излучения на 50% больше лабораторного значения) удаляются со скоростью света. Астрономы уже обнаружили около 1000 галактик с красным смещением больше 1,5. А значит, нам известно около 1000 объектов, удаляющихся быстрее скорости света. Реликтовое излучение приходит с еще большего расстояния и имеет красное смещение около 1000. Когда горячая плазма молодой Вселенной испускала принимаемое нами сегодня излучение, она удалялась от нас почти в 50 раз быстрее скорости света.

Бег на месте

Трудно поверить, что мы можем видеть галактики, движущиеся быстрее скорости света, однако это возможно из-за изменения скорости расширения. Вообразите луч света, идущий к нам с расстояния большего, чем расстояние Хаббла (14 млрд. световых лет). Он движется к нам со скоростью света относительно своего местоположения, но само оно удаляется от нас быстрее скорости света. Хотя свет устремляется к нам с максимально возможной скоростью, он не может угнаться за расширением пространства. Это напоминает ребенка, пытающегося бежать в обратную сторону по эскалатору. Фотоны на хаббловском расстоянии перемещаются с максимальной скоростью, чтобы оставаться на прежнем месте.

Можно подумать, что свет из областей, удаленных дальше расстояния Хаббла, никогда не сможет дойти до нас и мы его никогда не увидим. Но расстояние Хаббла не остается неизменным, поскольку постоянная Хаббла, от которой оно зависит, меняется со временем. Эта величина пропорциональна скорости разбегания двух галактик, деленной на расстояние между ними. (Для вычисления можно использовать любые две галактики.) В моделях Вселенной, согласующихся с астрономическими наблюдениями, знаменатель увеличивается быстрее числителя, поэтому постоянная Хаббла уменьшается. Следовательно, расстояние Хаббла растет. А раз так, свет, который первоначально не достигал нас, может со временем оказаться в пределах хаббловского расстояния. Тогда фотоны окажутся в области, удаляющейся медленнее скорости света, после чего они смогут добраться до нас.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЛИ КОСМИЧЕСКОЕ КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ – ЭТО ДОПЛЕРОВСКОЕ СМЕЩЕНИЕ?

НЕВЕРНО : Да, потому что удаляющиеся галактики движутся в пространстве. В эффекте Доплера световые волны растягиваются (становясь более красными), когда их источник удаляется от наблюдателя. Длина волны света не меняется во время его путешествия сквозь пространство. Наблюдатель принимает свет, измеряет его красное смещение и вычисляет скорость галактики.

ВЕРНО : Нет, красное смещение не имеет никакого отношения к эффекту Доплера. Галактика почти неподвижна в пространстве, поэтому испускает свет одинаковой длины волны во всех направлениях. За время пути длина волны становится больше, поскольку пространство расширяется. Поэтому свет постепенно краснеет. Наблюдатель принимает свет, измеряет его красное смещение и вычисляет скорость галактики. Космическое красное смещение отличается от доплеровского смещения, что подтверждают наблюдения.

Однако галактика, пославшая свет, может продолжать удаляться со сверхсветовой скоростью. Таким образом, мы можем наблюдать свет от галактик, которые, как и прежде, всегда будут удаляться быстрее скорости света. Одним словом, хаббловское расстояние не фиксировано и не указывает нам границы наблюдаемой Вселенной.

А что в действительности отмечает границу наблюдаемого пространства? Здесь тоже происходит некая путаница. Если бы пространство не расширялось, то самый отдаленный объект мы могли бы наблюдать теперь на расстоянии около 14 млрд. световых лет от нас, т.е. на расстоянии, которое свет преодолел за 14 млрд. лет, прошедших с момента Большого взрыва. Но поскольку Вселенная расширяется, пространство, пересеченное фотоном, расширилось за время его пути. Поэтому текущее расстояние до самого удаленного из наблюдаемых объектов примерно втрое больше – около 46 млрд. световых лет.

Раньше космологи думали, что мы живем в замедляющейся Вселенной и поэтому можем наблюдать все больше и больше галактик. Однако в ускоряющейся Вселенной мы отгорожены границей, вне которой никогда не увидим происходящие события – это космический горизонт событий. Если свет от галактик, удаляющихся быстрее скорости света, достигнет нас, значит, расстояние Хаббла увеличится. Но в ускоряющейся Вселенной его увеличение запрещено. Удаленное событие может послать луч света в нашем направлении, но этот свет навсегда останется за пределом расстояния Хаббла из-за ускорения расширения.

Как видим, ускоряющаяся Вселенная напоминает черную дыру, тоже имеющую горизонт событий, извне которого мы не получаем сигналов. Нынешнее расстояние до нашего космического горизонта событий (16 млрд. световых лет) целиком лежит в пределах нашей наблюдаемой области. Свет, испущенный галактиками, находящимися сейчас дальше космического горизонта событий, никогда не сможет достигнуть нас, т.к. расстояние, которое сейчас соответствует 16 млрд. световых лет, будет расширяться слишком быстро. Мы сможем увидеть события, происходившие в галактиках прежде, чем они пересекли горизонт, но о последующих событиях мы не узнаем никогда.

Во Вселенной расширяется все?

Люди часто думают, что если пространство расширяется, то и все в нем тоже расширяется. Но это неверно. Расширение как таковое (т.е. по инерции, без ускорения или замедления) не производит никакой силы. Длина волны фотона увеличивается вместе с ростом Вселенной, поскольку в отличие от атомов и планет фотоны не связанные объекты, размеры которых определяются равновесием сил. Изменяющаяся скорость расширения действительно вносит новую силу в равновесие, но и она не может заставить объекты расширяться или сжиматься.

Например, если бы гравитация стала сильнее, ваш спинной мозг сжался бы, пока электроны в позвоночнике не достигли бы нового положения равновесия, чуть ближе друг к другу. Ваш рост немного уменьшился бы, но сжатие на этом прекратилось бы. Точно так же, если бы мы жили во Вселенной с преобладанием сил тяготения, как еще несколько лет назад считало большинство космологов, то расширение замедлялось бы, а на все тела действовало бы слабое сжатие, заставляющее их достигать меньшего равновесного размера. Но, достигнув его, они бы больше не сжимались.

НАСКОЛЬКО ВЕЛИКА НАБЛЮДАЕМАЯ ВСЕЛЕННАЯ?

НЕВЕРНО : Вселенной 14 млрд. лет, поэтому наблюдаемая ее часть должна иметь радиус 14 млрд. световых лет.Рассмотрим самую далекую из наблюдаемых галактик – ту, чьи фотоны, испущенные сразу после Большого взрыва, только теперь достигли нас. Световой год – это расстояние, проходимое фотоном за год. Значит, фотон преодолел 14 млрд. световых лет

ВЕРНО : Поскольку пространство расширяется, наблюдаемая область имеет радиус больше, чем 14 млрд. световых лет. Пока фотон путешествует, пространство, которое он пересекает, расширяется. К моменту, когда он достигает нас, расстояние до испустившей его галактики становится больше, чем просто вычисленное по времени полета, – приблизительно втрое больше

Фактически же расширение ускоряется, что вызвано слабой силой, «раздувающей» все тела. Поэтому связанные объекты имеют размеры немного больше, чем были бы в неускоряющейся Вселенной, поскольку равновесие сил достигается у них при немного большем размере. На поверхности Земли ускорение, направленное наружу, от центра планеты, составляет мизерную долю ($10^{–30}$) нормального гравитационного ускорения к центру. Если это ускорение неизменно, то оно не заставит Землю расширяться. Просто планета принимает чуть больший размер, чем он был бы без силы отталкивания.

Но все изменится, если ускорение не постоянно, как полагают некоторые космологи. Если отталкивание увеличивается, то это может в конце концов вызвать разрушение всех структур и привести к «Большому разрыву», который произошел бы не из-за расширения или ускорения как такового, а потому что ускорение ускорялось бы.

А ОБЪЕКТЫ ВО ВСЕЛЕННОЙ ТОЖЕ РАСШИРЯЮТСЯ?

НЕВЕРНО : Да. Расширение заставляет Вселенную и все находящееся в ней увеличиваться. В качестве объекта рассмотрим скопление галактик. Раз Вселенная становится больше, то и скопление – также. Граница скопления (желтая линия) расширяется.

ВЕРНО : Нет. Вселенная расширяется, но связанные объекты в ней не делают этого. Соседние галактики сначала удаляются, но в конечном счете их взаимное притяжение пересиливает расширение. Формируется скопление такого размера, которое соответствует его равновесному состоянию.

По мере того как новые точные измерения помогают космологам лучше понять расширение и ускорение, они могут задаться еще более фундаментальными вопросами о самых ранних мгновениях и наибольших масштабах Вселенной. Чем было вызвано расширение? Многие космологи считают, что в этом виноват процесс, называемый «инфляцией» (раздуванием), особый тип ускоряющегося расширения. Но возможно, это лишь частичный ответ: чтобы она началась, похоже, Вселенная уже должна была расширяться. А что относительно наибольших масштабов за пределом наших наблюдений? Расширяются ли разные части Вселенной по-разному, так, что наша Вселенная – это всего лишь скромный инфляционный пузырь в гигантской сверхвселенной? Никто не знает. Но мы надеемся, что со временем мы сможем прийти к пониманию процесса расширения Вселенной.

ОБ АВТОРАХ:
Чарльз Линевивер (Charles H. Lineweaver) и Тамара Дэвис (Tamara M. Davis) – астрономы из австралийской обсерватории Маунт-Стромло. В начале 1990-х гг. в Калифорнийском университете в Беркли Линевивер входил в группу ученых, открывших с помощью спутника COBE флуктуации реликтового излучения. Он защитил диссертацию не только по астрофизике, но и по истории и английской литературе. Дэвис работает над созданием космической обсерватории Supernova/Acceleration Probe (Исследователь сверхновых звезд и ускорения).

ЗАМЕЧАНИЯ К СТАТЬЕ «ПАРАДОКСЫ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА»
Профессор Засов Анатолий Владимирович, физ. ф-т МГУ: Все недоразумения, с которыми спорят авторы статьи, связаны с тем, что для наглядности чаще всего рассматривают расширение ограниченного объема Вселенной в жесткой системе отсчета (причем расширение достаточно маленькой области, чтобы не учитывать разность хода времени на Земле и на далеких галактиках в земной системе отсчета). Отсюда представление и о взрыве, и о доплеровском смещении, и распространенная путаница со скоростями движения. Авторы же пишут, и пишут правильно, как все выглядит в неинерциальной (сопутствующей) системе координат, в которой обычно работают космологи, хотя в статье прямо не говорится об этом (в принципе, все расстояния и скорости зависят от выбора системы отсчета, и здесь всегда есть некий произвол). Единственно, что написано нечетко, так это то, что не определено, что же в расширяющейся Вселенной понимается под расстоянием. Сначала у авторов это скорость света, умноженная на время распространения, а далее говорится, что необходим еще учет расширения, которое удалило галактику еще больше, пока свет был в пути. Таким образом, расстояние уже понимается как скорость света, умноженная на время распространения, которое он потратил бы, если бы галактика перестала удаляться и излучила свет сейчас. В действительности все сложнее. Расстояние – величина модельно зависимая и непосредственно из наблюдений не получаемая, поэтому космологи без него прекрасно обходятся, заменяя красным смещением. Но может быть, более строгий подход здесь и неуместен.

Астрономы употребляют термин «Большой взрыв» в двух взаимосвязанных значениях. С одной стороны этим термином называют само событие, ознаменовавшее зарождение Вселенной около 15 миллиардов лет назад; с другой — весь сценарий ее развития с последующим расширением и остыванием.

Концепция Большого взрыва появилась с открытием в 1920-е годы закона Хаббла . Этот закон описывает простой формулой результаты наблюдений, согласно которым видимая Вселенная расширяется и галактики удаляются друг от друга. Нетрудно, следовательно, мысленно «прокрутить пленку назад» и представить, что в исходный момент, миллиарды лет назад, Вселенная пребывала в сверхплотном состоянии. Такая картина динамики развития Вселенной подтверждается двумя важными фактами.

