Возникновение вселенной для детей. «В начале было ничто»: как возникла Вселенная и какое будущее нас ожидает
Одним из основных вопросов, которые не выходят из сознания человека, всегда был и является вопрос: «как появилась Вселенная?». Конечно же, однозначного ответа на данный вопрос нет, и вряд ли будет получен в скором времени, однако наука работает в этом направлении и формирует некую теоретическую модель зарождения нашей Вселенной.
Прежде всего следует рассмотреть основные свойства Вселенной, которые должна описываться в рамках космологической модели.
- Модель должна учитывать наблюдаемые расстояния между объектами, а также скорость и направление их движения. Подобные расчеты основываются на законе Хаббла: cz = H0D, где z – красное смещение объекта, D – расстояния до этого объекта, c – скорость света.
- Возраст Вселенной в модели должен превышать возраст самых старых в мире объектов.
- Модель должна учитывать первоначальное обилие элементов.
- Модель должна учитывать наблюдаемую крупномасштабную структуру Вселенной.
- Модель должна учитывать наблюдаемый реликтовый фон.
Рассмотрим кратко общепризнанную теорию возникновения и ранней эволюции Вселенной, которая поддерживается большинством ученых. Сегодня под теорией Большого взрыва подразумевают комбинацию модели горячей Вселенной с Большим взрывом. И, хотя данные концепции сперва существовали независимо друг от друга, в результате их объединение удалось объяснить первоначальный химический состав Вселенной, а также наличие реликтового излучения.
Согласно данной теории, Вселенная возникла около 13,77 млрд лет назад из некоторого плотного разогретого объекта - сингулярное состояние, плохо поддающееся описанию в рамках современной физики. Проблема космологической сингулярности, помимо всего прочего, в том, что при ее описании большинство физических величин, вроде плотности и температуры, стремятся к бесконечности. При этом, известно, что при бесконечной плотности энтропия (мера хаоса) должна устремляться к нулю, что никак не совмещается с бесконечной температурой.
Эволюция Вселенной
- Первые 10 в -43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
- Планковский момент – момент окончания квантового хаоса, который выпадает на 10 в -43 секунду. В этот момент параметры Вселенной равнялись планковским величинам, вроде планковской температуры (около 1032 К). В момент планковской эпохи все четыре фундаментальные взаимодействия (слабое, сильное, электромагнитное и гравитационное) являлись объединенными в некое одно взаимодействие. Рассматривать планковский момент как некоторый продолжительный период – не представляется возможным, так как с параметрами меньше планковских современная физика не работает.
- Стадия инфляции. Следующей стадией истории Вселенной стала инфляционная стадия. В первый момент инфляции от единого суперсимметричного поля (ранее включающего поля фундаментальных взаимодействий) отделилось гравитационное взаимодействие. В этот период вещество обладает отрицательным давлением, что вызывает экспоненциальный рост кинетической энергии Вселенной. Проще говоря, в данный период Вселенная стала очень быстро раздуваться, а ближе к концу энергия физических полей переходит в энергию обычных частиц. В конце данной стадии значительно повышается температура вещества и излучения. Вместе с окончанием стадии инфляции выделяется и сильное взаимодействие. Также в этот момент возникает барионная асимметрия Вселенной.
[Барионная асимметрия Вселенной – наблюдаемое явление преобладания вещества над антивеществом во Вселенной]
- Стадия радиационного доминирования. Следующая стадия развития Вселенной, которая включает несколько этапов. На этой стадии температура Вселенной начинает понижаться, образуются кварки, затем адроны и лептоны. В эпоху нуклеосинтеза происходит образование начальных химических элементов, синтезируется гелий. Однако, излучение все еще преобладает над веществом.
- Эпоха доминирования вещества. Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон. Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
Вышеописанная картина сложена из нескольких основополагающих теорий и дает общие представление о формировании Вселенной на ранних этапах ее существования.
Откуда появилась Вселенная?
Если Вселенная возникла из космологической сингулярности, то откуда взялась сама сингулярность? На данный вопрос дать точный ответ, пока, невозможно. Рассмотрим некоторые космологические модели, затрагивающие «рождение Вселенной».
Данные модели строятся на утверждении, что Вселенная существовала всегда и со временем лишь меняется ее состояние, переходя от расширения к сжатию – и обратно.
- Модель Стейнхардта-Турока. Данная модель строится на теории струн (М-теории), так как использует такой объект как «брана».
[Бра́на (от мембрана) в теории струн (М-теории) - гипотетический фундаментальный многомерный физический объект размерности, меньшей, чем размерность пространства, в котором он находится]
Согласно этой модели видимая Вселенная располагается внутри три-брана, которая периодически, раз в несколько триллионов лет, сталкивается с другой три-браной, что вызывает подобие Большого Взрыва. Далее наша три-брана начинает отдаляться от другой и расширяться. В какой-то момент доля темной энергии получает первенство и скорость расширения три-браны растет. Колоссальное расширение рассеивает вещество и излучение настолько, что мир становится почти однородным и пустым. В конце концов происходит повторное столкновение три-бран, в результате чего наша возвращается к начальной фазе своего цикла, вновь зарождая нашу «Вселенную».
- Теория Лориса Баума и Пола Фрэмптона также гласит о цикличности Вселенной. Согласно их теории последняя после Большого Взрыва будет расширяться за счет темной энергии до тех пор, пока не приблизится к моменту «распада» самого пространства-времени – Большой Разрыв. Как известно, в «замкнутой системе энтропия не убывает» (второе начало термодинамики). Из этого утверждения следует, что Вселенная не может вернуться к исходному состоянию, так как во время такого процесса энтропия должна убывать. Однако эта проблема решается рамках данной теории. Согласно теории Баума и Фрэмптона за миг до Большого Разрыва Вселенная распадается на множество «лоскутов», каждый из которых обладает довольно малым значением энтропии. Испытывая ряд фазовых переходов, данные «лоскуты» бывшей Вселенной порождают материю и развиваются аналогично первоначальной Вселенной. Эти новые миры не взаимодействуют друг с другом, так как разлетаются со скоростью больше скорости света. Таким образом, ученые избежали и космологической сингулярности, с которой начинается рождение Вселенной согласно большинству космологических теорий. То есть в момент конца своего цикла Вселенная распадается на множество других невзаимодействующих миров, которые станут новыми вселенными.
- Конформная циклическая космология – циклическая модель Роджера Пенроуза и Ваагна Гурзадяна. Согласно данной модели Вселенная способна перейти в новый цикл, не нарушая второе начало термодинамики. Данная теория опирается на предположение, что черные дыры уничтожают поглощенную информацию, что неким образом «законно» понижает энтропию Вселенной. Тогда каждый такой цикл существования Вселенной начинается с подобия Большого Взрыва и заканчивается сингулярностью.
Другие модели возникновения Вселенной
Среди других гипотез, объясняющих появление видимой Вселенной наиболее популярны две следующие:
- Хаотическая теория инфляции - теория Андрея Линде. Согласно данной теории существует некоторое скалярное поле, которое неоднородно во всем своем объеме. То есть в различных областях вселенной скалярное поле имеет разное значение. Тогда в областях, где поле слабое – ничего не происходит, в то время как области с сильных полем начинают расширяться (инфляция) за счет его энергии, образуя при этом новые вселенные. Такой сценарий подразумевает существование множества миров, возникших не одновременно и имеющих свой набор элементарных частиц, а, следовательно, и законов природы.
- Теория Ли Смолина – предполагает, что Большой Взрыв не является началом существования Вселенной, а – лишь фазовым переходом между двумя ее состояниями. Так как до Большого Взрыва Вселенная существовала в форме космологической сингулярности, близкой по своей природе к сингулярности черной дыры, Смолин предполагает, что Вселенная могла возникнуть из черной дыры.
Так же существуют модели, в которых вселенные возникают непрерывно, отпочковываются от своих родительниц и находят свое собственное место. При этом вовсе не обязательно, что в таких мирах устанавливаются одни и те же физические законы. Все эти миры «вложены» в единый пространственно-временной континуум, но разнесены в нем настолько, что никак не ощущают присутствия друг друга. В общем, концепция инфляции позволяет - более того, вынуждает!– считать, что в исполинском мегакосмосе существует множество изолированных друг от друга вселенных с различным устройством.
