Меню Рубрики

Как возник мир с научной точки зрения

СОТВОРЕНИЕ МИРА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

В начале было не слово, а взрыв. Это утверждение так же неоднозначно, как и любое другое в Библии. О том, что именно произошло на самом деле, в Псалмах сказано вполне определенно — Вселенная создана Господом: «В начале Ты основал землю, и небеса — дело Твоих рук». Данное утверждение побуждает нас задать некоторые очевидные вопросы. «В начале» — это когда? Что было до того, как появилась земля? И, самое главное, что стало причиной ее внезапного появления: произошло ли данное событие само собой? А, может, земля появилась в результате математически невероятного события или же в результате волевого акта? И если да, то кем она создана?

Подобные вопросы — о происхождении времени и элементов, жизни и человечества — являются фундаментальными вопросами физики, астрономии, биологии и, в некотором смысле, самой религии. Нас интересует происхождение всего сущего, начиная от космоса и материков и кончая простейшими организмами и философией.

Наука пытается понять, как все это возникло. Но чем настойчивее она ищет ответ, тем более расплывчатый вид обретают ее догадки. Однако, по мнению многих ученых мужей, такая расплывчатость придает больше радости, получаемой от ментального путешествия. Процитирую сэра Томаса Брауна, который в своем размышлении 1658 года о человеческой смертности «Погребение в урнах», пишет: «О том, какую песню пели сирены, или же, какое имя взял себе Ахилл, спрятавшись среди женщин, — об этих странных вопросах гадать не воспрещается». Вряд ли мы когда-нибудь узнаем о том, под какие песни сирен зарождались первые звезды, примитивные живые организмы или же первые человеческие мысли о потустороннем мире. Однако не возбраняется пофантазировать о том, какими они могли бы быть и даже время от времени порассуждать об их реальности.

Сфера моих интересов — биология (и небольшая ее часть — генетика и эволюция улиток). Данное научное направление, как и многие другие, покоится на фундаментальных достижениях в области химии и физики. Чтобы получить правильное представление об изучаемом мною предмете, большую часть полученных знаний можно описать первыми словами из Библии: «В самом начале. » — а все дальнейшие события, касающиеся Адама, Евы и их потомков, заключены в нескольких строках, которые помещены в самом конце главы. К счастью, мне не хватает знаний (и таланта), необходимого для того, чтобы описать, даже кратко, историю той эпохи.

В Книге Бытия повествование, начинающееся со времени зарождения Вселенной и вплоть до появления человека разумного, уложилось почти в семьсот слов. Правда, я не могу быть столь же лаконичным, и поэтому моя статья, описывающая ту же самую эпоху, получилась более длинной. Краткий рассказ о Большом взрыве и о возникновении жизни — все это лишь пролог к тем событиям, в результате которых появился человек. Все это служит для людей напоминанием о том, что они живут в маленькой Солнечной системе на краю какой-то заштатной галактики; что человек, если иметь в виду его физическую оболочку, мало чем отличается от прочих живых существ; и самое главное, человек мало что знает о своем истинном месте в природе.

Одно время считалось, что наш мир, порожденный Большим взрывом, — дом человечества и сам человек — все это находится в центре всего и вся; Солнце, Луна и звезды были созданы, лишь для того, чтобы осветить пути людские: «И да будут они светильниками на тверди небесной, чтобы светить на землю. И стало так». Космос преисполнен богословских наставлений. Вот, полная Луна — плоская, беззвучная, призрачная. В Средневековье христиане считали ее божественным телом, драгоценным камнем, занявшим на небесах подобающее место и воплощающим божественную гармонию, что резко контрастировало с несовершенством Земли, царством греха. Но в 1609 году Галилей с помощью телескопа положил конец этому умиротворяющему взгляду, ибо он разглядел на ней черные тени, которые отбрасывали лунным вечером горные вершины. А это свидетельствовало о том, что на Луне неровная поверхность, не сильно отличающаяся от поверхности Земли.

Правдивые факты о происхождении Земли, и о том, как и когда «при общем ликовании утренних звезд» все сыны Божии «восклицали от радости», еще более удивительны, чем это себе могли представить ученые-книжники. Древний парадокс, заключающийся в том, что с неба светят звезды, а не какой-то всемирный огонь, — лишний раз доказывает тот факт, что космос расширялся, начиная от некоторой центральной точки, и оставил огромные лакуны между осколками, образовавшимися после первоначального взрыва. Следовательно, ее возраст должен быть конечным.