Космический микроволновой фон

В 1964 году американские физики Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили, что Вселенная наполнена электромагнитным излучением в микроволновом диапазоне частот. Последовавшие измерения показали, что это характерное классическое излучение черного тела , свойственное объектам с температурой около -270°С (3 К), т. е. всего на три градуса выше абсолютного нуля.

Простая аналогия поможет вам интерпретировать этот результат. Представьте, что вы сидите у камина и смотрите на угли. Пока огонь горит ярко, угли кажутся желтыми. По мере затухания пламени угли тускнеют до оранжевого цвета, затем до темно-красного. Когда огнь почти затух, угли перестают испускать видимое излучение, однако, поднеся к ним руку, вы почувствуете жар, что означает, что угли продолжают излучать энергию, но уже в инфракрасном диапазоне частот. Чем холоднее объект, тем ниже излучаемые им частоты и больше длина волн (см. Закон Стефана—Больцмана). По сути, Пензиас и Уилсон определили температуру «космических углей» Вселенной после того, как она остывала на протяжении 15 миллиардов лет: ее фоновое излучение оказалось в диапазоне микроволновых радиочастот.

Исторически это открытие и предопределило выбор в пользу космологической теории Большого взрыва. Другие модели Вселенной (например, теория стационарной Вселенной) позволяют объяснить факт расширения Вселенной, но не наличие космического микроволнового фона.

Изобилие легких элементов

Теория Большого взрыва позволяет определить температуру ранней Вселенной и частоту соударений частиц в ней. Как следствие, мы можем рассчитать соотношение числа различных ядер легких элементов на первичной стадии развития Вселенной. Сравнив эти прогнозы с реально наблюдаемым соотношением легких элементов (с поправкой на их образование в звездах), мы обнаруживаем впечатляющее соответствие между теорией и наблюдениями. По моему мнению, это лучшее подтверждение гипотезы Большого взрыва.

Помимо двух приведенных выше доказательств (микроволновой фон и соотношение легких элементов) недавние работы (см. Инфляционная стадия расширения Вселенной) показали, что сплав космологии Большого взрыва и современной теории элементарных частиц разрешает многие кардинальные вопросы устройства Вселенной. Конечно, проблемы остаются: мы не можем объяснить саму первопричину возникновения Вселенной; не ясно нам и то, действовали ли в момент ее зарождения нынешние физические законы. Но убедительных аргументов в пользу теории Большого взрыва на сегодняшний день накоплено более чем достаточно.

См. также:

Arno Allan Penzias, р. 1933
Robert Woodrow Wilson, р. 1936

Арно Аллан Пензиас (на фото справа) и Роберт Вудро Уилсон (на фото слева) — американские физики, открывшие реликтовое электромагнитное излучение.

Пензиас родился в Мюнхене, эмигрировал в США вместе с родителями в 1940 году. Уилсон родился в Хьюстоне (США). Оба приступили к работе в лабораториях Bell в Холмдейле, штат Нью-Джерси в начале 1960-х годов. В 1963 году перед ними была поставлена задача выяснить природу шумов в радиодиапазоне, создающих помехи для радиосвязи. Отметя целый ряд вероятных причин (вплоть до загрязнения антенн голубиным пометом), они пришли к выводу, что источник стабильного фонового шума находится за пределами нашей Галактики. Иными словами, это был космический радиационный фон, предсказанный астрофизиками-теоретиками, включая Роберта Дика (Robert Dick), Джима Пиблза (Jim Peebles) и Георгия Гамова (George Gamov). За свое открытие Пензиас и Уилсон были удостоены в 1978 году Нобелевской премии по физике.

Показать комментарии (148)

Свернуть комментарии (148)

Мы еще расширяемся и остываем. Только расширяемся очень медленно. А через миллиарды лет. Когда гравитация достигнет придела. Вселенная начнет обратный процесс сжатия. К сожалению чем он закончиться мы уже не узнаем

Ответить

Сомнений нет.
«Большого Взрыва», нет, не было, и не будет.
http://www.proza.ru/texts/2004/09/17-31.html - Не было большого взрыва!!!
http://www.proza.ru/texts/2001/11/14-54.html - Вне математическое приложение.
http://www.proza.ru/texts/2006/04/08-05.html - Об исламе, инопланетянах, и не только.
А коротко это так. Красное смещение сообщает нам, что некоторое время назад удаленные объекты были меньше чем сейчас. Просто конечность скорости света причина того, что произошедшее у нас у изменение величины скорости света - вдалеке (в прошлом) мы не наблюдаем.
Информанция опаздывает.
Субъективное удаление от нас удаленных объектов, процесс обратный тяготению (субъективному, или если хотите – относительному приближению) объектов лежащих внутри некоторой синхронизированной системы.
С уважением,
Сергей

Ответить

Сомнений нет, а как это могло быть иначе, этот факт, открытый современными физиками только в ХХ веке, был засвидетельствован в Коране четырнадцать веков назад:

"Он [Аллах] - Установитель небес и земли" (сура аль-Анам: 101).

Теория Большого взрыва показала, что вначале все предметы во Вселенной были едины, а потом были разделены. Этот факт, установленный теорией Большого взрыва, опять-таки был описан четырнадцать столетий назад в Коране, когда у людей было весьма ограниченное представление о Вселенной:

"Разве не видели те, которые не веровали, что небеса и земля были соединены, а Мы разделили их..." (сура Пророки, 30)

Имеется в виду, что вся материя была сотворена посредством Большого взрыва из одной точки, и, будучи разделенной, образовала известную нам Вселенную. Расширение Вселенной - одно из самых важных свидетельств того, что Вселенная создавалась из ничего. Хотя этот факт был обнаружен наукой только в ХХ веке, Аллах сообщил нам о реальности этого в Коране, посланном людям тысячу четыреста лет назад:

"Это Мы установили Вселенную (Нашей творческой) силой, и поистине, это Мы постоянно расширяем ее" (сура Рассеивающие, 47).

Большой взрыв - явное указание на то, что Вселенная была сотворена из ничего, сотворена Творцом, сотворена Аллахом.

Ответить

А никакого расширения Вселенной нет, она практически статична, и даже наоборот галактики сближаются, иначе не было бы столько столкнувшихся галактик.

Ответить

С чего вы решили, что свет тратит какую-то энергию? (и не только свет) что он преодолевает? Он летит так же по прямой, как все во вселенной, по большому счету, всё не отрывается (как мы пытаемся оторваться от земли), а будучи однажды выброшенным в пространство, падает в никуда.(Я приверженец теории, что вселенная раздувается, а не расширяется, а это значит, скорее всего, что возможно, есть другие силы, заставляющие всё лететь без затрат - вспомните вторую серию детей шпионов, когда им надоело уже лететь, и они даже отдыхали при этом. Я утрирую, но имею ввиду нечто подобное). ХОтя раньше я тоже считала, что всё, что-то куда-то летит, что-то преодолевает, значит, теряет энергию, но жизненный опыт показал, что теряя, мы порой приобретаем гораздо больше. Может, это и есть парадокс в физике? Наращивая энтропию, мы ее упорядочиваем, и снова наращиваем, но на другом уровне?!
PS.Желательно в ответах на мыло давать ссылку на эту страницу, я давно не была тут, и с трудом нашла куда отвечать!

Ответить

А мне вот непонятно одно. Надеюсь на чьё-нибудь разъяснение.
Утверждается, что судьба Вселенной зависит от плотности межзвёздного газа. Если газ будет достаточно плотен, то звёзды и галактики рано или поздно прекратят своё взаимоудаление и начнут сближаться.
Но ведь газ - тоже часть Вселенной.
Он возник в пламени Большого Взрыва, как и всё сущее.
Каким образом звёзды могут испытывать трение при прохождении сквозь газ, который движется в том же направлении и с той же скоростью, что и они сами?
Получается, что Вселенная в любом случае обречена на вечное расширение?
Если в этот процесс не вмешается некий непредсказуемый фактор - например, человек?

Ответить

Вселенная возникла около 15 миллиардов лет назад в виде раскаленного сгустка сверхплотной материи, и с тех пор она расширяется и остывает.
Я не астроном, не ученый и моя логика довольно проста, так мне легче понять.
существует теория о том, что черные дыры являются центрами галактик.
однако я предполагаю, основываясь на вышеизложенное, что, возможно
черные дыры это тоже будущие вселенные. сверхплотное вещество - черная дыра, которая может быть любого размера
Просьба прочитавших отправить свои мысли на [email protected]

Ответить

Структура Вакуума. Моя крестьянская логика: 1+1=2.

Много лет тому назад, (20 миллиардов лет) вся материя
(все элементарные частицы и все кварки и их подруги античастицы и антикварки,
все виды волн: электромагнитные, гравитационные, мюонные,: глионные и т.д.
- все было собрано в "сингулярную точку".
Что тогда окружало сингулярную точку?
ПУСТОТА - НИЧТО.
Согласен. Но почему об этом говорят общими фразами, не уточняя,
Не конкретно. Меня удивляет, почему это ПУСТОТУ - НИЧТО.
никто не записывает физической формулой?
Ведь каждому школьнику известно, что ПУСТОТА - НИЧТО.
записывается формулой Т=0К.
* * *
И, однажды, произошёл большой взрыв.
В каком пространстве произошёл этот взрыв?
В каком пространстве распространялась материя большого взрыва?
Не в T=OK? Ясно, что только в ПУСТОТЕ - НИЧТО T=OK.
* * *

Сейчас считают, что Вселенная, как Абсолютная система отсчёта,находится в
состоянии Т = 2,7К (остатки реликтового излучения большого взрыва).
Но это реликтовое изучение расширяется и в будущем изменится, уменьшится.
Какой температуры она достигнет?
Не T=OK? Таким образом, если мы пойдем и в прошлом и в настоящем и в
будущем мы не можем убежать от ПУСТОТЫ- НИЧТО.
* * *
Все знают, что такое сингулярная точка.
Но никто не знает, что такое ПУСТОТА- НИЧТО, Т=0К.
Чтобы это понять, надо задать вопрос:
Какие геометрические и физические праметры могут иметь частицы при T=OK?
Есть ли у них объём?
Нет. Значит их геометрическая форма - плоский круг C/D = 3,14
НО что эти частицы делают?
Ничего. Они находятся в состоянии покоя: (h = 0)
Так неужели это мертвые частицы? Ведь все в природе находится в движении.
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо более ясно понять ПУСТОТУ - НИЧТО.
* * *
Имеет ли эта ПУСТОТА - НИЧТО границы?
Нет. ПУСТОТА - НИЧТО и есть ПУСТОТА - НИЧТО.
Она не имеет границ. ПУСТОТА - НИЧТО бесконечно.
Запишем это формулой: Т=0К= .
А какое там время? Время там отсутствует.
Оно неразрывно слито с пространством.
Стоп.
Но ведь такое пространство описывает Эйнштейн в СТО.
В СТО пространство также имеет отрицательную характеристику и там тоже пространство неразрывно слито с временем.
Только в СТО эта ПУСТОТА - НИЧТО имеет другое название:
отрицательное четырёхмерное пространство Минковского.
Тогда СТО описывает поведение частиц, имеющих геометрическую
форму - круг в ПУСТОТЕ - НИЧТО Т=0К.
* * *
Согласно СТО эти частицы круги могут находится в двух состояниях движения:
1)Эти частицы-круги могут лететь прямолинейно со скорость с=1.
В этом виде движения частицы-круги зовут Квантом Света (Фотон).
2) Эти частицы-круги можут вращаться вокруг своего диаметра и тогда их форма и физические параметры изменяются согласно преобразованиям Лоренца.
В этом виде движения частицы-круги зовут Электроном.
* * *
Но что является причиной движения частицы-круги, ведь в ПУСТОТЕ -НИЧТО
никто не влияет на ее покой?
Квантовая теория дает ответ на этот вопрос.
1) Прямолинейное движение частицы-круги зависит от спина Планка (h=1)
2) Вращательное движение частицы-круги зависит от спина
Гоудсмита -Уленбека (ħ = h / 2pi).
* * *
Странные частицы окружают "сингулярную точку".
Эти частицы-круги могут находится в трех состояниях:
1) h = 0 ,
2) h = 1,
3) ħ = h / 2pi.
и сами самостоятельно принимать решение какое действие им совершать.
Так действовать могут только частицы, которые обладают собственным сознанием.
Это сознание не может быть застывшим, оно развивается.
Развитие этого сознания идёт "от неопределённого желания до ясной мысли ".