Несмотря на то, что циклические и другие модели отвечают на ряд вопросов, ответы на которые не может дать теория Большого Взрыва, в том числе проблема космологической сингулярности. Все же в комплекте с инфляционной теорией Большой Взрыв более цельно объясняет возникновение Вселенной, а также сходится с множеством наблюдений.
Сегодня исследователи продолжают интенсивно изучать возможные сценарии зарождения Вселенной, однако, дать неопровержимый ответ на вопрос «Как появилась Вселенная?» - вряд ли удастся в ближайшем будущем. На это есть две причины: прямое доказательство космологических теорий практически невозможно, лишь косвенное; даже теоретически нет возможности получить точную информацию о мире до момента Большого Взрыва. По этим двум причинам ученым остается лишь выдвигать гипотезы и строить космологические модели, которые максимально верно будут описывать природу наблюдаемой нами Вселенной.
Сложно представить время за 13,7 миллиардов лет до сегодняшнего дня, когда вся Вселенная представляла собой сингулярность. Согласно теории Большого взрыва, один из главных претендентов на роль объяснения того, откуда появилась Вселенная и вся материя в космосе - все было сжато в точку, меньшую, чем субатомная частица. Но если это еще можно принять, задумайтесь вот о чем: что же было до того, как случился Большой взрыв?
Этот вопрос современной космологии уходит корнями еще в четвертое столетие нашей эры. 1600 лет назад теолог Августин Блаженный пытался понять природу Бога до сотворения Вселенной. И знаете, к чему он пришел? Время было частью Божьего творения и просто не было никакого «до».
Один из лучших физиков 20 века Альберт Эйнштейн пришел практически к таким же выводам в разработке своей теории относительности. Достаточно обратить внимание на влияние массы на время. Гигантская масса планеты искажает время, заставляя его течь медленнее для человека на поверхности, нежели для космонавта на орбите. Разница слишком мала, чтобы быть очевидной, но на самом деле человек, стоящий у большого камня, стареет медленнее, чем тот, кто стоит в поле. Но чтобы стать моложе на секунду, понадобится миллиард лет. Сингулярность до большого взрыва обладала всей массой вселенной, что, фактически, ставило время в тупик.
По теории относительности Эйнштейна, время появилось на свет ровно в тот момент, когда сингулярность начала расширяться и вышла за пределы сжатой бесконечности. Спустя десятилетия после смерти Эйнштейна развитие квантовой физики и множество новых теорий возобновили споры о природе Вселенной до Большого взрыва. Давайте посмотрим.
Браны, циклы и другие идеи
«А Бог плюнул, ушел и хлопнул дверью,
Мы были за ним - а дверей уже нет».
А. Непомнящий
Что если наша Вселенная является потомком другой, старшей Вселенной? Некоторые астрофизики полагают, что пролить свет на эту историю поможет реликтовое излучение, оставшееся от большого взрыва: космический микроволновый фон.
Впервые астрономы зафиксировали реликтовое излучение в 1965 году, и оно породило определенные проблемы в теории большого взрыва - проблемы, которые заставили ученых ненадолго (до 1981 года) заморочиться и вывести инфляционную теорию. Согласно этой теории, в первые мгновения своего существования Вселенная начала чрезвычайно быстро расширяться. Также теория объясняет температуру и плотность флуктуаций реликтового излучения и подсказывает, что эти флуктуации должны быть одинаковыми.
Но, как выяснилось, нет. Последние исследования дали понять, что Вселенная на самом деле однобока, и в некоторых областях флуктуаций больше, чем в других. Некоторые космологи считают, что это наблюдение подтверждает, что у нашей Вселенной была «мать»(!)
В теории хаотической инфляции эта идея приобретает размах: бесконечный прогресс инфляционных пузырьков порождает обилие вселенных, и каждая из них порождает еще больше инфляционных пузырьков в огромном количестве Мультивселенных.
Тем не менее, существуют модели, которыми пытаются объяснить образование сингулярности до большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о гигантских мусоросборниках, они являются главными кандидатами первоначального сжатия, поэтому наша расширяющаяся Вселенная вполне может быть белой дырой - выходным отверстием черной дыры, и каждая черная дыра в нашей Вселенной может вмещать в себя отдельную вселенную.
Другие ученые считают, что в основе формирования сингулярности лежит цикл под названием «большой скачок», в результате которого расширяющаяся вселенная в итоге коллапсирует сама в себя, порождая другую сингулярность, которая, опять же, порождает другой большой взрыв. Этот процесс будет вечным, и все сингулярности и все схлопывания не будут представлять собой ничего другого, кроме как переход в другую фазу существования Вселенной.
Последнее объяснение, которое мы рассмотрим, использует идею циклической Вселенной, порожденной теорией струн. Она предполагает, что новая материя и потоки энергии появляются каждые триллионы лет, когда две мембраны или браны, лежащие за пределами наших измерений, сталкиваются между собой.
Что было до Большого взрыва? Вопрос остается открытым. Может быть, ничего. Может, другая Вселенная или другая версия нашей. Может, океан Вселенных, в каждой из которых - свой набор законов и констант, диктующих природу физической реальности.
Как все устроено. Как создана вселенная
«В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог». Я никогда не был поклонником христианской религии, хоть уважаю ее, как любую другую веру, потому что давно понял: все религии говорят правду, только она скрыта напластованиями разного смысла, дополненного, измененного, потерянного при передаче от одного человека к другому. Все религии начинались с одного человека, что-то увидевшего и понявшего, и после начинали жить своей жизнью, меняясь под логику других людей, которые пытались своим пониманием мира объяснить чужие видения, подгоняя ее под имеющиеся знания. И конечно, свою роль в любой религии играет политика, и те люди, которые пришли к власти, часто именно они меняют смыслы когда-то сказанного.
Итак, в начале было слово, если точнее, то программа, которая создала наш мир, что вполне входит в понятие «слово». «Оно было в начале у Бога, Все через Него начало быть, и без Него ничто не начало быть, что начало быть».
«Слово» пришло к нам из другой вселенной, открылось отверстие в оболочке нашей вселенной, и в нее ворвался поток чистой энергии, несущий в себе программу сотворения нового мира.
Этот момент очень хотят увидеть наши ученые на адронном коллайдере:
«…Существование Вселенной началось из состояния вакуума, лишённого вещества и излучения. Предполагается, что некое гипотетическое поле заполняло собой всё пространство, принимая разные значения в произвольных пространственных областях, пока случайным образом не возникла однородная конфигурация этого поля размером порядка 10^-33 (в минус 33-й степени) сантиметра. Сразу после этого данная пространственная область начала очень быстро увеличиваться в размерах. За одну секунду наша Вселенная приобрела размер около 1 см в диаметре, в этот момент накопившаяся кинетическая энергия трансформировалась в разлетающиеся элементарные частицы, и произошёл пресловутый Большой взрыв».
Примерно так объясняют создание вселенной. Не могут ученые сказать, что энергия появилась одномоментно в одной точке, потому что открылась дыра в другую вселенную, тогда придется признать существование бога, а это сейчас немодно.
Физикам нужен Большой взрыв, чтобы объяснить разбег вещества в разные стороны - возможно потому, что без него придется предположить, что существует множество вселенных, и они каким-то образом передают друг другу энергию, и тогда картина мира станет окончательно непостижимой. Возможно поэтому дыра из другой вселенной, из которой появился поток энергии, их не устраивает.
«…Согласно квантовой модели элементарные частицы могут спонтанно появляться и исчезать в вакууме, что и является причиной возникновения материи и Вселенной. Сам по себе вакуум нейтрален: он не имеет ни массы, ни заряда, ни каких-то иных характеристик. Но вполне вероятно, что вакуум содержит в себе некую матрицу возможного, в соответствии с которой создаются вещество и излучение…»
То есть ученые признают возможность существования программы создания новой вселенной в вакууме, они вынуждены соглашаться с тем, что случайно вселенная появиться никак не могла.