Эта мысль отражена в Книге Бытия, но в своем современном виде ее ввел католический священник и физик Жорж Леметр. Он назвал место рождения Вселенной «космическим яйцом». Вопрос о том, что было до того, как появилось яйцо, — это все равно, что спросить: что находится к северу от Северного полюса. Данный вопрос свидетельствует о непонимании природы времени и пространства. В физике, как и в философии, слова бывают обманчивы.

С самого своего возникновения космос был плотно сжат, но к настоящему времени он стал разреженным, и, по мере расширения Вселенной, это разрежение увеличивается. Сейчас нам стало ясно, когда именно началось это расширение: как показывают измерения относительных координат сверхновых по отношению к их возрасту, знаменитый Большой взрыв произошел около 13,77 миллиардов лет назад. Отголоски этого взрыва до сих пор слышны во Вселенной. Они извещают нас о непростом прошлом, сложном настоящем и мрачном будущем.

К моменту начала эйнштейновской революции считалось, что источником ионизации является радий и родственные ему элементы, залегающие внутри самой Земли. В 1910 году немецкий физик Теодор Вульф воспользовался аппаратом для измерения уровня ионизации (возникшего в том числе в результате ионизирующего излучения) наверху Эйфелевой башни (высотой 300 метров) по сравнению с уровнем ионизации у ее основания. Как и ожидалось, ионизация снизилась, но не так, как предсказывали данные измерений, проведенных между двумя точками, расположенными на поверхности Земли.

Вульф предположил, что, возможно, какая-то часть излучения проникает из космоса. Эту гипотезу поначалу высмеяли, но вскоре австриец Виктор Гесс поднялся на воздушном шаре на высоту более пяти тысяч метров и обнаружил, что ионизация [при увеличении высоты] не падает до нуля, а наоборот растет, причем ее источник расположен над атмосферой (ученый зафиксировал трехкратное превышение ее уровня); она не сильно уменьшилась в момент полного затмения. Гесс обнаружил космические лучи. Это был первый намек на то, что Вселенная наполнена энергией, свидетельствующей о ее бурном рождении.

В самом начале существовал квантовый мир неопределенности («замкнутое сферическое пространство-время нулевого радиуса»), в котором преобладали квантовые эффекты гравитации. Его огромная мощь стала причиной внезапного расширения. Нам в основном известна история Вселенной через десять в минус сорок третьей степени секунд (когда элементарные частицы, сталкиваясь друг с другом, порождали материю и антиматерию) после ее рождения и до сего дня. В течение первых нескольких минут после момента рождения, нейтроны и протоны стали соединяться друг с другом, образуя водород и гелий, а также небольшое количество дейтерия и лития; через несколько миллионов лет, не позже, в результате соединения легких частиц появились более тяжелые элементы. Затем, раскаленная масса, появившаяся в результате начальных химических реакций, стала остывать под действием силы тяжести, образуя звезды и галактики, которые, как мы знаем, в настоящий момент разлетаются и время от времени даже взрываются.

Что послужило причиной Большого взрыва до сих пор остается загадкой. Для верующих людей его причиной был Бог; однако для большинства ученых, подобная точка зрения является не ответом, но лишь предлогом для дальнейших исследований. Чем дальше идут в своих изысканиях те, кто изучают небо, стремясь с помощью науки описать реальность, тем больше их гипотезы выходят за грань понимания. Бесконечно ли множество других вселенных, некоторые из которых похожи на нашу? Почему скорость расширения Вселенной, судя по всему, увеличивается, а не замедляется под действием силы гравитации? Где именно находятся не обнаруженные доселе девять десятых космического вещества, «темная материя» и «темная энергия», которые, должно быть, ускоряют или замедляют ее расширение? Этого мы не знаем. Но понимаем лишь то, что все объяснения должны подняться на недосягаемую интеллектуальную высоту, которую большинство из нас никогда не достигнет.

НА ГЛАВНУЮ К СПИСКУ В НАЧАЛО

Все за сегодня

Война и ВПК

Мультимедиа

Разгадать загадку Бытия: сотворение мира с точки зрения современной науки

На протяжении многих столетий вера и разум по-своему объясняли возникновение мироздания. Теперь наука ближе, чем когда-либо, подобралась к решению этой загадки.