Ответить

этот сгусток величиной и временем жизни как кварк современные представления говорят что вселенная проживет 10 в 100 лет а кварк живет 10-23 сек так вот жизнь их кварка и нашей вселенной равны и масса этого кварка равна массе вселеной так если у них такой кварк то каким должна быть их звезда и какой энергией она обладает мы ведь должны на все смотреть путем аналогии есть нечто где таких кварков множества и они вырываются и ударяются о что-то древние учение говорит что всевышний 950 раз создавал и разрушал вселенные как кузнец бьет по наковальне и разлетаются искры и когда увидел нашу в которой мы живем сказал вот этот хорош прошу уважаемый мною форум поразмыслить над этим

Ответить

Уважаемяе ученые. МЕНЯ ЧТРАШНО ТЕРЗАЕТ ВОПРОС А ЧТО БЫЛО ДО БОЛЬШОГО ВЗРЫВА. ГОВОРЯТ ЧТО НЕ БЫЛО СОВЕРШЕННО НИЧЕГО. А КАК ПОНЯТЬ НИЧЕГО И ГДЕ ЗАКАНЧИВАЛОСЬ ЭТО НИЧЕГО. ОЧЕНЬ ПРОШУ ХОТЯ БЫ ПРИБЛИЗТЕ МЕНЯ К ИСТИНЕ (КОТОРАЯ ГДЕ-ТО ТАМ)

Ответить

Этот мир обладает определёнными свойствами. Одно из этих свойств СУБЪЕКТИВНО ощущается человеком как течение времени. Более точно это свойство описывается на языке математики - и это описание не вполне совпадает с бытовыми представлениями человека о времени. Точнее, практически совпадает в обычных бытовых условиях, но возможны такие условия, когда разница становится ощутимой. В частности, условия Большого взрыва как раз такие, что житейское представление о времени в них не работает.

То есть вопрос "что было до Большого взрыва?" некоректен по той же причине, как и вопрос "что находится севернее Северного полюса?".

Ответить

Слушай а ты пацан умный. Надо бы с тобой подружиться. Я тоже увлекаюсь астрономией, и тоже зациклился на большом взрыве. УЧЕНЫЕ ГОВОРЯТ ЧТО ДО БОЛЬШОГО ВЗРЫВА НЕ БЫЛО НИЧЕГО. А ЧТО ТАКОЕ ЭТО НИЧЕГО, И ГДЕ У НЕГО ГРАНИЦЫ.

Ответить

Может быть много в самом названии непотребном, остюда и всякие пересуды? Назвали очень плохо, "взрыв", поэтому и понимают это как взрыв, а наверное же не совсем обычный взрыв? Многие даже очень уажаемые авторы мною начинают про это рассуждать как о взрыве просто по крестьянски, а это не есть хорошо. Ндадо собрать научный симпозиум и выдвинуть переименование, например "Транссингулярный переход материи", тогда меньше может станет болтовни вокруг этого очевидного явления;))

Ответить

Мне интересно вот что...
1)"Вселенная возникла около 15 миллиардов лет назад в виде раскаленного сгустка сверхплотной материи" - допустим. Почему геометрия нашей вселенной почти плоская (Евклидова)? Если материя сверхплотная, то, по крайней мере, поверхность дожна быть сферической.
2)Существование начала отсчета времени эквивалентно его неоднородности. Это не подтвержденно, насколько я знаю. Почему?
3)Если допустить цикличность процесса - расширение - сжатие - образование чёрной дыры - взрыв - ... у меня есть вопрос по поводу чёрной дыры. (Немного не в тему, наверное). Очевидно, материя в ней сжимается до точки (сингулярности), причём силы сжатия - гравитации - достигают бесконечности => скорость сжатия (поверхности) стремится к скорости света => в нашем пространстве-времени образование такого объекта невозможно... Когда же он взорвётся?

Ответить

Слово "Пустота" для точной науки абсолютно некорректно, также как и слово "Взрыв". Исходя из этого утверждения следует заметить, что любое физическое явление должно обладать понятными качествами или свойствами такими например как - объем. В контексте следует учитывать, что все какие бы то ни было процессы происходят в границах этого объема, а влияние этих процессов до определенных пределов распостроняется и во вне.
Итак, - Взрыв в Пустоте! Вселенная из яица!Типичные выражения для сенсации 19-го века, кои выкрикивали уличные продавцы газет и журналов того времени.
На самом же деле в теории "Большого взрыва" (в грамотном описании)прямым текстом говорится, что "Вселенная стала расширяться около 15 миллиардов лет назад из раскаленного сгустка сверхплотной материи". Речь совсем не идет ни о взрыве, ни о пустоте. Всего лишь высказана гипотеза на данный момент подтвержденная анализом характеристик реликтового излучения. И допустим названная "Теорией большого взрыва". Всего лишь фразеологическая эквилибристика, не более...
P.S. "Природа не терпит пустоты!"

Ответить

У мня небольшая путаница в голове,прошу помощи,и так.....Скажем что нашей наблюдаемой вселенной 14.5 миллиардов лет,если взять в расчёт что к примеру среднею арифметическую скорость разбежки(удаления) галактик скажем 2000 км/с то за 14.5 миллиардов лет они проделали растояние равное этой скорости,как же тогда наблюдают галактические скопления которые находятся на растоянии от нас в 13.5 миллиардов СВЕТОВЫХ ЛЕТ,световой год равняется растоянию которое преодолевает свет за 1 год,скорость которого равна примерно почти 300 тысяч километров в секунду,но расширение вселенной к примеру всего в 2000 километров в секунду,то как же они оказались на таком растояние при скорости удаления примено 1000 раз менше скорости света.
По логике - со коростью в 2000 километров в секунду самая удалённая галактика от ипицентра взрыва должна находится на растоянии в 1000 раз меньше(потому что скорость удаления в 1000 раз меньше) и равнятся 14.4 миллионов световых лет.
Где я чего не допонял,зарание благодорю

Ответить

Прошло вот уже два года, как в журнале "В мире науки" за # 11 от 2005 года была опубликована статья Г. Старкмана и Д. Шварца "Хорошо ли настроена Вселенная?". В ней приводятся результаты экспериментов на спутниках COBE и WMAP, которые ясно указывают на то, что Вселенная бесконечна, и никакого Большого взрыва не было. Сколько же можно о нем говорить?

Ответить

Ерунда эта сингулярность. Ведь никто не может доказать, что с изменением гравитации не меняются физические параметры. Так же недоказуемо, что они не меняются с течением времени. Например нельзя опровергнуть следующее утверждение: "период полураспада изотопа U-238 семь тысяч лет назад имел вдвое меньшее значение". Мы строим все сложные математические и космологические конструкции в реальном времени и заглянуть в отдаленную перспективу и в прошлое не можем (в этом вся наша беда). Посему все наше представление о мироздании ограниченно в принципе на очень низком уровне, ну, например на уровне классической механики. Мир непознаваем, а следовательно имеет божественное происхождение. Вот только никто не знает где он этот Бог и как выглядит.

Ответить

Очень давно "мучает" один вопрос.
что значит "по мере остывания"? Банальный пример - остывающий чайник отдает часть тепла (энергии) во внешнее пространство.

Очевидный (очевидный ли?) ответ - внешнее пространство. А что в нем тогда,.. эээ.. пустота????.........

Ответить

насчёт "анализом характеристик реликтового излучения"(из 12.04.2007 15:08 | Science-lover)
а именно: речь - о спектральном составе реликтового фона.
Причём максимум плотности (на спектре) соответствует температуре в неск-ко градусов К (~4, но могу - ошибаться). Именно отсюда - м-но найти время, в течении к-рого происходило остывание.
12.02.2009 13:28 | FcuK
Куда отдает тепло наша Вселенная?
- посмотрите, что выдаст поисковик (yandex, google) на "тепловая смерть вселенной" (ru.wikipedia.org/wiki/Тепловая_смерть)
Чайник - греет окружающую среду(комнату - в частном случае). Но это - пример не замкнутой системы (газ или эл-во - поступает извне).
Вопрос о замкнутости вселенной - обсуждался ранее. И, насколько помню, пришли к выводу, что вселенная - не замкнута. Но это - м.б. слишком сложным "упрощением", так что поисковики - "рулят".
03.05.2008 00:53 | ko1111
Насчёт изменения гравитации: см. "дрейф констант"
Вообще - это взгляд теиста на вопросы мироздания. А вопросы веры - наука (точная, пример - физика) не изучает, т.к. опирается - на факты, и - воспроизводимые результаты.
12.10.2007 14:45 | Phil
Есть - факты, которые - лучше всего объясняет именно ТБВ (теория большого взрыва). Просто другой, достаточно "гладкой" теории - пока не существует.
У струнной - большие вопросы с "практической стороной".

Ответить

Космологическое красное смещение и "аномалия Пионеров" - это один эффект, представляющий потерю кинетической энергии со временем, которая переходит в энергию флуктуаций вакуума. В этом легко убедиться, сделав простые расчеты. Постоянная аномального торможения космических аппаратов a = (8.74 +- 1.33)E-10 м/с^2, постоянная Хаббла (74.2 +- 3.6) км/с на один мегапарсек. Свет проходит один мегапарсек за 1E14 сек. Умножив аномальное торможение на это время, получим постоянную Хаббла:
(8.74 +- 1.33)E-10 м/с^2 x 1E14 с = (87.4 +- 13.3) км/с
Это говорит о том, что на все частицы, включая фотоны, действует аномальное торможение, но так как фотоны представляют волны, всегда движущиеся со скоростью света, то уменьшается только энергия, которая у фотонов чисто кинетическая. Аналогичная ситуация, когда фотоны теряют энергию (краснеют) в гравитационном поле, другие же частицы, которые могут покоиться, тормозятся, теряя скорость. Отсюда получается, что космологическое красное смещение можно рассчитывать при помощи постоянной аномального торможения, т.е. вместо двух постоянных достаточно одной. Аномальное торможение: V=at, где a - постоянная аномального торможения, t - время. Соответственно, "красное смещение" волн де Бройля: z=at/v, где v - скорость частицы. Так как для всех частиц действует принцип корпускулярно-волнового дуализма, то по этой же формуле можно вычислять и красное смещение волн фотонов: Z=at/c, где c - скорость фотона (света). Для примера, эта же формула для фотона через постоянную Хаббла имеет вид: Z=Ht. (Формулы приближенные, т.е. для малых изменений.) В космическом пространстве необходимо учитывать сопротивление, которое могут оказывать флуктуации вакуума. То, что они существуют и могут оказывать давление, подтверждено экспериментально - эффект Казимира. Движущиеся объекты "натыкаются" на флуктуации вакуума. От них "дрожат" электроны на атомных орбитах. Согласно квантовой физике, физический вакуум это не пустота и он постоянно взаимодействует с вещественной материей - лэмбовский сдвиг, эффект Казимира и пр., взаимодействие представляет силу, поэтому оно может влиять на движение.