В 1965 году исследователи Арно Пенциас и Роберт Вильсон случайно обнаружили до тех пор неизвестную форму радиации. Эта радиация получила название «космической фоновой радиации». Она не была похожа ни на какую другую радиацию во Вселенной вследствие ее необыкновенной однородности. Она не локализовалась в каком-то определенном месте и не имела какого-либо определенного источника. Напротив, она была распределена в равной степени повсюду. Было высказано предположение, что эта радиация является эхом Большого Взрыва, возникшего в начальные мгновения катаклизма. За это открытие Пенциас и Вильсон получили Нобелевскую премию.
А американский астрофизик Хью Росс пошел дальше и предположил, что создатель Вселенной - это тот, кто стоит над всеми физическими измерениями: «По определению, время - это такое измерение, в котором заключены причины и следствия. Нет времени - нет причины и следствия. Если начало времени совпадает с началом Вселенной, как утверждает теория космического времени, то во Вселенной причина должна представлять собой сущность, действующую в некоем временном измерении, полностью независимом и существующем до временного измерения космоса… Это говорит о том, что Создатель трансцендентален и действует за пределами границ измерения Вселенной. Это также свидетельствует о том, что Создатель не есть сама Вселенная, равно как и то, что Он не находится в пределах Вселенной».
Могу к этому добавить, что когда-то меня поразило, что ни боги, ни сущности, ни другие существа, обитающие в тонком мире, не знают, что такое время, оно для них просто не существует. Это для нас оно важно, потому что наша жизнь коротка. Мы меряем по ней все происходящее. У нас есть отметки для наблюдения времени: день, ночь, времена года, рождение, взросление, смерть, к тому же мы живем в меняющемся мире, а энергетические сущности обитают в неподвижной вечности. В тонком мире есть только энергии и больше ничего, да и все мы только энергия.
Откуда появилось мое знание о начале? Оно произошло из моих попыток понять мир. Честно скажу, когда-то мне очень захотелось увидеть большой взрыв. Я погрузился в транс, и начал двигаться в прошлое, отсчитывая миллиарды лет. Время жизни нашей вселенной известно, оно примерно четырнадцать миллиардов лет, его высчитали физики по скорости разлета от точки взрыва. Сейчас, правда, они не так уверены в своих расчетах, потому что вдруг обнаружили, что вселенная не расширяется линейно, что заложен какой-то другой принцип, что возможно она периодически сжимается, а потом снова расширяется, а возможно и вообще бесконечна.
Я расскажу, что увидел, и сразу скажу, меня огорчило, что не удалось увидеть большого взрыва, а так хотелось понаблюдать красивый фейерверк, который открывал бы нашу вселенную, но увы…
Итак, погрузившись в глубокий транс, я добрался до начала нашей вселенной и приготовился смотреть на большой взрыв. Но я, увы, не увидел материи собранной в одну точку, ни большого фейерверка. Правда, надо признать, выглядело все словно после большого пожара, когда огонь отбушевал и ушел: все было безжизненным: звезды, планеты, само пространство. Светлой энергии мало, а вот темная практически покрывала всю вселенную.
Я искал точку, в которую собралась бы вся вселенная, но увидел неожиданно то, в чем долгое время не мог разобраться. В месте предполагаемого большого взрыва неожиданно появилась какая-то дыра, из которой вырвался сверкающий поток серебристой энергии. Позже я понял, что он запрограммирован на уничтожение старой и создание новой вселенной. Поток помчался вперед, размывая звезды и планеты старой вселенной, как река размывает песчаные холмы во время наводнения, а там, где он прошел, рождались звезды и планеты, созданные уже по новой программе.
Именно этот выброс энергии, несущей в себе новую вселенную, создал эффект того самого разбегания галактик, именно он и оставил после себя ту самую фоновую космическую радиацию или как ее еще иногда называют - реликтовую, в которой живет и действует программа построения новой вселенной и развития жизни.
Периодическая система Менделеева начиналась с нуля, первым и главным элементом был эфир, масса которого равнялась нулю, именно из него по мнению великого ученого и появилась вся материя. Похоже, он был прав, а вот те, кто убрал эфир из его системы, были по меньшей мере недальновидны, впрочем, признать эфир тогда, это было признать бога.
Сама программа вселенной невероятна сложна. Если взять пару пачек бумаги для принтера на пятьсот листов а4 формата, то программа построения всего живого на нашей планете в ней всего один тонкий лист, все остальное относится к созданию самой вселенной.
Для меня увиденное стало невообразимым потрясением, я желал увидеть большой взрыв, а не какой-то непонятный поток энергии, хлынувшей из другой вселенной, несущий в себе программу построения нового мира. Но увидел именно это, хоть возвращался к этой точке не один десяток раз. Это было странно понимать, что именно благодаря новой программе, появились первые материальные частицы, которые слипаясь вместе, создали атомы первого вещества - водорода, а он, собираясь в облака, сгущаясь под воздействием гравитации главного закона вселенной, образовал звезды.
Вот что пишут об этом физики:
«…Весь водород во Вселенной, да и значительная часть гелия, появились на свет в течение нескольких первых минут после начала мира. Первые из сформировавшихся звезд состояли почти целиком из водорода, звезды получили свою энергию путем слияния ядер водорода, приводящего к образованию гелия, а затем слияния гелия с более тяжелыми элементами, тогда и получаются все остальные элементы, включая углерод, кислород, кремний, железо и так далее.
Когда звезда сбрасывает свою оболочку, как сверхновая, большая часть материала выносится в космическое пространство. Тепловая энергия взрыва способствует созданию еще большего числа элементов. После того как произошло достаточно много вспышек сверхновых, межзвездное вещество уже содержит значительное количество веществ, произведенных в звездах - наряду с водородом и гелием, которые были здесь с самого начала…»
Самое интересное: элементы созданы так, что их можно уложить по понятным признакам в одну большую таблицу - ту, которую увидел Менделеев. Элементы явно создаются по одной программе, и лучше всего об этом говорит тот факт, что они не могут обладать массой выше определенного значения.
И как бы физики ни пытались создавать новые сверхтяжелые элементы на ускорителях частиц, вновь созданные элементы не живут долго, им мешает ограничение в программе, под воздействием которого они распадаются на другие элементы. Это ограничение логично и понятно, иначе, в конце концов, под воздействием одной из четырех признанных современной физикой основных сил управляющих нашей вселенной, все вещество слиплось бы в один огромный ком материи - подобный тому, который вроде как предшествовал большому взрыву, и жизнь стала бы невозможна.
Ирония состоит в том, что человек на основе этого ограничения в программе, создающей жизнь, создал ядерное оружие несущее смерть.
Все в нашей Вселенной управляется этими силами, известными нам, как сила тяготения, электромагнитная сила, большая ядерная сила и малая ядерная сила. Большая и малая ядерные силы действуют на уровне атома. Остальные две, гравитационная и электромагнитная силы, управляют скоплением атомов, иначе говоря, «материей».
Майкл Дентон, специалист в области молекулярной биологии, рассматривает этот вопрос в своей книге «Предназначение природы»: «Если бы, например, сила тяготения была сильнее в триллион раз, Вселенная была бы намного меньше, и ее жизнь намного короче. Средняя звезда имела бы массу в триллион раз меньшую, а ее жизненный цикл равнялся бы одному году. С другой стороны, если бы гравитационная сила была менее сильной, не возникли бы ни звезды, ни галактики. Остальные показатели и их соотношения оказываются столь же критическими. Будь большая ядерная сила чуть слабее, единственным постоянным элементом был бы водород, и никакие другие атомы не смогли бы существовать.
Будь она более сильной по сравнению с электромагнитной силой, атомное ядро, состоящее всего лишь из двух протонов, стало бы постоянной характеристикой Вселенной, что означало бы отсутствие водорода; и если бы звезды и галактики и появились, они были бы совершенно другими, отличными от тех, которые мы имеем сейчас. Ясно, что если бы различные силы и постоянные величины не имели именно тех показателей, какие они имеют, не было бы ни звезд, ни сверхновых звезд, ни планет, ни атомов, ни жизни».