В начале было не слово, а взрыв. Это утверждение так же неоднозначно, как и любое другое в Библии. О том, что именно произошло на самом деле, в Псалмах сказано вполне определенно — Вселенная создана Господом: «В начале Ты основал землю, и небеса — дело Твоих рук». Данное утверждение побуждает нас задать некоторые очевидные вопросы. «В начале» — это когда? Что было до того, как появилась земля? И, самое главное, что стало причиной ее внезапного появления: произошло ли данное событие само собой? А, может, земля появилась в результате математически невероятного события или же в результате волевого акта? И если да, то кем она создана?

Подобные вопросы — о происхождении времени и элементов, жизни и человечества — являются фундаментальными вопросами физики, астрономии, биологии и, в некотором смысле, самой религии. Нас интересует происхождение всего сущего, начиная от космоса и материков и кончая простейшими организмами и философией.

Наука пытается понять, как все это возникло. Но чем настойчивее она ищет ответ, тем более расплывчатый вид обретают ее догадки. Однако, по мнению многих ученых мужей, такая расплывчатость придает больше радости, получаемой от ментального путешествия. Процитирую сэра Томаса Брауна, который в своем размышлении 1658 года о человеческой смертности «Погребение в урнах», пишет: «О том, какую песню пели сирены, или же, какое имя взял себе Ахилл, спрятавшись среди женщин, — об этих странных вопросах гадать не воспрещается». Вряд ли мы когда-нибудь узнаем о том, под какие песни сирен зарождались первые звезды, примитивные живые организмы или же первые человеческие мысли о потустороннем мире. Однако не возбраняется пофантазировать о том, какими они могли бы быть и даже время от времени порассуждать об их реальности.

Сфера моих интересов — биология (и небольшая ее часть — генетика и эволюция улиток; но больше об этом упоминать здесь не буду). Данное научное направление, как и многие другие, покоится на фундаментальных достижениях в области химии и физики. Чтобы получить правильное представление об изучаемом мною предмете, большую часть полученных знаний можно описать первыми словами из Библии: «В самом начале. » — а все дальнейшие события, касающиеся Адама, Евы и их потомков, заключены в нескольких строках, которые помещены в самом конце главы. К счастью, мне не хватает знаний (и таланта), необходимого для того, чтобы описать, даже кратко, историю той эпохи. В Книге Бытия повествование, начинающееся со времени зарождения Вселенной и вплоть до появления человека разумного, уложилось почти в семьсот слов. Правда, я не могу быть столь же лаконичным, и поэтому моя статья, описывающая ту же самую эпоху, получилась более длинной. Краткий рассказ о Большом взрыве и о возникновении жизни — все это лишь пролог к тем событиям, в результате которых появился человек. Все это служит для людей напоминанием о том, что они живут в маленькой Солнечной системе на краю какой-то заштатной галактики; что человек, если иметь в виду его физическую оболочку, мало чем отличается от прочих живых существ; и самое главное, человек мало что знает о своем истинном месте в природе.

Одно время считалось, что наш мир, порожденный Большим взрывом, — дом человечества и сам человек — все это находится в центре всего и вся; Солнце, Луна и звезды были созданы, лишь для того, чтобы осветить пути людские: «И да будут они светильниками на тверди небесной, чтобы светить на землю. И стало так». Космос преисполнен богословских наставлений. Вот, полная Луна — плоская, беззвучная, призрачная. В Средневековье христиане считали ее божественным телом, драгоценным камнем, занявшим на небесах подобающее место и воплощающим божественную гармонию, что резко контрастировало с несовершенством Земли, царством греха. Но в 1609 году Галилей с помощью телескопа положил конец этому умиротворяющему взгляду, ибо он разглядел на ней черные тени, которые отбрасывали лунным вечером горные вершины. А это свидетельствовало о том, что на Луне неровная поверхность, не сильно отличающаяся от поверхности Земли.

Правдивые факты о происхождении Земли, и о том, как и когда «при общем ликовании утренних звезд» все сыны Божии «восклицали от радости», еще более удивительны, чем это себе могли представить ученые-книжники. Древний парадокс, заключающийся в том, что с неба светят звезды, а не какой-то всемирный огонь, — лишний раз доказывает тот факт, что космос расширялся, начиная от некоторой центральной точки, и оставил огромные лакуны между осколками, образовавшимися после первоначального взрыва. Следовательно, ее возраст должен быть конечным. Эта мысль отражена в Книге Бытия, но в своем современном виде ее ввел католический священник и физик Жорж Леметр. Он назвал место рождения Вселенной «космическим яйцом». Вопрос о том, что было до того, как появилось яйцо, — это все равно, что спросить: что находится к северу от Северного полюса. Данный вопрос свидетельствует о непонимании природы времени и пространства. В физике, как и в философии, слова бывают обманчивы.