Подробно на http://m622.narod.ru/gravity

Ответить

Эффект Допплера можно обьяснить и вращением обьекта. сторонники расширения любят приводить пример с приближающимся прямо на наблюдателя поезда. Если наблюдатель хочет жить, он пропустит поезд, например, справ от себя. Эффект Д. состоится. А если поезд будет проходить на безопаном расстоянии слева направо мимо наблюдателя? Эффект Д. тоже состоится. А если он ходит по кругу? Кстати такое мнение было в научных кругах. Вполне доказанное. Но как-то не совпало с общим мнением. А ведь именно эффект Допплера явл. основой теории большого взрыва. Но есть ещё и наличие излучения "от уголёчков". Вот эти уголёчки меня допекли. Был взрыв! Вот только какой? Как-то противоречит здравому смыслу, что взрыв может быть началом творения. И как это всё творилось - на бегу? Попробуйте что-нибудь сотворить на бегу. А вот концом взрыв может быть. Почему теоретикам не приходит в голову, что они видят этот конец. Конец предыдущей Вселенной. А уже на тёпленьком месте, на уголёчках возникла наша Вселенная. Она, кстати, может и расширяется, только не со скоростью взрыва. всё растёт, всё движется, всё крутиться. Кстати, взрыв в конце легче обьяснит, чем взрыв в начале. Какой-нибудь самонадеянный умник, а то и группа умников поиграет со спичками и... Пишу, видимо, не зря. Давненько на этот сайт никто не заглядывал.

Ответить

Большой взрыв с точки зрения квантовой эфиродинамики.
Этап сжатие Вселенной - но еще не коллапс. Все более уплотняющиеся сходящиеся гравитационные потоки частично уравновешиваются встречными расходящимися структурными потоками. Но на определенной стадии сжатия сходящиеся потоки полностью останавливают встречные расходящиеся потоки, как бы заперают их. Равновесие нарушается, но законы сохранения действуют. И на каком-то этапе сжатия происходит высвобождение запертой и все более возрастающей энергии квантовой среды. При этом расходящиеся потоки приобретают определенную волновую структуру - формируется материя (возможно новая). Остатки старой материи могут служить очагами флуктаций в новорожденной вселенной.

Ответить

Если был Большой Взрыв то не один а бесконечно много взрывов одновременно,так как вселенная бесконечна масса в ней бесконечна.
Кроме того в бесконечности должны регулярно происходить Большие Взрывы, которые создают галактики. Вопрос в том когда произойдет следующий Большой Взрыв?
Какой интервал времени между Большими Взрывами?

Ответить

Поклонники теории зарождения вселенной в результате большого взрыва до сих пор не в состоянии ответить на два простых вопроса:
1.Что они подразумевают под вселенной?
Если это совокупность космических явлений, ДОСТУПНЫХ для нашего наблюдения, то это вовсе не вселенная, а скорее мегагалактика.
Если же это еще и то, что лежит за пределами наших возможностей созерцания космоса, то сия теория уже не состоятельна.
2. Если вселенная возникла из взрыва, то должено быть известно место этого взрыва, то есть центр вселенной- точка отсчета всех координат.
Центр вселенной не установлен, но сопоставить эти факты у сторонников теории, видимо, ума не хватает.

Ответить

Вселенная это бесконечное количество сот. И сжимаются соты до критических размеров и масс и тогда происходит бесконечное количество
Больших Взрывов. И все начинается опять расширение в сотах образование галактик в сотах затем их расформирование и сжатие до критических масс и
так бесконечно. Размеры сот (кубов) примерно 100 Мпкс.

Ответить
- Одно другому не противоречит.
  Ничего не имею против ваших объяснений устройства вселенной.
  Только в вашем случае "Большой Взрыв" должен писаться с маленькой буквы, да и вовсе уже не "большой" он получается.
  Как по вашему, соты взаимодействуют друг с другом?
  
  Ответить
  - Как все массы во Вселенной гравитационными силами.Но так как в сотах
    массы одинаковы примерно 10в 49степени кг,то их взаимодействия уравновешены.Соты это кубические ячейки в центре которых расположенны
    максимальные массы - черные дыры,которые постепенно собирают всю массу
    ячейки доходят до критической массы и взрываются (выходят из коллапса)и
    все поехало сначала.
    
    Ответить
    
    Черная дыра, согласно теории относительности, не может "выйти из коллапса". Так что вам придется от чего-то отказаться, либо от своей, либо от Эйнштейновской теории)))
    Я - за отказ от Эйнштейновской.
    
    Ответить

1. А скажите, законы физики, к примеру, в Туманности Андромеды те же, что и у нас?
2. Сделаем мысленный опыт. Заполним Г-образную кварцевую трубку смесью кислорода и водорода в нужной пропорции (8:1). Осветим равномерно ультрафиолетом и получим взрыв. А теперь укажите, пожалуйста, ТОЧКУ - центр взрыва.

Ответить

- 1. Я тоже так думаю. Тогда в чем же несостоятельность продолжения за имеющиеся инструментальные границы?
  2. Я это к тому, что если нельзя указать точку, из этого не следует отсутствие взрыва.
  К тому же, "bang", дословно, и не взрыв вовсе, а "бум!". Который может быть не только от взрыва, но и от разных других процессов.
  
  Ответить
  - 1. В вопросе и ответ: "имеющиеся инструментальные границы", если правильно вас понял, это и есть границы постоянно расширяющейся вселенной. Значит пространство, которого еще не достигли "границы", вселенной еще не является, иначе теряет смысл само понятие "расширяющейся" вселенной.
    То есть фраза "продолжение за имеющиеся инструментальные границы"(расширяющейся вселенной)содержит в себе два взаимоисключающих понятия.
    2.С космическими объектами, в отличие от Г-образной трубки, все проще:
    кроме того, что они все близки к шаровидной форме, так они еще имеют центр масс, который смог бы вполне прокатить за центр вселенной.
    
    Ответить
    
    Инструментальные границы...кажется понял вас. Они ограничены чувствительностью приборов современной науки.
    Тогда представим их как надувной шарик: с развитием науки он становится шире и шире, но какие есть у нас основания даже не утверждать, а только предполагать, что за его пределами происходит та же самая картина?
    
    Ответить
    - Ну, до сих пор ведь в хрустальную сферу не уперлись, есть шансы двигаться дальше:) Даже если физика за пределами современной видимости меняется, не будет резкой границы, мы заранее почувствуем неладное, а пока такого нет. Потом, если "там" звезды излучают не фотоны, а хрюндели какие-нибудь, то они бы уже до нас дошли и мы их наблюдали (мы же не ограничены 15-ю миллиардами или сколько там лет?)
      "все близки к шаровидной форме, так они еще имеют центр масс, который смог бы вполне прокатить за центр вселенной."
      А в _такой_ конфигурации взрыв если и будет, то никак не Большой, так, сверхновые по мелочи. Геометрия БВ совсем не такая, но давайте я не буду рассказывать про то, чего сам вообразить не могу. Лучше я скажу другое: _отсутствие_ БВ создает еще бОльшие проблемы. Звезды, галактики эволюционируют, и процесс этот необратимый. Из тяжелых элементов не народится вновь водород, и не разлетится в большие межзвездные облака. И, если смотреть назад, стационарной картины тоже не получается. Может, БВ не так уж и плох?
      
      Ответить
      - По вашему получается, что только бв способен народить водород из тяжелых элементов? А "сверхновый" не в состоянии?
        Я не против бв "инструментальной вселенной"(очень меткое словосочетание), я против отождествления инструментальной вселенной и Вселенной.
        У ученых, изучающих Вселенную, есть один огромный недостаток.
        Дело в том, что неживая и живая материи на просто сильно различаются, они существуют как бы в разных мирах. Любой живой организм позиционирует себя как центр Вселенной, но остальные то понимают что это не так, что это всего навсего иллюзия индивидуума.
        Так вот: восприятие материального мира живими организмами- это иллюзия.
        (Не настаиваю на своей правоте, но если вы умный человек, то хотя бы попытаетесь вникнуть в эту мысль)
        С этой точки зрения сложно говорить о эволюции Вселенной, ведь Время-это тоже иллюзия живих организмов. Для Вселенной Времени не существует.
        Все вышесказанное противоречит теории БВ.
        
        Ответить
        
        Хуже. И БВ неспособен. Если почитаете сценарий, там говорится об энергии на ранних этапах. При большой ее концентрации (плотности) не то что ядра, никакие частицы не являются стабильными (это уже не из ТБВ, это экспериментально проверенный на ускорителях факт). Только при ее уменьшении начали появляться сначала частицы, а потом уже и ядра. В наблюдаемой ныне [части] Вселенной нет механизмов такой концентрации энергии для _всего_ (или подавляющей части) вещества. Чтобы что-то восстановить, надо "сжечь" заметно больше, и взрывы Сверхновых - это дожигание, а не восстановление.
        И еще. ТБВ (как и любая другая физическая теория) - это не слова, а формулы. И в формулах ТБВ задействовано все имеющееся в наличности пространство, а не только наблюдаемый кусок. Если бы можно было ограничиться частью, будьте уверены, кто-нибудь уже такую веточку застолбил (Нобелевку все хотят).
        "Любой живой организм позиционирует себя как центр Вселенной, но остальные то понимают что это не так, что это всего навсего иллюзия индивидуума."
        Осторожнее на поворотах! :) Один человек пришел к таким же выводам, что его система координат, какой бы кособокой она ни была из-за гравитации, ускорения или вращения, не хуже, чем у других индивидуумов. И у других она не хуже, чем у него. Тогда он вывел формулы, как из кривой системы перейти в перекошенную...
        "Так вот: восприятие материального мира живими организмами- это иллюзия."
        Так вот: это не физика. Это философия. И, _в_рамках_философии_, это абсолютно _правильная_ мысль, ибо не опровергается. А чтобы вернуться в физику, проделайте следующий опыт (можно мысленно): возьмите молоток и ударьте с приличной силой по любому своему пальцу. А затем попробуйте убедить себя, что все произошедшее - чистая иллюзия, и, на самом деле, у Вас ничего не болит. (В философии этот опыт не прокатывает, потому что ни один философ ни за что не возьмет в руки молоток. А чужие пальцы не жалко.)
        Пусть иллюзия, но эта иллюзия не абы какая, она строится по определенным правилам. Для философов скажем так: в иллюзии Вселенной (ведь Вселенная тоже иллюзия!)произошла иллюзия Большого Взрыва, описываемая иллюзорными формулами. Длинновато. Иллюзорность лучше вынести за скобки.
        
        Ответить
        
        " И еще. ТБВ (как и любая другая физическая теория) - это не слова, а формулы."
        Как любая ТЕОРИЯ- это не формулы, а слова, не переворачивайте с ног на голову.
        " И в формулах ТБВ задействовано все имеющееся в наличности пространство"
        В наличности у кого? Хотите с начала начать весь разговор об отличии, как вы метко выразились, инструментальной вселенной от Вселенной?
        "Один человек пришел к таким же выводам, что его система координат, какой бы кособокой она ни была из-за гравитации, ускорения или вращения, не хуже, чем у других индивидуумов. И у других она не хуже, чем у него. Тогда он вывел формулы, как из кривой системы перейти в перекошенную... "
        Вы правильно поняли мою мысль)))
        Подобные формулы уже выведены: гипотеза Пуанкаре о многомерности(более 3)пространства, теория относительности, ТБВ...
        Опыты на ускорителях- пустое место, с самого начала строительства колайдера был уверен в этом.Пока не изобрели приборы способные регистрировать скорость гравитационного взаимодействия, особых открытий от них ждать не приходится.
        
        Ответить
        
        "Как любая ТЕОРИЯ- это не формулы, а слова"
        Если Вы имеете в виду, что уравнения - это всего лишь краткая запись словесных формулировок, то согласен. А если Вы считаете их бесплатным приложением к Мудрым Мыслям, то это не физика, это опять философия. Так мы скатимся к критике теоремы Пифагора: она неверна, потому что на картинке не штаны, а шорты! (Для продвинутых, которые скажут что шорты тоже являются штанами, уточним: они кривые, ни один приличный человек такие не оденет).
        "В наличности у кого?" У нас у всех. Выберите любое начало отсчета: хотите Землю, хотите Солнце, звезда на 2/3 другого рукава Галактики, любое. Выберите _любую_ другую точку. Из уравнений ТБВ можно будет найти положение этой другой точки относительно положения точки начала отсчета в любой момент времени назад, вплоть до границы применимости теории.
        "Опыты на ускорителях- пустое место"
        Ну да, все на свете фигня, кроме диких пчел. Лучше скажите, как справиться с проблемой старения звезд?
        