Могу добавить к этому, что именно параметрами этих четырех сил, по-моему, играют боги, создавая жизнь в других вселенных, поэтому она различается, хоть программа в целом одна.
Но продолжим… Сначала появились огромные звезды, они росли и росли, пока не набрали критическую массу, потом взорвались, превращаясь в облако преобразованной материи, материала для первых планет, на которых должна была появиться жизнь.
Наше Солнечная система сформировалась из облака, в котором имелось немало углерода, кислорода, кремния, железа и др. Этих элементов оказалось достаточно, чтобы собрать их воедино во вращающейся туманности, а затем образовать Солнце, Землю и другие планеты. Но наша система не первая, таких планетарных систем образовалось немало.
Как только температура стала спадать, на Землю пришла вода. Откуда? Ученые считают, что из космоса, из комет, которые по сути своей осколки разбитых планет. Все логично и правильно, мертвое всегда дает новую жизнь. Вода создала океаны, нагрелась, создала условия для появления жизни. И через миллионы лет в океане зашевелились простейшие организмы, которые согласно программе стали превращаться в первых живых существ. Со временем у них стал развиваться разум, а вместе с ним и душа, которая родилась после смерти первого живого разумного существа. Добавлю, что разум имеется от низших до высших животных, он заложен в программе развития живых существ, это норма, а не исключение, как пытаются представить наши ученые. Все живое развивается по одной программе, и разум обычное дело. То, что мы не признаем его существование за другими существами, не говорит о том, что его нет, больше это рассказывает о человеческой глупости и самовлюбленности.
Разум рождает душу, которая есть его энергетический оттиск. Первая душа поднялась вверх и тут же опустилась вниз, воплотившись в новом теле, переходя на новый виток своего развития. Так начала зарождаться новая энергетическая субстанция, чтобы через сотни миллионов лет превратиться в первого бога нашей вселенной. Он повис над планетой, жизнь на которой выполнила свою задачу, подождал, пока на ней все погибнет в результате какого-то катаклизма, а потом, выполняя программу, двинулся к ближайшей планете, на которой появилась новая жизнь.
Повиснув рядом с ней, первый бог начал активно помогать появлению новых богов, создавая круговорот душ, в котором крутимся и мы. Со временем он вырастил двух архангелов, которые тоже впоследствии превратились в богов, а потом нашли свои планеты с жизнью, затем каждый из них вырастил новых двух архангелов, и те полетели дальше, отыскивая планеты с появившейся на них жизнью. Программа развития души работает именно так.
Откуда мне это известно? В этом легко убедиться.
Первый бог так и висит в пустоте рядом с мертвой планетой, у мертвой звезды, а недалеко от него у своих планет находятся два огромных бога, которым он помог родиться. Так работает программа, и конечная ее цель - не живые существа на планетах, а боги - по-настоящему разумные и не имеющие ограничения в развитии энергетические существа. И программа все еще работает, создавая новых богов на нашей планете. Возраст нашей вселенной примерно 14 миллиардов лет, а Земли только три с половиной миллиарда. Первая жизнь появилась не у нас, мы не первые разумные существа в этой вселенной и точно не последние. Понятно, что на нашей планете создание жизни не закончилось, где-то дальше во вселенной создается или уже появилась новая жизнь.
За шесть миллиардов лет до гибели нашей вселенной еще не на одной планете возникнет жизнь, и не на одной погибнет. Весь процесс создания вещества затеян ради этого, вся программа работает на это. Каждый атом во вселенной появляется для того, чтобы появилось новое существо, способное развиваться энергетически, если хотите - духовно, потому что задача программы не больше, не меньше как создание новых богов. Ибо бог не что иное, как огромное энергетическое образование, своего рода душа-переросток со сложной внутренней структурой.
И каждый вновь рожденный бог отправляется на планету с жизнью и там помогает развиться двум новым богам. Около нашей планеты тоже висит бог, и его цель также двум развитым душам превратиться в богов - получается своего рода цепная реакция. У каждой души есть шанс стать богом, но только двум помогут, остальным тоже будут даваться шансы, но позже. Отбор произойдет, лучшие станут богами, еще кто-то получит дополнительный шанс, остальные погибнут, ибо у всего есть начало и всему есть конец.
Есть конец и у нашей вселенной. Сама ее гибель вселенной, правда, ничем не отличается от начала: открывается отверстие в другую вселенную, и из него выходит поток энергии с новой программой, которая размывает все: планеты, звезды, богов, висящих в пустом пространстве, тем самым начиная новый цикл жизни. Конец старой есть начало новой вселенной. Примерно через шесть миллиардов лет наша вселенная исчезнет, растворенная новым энергетическим потоком, уступая место следующей. В этом заложен смысл обновления и изменчивости мира.
Когда-то это меня удивило и озадачило, получалась какая-то бессмыслица, программа создавала богов, чтобы потом их убить. Но позже я понял, что это не просто новая жизнь и новая смерть, а все несет в себе свою особую смысловую нагрузку. Что на самом деле программа сотворения вселенной не только программа создания богов, это еще и отбор. Из миллиардов душ шанс на то, чтобы превратиться в бога, дан всем, но реально в архангелов превратятся только две души, остальные - те, что смогут, отправятся на другие планеты, чтобы попробовать еще раз, другие же погибнут вместе с жизнью на планете. Возможно, из этого подсмотренного кем-то из древних предков будущего появилась идея страшного суда.
Правда, бог не будет никого судить, те, кто жили праведниками и развивались духовно, то есть увеличивали энергию души, улетят вместе с архангелами, остальные погибнут от недостатка энергии. Все справедливо, каждой душе дается шанс, а на что она его потратит ее личное дело - исход описан во всех религиях, как и страшный суд.
Но также и среди богов проводится отбор, только лучшие из них смогут пройти в другую вселенную, когда откроется отверстие, и там продолжат свое развитие, остальные бесславно погибнут, потому что новый поток обладает способностью убирать из структуры богов то, что неправильно, не соответствует программе.
Наша вселенная не первая. Неизвестно, сколько их было до, и сколько будет после. Но главный смысл ее появления и существования - это создание богов, которые смогут уйти дальше.
Энергия превращается в материю, чтобы снова превратиться в энергию, но уже структурированную, обладающую разумом, и безграничными возможностями для дальнейшего развития. Сначала в душу, потом в бога. Так все устроено, и в этом есть великая мудрость. Впрочем, немного обидно, когда отбор проводит кто-то, а не мы сами. Итак, главное, это душа. Пришло время разобраться в том, как она устроена. Начинается она с защитной оболочки, с ауры…
0. Шут Словно кем-то гоним, я остаться не мог И отправился в путь, видно вышел мой срок. Но куда я пошёл и зачем я спешил? Слишком долог был путь, и я всё позабыл Сотни миль я прошёл, много видел и знал, До конца я дошёл и ужасно устал. Я хотел отдохнуть от такого пути, И к
ВСЕЛЕННАЯ Вселенная, с точки зрения людей – огромное закручивающееся пространство, не имеющее начала и, следовательно, конца. На самом деле Вселенная очень похожа на расширяющуюся спираль. Начало – центр мира – продолжение, все материальные галактики.Вселенную можно
Глава 14 Почему все устроено именно так? В настоящей беседе речь пойдет о созидании - причем даже тогда, когда мы этого не хотим.В наши дни можно часто услышать такие слова: «Будь счастлив и всегда думай о радостном - этим будешь создавать еще больше поводов чувствовать
Мой Дом – моя Вселенная И вот человек задумал создать свой дом… Уже возведены стены и крыша, уже горит приветливо лампа, уже расставлена мебель и повешены занавески… С днем рождения тебя, Дом!С новосельем тебя, хозяин! Ты много думал о том, каким должен быть твой дом. Но
Разумная Вселенная Святая Троица – Твоя очередь братец, – говори дальше, расскажи о Вселенной, что ты сумел найти в этом жадном на информацию мире Зимы. – Хорошо, я немного расскажу о самом мироздании Вселенной, чтобы Ра и Мир (Рай) – его тело, не был для вас читатели
ЭФИРНАЯ ВСЕЛЕННАЯ Те, кому неизвестен космический modus operandi и совершенно естественный закон, отвечающий за все психические феномены, уделяют слишком много внимания и придают слишком большое значение психическому видению; и столь многих сбивает с пути то, что, на их
Пульсирующая Вселенная Выше мы привели сведения, которые необходимы для понимания последующего материала. Однако для понимания единой картины Мира и места человека в ней необходимо представлять себе весь процесс рождения и развития Вселенной, включая и жизнь (в
Как устроено мироздание? Пирамида часто рассматривалась как символ Макрокосма и, следовательно, Микрокосма, отсюда и деление на три естества, или на три мира – физический, астральный и огненный. Естество, или субстанция, или природа каждого Мира, отличается от естества
Неоднородная Вселенная «Законы Природы формируются на уровне макрокосмоса и микрокосмоса. Человек, как живое существо, существует, в так называемом промежуточном мире – между макро- и микромиром. И в этом промежуточном мире человеку приходится сталкиваться только с
Неоднородная Вселенная Оглавление Отзыв на монографию академика Н. Левашова «Неоднородная Вселенная»От автораПредисловиеГлава 1. Аналитический обзорГлава 2. Неоднородность пространстваГлава 3. Неоднородность пространства и качественная структура физически плотного
Происхождение Вселенной остается одной из главных загадок науки. С начала наблюдений за звездным небом человечество пыталось понять, как возникло все, что его окружает, и что там за пределами нашего мира. С развитием технологий ему покорились многие природные явления и даже просторы космоса, но никто так до сих пор и не установил, как зародилась Вселенная. Однако, астрономы выдвинули множество теорий на этот счет, некоторые из них вполне логичны и правдоподобны.