Читайте также:  Поле зрения поляриметра становится совершенно темным если

С самого своего возникновения космос был плотно сжат, но к настоящему времени он стал разреженным, и, по мере расширения вселенной, это разрежение увеличивается. Сейчас нам стало ясно, когда именно началось это расширение: как показывают измерения относительных координат сверхновых по отношению к их возрасту, знаменитый Большой взрыв произошел около 13,77 миллиардов лет назад. Отголоски этого взрыва до сих пор слышны во Вселенной. Они извещают нас о непростом прошлом, сложном настоящем и мрачном будущем.

К моменту начала эйнштейновской революции считалось, что источником ионизации является радий и родственные ему элементы, залегающие внутри самой Земли. В 1910 году немецкий физик Теодор Вульф воспользовался аппаратом для измерения уровня ионизации (возникшего в том числе в результате ионизирующего излучения) наверху Эйфелевой башни (высотой 300 метров) по сравнению с уровнем ионизации у ее основания. Как и ожидалось, ионизация снизилась, но не так, как предсказывали данные измерений, проведенных между двумя точками, расположенными на поверхности Земли. Вульф предположил, что, возможно, какая-то часть излучения проникает из космоса. Эту гипотезу поначалу высмеяли, но вскоре австриец Виктор Гесс поднялся на воздушном шаре на высоту более пяти тысяч метров и обнаружил, что ионизация [при увеличении высоты] не падает до нуля, а наоборот растет, причем ее источник расположен над атмосферой (ученый зафиксировал трехкратное превышение ее уровня); она не сильно уменьшилась в момент полного затмения. Гесс обнаружил космические лучи. Это был первый намек на то, что Вселенная наполнена энергией, свидетельствующей о ее бурном рождении.

В самом начале существовал квантовый мир неопределенности («замкнутое сферическое пространство-время нулевого радиуса»), в котором преобладали квантовые эффекты гравитации. Его огромная мощь стала причиной внезапного расширения. Нам в основном известна история вселенной через десять в минус сорок третьей степени секунд (когда элементарные частицы, сталкиваясь друг с другом, порождали материю и антиматерию) после ее рождения и до сего дня. В течение первых нескольких минут после момента рождения, нейтроны и протоны стали соединяться друг с другом, образуя водород и гелий, а также небольшое количество дейтерия и лития; через несколько миллионов лет, не позже, в результате соединения легких частиц появились более тяжелые элементы. Затем, раскаленная масса, появившаяся в результате начальных химических реакций, стала остывать под действием силы тяжести, образуя звезды и галактики, которые, как мы знаем, в настоящий момент разлетаются и время от времени даже взрываются.

Что послужило причиной Большого взрыва до сих пор остается загадкой. Для верующих людей его причиной был Бог; однако для большинства ученых, подобная точка зрения является не ответом, но лишь предлогом для дальнейших исследований. Чем дальше идут в своих изысканиях те, кто изучают небо, стремясь с помощью науки описать реальность, тем больше их гипотезы выходят за грань понимания. Бесконечно ли множество других вселенных, некоторые из которых похожи на нашу? Почему скорость расширения вселенной, судя по всему, увеличивается, а не замедляется под действием силы гравитации? Где именно находятся не обнаруженные доселе девять десятых космического вещества, «темная материя» и «темная энергия», которые, должно быть, ускоряют или замедляют ее расширение? Этого мы не знаем. Но понимаем лишь то, что все объяснения должны подняться на недосягаемую интеллектуальную высоту, которую большинство из нас никогда не достигнет.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

«Начало мира» с точки зрения науки

Наиболее серьезные попытки понять явления, разыгрывавшиеся в «начале мира», базируются на достижениях физики элементарных частиц. С помощью приборов ученые проникли в глубины вещества до расстояний, которые примерно в сто тысяч раз меньше атома. Рассмотреть меньшие расстояния тоже можно, но уже чисто теоретически (что в данном случае дела принципиально не меняет). Таким образом, ученым удается добраться до расстояний, которые, по крайней мере, сравнимы с размерами субмикроскопической области, где произошел «первичный взрыв» (если измерять в сантиметрах, получится десятичная дробь с более чем тридцатью нулями после запятой!).