        Ответить
        
        Вы понимаете различие между теорией и законом?
        Так вот теория- это слова, закон- это формулы.
        "Все мы" вместе взятые не в состоянии взять за точку отсчета пространство, лежащее за пределами осязаемости наших приборов, как и высчитать его местоположение через N-ное к-во времени.
        На счет старения звезд не знаю, но,думаю, большинство ответов на вопросы будет дано при открытии частиц, отвечающих за гравитацию.
        Кстати, раз вы владеете "Мудрыми Мыслями", покажите мне в формулах ТБВ роль темной(непроявленной на сегодняшний день) материи.))))
        
        Ответить
        
        Сокрость гравитационного взаимодействия исследовал еще Козырев Н.А профессор Пулковской обсерватории в 50-х годах 20-го столетия. И показал что распространяется практически мгновенно и назвал это потоками времени!!!
        
        Ответить
        
        Не знаю, удивит Вас это, или Вы знали заранее, но в сборнике трудов Н.А.Козырева (с указанного Вами сайта) о скорости гравитационного взаимодействия ничего нет. Нет ни в 1-й части "Теоретическая астрофизика", ни во 2-й "Наблюдательная астрономия", ни даже в 3-й "Причинная механика". Термин "потоки времени" также не встречается. Вот так.
        
        Ответить

Уважаемый а_b Ваше "Звёзды, галактики эволюционируют, и процесс этот необратимый. Из тяжелых элементов не народится вновь водород, и не разлетится в большие межзвёздные облака" - это убеждение или утверждение? Если второе, то оно не верно, если первое, то можно показать и Вы убедитесь в обратном, как из тяжелых элементов образуется вновь водород и разлетается в большие межзвёздные облака.

Ответить

Согласно закону Хаббала для расстояния 12 мпк скорость движения галактик будет 1 200 км/с,для 600 мпк - 60 000 км/с,следовательно если предположить что удаление равно 40 000 мпк то скорость движения галактик будет выше скорости света, а это не не выносит теория относительности.
Идея разлетающейся Вселенной дает увеличение скорости разлетающихся галактик пропорцианально их расстоянию от центра врыва. Но где центр? Если признать центр то в бесконечном пространстве за конечное время ралетающееся должно все равно занять конечную локальную область, а тогда вопрос что же находится за этими пределами

Ответить

Вы были бы правы, если бы дело обстояло так, как Вы себе представляете. Дали галактикам хорошего пинка, и вот они разлетаются во все стороны. Вас ввело в заблуждение слово "взрыв". Замените его словом "процесс", это должно помочь в понимании. Большой Процесс. "Бесконечно много" больших (взры...) _процессов_ - это один Большой Процесс.
Как выглядит этот процесс? Представим на секундочку, что мы промаркировали Вселенную с некоторым интервалом [неподвижными] молекулами воздуха. Так вот, звезды не летят со свистом через этот воздух, нет, в ближней окрестности _каждой_ звезды воздух практически неподвижен. Но расстояние между _каждыми_ соседними молекулами с течением времени потихоньку растет (одинаково для каждой пары). И это не расширение газа в пустоту, ибо мы заполнили газом _всю_ Вселенную. Пухнет сама "основа", к которой "приколочены" наши молекулы. Заметьте, что никаким "взрывом" здесь не пахнет!
Пусть скорость "опухания" между соседней парой молекул равна V. Тогда через время t они раздвинутся на расстояние V*t. А молекула через одну отодвинется на 2*V*t. Т.е. скорость убегания ее будет 2*V. А молекула, отстоящая на N штук, будет убегать со скоростью N*V. Т.о. скорость разбега растет линейно от расстояния.
Но самое главное, что картина не меняется, если взять _любую_ другую молекулу за точку отсчета, в _любую_ сторону. Ну, и где здесь центр, и зачем он нужен?
"это не не выносит теория относительности"
Это не так. Теория относительности запрещает сверхсветовые _взаимодействия_. А так, махните лазером в направлении Луны со скоростью 90 градусов/сек, и по Луне пробежит "зайчик" со сверхсветовой скоростью (можете расчитать, с какой). Расширение Вселенной как раз наоборот, получается, как одно из решений уравнений Эйнштейна (при определенном значении параметров).

Ответить
- Прекрасно описали прицесс расширения внутри вселенной, но не самой вселенной.
  "Это не так. Теория относительности запрещает сверхсветовые _взаимодействия." Гравитационное взаимодействие на порядки быстрее светового....теория относительности отдыхает.
  
  Ответить
  - - Нам не нужен взгляд изнутри.
      Опишите как ведут себя границы вселенной!
      И разве по их поведению невозможно вычислить центр? ведь время взрыва таким образом и вычисляли.
      Самое смешное, что на основании эффекта Доплера, который имеет и исключения, от чего не может именоваться даже правилом, строится цепочка сомнительных умозаключений, которые приводят к выводам о кривизне пространства. Не удивлюсь, если скоро и о параллельных мирах заговорят.
      
      Ответить
      - Не вижу никакого противоречия.Это настолько очевидно, что не знаю что еще уточнить.
        Вы, наверное, думаете так же)))
        Смешно. Тут без третьего не обойтись.
        "Если крутить кино назад, то к "точке" все подъедут _одновременно_"
        Нет никакого основания предполагать. что непроявленная(наукой) материя станет вести себя так же.
        
        Ответить
        
        В огороде бузина - в Киеве дядька: это не противоречие, просто пропущены звенья логической цепочки. Нет границ - ... - расширяется видимая материя, а не Вселенная. Что стоит за "..."?
        Поясню при наличии границ: есть границы - определяем расстояния до них - находим геометрический центр - считаем разлет от него.
        "Нет никакого основания предполагать. что непроявленная(наукой) материя станет вести себя так же."
        Про непроявленную - да, ничего нельзя сказать. А "темная материя" проявила себя гравитацией.
        PS
        Заодно расскажите, пожалуйста, про исключения в эффекте Доплера.
        
        Ответить
        
        Расширение пространства отличается от расширения в пространстве?
        Как может расширяться то, что не имеет границ?
        Пусть вместо "непроявленной" будет "темная", - смысл изменится?
        Про исключения в эффекте Доплера не корректно выразился,
        имел ввиду, что некоторые туманности и галактики не удаляются, а приближаются к нам(интересно, по аналогии с эффектом разбегания в любой точке вселенной, эти туманности приближаются к любой точке во вселенной). Пытался найти этот сайт...увы, за то нашел интересную новость, не имеющюю, правда, к нашему разговору отношения- http://grani.ru/Society/Science/m.52747.html
        
        Ответить
        
        Извините, немного переставлю вопросы.
        "Как может расширяться то, что не имеет границ?"
        То, что имеет границы, может ведь расширяться? Прекрасно. Раздвинем границы пошире, ничего не ведь изменится? Ну и последний шаг - унесем их в бесконечность. Границ нет, процесс остался.
        "Расширение пространства отличается от расширения в пространстве?"
        Отличается. Представьте две нитки бус, одни бусы на веревке, другие на резинке. Расширение в пространстве, это движение бусин по веревке; есть определенные следствия такого движения бусины относительно того места на веревке, где она в данный момент находится. Расширение пространства - это растяжение резинки, каждая бусина покоится относительно своей точки на резинке.
        "Пусть вместо "непроявленной" будет "темная", - смысл изменится?"
        Кардинально. Непроявленная - значит невзаимодействующая никаким образом, что равнозначно несуществованию. "Темная" - значит не участвующая в других взаимодействиях, _кроме_ гравитационного; известно про нее очень мало, но не так, чтобы _ничего_. Она кучкуется с обычной материей, и, раз уж до сих пор не отделилась, то и в ретроспективе так же.
        "некоторые туманности и галактики не удаляются, а приближаются к нам(интересно, по аналогии с эффектом разбегания в любой точке вселенной, эти туманности приближаются к любой точке во вселенной)"
        Поищите про Местную группу галактик. Галактики в группе участвуют в движении вокруг центра масс группы, с довольно приличными скоростями, превосходящими скорость разбегания на таких "малых" расстояниях. К любой точке Вселенной они не приближаются, а только к тем, что лежат по направлению вектора скорости, и то лишь до определенного расстояния (ведь собственная скорость относительно выбранной точки постоянна, а скорость разбегания растет линейно с расстоянием до точки).
        
        Ответить
        
        На последнем шаге, при переносе границ вселенной в бесконечность(отказе от границ) и происходит качественный переход от расширения пространства к расширению в пространстве.
        Темная материя не кучкуется с обычной материей.
        Про Местную группу галактик- спасибо, поищю на досуге, здесь признаю Вашу правоту.
        
        Ответить
        
        "Расширение в пространстве, это движение бусин по веревке; есть определенные следствия такого движения бусины относительно того места на веревке, где она в данный момент находится. Расширение пространства - это растяжение резинки, каждая бусина покоится относительно своей точки на резинке"
        Относительно веревки, резинки.... Что во Вселенной играет роль веревки или резинки? Если их убрать из Вашего примера(сделать не реальными, а мнимыми), то разницы в поведении бусин не будет.
        
        Ответить

strelijrili:
"Гравитационное взаимодействие на порядки быстрее светового"
Бум:
"Инертность масс проявлялась бы не мгновенно "

Вы бы как-нибудь договорились между собой. "На порядки" и "мгновенно" - это совсем не одно и то же. В космических масштабах скорость света - черепашья, до _ближайшей_ звезды 4 года. Магелланова экспедиция за 3 года кругосветку совершила.
PS
Хорошо бы все-таки расчеты или ссылку на расчеты...

Ответить

Но доказано, что процесс начался примерно 15 млрд лет назад. А что было
до этого и когда он закончится?
Теория относительности запрещает сверхсветовые _взаимодействия - а какже
гравитационные взаимодействия? Инертность масс проявлялась бы не мгновенно, через много световых лет!!! Установление предела скорости
это тормоз в развитии науки!

Ответить

Приветствую Всех! интересующихся загадкой происхождения Нашего МИРА " Вселенной".
На этот вопрос древние Философы говорили, что "Мир -вселенная устроен так,как две змеи заглатывают друг дружку"
И относительно этого, теория Большого взрыва не совсем верна.
Я тоже интересовался " что же на самом деле было, но аказалось есть и будет..."
Проанализировав данные я пришол к такому выводу- ПАРАДОКСУ; Во первых - Что такое Вселенная и что такое Болльшой взрыв??
и что Мы под этими понятиями представляем?
И пародокс заключается в том,что; Большого взрыва небыло и Большой взрыв был и не одини доказательств этому масса...
Не так давно в СМИ писалось и говорилось о том, что год или два назад астрономы зафиксировали мощнейшую вспышку -взрыв
и это предполагается было рождение галактики, а что такое галактика это мини вселенная.
По теории Струн подсчитали, что форма вселенных может быть - шарообразной,спиралеобразной или гантелеобразной и другие формы, что и видим в форме галактик
Вот и получается большой взрыв и рождение вселенной
Следуя дальшепо этому пути и наша галактика " Млечный путь" тоже мини вселенная,а может убрать это слово" мини"
ведь тут смотря откуда смотреть,с Земли так Земля тоже может быть мини вселенной,
и даже материки, моря и отдельные районы...

Ответить

По поводу того, как долго будет идти расширение Вселенной и что дальше.
Как я понимаю, за пределами нашей Вселенной находятся множество других вселенных. Расширясь каждая вселенная все сильнее "прижимается" к другим вселенным, в результате чего, образуются "точки сжатия". Эти точки и становятся в последствии теми точками, которые затем взрываются и дают начало Новым Вселенным. И так бесконечно.