Теория большого взрыва
Основной теорией возникновения Вселенной в ее нынешнем состоянии является теория большого взрыва. Впервые этот термин был применен британским астрономом Ф. Хойлом в 1949 году. При этом сам ученый считал данное предположение о происхождении и эволюции Вселенной ошибочным.
Сами же идеи о расширении Вселенной и ее развитии в результате взрывного процесса возникли в начале 20 века. Способствовал этому Альберт Эйнштейн, опубликовавший свою теорию относительности. Нестационарное решение его гравитационного уравнения натолкнуло советского физика Фридмана на гипотезу о том, что Универсум – постоянно расширяющийся объект. По его версии, вначале она представляла собой очень плотное, однородное вещество. Оно в результате большого взрыва начало распространяться, образуя привычные нам элементы космоса – галактики, туманности, звезды, планеты и другие тела.
Теория происхождения Вселенной по Фридману неоднократно подвергалась дополнениям и улучшениям. В 1948 году астрофизик Георгий Гамов опубликовал работу, в которой описывал первичное вещество до Большого взрыва не только как очень плотное, но и как очень горячее. В нем постоянно происходили реакции термоядерного синтеза, в результате которых образовались ядра легких химических элементов. Выделяемое при этом электромагнитное излучение сохранилось до сих пор, но в остывающем виде. Теория была подтверждена почти через 20 лет после того, как ученым удалось открыть и измерить температуру космического фона. Изучение реликтового излучения также помогла установить возраст мироздания и распределение в нем вещества.
Современное представление о возникновении Вселенной
- Теория Большого взрыва – описывает то, что стало пусковым механизмом расширения первичной материи.
- Инфляционная теория – рассматривает причины расширения вещества.
- Модель расширения Фридмана – описывает процессы распределения материи в пространстве.
- Иерархическая теория – описывает возникновение всех структур космоса.
Хронология событий в теории Большого взрыва
Теория эволюции Вселенной подразумевает, что до Большого взрыва все мироздание находилось в принципиально другом состоянии. А после – проходило стадии развития, благодаря которым заполнилось частицами, химическими элементами и другими структурами. Они же послужили строительным материалом для всех космических тел и объектов. Каждый эпоха развития имеет свою продолжительность от незначительных долей секунды до миллиардов лет. Попробуем изложить теорию происхождения Вселенной кратко и простым языком.
Эпоха сингулярности
Большому взрыву и происхождению Вселенной в современном ее виде предшествовала стадия космологической сингулярности. Это состояние Универсума, при котором вещество имеет почти бесконечные значения плотности и температуры, а само оно стремится к нулю.
Космологическая сингулярность – один из самых трудных вопросов современной науки. Невозможно точно установить, что именно было до Большого взрыва. Но бесконечная плотность раннего вселенского вещества не может сопровождаться его бесконечной температурой. Следовательно, сингулярная Вселенная противоречит современным законам физики.
По некоторым предположениям, эпохи сингулярности вообще не существовало. Еще по предположению группы ученых, в число которых входит С.Хокинг, все сущее могло возникнуть из абсолютного вакуума («ничего») из-за колебаний системы. По другой теории, Большой взрыв привел лишь к образованию Метагалактики, как «пузырька» в плотном веществе Универсума. Есть также гипотеза о том, что вселенные образуются из-за разрывов сингулярности в пределах черных дыр. Доподлинно же установить, что было до Большого взрыва, не представляется возможным.
Планковская эпоха
Итак, в первичном мироздании произошел катастрофический процесс, в результате которого вещество начало стремительно расширяться и охлаждаться. При чем для формирования всех структур космического пространства взрыв должен был произойти повсюду. Это и является точкой отчета возникновения мироздания в его нынешнем виде.
В период от нуля до 10 -43 секунд вещество Универсума имело физические параметры (температура, энергия, плотность) соответствующие постоянным Планка. В таких условиях планковской эпохи произошло рождение частиц.
Эпоха великого объединения
В период с 10 -43 по 10 -35 секунд после Большого взрыва в относительно устойчивой системе возникли силы гравитации. Они впоследствии способствовали возникновению звезд и планет. Первичная материя перестала быть однородно плотной. Но электромагнитное и ядерное взаимодействия в ней были еще объединены, поэтому любые физико-химические параметры для этого вещества не имеют смысла.
Эпоха инфляции
При переходе в эту стадию эволюции Вселенная начала ускоренно расширяться. Это позволило перераспределиться высокоплотному изотропному первичному веществу. Эпоха заняла промежуток времени с 10 -35 по 10 -32 секунды от взрывного процесса.
Электрослабая эпоха
К этому моменту сильное ядерное взаимодействие, как и гравитация, отделено от первичной материи. Период с 10 -32 по 10 -12 секунд – момент рождения таких элементарных частиц, как хиггсовский бозон и W-, Z-частицы. Симметрия до вселенского вещества окончательно разрушена.
Кварковая эпоха
С 10 -12 по 10 -6 секунд все четыре фундаментальные взаимодействия начинают существовать отдельно. Все вещество Универсума представляет собой «кварковый суп» из безмассовых и бесструктурных фундаментальных частиц.
Андронная эпоха
Из фундаментальных частиц начали образовываться андроны – частицы с сильным ядерным взаимодействием. Именно из них образуются нуклоны, формирующее атомные ядра, протоны и нейтроны. Весь процесс андронизации занял порядка ста секунд после Большого взрыва.
Лептонная эпоха
Первые три минуты существования Универсума происходит формирование лептонов, в том числе и их подвида – нейтрино. Это еще одни фундаментальные структуры вселенского вещества, из которых в дальнейшем было построено все в мироздании.
Протонная эпоха
Более 300 тысяч лет ушло на первичный процесс нуклеосинтеза легких химических элементов и перераспределения вещества Универсума. Оно стало доминировать над излучением, что замедлило расширение космического пространства. Конец данной стадии ознаменовался возможностью передвижения тепловых фотонов.
Темные века
Ни одной привычной нам космической структуры в первые 500 млн. лет после возникновения Вселенной не существовало. Она была заполнена водородно-гелиевой массой и реликтовым тепловым излучением, распространяющимся по всему ее пространству.