Хотя теория элементарных частиц, которая описывает явления в столь малых областях пространства, еще недостаточно совершенна, удалось уже получить очень важные результаты. Оказывается, на чрезвычайно малых расстояниях в микромире к нашим четырем измерениям действительно добавляются новые — еще шесть или семь. Пространство-время становится 10- или 11-мерным. Физический смысл этого явления пока неясен: то ли это какое-то особое «многомерное» время, то ли новые пространственные координаты, то ли нечто совсем другое… Известно лишь, что на каждом из дополнительных направлений мир очень искривлен. Он похож на маленькое замкнутое кольцо. Другими словами, эти направления в микромире как бы замыкаются, оттого-то мы их и не видим.

Такую сложную пространственно-временную структуру имела наша Вселенная, едва появившись на свет. Она жила тогда по законам, которые физики только-только начинают постигать. Здесь может быть открыто еще много неожиданного и диковинного. Но кое-что проясняется уже сейчас. «Ничто», из которого родилась Вселенная, было сродни физическому вакууму. Вакуум этот только кажется абсолютной пустотой, на самом же деле, как показывает теория, да и опыты с элементарными частицами, это очень сложное переплетение «всплесков» образующихся и тут же исчезающих полей — электромагнитного, гравитационного и других. Иными словами, это среда, в известном смысле обладающая энергией. Состояние только что родившейся Вселенной, которая формально была почти пуста, так как основная часть ее массы была еще заключена в вакууме, можно сравнить с тем, что бывает высоко в горах перед грозой: напряженная, густая, потрескивающая всполохами разрядов пустота, которая вот-вот превратится в заполняющий все пространство потоп.

Такое состояние продолжалось около 10-36 секунды (десятичная дробь с 35 нулями после запятой). Исчезающе малый миг! Но если сравнить его с еще меньшим — 10-43 секунды, в течение которого происходило то, что принято называть собственно рождением Вселенной, — этот миг будет так же долог, как пятилетие по сравнению с секундой. Вселенная быстро расширялась, заполнявший ее «физический вакуум» (не путать с обыденным значением этого слова!) как бы растягивался, не меняя еще своих свойств; в результате мир перешел в крайне неустойчивое, энергетически напряженное состояние, похожее на состояние перенасыщенного раствора, когда ничтожной неоднородности достаточно, чтобы вызвать лавинообразную кристаллизацию. И вот спустя 10-35 секунды после рождения Вселенной началась интенсивная перестройка вакуума: за счет разности энергий его начального и конечного состояний стало выделяться вещество.

Оно рождалось как бы из пустоты. Но была не пустота, а «бездна возможностей». И как это всегда бывает в процессах, сходных с кристаллизацией, выделилось очень много тепла. Почти мгновенно, за 10-32 секунды, пространство раздулось в огромный раскаленный шар с радиусом на много порядков больше размеров видимой нами части Вселенной.
К такому выводу приводят строгие формулы современной теории, восходящей и к теории относительности, и к основанной на ней теории расширяющейся Вселенной. Расчеты, сделанные Фридманом, говорили о равномерном расширении мира, а новые, более точные вычисления указывают на фазу почти мгновенного его раздувания в фантастически огромный шар. Новую теорию, созданную в последние годы, часто называют теорией раздувающейся Вселенной.

Перестройка вакуума и процесс «кристаллизации» вещества Вселенной в различных ее участках происходили, скорее всего, неодинаково. По этой причине в огромном объеме раздувающегося мира могли образоваться большие области с различным вакуумом, следовательно, со своей скоростью света, своей величиной заряда электрона и вообще всеми фундаментальными константами, определяющими физические свойства мира. А это значит, что в процессе раздувания правселенная расщепилась на множество отдельных, различающихся по своим свойствам вселенных. Наша — одна из них.

Каждая из вселенных расширялась уже по фридмановскому сценарию. В начале, когда наша Вселенная (как и все прочие) была еще очень горяча, в ней рождались тяжелые элементарные частицы, на которые идет много массы и энергии. Они распадались и тут же воссоздавались заново, но скорость восстановления постепенно снижалась, и Вселенная обогащалась поколениями все более легких частиц. Согласно расчетам, протоны и нейтроны — «кирпичики», из которых сложены атомные ядра, — образовались примерно через тысячную долю секунды от «начала мира» или чуть раньше. Через несколько минут они «слиплись» в ядра. Вся последующая эволюция Вселенной — образование химических элементов, туманностей, звезд, галактик и так далее — не что иное, как медленное затухание, длинный «хвост» первичных процессов.