Ответить

Разрешите, почтенная публика, принять участие в вашем сообществе обсуждения насущных проблем мироздания. Я рад, что попал на этот сайт, и убедился, что не один варюсь в собственном соку по этой теме. Мне больше всего импонируют a-b, strelijrili, Бум - как говорил один из классиков "верной дорогой идёте товарищи". По моему убеждению гипотеза "Большого Взрыва" и расширения Вселенной (это даже теорией назвать нельзя) не состоятельна и уверенно превращается в наукообразную религию 3-го тысячелетия. Несостоятельность расширения Вселенной и как следствие "БВ" состоит в том, что факт красного смещения в спектрах наблюдаемых галактиках объясняется эффектом Доплера, возникает вопрос на каком основании? Оказывается основания нет, доказательная база отсутствует. Выводы из решения уравнений фактами быть не могут, пока не будут подтверждены наблюдениями, т.е. превращены в факты. Гипотеза расширения сразу упирается в свой парадокс: наблюдая удалённые галактики Э.Хабл установил изотропность красного смещения, т.е. его независимость от направления наблюдения, трактуя к.с. эффектом Доплера получается - галактики удаляются от наблюдателя, таким образом наблюдатель находится в "сингулярной" точке, точке "Большого Взрыва". А так как мы, находясь на Земле в Солнечной системе Галактики "Млечный путь" и являемся рядовыми участниками этого процесса, могли бы быть в любой другой точке Вселенной, выходит сингулярная точка находится во всей Вселенной. Это уже выходит за рамки здравого смысла. Неужели это так сложно?
Необходимо вернуться к природе факта красного смещения и дать обоснованное объяснение физики этого явления. И здесь могут быть варианты.
Не хотелось внедряться в дискуссию, но... задело что-то - кто-то зацепил философию, ну и... вот:
1.Большой Взрыв есть! Так же, как и малый.Предлагаемые на сегодня последовательности БВ - исключительно не основательны. Ни со стороны математики, которая есть только инструмент исследования Реальности и "рисует" только ее Образ.И вправе генерировать только Образ, а не саму Реальность. Ни со стороны философии, которую задвинули в чулан науки. Она обиделась и теперь посмеивается, оттуда наблюдая, как без нее пытаются что-то родить.Да получаются только выкидыши - без повивальной-то бабки. И я понаблюдаю - пока выдержу. Вот - если все комментарии сложить, премешать - как раз теория БВ и получается.И все в ней - даже скорость гравитационного воздействия уже имеется.Ну, а как же - гравитон же есть, стало быть...
2.Примите во внимание постулат - реликтовое излучение к самому БВ отношения не имеет. Оно относится... к другому взрыву - такая, граждане, философия.И не нужно спорить - с философией. Все таки, старшая - и по званию, и по опыту, и по статусу.
3.Никогда не следует принимать кажущееся за реальное. Хотя за каждым Кажущимся, всегда скрывается Призрак Реального.В голографии тоже вначале присутствует природный объект, да и в любом кино - а как же. Но на экране - только Образ.Ищите смысл БВ!Устанете - тогда "лапки" кверху и к философии. Она не вредная и не злопамятная - его и покажет.Хоть завтра! Но "лапки" - это обязательно - ну, должна же быть компенсация, хотя бы моральная. А дальше - вы сами.Там еще много всего - хватит на всех - разгребать.
4.Правда, кое-что и почистить придется. ОТО, например. Запылился "сюртучок", да и моль местами погрызла. Артефакт? - Дак никто и не против.Но не более того.А то фундамент науки уже на бутик стал походить - "ароматы" - оптом и в розницу, глюоны от импортных производителей, даже заказы на бозоны - вот вот, говорят, должны получить.
5.Нет, граждане - Природа экономна. И как заявил однажды член парламента не очень дружественной нам державы - "не роскошествует излишними причинами".А сколько уже имеется элементарных "причин"? Так вот - наш "ответ чемберлену" - философия отмечает, что число их неисчислимо и именно на этом Природа экономит.(Физикам, конечно, этого не понять, но запомнить-то могут?) Природа - не торговля! Там, конечно, ни один бутик с таким их количеством не справится.Даже если взорвется.
Все опять повторится сначала.Как справедливо заметил кто-то из комментаторов - такова диалектика. А она, как известно,часть философии... гм.(Просьба не путать с математикой - ох уж эта математика.

Ответить

Большой Взрыв был, но не в том виде в котором вы его представляете.Согласно М-теории, в которой наш мир, который для связи фундаментальных взаимодействий представлен в виде браны, был во время БВ вывернут наизнанку. Чтобы не углубляться в подробности, скажу, что БВ был в каждой точки пространства одновременно, а сам процесс шел изнутри микромира.

Ответить

О Болльшом взрыве(БВ),по моему БВ вообще не было,просто частицы начала Прото Частицы не имеющие массы и заряда в начале разбрелись создавая под--пространство,их было две крестик и нолик,сказать их было очень много значит сказать ничего.И был центр от куда они рождались,и от центра пошли волны квантизации.Сама частица нечто,а порция их уже ощютима.В конце концов появляются водород и др.элэменты.Появилась материя и гравитация и движение появилось пространство и время, время непосредственно для материи. И в каждой точке скопления элэментов присходил свой собственный Большой то есть Малый Взрыв рождение звёзд,галактик и.т.д.и.т.п.Сами крестики и нолики существуют в виде какбы фильтра рещётчатой клетки,двигаясь через них материя,биоклетка меняется,стареет. Биоклетка прходя через фильтр времени какбы отсчитывает 1.2.3.4.5. и.т.д. а время считает Х.0.Х.0.Х. или 0.1.0.1.0.1.как хотите.При большом сжатии гравитации это для них похоже на волны квантизации и они порцируются у них появляется какбы тень массы.И время в таких областях пространства течёт по другому.Оно запутанно-сжато. ВРЕМЯ---это не что иное как движение в пространстве насыщенном прото --частицами.т.е. сидя или стоя в одном месте вы так или иначе двигаетесь за счёт вращения земли вокруг осей земли,солнца,Галакт и.т.д.Ошибочно думать что для камня или метеорита нет времени потому что они со временем не меняются не стареют,камень лежит себе на берегу а метеорит летит в чёрном безмолвии вечно.Ведь метеорит рано или позно ударится обо что-то, а камень вы возмёте и бросите в воду или он попадёт в камне-дробилку или тоже метеорит не втретится с камнем. Так что у каждой частицы своя если хотите судьба. И вообще коллапса схлопывания никокого не будет атеисты не дождётесь.В будущем вселенная остынет Водород в звёздах перегорит, наступит тьма египетская, это да, Но! крестики нолики никуда не исчезнут потому что по нашему их и так несуществует.Просто начнётся опять квантизация.Рождения нового Водорода.Новой Вселенной,похоже она будет ещё больше потому как остатки прежней вселенной тоже примут уастие.Об этом я только вчера подумал,и выложил ещё сырые сумбурные измышления.

Ответить

А как насчет такой теории. Фотографии вселенной и мозга во многом схожи. А что если Вселенная это чей-то мозг, на маленькой частице которого мы и живем. Тогда Большой Взрыв это его зарождение или рождение, Расширение Вселенной - рост его организма, кога рост прекратится прекратится и расширение Вселенной, а когда он начнет стареть Вселенная начнет сужаться, когда он умрет Вселенная вернется в ту точку от которой началась.
Точно так же и в нашем мозгу на каком то нейроне или его спутнике может быть такая же жизнь как на планете Земля.

Ответить

Иногда волны де Бройля интерпретируются как волны вероятности, но вероятность - это чисто математическое понятие и не имеет никакого отношения к дифракции и интерференции. Сейчас, когда уже стало общепризнано, что вакуум - это одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией, отпала необходимость в таких идеалистических интерпретациях. Только реальные волны в среде могут создавать дифракцию и интерференцию, что относится и к волнам де Бройля. При этом волн без энергии не бывает, так как любые волны - это распространяющиеся колебания, представляющие перекачку в самой среде одного вида энергии в другой и наоборот. При таком физическом процессе всегда происходит потеря энергии волн (диссипация энергии), которая переходит во внутреннюю энергию среды. Распространение волн в физическом вакууме не является исключением, так как вакуум - это не пустота, в нем, как и в любой среде, происходят "тепловые" флуктуации, которые называют нулевыми колебаниями электромагнитного поля. Волны де Бройля (волны кинетической энергии), так же как и любые волны, со временем теряют энергию, которая переходит во внутреннюю энергию вакуума (энергию флуктуаций вакуума), что наблюдается как торможение тел - эффект "аномалии Пионеров".
Выведена уникальная формула диссипации (потери) кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля для всех тел и частиц, включая фотоны: W=Hhс/v, где H - постоянная Хаббла 2.4E-18 1/с, h - постоянная Планка, c - скорость света, v - скорость частицы. Например, если частица (тело) массой в 1 грамм (m = 0.001кг) летит со скоростью 10000 м/c в течение 100 лет (t = 3155760000 сек), то волна де Бройля совершит 4.76E47 колебаний (tmv^2/h), соответственно, диссипация кинетической энергии составит tmv^2/h x hH(с/v) = Hсvtm = 22.7 Дж. При этом скорость снизится до 9997.7 м/с, а "красное смещение" волны де Бройля будет Z = (10000 м/c - 9997.7 м/c) / 10000 м/c = 0.00023. Фотоны рассчитываются аналогично, но только надо помнить, что потеря энергии не приводит к изменению скорости. Формулу можно считать точной, так как вычисляется всего один период колебания. Теперь с помощью постоянной Хаббла, по единой формуле, можно рассчитывать не только покраснение фотонов, но и торможение космических аппаратов - эффект "аномалии Пионеров". При этом расчеты полностью совпадают с экспериментальными данными.
И всë меняется!!! Разлет галактик замедляется с ускорением 8,9212 на 10"-14 м/сек"2. Более того, "инфляционная стадия" превращается в "период аномального торможения"!!!
И 13-ти миллиарднолетние объекты в момент наблюдаемых событий находились в 13 миллиардах световых лет от точки теперешнего нахождения Земли.
Так что с учетом прогрессирующего торможения и удаленности наблюдаемых объектов, БВ случился 50 млрд лет назад, но только 14 млрд лет назад началось образование звезд и галактик.

Ответить

А никакого расширения Вселенной нет, она практически статична, и даже наоборот галактики сближаются, иначе не наблюдалось бы столько много близко расположенных либо уже столкнувшихся галактик.
К сожалению, Хаббл допустил преждевременный вывод по поводу разбегания галактик. Нет никакого разбегания, красное смещение говорит не об удалении объектов, а об изменении их свойств за то время пока свет от них доходит к нам через такие огромные расстояния. Т.е. реальную картину мы не видим в силу конечности скорости света.
Лично я считаю, что Вселенная бесконечна и вечна.

Ответить

При большом взрыве образовались бы все элементы периодической системы Дм.Мнд. Условия были более чем подходяшие, и давление и температура,но этого почему то не произошло. Зато произошло нечто совсем противоположное - вся вселенная наполнилась только атомами водорода не подвергшимся никаким (совершенно никаким) воздействиям. Только потом эта первичная материя вступила во взаимодействие и наполнила вселенную светом теплом и более тяжелыми элементами. Значит или взрыв был холодный и без давления, или...то что называют границей (мембраной) большого взрыва, это белая дыра которая до сих пор порождает холодный водород внутрь себя при расширении. А при расширении происходит именно процесс охлаждения насколько я помню. Это кстати и объясняет температуру реликтового излучения.