Реионизация
Постепенно облака водорода и гелия под воздействием гравитации начали сжиматься, в них стали зарождаться процессы термоядерного синтеза. Появились первые звезды. Они стали собираться в скопления, называемые галактиками. В центре формирующихся галактик возникал источник мощнейшего излучения и гравитационного притяжения – квазар. Этот процесс занял более 300 млн. лет.
Эра вещества
Молодые звезды формируют вокруг себя протопланетные диски, из которых впоследствии образовываются целые планетарные системы. В эту эру 4,6 млрд. лет назад возникла и Солнечная система со всеми окружающими ее планетами. Вся же история Вселенной продолжается более 13,7 млрд.лет.
Будущее Вселенной
Теория возникновения Вселенной путем Большого взрыва официально признана в научном мире. Согласно ее основным утверждениям, космическое пространство все еще продолжает эволюционировать и на смену одним структурам приходят абсолютно новые. Существуют две противоположные версии дальнейшего развития событий:
- Большой разрыв. Если Универсум и дальше продолжит расширяться, то в дальнейшем гравитационное взаимодействие между его элементами начнет стремительно ослабевать. Произойдет распад галактик и их скоплений. После этого распадутся отдельные звездные системы, где гравитация звезды не в силах будет удержать планеты вокруг себя. Постепенно все элементы Вселенной разрушаться вновь до элементарных частиц, законы физики перестанут иметь смысл. Что произойдет дальше – предсказать невозможно.
- Большое сжатие. В этом сценарии описывается предположение, что космическое пространство постепенно замедлит свое расширение и начнет обратно сжиматься. Все его элементы образуют единое мега скопление, в котором будет продолжаться процессы рождения, эволюции и смерти галактик. Однако, вещество будет сжиматься и далее, что приведет к образованию одной гигантской галактики. Космическое пространство вновь начнет нагреваться, реликтовое излучение разрушит планеты и звезды. Все структуры перейдут в состояние элементарных частиц. Вселенная приобретет свой первоначальный вид до Большого взрыва.
Любой из основных сценариев смерти Вселенной в нынешнем ее состоянии предполагает распад всех ее структур до фундаментальных частиц и прекращения любых сил взаимодействия. Так ли оно будет на самом деле, предсказать современной науке невозможно.
Основные теории происхождения Вселенной
Большой взрыв не единственное современное представление о происхождении и эволюции Вселенной. Научный мир знает множество теорий возникновения мира, основными из которых являются:
- Теория струн. Ее основное утверждение заключается в том, что все существующее состоит из мельчающих энергетических нитей. Такие квантовые струны могут растягиваться, искривляться и располагаться в любых направлениях, что делает космическое пространство многомерным. И каждое из этих измерений имеет свою эволюционную стадийность.
- Теория стационарной Вселенной. По этой версии, в расширяющемся пространстве космоса постоянно возникает новая материя, что делают всю систему стабильной. Идея была популярна в середине 20-го века, но после открытия и изучения реликтового излучения у нее практически не осталось сторонников.
Не исключено, что все предположения о возникновении мироздания, признанные сейчас в научном мире, не будут опровергнуты в будущем. И чем дальше и дольше человечество исследует космические просторы, тем больше новых ответов и вопросов оно находит.
Звездное небо издавна будоражило человеческое воображение. Наши далекие предки пытались понять, что за странные мерцающие точки висят у них над головами. Сколько их, откуда они взялись, влияют ли на земные события? Человек с глубокой древности пытался осмыслить, как устроена Вселенная, в которой он обитает.
О том, как древние люди представляли себе Вселенную, сегодня мы можем узнать разве что из сказок и легенд, дошедших до нас. Понадобились века и тысячелетия, чтобы возникла и окрепла наука о Вселенной, изучающая ее свойства и этапы развития, – космология. Краеугольными камнями данной дисциплины являются астрономия, математика и физика.
Сегодня мы гораздо лучше понимаем устройство Вселенной, но каждое полученное знание лишь рождает новые вопросы. Исследование атомных частиц в коллайдере, наблюдение за жизнью в дикой природе, высадку межпланетного зонда на астероиде также можно назвать изучением Вселенной, ибо данные объекты входят в ее состав. Человек тоже часть нашей прекрасной звездной Вселенной. Изучая Солнечную систему или далекие галактики, мы больше узнаем о самих себе.
Космология и объекты ее изучения
Само понятие Вселенная не имеет четкого определения в астрономии. В разные исторические периоды и у различных народов оно имело целый ряд синонимов, таких как «космос», «мир», «мироздание», «универсум» или «небесная сфера». Нередко, говоря о процессах, происходящих в глубинах Вселенной, применяют термин «макрокосмос», противоположностью которому является «микрокосмос» мира атомов и элементарных частиц.
На нелегком пути познания космология нередко пересекается с философией и даже теологией, и в этом нет ничего удивительного. Наука об устройстве Вселенной пытается объяснить, когда и как возникло мироздание, разгадать тайну зарождения материи, понять место Земли и человечества в бесконечности космоса.
У современной космологии две наибольшие проблемы. Во-первых, объект ее изучения – Вселенная – уникален, что делает невозможным применение статистических схем и методов. Говоря кратко, мы не знаем о существовании других Вселенных, их свойствах, структуре, поэтому не можем сравнивать. Во-вторых, длительность астрономических процессов не дает возможность проводить прямые наблюдения.
Космология исходит из постулата, что свойства и строение Вселенной одинаковы для любого наблюдателя, за исключением редких космических феноменов. Это означает, что вещество во Вселенной распределено однородно, и она имеет одинаковые свойства во всех направлениях. Из этого следует, что физические законы, работающие в части Вселенной, вполне можно экстраполировать на всю Метагалактику.
Теоретическая космология разрабатывает новые модели, которые затем подтверждаются или опровергаются наблюдениями. Например, была доказана теория возникновения Вселенной в результате взрыва.
Возраст, размеры и состав
Масштабы Вселенной потрясают: они намного больше, чем мы могли представить двадцать или тридцать лет назад. Ученые уже обнаружили около пятисот миллиардов галактик, и число постоянно увеличивается. Каждая из них вращается вокруг собственной оси и удаляется от других на огромной скорости из-за расширения Вселенной.
Квазар 3C 345 – один из самых ярких объектов во Вселенной – расположен от нас на удалении в пять миллиардов световых лет. Человеческий разум даже представить не может подобные расстояния. Космическому кораблю, движущемуся со световой скоростью, понадобится тысяча лет, чтобы облететь наш Млечный путь. До галактики Андромеды ему пришлось бы добираться 2,5 тыс. лет. А ведь это ближайшая соседка.
Говоря о размерах Вселенной, мы имеем ввиду ее видимую часть, называемую еще Метагалактикой. Чем больше результатов наблюдений мы получаем, тем дальше раздвигаются границы Вселенной. Причем происходит это одновременно по всем направлениям, что доказывает ее сферическую форму.
Наш мир появился около 13,8 млрд лет назад в результате Большого взрыва – события, породившего звезды, планеты, галактики и другие объекты. Эта цифра является реальным возрастом Вселенной.
Исходя из скорости света можно предположить, что ее размеры также составляют 13,8 млрд световых лет. Однако на самом деле они больше, ибо с момента рождения Вселенная непрерывно расширяется. Часть движется со сверхсветовой скоростью, из-за чего значительное количество объектов во Вселенной останутся невидимыми навеки. Данный предел называются сферой или горизонтом Хаббла.
Диаметр Метагалактики составляет 93 млрд световых лет. Мы не знаем, что находится за пределами известной Вселенной. Может быть, существуют и более далекие объекты, недоступные сегодня для астрономических наблюдений. Значительная часть ученых верит в бесконечность Вселенной.
Возраст Вселенной неоднократно проверялся с использованием различных методик и научных инструментов. Последний раз его подтвердили с помощью орбитального телескопа «Планк». Имеющиеся данные полностью соответствуют современным моделям расширения Вселенной.
Из чего состоит Вселенная? Водород – самый распространенный элемент во Вселенной (75%), на втором месте находится гелий (23%), на остальные элементы приходятся ничтожные 2% от общего количества вещества. Средняя плотность - 10-29 г/см3, значительная часть которой приходится на так называемую темную энергию и материю. Зловещие названия не говорят об их ущербности, просто темная материя, в отличие от обычной, не взаимодействует с электромагнитным излучением. Соответственно, мы не можем наблюдать ее и делаем свои заключения только по косвенным признакам.