Еще раз подчеркнем: изложенная история Вселенной, какой бы удивительной она ни казалась, — строгое следствие теории. Продолжительность того или иного этапа, характер происходящих в нем процессов — все это описывается точными математическими формулами. Правда, количественные выводы теории, особенно для явлений, предшествовавших же быстрого раздувания, не столь еще определенны. Они зависят от конкретного варианта теории. И это понятно. Ведь о тех давних временах у нас нет никаких подтвержденных наблюдениями данных, с которыми можно было бы сравнить результаты расчетов. Они сгорели в пекле раздувшегося мира.

Данные эти появятся, очевидно, когда физики научатся улавливать волны полей тяготения. Подобно тому, как реликтовое излучение говорит нам о свойствах горячего расщепившегося мира, реликтовые гравитационные волны, на которые не влияют высокие температуры, расскажут о самых первых мгновениях жизни Вселенной. Уловить эти волны и расшифровать удастся, когда будут созданы особо точные приборы. А до тех пор проверка теоретических выводов о процессах вблизи порога «рождения мира» может основываться лишь на косвенных данных. Например, на изучении предсказываемых теорией свойств элементарных частиц и реакций между ними.

Такие исследования ведутся на ускорителях и в физике космических лучей. А свойства частиц описывает та же самая теория, которую используют для объяснения процессов внутри только что родившейся Вселенной. Материя в ней находилась в таком же высокоэнергетическом состоянии, как и частицы в момент своего столкновения. Успехи физики частиц вселяют сегодня уверенность в правильности космологических построений ученых. Знаменательный факт! Впервые в истории науки перекинут мост между двумя, казалось бы, противоположными полюсами наших знаний — космологией, изучающей мир в целом с его фантастическими расстояниями, и квантовой физикой, исследующей явления в ультрамалом. Оказалось, что по существу это два аспекта одной и той же науки. В природе все взаимосвязано: изучая свойства микрочастиц, физики уточняют свое представление о фазах эволюции Вселенной; космологические же данные используются для выбора между различными вариантами теории элементарных частиц.

Современная теория позволяет заглянуть не только в далекое прошлое, к «началу мира», но и предсказать дальнейшую судьбу Вселенной. Расчеты показывают: развитие нашего мира может следовать одному из двух «сценариев». Если масса Вселенной недостаточно велика, то, непрерывно расширяясь, мир будет увеличивать свои размеры беспредельно. В противном случае наступит время, когда силы гравитационного притяжения остановят расширение и начнется обратный цикл — сжатия мира «в точку». Что последует за этим — повторное «рождение» и расширение Вселенной или какая-либо иная фаза ее развития, — пока неясно. Для ответа на этот вопрос (а ответ, видимо, возможен) нужна более совершенная теория вакуума и явлений на ультрамалых расстояниях.

Если гравитационные силы не остановят расширения, то протоны и нейтроны начнут постепенно распадаться на более легкие частицы. Для полного распада вещества Вселенной потребуется огромное, трудно вообразимое время: 10100 лет — единица со ста нулями! По прошествии такого фантастически большого времени Вселенная превратится в чрезвычайно разреженный газ, состоящий из самых легких частиц — электронов, позитронов, нейтрино и фотонов, которым распадаться будет уже не на что.

А что дальше? Будет ли этот газ расширяться во все стороны до бесконечности, или наступит какая-то новая фаза развития мира — сказать трудно. Может быть, какие-то неведомые нам физические явления и нарушат безрадостный процесс расширения почти пустого пространства… Неизвестно, впрочем, по какому из двух путей пойдет развитие Вселенной. С житейской точки зрения разница между ними не так уж велика: если сжатие и начнется, то все равно не скоро — не ранее, чем через 1040—1050 лет. Вообразить это гораздо труднее, чем те 10 или 20 миллиардов лет, которые Вселенная уже прожила…

Как появилась Вселенная: научные подходы и версии

Сейчас существует огромное количество предположений о возможном происхождении Вселенной. Но ни одно из них не может дать четкого ответа на главный вопрос о том, как появилась Вселенная.

Парадоксальным остается тот факт, что после изучения и анализа одной из теорий и при нахождении в ней достаточного количества убедительных суждений, вникание в другую теорию также предоставляет немалое количество аргументов.