Ответить

В этой теории есть одна главная проблема: никто не может пояснить почему рвануло-то? Ведь по теории относительности в точке сингулярности времени не существует. Если времени не существует- то не могут происходить какие-либо изменения. По теории относительности любая точка сингулярности является АБСОЛЮТНО статичной. Однако если отказаться от удобного математического приема соединения пространства и времени в единый континуум и вернуться к реальному пониманию времени, то все становится на свои места. Тогда теория "не мешает" происходить реальным процессам в точке сингулярности.
Большой взрыв и ускоряющееся удаление галактик результат взаимодействия энергии (большая часть из которой и по сей день находится в виде массы) и вакуума в пространстве. Просто энергия и вакуум проникают друг в друга (смешиваются). Время всего навсего число периодов изменения эталонной циклической системы, относительно которой измеряется время между состояниями измеряемой системы и с пространством никак не связано. Т.к. размеры пространства достаточно велики и вакуум изначально занимал практически все пространство, а энергия его микроскопическую часть- то процесс смешивания или взаимопроникновения энергии и вакуума происходит с ускорением. Энергия постепенно из довольно плотного состояния (вида)- массы постепенно превращается в значительно менее плотные виды- электромагнитную и кинетическую, которые более равномерно перемешиваются с вакуумом в пространстве. Любая замкнутая система (коей является Вселенная, т.к. в ней соблюдается закон сохранения энергии) всегда стремится перейти к статическому, уравновешенному состоянию составляющих ее компонент. Для Вселенной это состояние когда вся энергия будет равномерно "перемешена" с вакуумом во всем пространстве. Кстати пространство Вселенной конечно и замкнуто. Бесконечности придумали математики, с которыми они сами постоянно и борются. В реальной жизни есть большие, очень большие, гигантские и т.д. величины. Однако изменив масштаб их измерения (эталон относительно которого выполняется измерение) всегда можно получить очень определенное число.

Ответить

Написать комментарий

Перевод

Что было до Большого взрыва? Период инфляции (если он на самом деле был). Что нам известно о том, что было перед инфляцией?

Конечно, существует множество рассуждений, подкрепляемых научным подходом, на тему того, что случилось до того. Но их много, они противоречат друг другу, и на сегодня у нас нет данных, которые могли бы помочь узнать, какие из этих рассуждений истинны. Нет даже ведущей теории, вероятность которой большая часть учёных оценивала бы как наибольшую. Просто об этом ничего не известно. Может даже оказаться, что процесс инфляции продолжается и поныне, и он идёт в большей части Вселенной, останавливаясь иногда в небольших её участках (больших, по сравнению с наблюдаемой нами частью Вселенной, но небольших по сравнению со Вселенной в целом).

А после инфляции был горячий Большой взрыв. В предыдущей статье , разъясняющей путаницу, связанную с Большим взрывом, было объяснено, что Вселенная расширяется не «во что-то» - такого понятия, как «снаружи» у неё нет. Теперь давайте рассмотрим поближе сам Большой взрыв, который был на самом деле не «взрывом», а расширением пространства, несмотря на всё то, что част описывают бесчисленные книги, видеоролики, статьи и заявления. Давайте посмотрим на различия между взрывом чего-либо в пространстве и расширением самого пространства.

Рис. 1

На рис. 1 изображена ситуация до и после взрыва. Изначально в данном примере есть некое пространство с семенем посередине, роль которого играет бомба, граната, звезда, иная форма сохранённой энергии. Как пространство, так и семя существуют заранее. Затем что-то происходит и семя взрывается. Содержимое семени претерпевает некоторое преобразование - к примеру, происходит химическая или ядерная реакция - с выделением энергии. Это создаёт огромную температуру и давление внутри семени. Силы, связанные со сжатой температурой и давлением заставляют внутренности семени расширяться наружу в виде горячего шара из вещества. Энергия вырывается из него с высокой скоростью, с температурой, изначально равной той, что была внутри семени, а затем давление и температура постепенно падают, пока внутренности семени расширяются наружу в уже существовавшее вокруг него пространство, в котором оно изначально и находилось.

Заметьте, что причиной взрыва стала реакция, создавшая чрезвычайно высокие давление и температуру внутри крохотного региона. Именно дисбаланс между огромными давлением и температурой внутри семени и низкими давлением и температурой снаружи заставляет семя взрываться наружу. И всё, что находилось внутри, с высокой скоростью удаляется от первоначального местоположения. Скорость удаления от начальной точки не может превышать скорости света, поэтому есть ограничения на то, как быстро они могут удаляться друг от друга.

На рис. 2 изображён процесс (который, в принципе, мог идти ещё до наступления момента, изображённого слева) расширения пространства. Между изображением слева и изображением справа пространство увеличилось в два раза, что можно видеть по линиям сетки. Всё, что находится внутри пространства, и удерживается вместе мощными силами - стулья, столы, кошки и люди - не расширяется. Расширяется только пространство, в котором они все находятся. Короче говоря, пространства становится больше, поэтому для объектов внутри него становится больше места.

При этом объекты по сути не двигаются! Их не расталкивает давление или температура, их никто не пинает. Просто пространство между ними и вокруг них растёт, появляется из ниоткуда, и делает расстояние между ними больше, чем раньше. И это увеличение однородно (для однородного расширения). На правом изображении расстояние между кошкой и столом удвоилось, как и расстояние между кошкой и стулом. Вот, что происходит, когда Вселенная удваивает размер.

Рис. 2

Такое изменение пространства возможно по теории гравитации Эйнштейна, но не по более старой теории Ньютона. У Эйнштейна пространство - это не просто место, где всё происходит; это некая вещь сама по себе, способная расти, сжиматься, деформироваться, колебаться и менять форму. (Точнее, всё это совместно делают пространство и время). Рябь пространства-времени называется гравитационными волнами.

Поскольку расширяется пространство, а объекты не двигаются, теория относительности не накладывает ограничений на скорость роста расстояния между объектами, то есть, на скорость появления нового пространства между ними. Расстояние между двумя объектами может увеличиваться быстрее скорости света. Никакого противоречия с теорией относительности нет.

Люди часто говорят, используя неточные и общие фразы, нечто вроде «теория относительности утверждает, что ничто не может двигаться быстрее света». Но слова «ничто» и «двигаться» многозначны, а наука говорит нам о том, что использование неточных слов может привести к проблемам. Слова Эйнштейна, если вы их прочтёте, часто тоже страдают двусмысленностью и их легко понять неправильно, хотя он и пытался говорить точно. Но уравнения Эйнштейна не двусмысленны. Точное утверждение теории относительности состоит в том, что если два объекта проходят мимо друг друга в одном месте пространства, и вместе с одним из них движется наблюдатель, то скорость другого объекта с точки зрения этого наблюдателя не будет больше скорости света. Но это не противоречит тому, что заявляю я: что расстояние между двумя объектами, находящимися в разных местах, может расти быстрее. И это так и будет происходить в равномерно расширяющейся Вселенной, если два объекта будут находиться достаточно далеко друг от друга.

Также заметьте, что причиной расширения Вселенной, в отличие от взрыва, не является температура или давление. Я специально нарисовал обычные объекты, столы и стулья, чтобы вы видели, что по сравнению со взрывом, который повредит или уничтожит нормальные объекты, расширение оставляет их нетронутыми, они просто отдаляются друг от друга. Расширение может происходить в очень горячей вселенной - и на ранних этапах истории нашей Вселенной так и было, во время горячего Большого взрыва. Но расширение может идти и в очень холодной вселенной. Есть подозрение, что такое тоже происходило, во время периода космической инфляции. И, конечно, наша Вселенная сегодня довольно холодная, однако она не просто расширяется, а расширяется с ускорением.

Эра горячего Большого взрыва, на последних стадиях которого мы живём, началась в какой-то момент времени в виде большого участка пространства, наполненного горячим плотным супом из частиц, который сначала очень быстро расширялся и охлаждался, а потом делал это всё медленнее и медленнее, до момента, наступившего несколько миллиардов лет назад. Он не начался в виде точечного объекта, взорвавшегося в пустом пространстве. Как мог горячий Большой взрыв начаться после инфляции, мы рассмотрим в следующих статьях.

Даже современные ученые не могут с точностью сказать, что было во Вселенной до Большого взрыва. Существует несколько гипотез, приоткрывающих завесу тайны над одним из самых сложных вопросов мироздания.

Происхождение материального мира

До XX века существовало только две Сторонники религиозной точки зрения считали, что мир был создан богом. Ученые, наоборот, отказывались признавать рукотворность Вселенной. Физики и астрономы были сторонниками идеи о том, что космос существовал всегда, мир был статичен и все останется таким же, как миллиарды лет назад.

Однако ускорившийся научный прогресс на рубеже веков привел к тому, что у исследователей появились возможности для изучения внеземных просторов. Некоторые из них первыми попытались ответить на вопрос, что было во Вселенной до Большого взрыва.

Исследования Хаббла

XX столетие разрушило многие теории прошлых эпох. На освободившемся месте появились новые гипотезы, объяснившие доселе непонятные тайны. Все началось с того, что ученые установили факт расширения Вселенной. Сделано это было Эдвином Хабблом. Он обнаружил, что далекие галактики отличаются по своему свету от тех космических скоплений, которые находились ближе к Земле. Открытие этой закономерности легло в основу закона расширения Эдвина Хаббла.

Большой взрыв и происхождение Вселенной были изучены, когда стало ясно, что все галактики «убегают» от наблюдателя, в какой бы точке он ни был. Как это можно было объяснить? Раз галактики движутся, значит, их толкает вперед некая энергия. Кроме того, физики вычислили, что все миры когда-то находились в одной точке. Из-за некоего толчка они начали двигаться во все стороны с невообразимой скоростью.

Это явление и получило название «Большой взрыв». И происхождение Вселенной было объяснено именно с помощью теории об этом давнем событии. Когда оно случилось? Физики определили скорость движения галактик и вывели формулу, по которой они вычислили, когда произошел первоначальный «толчок». Точных цифр никто назвать не возьмется, но приблизительно это явление имело место около 15 миллиардов лет назад.

Появление теории Большого взрыва

Тот факт, что все галактики являются источниками света, означает, что при Большом взрыве выделилось огромное количество энергии. Именно она породила ту самую яркость, которую миры теряют по ходу своего отдаления от эпицентра произошедшего. Теория Большого взрыва впервые была доказана американскими астрономами Робертом Вильсоном и Арно Пензиасом. Они обнаружили электромагнитное реликтовое излучение, температура которого равнялась трем градусам по кельвиновской шкале (то есть -270 по Цельсию). Эта находка подтвердила идею о том, что сначала Вселенная была крайне горячей.

Теория Большого взрыва ответила на многие вопросы, сформулированные в XIX веке. Однако теперь появились новые. Например, что было во Вселенной до Большого взрыва? Почему она так однородна, в то время как при таком огромном выбросе энергии вещество должно разлететься во все стороны неравномерно? Открытия Вильсона и Арно поставили под сомнения классическую Евклидову геометрию, так как было доказано, что пространство имеет нулевую кривизну.

Инфляционная теория

Новые поставленные вопросы показывали, что современная теория возникновения мира отрывочна и неполна. Однако долгое время казалось, что продвинуться дальше открытого в 60-е годы будет невозможно. И только совсем недавние исследования ученых позволили сформулировать новый важный принцип для теоретической физики. Это было явление сверхбыстрого инфляционного расширения Вселенной. Оно было изучено и описано с помощью квантовой теории поля и общей теории относительности Эйнштейна.

Так что было во Вселенной до Большого взрыва? Современная наука называет этот период «инфляцией». Вначале было только поле, которое заполняло все воображаемое пространство. Его можно сравнить со снежком, пущенным вниз по склону снежной горы. Ком будет катиться вниз и увеличиваться в размерах. Точно так же поле из-за случайных колебаний на протяжении невообразимого времени меняло свою структуру.

Когда образовалась однородная конфигурация, произошла реакция. В ней и заключаются самые большие загадки Вселенной. Что было до Большого взрыва? Инфляционное поле, которое совсем не походило на нынешнюю материю. После реакции начался рост Вселенной. Если продолжить аналогию со снежным комом, то вслед за первым из них вниз покатились другие снежки, также увеличивавшиеся в размерах. Момент Большого взрыва в этой системе можно сравнить с той секундой, когда огромная глыба рухнула в пропасть и, наконец, столкнулась с землей. В это мгновение выделилось колоссальное количество энергии. Она не может иссякнуть до сих пор. Именно за счет продолжения реакции от взрыва наша Вселенная растет и сегодня.