Исходя из вышеуказанной плотности, масса Вселенной составляет примерно 6*1051 кг. Следует понимать, что в эту цифру не входит темная масса.
Структура мироздания: от атомов до галактических скоплений
Космос – это не просто огромная пустота, в которой равномерно рассеяны звезды, планеты и галактики. Структура Вселенной довольно сложна и имеет несколько уровней организации, которые мы можем классифицировать в соответствии с масштабом объектов:
- Астрономические тела во Вселенной обычно группируются в системы. Звезды нередко образуют пары или входят в состав скоплений, которые содержат десятки, а то и сотни светил. В этом отношении наше Солнце довольно нетипично, так как оно не имеет «двойника»;
- Следующей ступенью организации являются галактики. Они могут быть спиральными, эллиптическими, линзовидными, неправильными. Ученые пока не до конца понимают, почему галактики обладают разной формой. На этом уровне мы обнаруживаем такие чудеса Вселенной, как черные дыры, темную материю, межзвездный газ, двойные звезды. Кроме звезд, в их состав входит пыль, газ, электромагнитное излучение. В известной Вселенной обнаружено несколько сотен миллиардов галактик. Они нередко сталкиваются друг с другом. Это непохоже на автомобильную аварию: звезды просто перемешиваются и меняют свои орбиты. Такие процессы занимают миллионы лет и приводят к образованию новых звездных скоплений;
- Несколько галактик образуют Местную группу. В нашу, кроме Млечного пути , входит Туманность Треугольника, Туманность Андромеды и еще 31 система. Скопления галактик – самые крупные из известных устойчивых структур Вселенной, их удерживает воедино гравитационная сила и еще какой-то фактор. Ученые подсчитали, что одного лишь притяжения явно недостаточно для поддержания стабильности этих объектов. Научного обоснования данного феномена пока не существует;
- Следующим уровнем структуры Вселенной являются сверхскопления галактик, каждая из которых содержит десятки, а то и сотни галактик и скоплений. Однако тяготение их уже не удерживает, поэтому они следуют за расширяющейся Вселенной;
- Последним уровнем организации мироздания являются ячейки или пузыри, стенки которых формируют сверхскопления галактик. Между ними находятся пустотные области, именуемые войдами. Эти структуры Вселенной имеют масштабы около 100 Мпк. На этом ярусе наиболее заметны процессы расширения Вселенной, также с ним связано реликтовое излучение – отголосок Большого взрыва.
Как возникло мироздание
Как появилась Вселенная? Что было до этого момента? Как она превратилась в то бесконечное пространство, известное нам сегодня? Было ли это случайностью или закономерным процессом?
После десятилетий дискуссий и яростных споров, физики и астрономы практически пришли к консенсусу относительно того, что мироздание появилось в результате взрыва колоссальной мощности. Он не только породил все вещество во Вселенной, но и определил физические законы, по которым существует известный нам космос. Это называется теория Большого взрыва.
Согласно этой гипотезе, когда-то вся материя каким-то непостижимым образом была собрана в одной небольшой точке с бесконечной температурой и плотностью. Она получила название сингулярности. 13,8 млрд лет назад точка взорвалась, образовав звезды, галактики, их скопления и другие астрономические тела Вселенной.
Почему и как это произошло – непонятно. Ученым приходится выносить за скобки множество вопросов, связанных с природой сингулярности и ее происхождением: законченной физической теории этого этапа истории Вселенной пока не существует. Следует отметить, что есть и другие теории возникновения Вселенной, но они имеют гораздо меньше приверженцев.
Термин «Большой взрыв» вошел в оборот в конце 40-х годов после публикации работ британского астронома Хойла. Сегодня данная модель досконально проработана – физики могут уверенно описать процессы, происходившие через доли секунды после этого события. Еще можно добавить, что данная теория позволила определить точный возраст Вселенной и описать основные этапы ее эволюции.
Главным доказательством теории Большого взрыва является наличие реликтового излучения. Оно было открыто в 1965 году. Данный феномен возник в результате рекомбинации атомов водорода. Реликтовое излучение можно назвать основным источником информации о том, как была устроена Вселенная миллиарды лет назад. Оно изотропно и равномерно заполняет космическое пространство.
Еще одним аргументом в пользу объективности данной модели является сам факт расширения Вселенной. Собственно говоря, экстраполируя этот процесс в прошлое, ученые и пришли к подобной концепции.
Есть в теории Большого взрыва и слабые места. Если бы мироздание образовалось мгновенно из одной небольшой точки, то должно было существовать неоднородное распределение вещества, чего мы не наблюдаем. Также данная модель не может объяснить, куда подевалась антиматерия, количество которой в «момент творения» не должно было уступать обычной барионной материи. Однако сейчас число античастиц во Вселенной мизерно. Но самый весомый недостаток данной теории – ее неспособность объяснить феномен Большого взрыва, он просто воспринимается как свершившийся факт. Мы не знаем, как выглядела Вселенная до момента сингулярности.
Существуют и другие гипотезы зарождения и дальнейшей эволюции мироздания. Долгие годы была популярна модель стационарной Вселенной. Ряд ученых придерживались мнения, что в результате квантовых флуктуаций она возникла из вакуума. В их числе был и знаменитый Стивен Хокинг. Ли Смолин выдвинул теорию о том, что наша, как и другие Вселенные, образовались внутри черных дыр .
Предпринимались попытки улучшить существующую теорию Большого взрыва. Например, существует гипотеза о цикличности Вселенной, согласно которой, рождение из сингулярности – не более чем ее переход из одного состояния в другое. Правда, такой подход противоречит второму закону термодинамики.
Эволюция мироздания или что происходило после Большого взрыва
Теория Большого взрыва позволила ученым создать точную модель эволюции Мироздания. И сегодня мы неплохо знаем, какие процессы происходили в молодой Вселенной. Исключение составляет лишь самый ранний этап творения, который по-прежнему остается предметом яростных обсуждений и споров. Конечно, для достижения подобного результата одной теоретической основы было недостаточно, понадобились годы исследований Вселенной и тысячи экспериментов на ускорителях.
Сегодня наука выделяет следующие этапы после Большого взрыва:
- Самый ранний из известных нам периодов называется Планковской эрой, он занимает отрезок от 0 до 10-43 секунд. В это время вся материя и энергия Вселенной была собрана в одной точке, а четыре основных взаимодействия были едины;
- Эпоха Великого объединения (с 10−43 по 10−36 секунд). Она характеризуется появлением кварков и разделением основных видов взаимодействий. Главным событием этого периода считается выделение гравитационной силы. В эту эру начали формироваться законы Вселенной. Сегодня мы имеем возможность для подробного описания физических процессов этой эпохи;
- Третий этап творения называется Эпохой инфляции (с 10−36 по 10−32). В это время началось стремительное движение Вселенной со скоростью, значительно превосходящей световую. Она становится больше, чем современная видимая Вселенная. Начинается охлаждение. В данный период окончательно разделяются фундаментальные силы мироздания;
- В период с 10−32 по 10−12 секунды появляются «экзотические» частицы типа бозона Хиггса, пространство заполнила кварк-глюонная плазма. Промежуток с 10−12 по 10−6 секунды называется эпохой кварков, с 10−6 по 1 секунду – адронов, в 1 секунду после Большого взрыва начинается эра лептонов;
- Фаза нуклеосинтеза. Она длилась примерно до третьей минуты от начала событий. В этот период во Вселенной из частиц возникают атомы гелия, дейтерия, водорода. Продолжается охлаждение, пространство становится прозрачным для фотонов;
- Через три минуты после Большого взрыва начинается эра Первичной рекомбинации. В этот период появилось реликтовое излучение, которое астрономы изучают до сих пор;
- Период 380 тыс. – 550 млн лет называют Темными веками. Вселенная в это время заполнена водородом, гелием, различными видами излучения. Источников света во Вселенной не было;
- Через 550 млн лет после Сотворения появляются звезды, галактики и прочие чудеса Вселенной. Первые звезды взрываются, освобождая материю для образования планетных систем. Данный период называется Эрой реионизации;
- В возрасте 800 млн лет во Вселенной начинают образовываться первые звездные системы с планетами. Наступает Эра вещества. В этот период формируется и наша родная планета.