Именно поэтому поиск однозначного ответа на этот вопрос длится много лет.

На данный момент есть 3 основные теории возникновения Вселенной:

  • теологическая;
  • теория «Большого взрыва»;
  • научно-философская теория.

Теологический подход

Если рассматривать одну из древнейших теорий происхождения Вселенной, описанной в Библии, то происхождение мира датируется 5508 годом до рождества Христова.

Теологическая точка зрения о происхождении мира известна давно, но ее сторонниками являются в основном глубоко верующие люди и духовенство.

Эта теория наиболее часто подвергается критике ученых, которые совершенно иначе смотрят на происхождение мира и его структуру.

Если обратиться к толковому словарю, то мы там прочитаем, что Вселенная – это мировоззренческая система, включающая в себя космическую бесконечность и все тела, находящиеся в ней.

Более альтернативным определением понятия «Вселенная» является «сгусток звездных тел и галактик».

Читайте также:  Эксклюзивные оправы для очков для зрения мужские

Большой взрыв – начало Вселенной

С научной точки зрения самой популярной теорией, объясняющей возникновение Вселенной, является так называемая теория «Большого взрыва».

Эта версия гласит, что около 20 млрд. лет назад Вселенная имела вид небольшой песчинки. Но несмотря на мизерные размеры этой субстанции, ее плотность составляла более 1100 г/см3 . Естественно, что на тот момент в состав этой субстанции не входили звезды, планеты или галактики. Она представляла лишь некий потенциал для создания многих небесных тел.

Высокая плотность стала причиной взрыва, который смог поделить песчинку на миллионы частей, из которых и образовалась Вселенная.

Есть и другая теория возникновения Вселенной. Ее суть перекликается с теорией «Большого взрыва». Исключением является только тот факт, что во второй теории Вселенная предположительно возникла не из вещества, а из вакуума. Другими словами, мир возник в результате взрыва в вакууме.

Слово «вакуум» переводится с латинского как «пустота», но под пустотой принято понимать не общепринятый смысл этого слова, а определенное состояние, в котором находится все сущее. Вакууму свойственно изменять свою структуру так, как это делает вода, превращаясь в твердое вещество или газ. В процессе одного из таких переходов из одного состояния в другое и возник взрыв, зародивший Вселенную.

Разработка теории «Большого взрыва» позволила ответить на многие важные вопросы, но вместе с тем поставила перед учеными еще больше новых. Например, что привело к нестабильности точки сингулярности и какое состояние имела частица до большого взрыва? Одной из главных загадок остается возникновение и природа пространства и времени.

Научно-философская теория

Кроме теологической и научной гипотез, дающих объяснение возникновению Вселенной, есть еще и научно-философский подход к этому вопросу.

Научно-философская теория рассматривает создание Вселенной определенным разумным Началом. Такой подход подразумевает непостоянное существование мира, так как есть фиксируемая точка начала. Также теория описывает постоянный рост и развитие Вселенной. Такие выводы сделали ученые, занимающиеся изучением состава и сияния звездных тел.

«Исследования Млечного пути, проведенные в 30-х годах ХХ века, установили, что звездное сияние смещено в сторону красной области спектра и чем более удалена звезда от Земли, тем больше оно выражено. Именно этот факт стал основанием для выводов ученых о постоянном росте и расширении Вселенной».

Вселенная, фото которой постоянно делают ученые, постоянно видоизменяется.

Еще одним фактом, подтверждающим расширение Вселенной, является явление под названием «смерть» звезды.

По химическому составу тело звезды состоит из водорода, который принимает участие во многих реакциях и превращается в более тяжелые элементы. После вступления в реакцию большей части водорода наступает «смерть» звезды. В некоторых теориях утверждается, что планеты солнечной системы являются результатом этого явления.

Эти исследования подтвердили еще одно предположение: водородный распад – природный и необратимый процесс, а Вселенная движется к своему концу.

Научное объяснение сотворения мира. Вера и наука говорят о создании мира одно и то же

Мы часто слышим, что религия и наука противоречат друг другу. Учёный человек нашего времени не может верить в Бога, а верующий не может стать хорошим учёным. Как пример для такого утверждения часто приводят рассказ о сотворении мира в первой книге Библии «Бытие».
Библия, конечно же, никогда не предназначалась для того, чтобы отвечать на потребности знаний о мире с точки зрения науки,- возражают некоторые Христиане учёным. Однако, как раз можно говорить. о науке!