Материя и поле

Сейчас Вселенная состоит из невообразимого количества звезд и других космических тел. Эта совокупность материи источает огромную энергию, что противоречит физическому закону сохранения энергии. О чем он гласит? Суть этого принципа сводится к тому, что на протяжении бесконечного времени сумма энергии в системе остается неизменной. Но как это может сочетаться с нашей Вселенной, которая продолжает расширяться?

Инфляционная теория смогла ответить на этот вопрос. Крайне редко разгадываются подобные загадки Вселенной. Что было до Большого взрыва? Инфляционное поле. После возникновения мира на его место пришла привычная нам материя. Однако помимо нее во Вселенной также существует которое обладает отрицательной энергией. Свойства этих двух сущностей противоположны. Так компенсируется энергия, исходящая от частиц, звезд, планет и другой материи. Эта взаимосвязь также объясняет, почему Вселенная до сих пор не превратилась в черную дыру.

Когда Большой взрыв только произошел, мир был слишком мал, чтобы в нем что-то могло коллапсировать. Теперь же, когда Вселенная расширилась, на отдельных ее участках появились локальные черные дыры. Их гравитационное поле поглощает все окружающее. Из него не может выбраться даже свет. Собственно из-за этого подобные дыры становятся черными.

Расширение Вселенной

Даже несмотря на теоретическое обоснование инфляционной теории, до сих пор непонятно, как выглядела Вселенная до Большого взрыва. Человеческое воображение не может представить себе этой картины. Дело в том, что инфляционное поле является нематериальным. Оно не поддается объяснению привычными законами физики.

Когда произошел Большой взрыв, инфляционное поле начало расширяться в темпе, который превысил скорость света. Согласно физическим показателям, во Вселенной нет ничего материального, что могло бы двигаться быстрее этого показателя. Свет распространяется по существующему миру с запредельными цифрами. Инфляционное поле же распространилось с еще большей скоростью, как раз в силу своей нематериальной природы.

Современное состояние Вселенной

Текущий период эволюции Вселенной как нельзя лучше подходит для существования жизни. Ученые затрудняются определить, сколько будет продолжаться этот временной отрезок. Но если кто и брался за такие расчеты, то получавшиеся цифры были никак не меньше сотен миллиардов лет. Для одной человеческой жизни подобный отрезок настолько велик, что даже в математическом исчислении его приходится записывать с помощью использования степеней. Настоящее изучено гораздо лучше, чем предыстория Вселенной. Что было до Большого взрыва, в любом случае останется только предметом теоретических изысканий и смелых расчетов.

В материальном мире даже время остается величиной относительной. Например, квазары (вид астрономических объектов), существующие на расстоянии 14 миллиардов световых лет от Земли, отстают от нашего привычного «сейчас» на те самые 14 миллиардов световых лет. Этот временной разрыв колоссален. Его сложно определить даже математически, не говоря уже о том, что отчетливо представить себе подобное с помощью человеческого воображения (даже самого пылкого) просто невозможно.

Современная наука может теоретически объяснить себе всю жизнь нашего материального мира, начиная с первых долей секунд его существования, когда только что произошел Большой взрыв. Полная история Вселенной дополняется до сих пор. Астрономы открывают новые удивительные факты с помощью модернизированного и улучшенного исследовательского оборудования (телескопов, лабораторий и т. д.).

Однако существуют и так и не понятые явления. Таким белым пятном, например, является и ее темная энергия. Сущность этой скрытой массы продолжает будоражить сознание самых образованных и передовых физиков современности. Кроме того, так и не возникло единой точки зрения о причинах того, почему во Вселенной частиц все-таки больше, чем античастиц. По этому поводу было сформулировано несколько фундаментальных теорий. Некоторые из этих моделей пользуются наибольшей популярностью, но ни одна из них пока не принята международным научным сообществом в качестве

В масштабе всеобщего знания и колоссальных открытий XX столетий эти пробелы кажутся совсем незначительными. Но история науки с завидной регулярностью показывает, что объяснение таких «малых» фактов и явлений становится основой для всего представления человечества о дисциплине в целом (в данном случае речь идет об астрономии). Поэтому будущим поколениям ученых, безусловно, будет чем заняться и что открывать в области познания природы Вселенной.

Открываем новую рубрику «Интеллектуальный час» - для тех, кто любит науку. Мы будем рассказывать о том, как устроена Вселенная и какие процессы в ней происходят, о секретах физики и астрофизики, математики, статистики, психологии и философии, об искусственном интеллекте. Если ваш ум радуется от слов «знания», «репрезентативность», «черное тело», «уравнение», «нетранзитивный» и «кванты» - эта рубрика для вас.

Сегодня узнаем чуточку больше о Большом взрыве, реликтовом излучении и инфляции, «раздувании», Вселенной: лектором будет Джон Гриббин, астрофизик из Великобритании, автор научно-популярной литературы о квантовой физике, эволюции, происхождении Вселенной, климатических изменениях и других темах, в том числе недавно вышедшей на русском языке книги «13.8. В поисках истинного возраста Вселенной и теории всего» .

Реликтовое излучение. Начало

Первым спутником Земли, запущенным специально для изучения реликтового излучения еще в 1983 году, стал советский «РЕЛИКТ-1». Он доказал осуществимость подобных миссий, но был недостаточно чувствительным, чтобы подтвердить неоднородность излучения в разных точках неба. А сделать это было необходимо, ведь если излучение действительно было отзвуком Большого взрыва, оно должно хранить следы колебаний ранних дней Вселенной, которая развивалась, порождая галактики, которые мы видим сегодня.

К началу 1980-х годов космологов уже тревожила кажущаяся излишняя равномерность реликтового излучения: вытекавшая из нее плоскостность Вселенной - баланс между расширением и сжатием - казалась слишком идеальной моделью.

Критическая плотность, необходимая для плоскостности Вселенной, должна меняться со временем (она неодинакова для разных космических эпох). Уравнения Эйнштейна говорят нам, что если вселенная рождена из Большого взрыва и ее плотность чуть-чуть больше необходимой для плоской модели, то это отклонение со временем будет возрастать, поскольку наличие излишней материи станет замедлять расширение и поддерживать высокую плотность пространства.

И наоборот, если изначально плотность вселенной чуть меньше критической, эта разница начнет увеличиваться в другую сторону, заставляя материю распределяться все менее и менее плотно. Абсолютная плоскостность - наименее вероятная модель из всех возможных.

Проблема №1, или Еще кое-что о Вселенной

Хотя все и раньше знали об этой проблеме, никто не придавал ей большого значения до тех пор, пока Роберт Дикке и Джим Пиблс, два принстонских исследователя, занимавшихся обнаружением реликтового излучения в середине 1960-х годов, в конце 1970-х не привлекли к ней внимание ученых.

В попытках объяснить плоскостность современной Вселенной, ранее исследователи пришли к выводу, что плотность во время Большого взрыва должна была составлять не более одной квадриллионной (1/10 в 15 степени) от критической плотности для того времени. Было очевидно, что этот показатель может сообщить нам нечто важное о рождении Вселенной, но никто не знал, что именно, - вплоть до 6 декабря 1979 года.

Алан Гут, американский физик и космолог, впервые предложивший идею космической инфляции, молодой исследователь из Корнелльского университета, весной того же года присутствовал на лекции Дикке о проблеме плоской Вселенной. Заинтригованный этой загадкой мироздания, он все время держал ее в голове и старался читать о космологии как можно больше.

Знания о физике частиц стали увязываться в его голове с космологическими данными, и 6 декабря после обсуждения любимой темы с приехавшим из Гарварда Сидни Коулманом его осенило.

Он просидел за рабочим столом до утра и в пятницу, 7 декабря 1979 года, внес в записную книжку под громким заголовком «ПОТРЯСАЮЩЕЕ ПРОЗРЕНИЕ» свое действительно важное открытие.

Он понимал, что натолкнулся на нечто очень важное. Гут понял, что при создании Вселенной в первую долю секунды произошел процесс, называемый нарушением симметрии, и в его рамках - фазовый переход, подобный тому, как пар конденсируется в воду и выделяет энергию. Именно мощное выделение энергии запустило процесс стремительного расширения - Гут назвал его инфляцией, буквально «раздуванием», - закончившийся . (Инфляцию часто включают в понятие Большого взрыва, но важно понимать, что она предшествовала ему.)

Инфляция Вселенной

Как это происходило? Давайте рассмотрим подробнее. В процессе раздувания размер Вселенной увеличивался по экспоненте, удваиваясь каждую 10 в минус 38 степени долю секунды, то есть все в наблюдаемой нами Вселенной «надулось» из некоего первичного состояния в миллиард раз меньше протона до размера баскетбольного мяча примерно за 10 в минус 30 степени секунды (при этой скорости за примерно такой же срок теннисный мячик мог бы увеличиться до размеров видимого космоса). И только тогда произошел Большой взрыв. Эту идею дальше развил американец русского происхождения Андрей Линде и другие исследователи.

Видимая нами Вселенная столь однородна потому, что она образовалась из столь крохотного состояния, в котором не было условий для разницы плотностей.

Эта модель также решает и проблему плоскостности: инфляция уплощает Вселенную таким же образом, как становится плоской поверхность надуваемого шарика или любой другой растущей сферы. Поверхность теннисного мячика, представляющая собой двухмерный объект, обернутый вокруг третьего измерения, явно имеет круглую форму, но если мы надуем его до размеров видимой Вселенной и попытаемся исследовать его поверхность, то никакие измерения не смогут заметить ее отклонение от плоскостности.

То же происходит и с реальной Вселенной, только в трех, а не в двух измерениях (Такая модель также предлагает решение проблемы горизонта, поскольку далеко разнесенные части Вселенной оказываются связанными ранее, но разделенными сверхбыстрым растяжением пространства. Это растяжение происходило в определенном смысле быстрее скорости света, но ничто не может двигаться через пространство быстрее света. Это убедительное доказательство существования инфляции обнаружил Сэндидж, а затем оно было подтверждено наблюдениями.)

Само же первичное состояние в рамках этой модели может объясняться так называемой квантовой флуктуацией - небольшим искажением ткани пространственно-временного континуума, которое не успело исчезнуть и подверглось инфляции.

Квантовые флуктуации и Большой взрыв

В довершение всего во время инфляции в зарождающейся Вселенной возникают новые квантовые флуктуации, которые тоже подвергаются инфляции, оставляя рябь на структуре материи, с которой затем происходит Большой взрыв. Эта рябь, часто именуемая анизотропией, становится зачатком таких структур, как галактики (точнее, скопления и сверхскопления галактик), и она должна была оставить свой след в реликтовом излучении.

Если попытаться отследить историю Вселенной, основываясь на флуктуациях наблюдаемого сегодня излучения, надо ориентироваться на разницу в температуре этого излучения в разных частях неба.

Эта температура составляет примерно одну стотысячную часть, то есть для температуры около 2,7 К колебания составят 土0,00003 К. Если же идти от теории инфляции, можно предсказать, где именно на небе будут видны следы этих «раздутых» квантовых флуктуаций. Инфляция должна была оставить на небосклоне явный отпечаток, если только у нас есть достаточно точные датчики, чтобы уловить его. Неудивительно, что «РЕЛИКТ-1» (кстати, «РЕЛИКТ-2» так и не был запущен) не сумел зафиксировать эти тончайшие отклонения. Но уже у следующего спутника, запущенного для изучения реликтового излучения, были более чувствительные датчики.

Еще больше об Вселенной, определении ее возраста и реликтовом излучении Джон Гриббин рассказывает в своей книге: детально и без лишних упрощений.

P.S. Если вы любите науку, присоединяйтесь к сообществам МИФ.Научпоп в