Считается, что интерес для космологии представляет период с 0,01 секунды после акта творения и по наши дни. В этот временной отрезок сформировались первичные элементы, из них возникли звёзды, галактики, Солнечная система. Для космологов особо важным периодом считается эра рекомбинации, когда возникло реликтовое излучение, с помощью которого продолжается изучение известной Вселенной.
История космологии: древнейший период
Человек задумывался об устройстве окружающего мира с незапамятных времен. Наиболее ранние представления о строении и законах Вселенной можно обнаружить в сказках и легендах разных народов мира.
Считается, что регулярные астрономические наблюдения впервые стали практиковаться в Месопотамии. На этой территории последовательно проживали несколько развитых цивилизаций: шумеры, ассирийцы, персы. О том, как они представляли себе Вселенную, мы можем узнать из множества клинописных табличек, найденных на месте древних городов. Первые записи, касающиеся движения небесных тел, датируются VI тысячелетием до нашей эры.
Из астрономических явлений шумеров больше всего интересовали циклы – смены времен года и фаз луны. От них зависел будущий урожай и здоровье домашних животных, следовательно, и выживание человеческой популяции. Из этого был сделан вывод о влиянии небесных тел на процессы, происходящие на Земле . Стало быть, изучая Вселенную, можно предсказывать свое будущее – так родилась астрология.
Шумеры изобрели шест для определения высоты Солнца, создали солнечный и лунный календарь, описали основные созвездия, открыли некоторые законы небесной механики.
Большое внимание движению космических объектов уделялось в религиозных практиках Древнего Египта. Жители долины Нила использовали геоцентрическую модель Вселенной, в которой Солнце вращалось вокруг Земли. До нас дошло множество древнеегипетских текстов, содержащих астрономические сведения.
Значительных высот наука о небе достигла в Древнем Китае. Здесь еще в III тысячелетии до н. э. появилась должность придворного астронома, а в XII веке до н. э. были открыты первые обсерватории. О солнечных затмениях, пролетах комет, метеоритных потоках и других интересных космических событиях древности мы в основном знаем из китайских летописей и хроник, которые скрупулёзно велись на протяжении столетий.
В большом почете астрономия была у эллинов. У них изучением этого вопроса занимались многочисленные философские школы, каждая из которых, как правило, имела собственную систему Вселенной. Греки первыми выдвинули предположение о шарообразной форме Земли и о вращении планеты вокруг собственной оси. Астроном Гиппарх ввел в оборот понятия апогея и перигея, эксцентриситета орбиты, разработал модели движения Солнца и Луны, высчитал периоды обращения планет. Большой вклад в развитие астрономии внес Птолемей, которого можно назвать творцом геоцентрической модели Солнечной системы.
Больших высот в изучении законов Вселенной достигла цивилизация майя. Это подтверждают результаты археологических раскопок. Жрецы умели предсказывать солнечные затмения, они создали совершенный календарь, построили многочисленные обсерватории. Астрономы майя наблюдали ближайшие планеты и смогли точно определить их периоды обращения.
Средние века и Новое время
После крушения Римской империи и распространения христианства, Европа почти на тысячелетие погрузилась в Темные века – развитие естественных наук, в том числе и астрономии, практически остановилось. Европейцы черпали информацию об устройстве и законах Вселенной из библейских текстов, немногочисленные астрономы твердо придерживались геоцентрической системы Птолемея, небывалой популярностью пользовалась астрология. Реальное изучение учеными Вселенной началось только в эпоху Возрождения.
В конце XV столетия кардиналом Николаем Кузанским была выдвинута смелая идея об универсальности мироздания и бесконечности глубин Вселенной. Уже к XVI веку стало понятно, что взгляды Птолемея ошибочны, и без принятия новой парадигмы дальнейшее развитие науки немыслимо. Поломать старую модель решился польский математик и астроном Николай Коперник, предложивший гелиоцентрическую модель Солнечной системы.
С современной точки зрения, его концепция была несовершенной. У Коперника движение планет обеспечивалось вращением небесных сфер, к которым они крепились. Сами орбиты имели круговую форму, а на границе мира находилась сфера с неподвижными звездами. Однако, поместив Солнце в центр системы, польский ученый, без сомнения, совершил настоящую революцию. Историю астрономии можно разделить на две большие части: древнейший период и изучение Вселенной от Коперника до наших дней.
В 1608 году итальянский ученый Галилей изобрел первый в мире телескоп, который дал огромный толчок развитию наблюдательной астрономии. Теперь ученые могли созерцать глубины Вселенной. Оказалось, что Млечный путь состоит из миллиардов звезд, Солнце имеет пятна, Луна – горы, а вокруг Юпитера вращаются спутники. Появление телескопа вызвало настоящий бум оптических наблюдений за чудесами Вселенной.
В середине XVI века датский ученый Тихо Браге первым начал регулярные астрономические наблюдения. Он доказал космическое происхождение комет, опровергнув тем самым идею Коперника о небесных сферах. В начале XVII столетия Иоганн Кеплер разгадал тайны движения планет, сформулировав свои знаменитые законы. В это же время были открыты туманности Андромеды и Ориона, кольца Сатурна, составлена первая карта лунной поверхности.
В 1687 году Исааком Ньютоном был сформулирован закон всемирного тяготения, объясняющий взаимодействие всех составляющих Вселенной. Он позволил увидеть скрытый смысл законов Кеплера, которые, по сути, были выведены эмпирическим путем. Принципы, открытые Ньютоном, позволили ученым по-новому взглянуть на пространство Вселенной.
XVIII столетие стало периодом бурного развития астрономии, значительно расширившим границы известной Вселенной. В 1785 году Кант выдвинул блестящую идею, что Млечный путь – это огромное звездное скопление, собранное воедино гравитацией.
В это время на «карте Вселенной» появлялись новые небесные тела, совершенствовались телескопы.
В 1785 году английский астроном Гершель на основе законов электромагнетизма и ньютоновской механики попытался создать модель Вселенной и определить ее форму. Однако он потерпел неудачу.
В XIX веке инструменты ученых стали более точными, появилась фотографическая астрономия. Спектральный анализ, появившийся в середине столетия, привел к настоящей революции в наблюдательной астрономии – теперь темой для исследований стал химический состав объектов. Был открыт пояс астероидов, измерена скорость света.
Эпоха прорывов или новейшее время
Двадцатое столетия стало эпохой настоящих прорывов в астрономии и космологии. В начале века Эйнштейн явил миру свою теорию относительности, которая совершила настоящий переворот в наших представлениях о мироздании и позволила по-новому взглянуть на свойства Вселенной. В 1929 году Эдвин Хаббл обнаружил, что наша Вселенная расширяется. В 1931 году Жорж Леметр выдвинул идею о ее образовании из одной крошечной точки. По сути, это было начало теории Большого взрыва. В 1965 году открыли реликтовое излучение, подтвердившее эту гипотезу.
В 1957 году на орбиту был отправлен первый искусственный спутник, после чего началась космическая эра. Теперь астрономы могли не только наблюдать за небесными телами в телескопы, но и исследовать их вблизи с помощью межпланетных станций и спускаемых зондов. Мы даже смогли высадиться на поверхности Луны.
90-е годы можно назвать «периодом темной материи». Ее открытие объяснило ускорение расширения Вселенной. В это время в эксплуатацию были введены новые телескопы, позволившие нам раздвинуть пределы известной Вселенной.
В 2016 году были открыты гравитационные волны, что, вероятно, положит начало новому разделу астрономии.
За последние столетия мы значительно расширили границы наших познаний о Вселенной. Однако, на самом деле, люди лишь приоткрыли дверь и заглянули в огромный и удивительный мир, полный тайн и потрясающих чудес.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них