Это один из древнейших человеческих скелетов и реконструкция. Находка показывает, что древний человек выглядел не обезьянообразно, как утверждала Дарвиновская теория

Рассказ о сотворении в первых главах Библии – это научная статья! Научная статья написанная научным языком того времени с использованием знаний того времени, которые вполне можно считать научными! Речь то идёт о писаниях, которые возникли 4 – 5 тысячелетий назад! Для своего времени это было наипрогрессивнейшее писание! А как же в наше время? Может быть наука шагнула значительно вперёд, чтобы оспорить эту древнейшую «научную статью» о сотворении? Посмотрим, как рассказывается о сотворении мира в Библии, и как говорит об этом современная наука.
Быт 1:1 » В начале сотворил Бог небо и землю.»
Современные учёны полагают, что много миллиардов лет назад вселенная началась со взрыва. Этот взрыв стал источником огромного выброса энергии. Свет, с точки сзрения физики и есть энергия!
Быт 1:6 «И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды.»
Наша солнечная система начала существовать около 5 млрд. Лет назад. Сначало образовалось облако газов и паров. Под давлением внешних частиц это облако начало сжиматься и вращаться. Сначала образовались кольца из пыли и газов, потом кольца стали превращаться в комки жидкой массы, которые постепенно увеличивались. Так образовались солнце и планеты.
Быт 1:9 «И сказал Бог: да соберется вода, которая под небом, в одно место, и да явится суша. И стало так.»
Зсемля сначала была комком жидкой массы. Долгое время поверхность Земли была такой горячей, что вся вода сразу из неё испарялась. По мере того как поверхность Земли остывала, вода стала собираться в более низких местах.
Быт 1:11 «И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так
Пока вода на Земле была ещё тёплой, уже не кипящей, в ней образовались микроскопические живые клеточки. Постепенно из них образовались растения, живущие на влажной земле.
Быт 1:14-15 «И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов; и да будут они светильниками на тверди небесной, чтобы светить на землю. И стало так.»
Остывающая Земля была окружена густыми слоями паров. И только по мере того, как растительность на Земле стала поглощать углерод и выделять кислород, образовалась ясная, прозрачная атмосфера и стали видны светила небесные.
Быт 1:20 «И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землею, по тверди небесной
Первые живые существа возникли в воде. Прошли миллионы лет до того как они выбрались на сушу и появились амфибии. За этот же период некоторые из пресмыкающихся развили способность летать по воздуху. Это были предки тех птиц, которых мы теперь знаем.
Быт 1:26-27 и 2:7) «И сказал Бог: сотворим человека по образу Нашему по подобию Нашему, и да владычествуют они над рыбами морскими, и над птицами небесными, и над скотом, и над всею землею, и над всеми гадами, пресмыкающимися по земле. И сотворил Бог человека по образу Своему, по образу Божию сотворил его; мужчину и женщину сотворил их.» «И создал Господь Бог человека из праха земного, и вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек душею живою
Наш мир возник и всё в нём развивалось действием Божьей воли. Мы видим в книге «Бытие», что мир создавался Богом постепенно и жизнь в нём возникла постепенно. То, что для Бога было одним днём, то для земных людей является огромными периодами времени. Про создание человека сказано, что Бог произвёл его из «праха земного», то есть из чего-то, что уже существовало, но было бездушным и не было человеком. Все химические элементы, из которых состоит живая природа, находятся в Земле. Более того, слово «прах земной» на еврейском оригинале буквально означает «зола». А ведь наше Солнце и планеты прошли период радиоактивного распада веществ. На Солнце эти реакции до сих пор продолжаются. Наша Земля действительно является радиоактивной золой.

Как Земля держится в пространстве?
С древних времён люди строили предположения и догадки каким образом во вселенной расположена Земля? Из школьной программы мы помним изображения Земли на четырёх слонах или на черепахе. Видимо на слонах, потому, что должен был бы кто-то очень сильный её поддерживать, а на черепахе – потому, что люди видели медленное движение Земли относительно светил. Греческий учёный и философ IV века до Р.Х. Аристотель учил, что небесные тела крепились на поверхностях твёрдых прозрачных сфер, вставленных одна в другую. Он предполагал, что Земля является самой внутренней сферой, а на самой внешней сфере держаться звёзды.
А Библия – ещё за 1100 лет до Аристотеля – сказала «Бог повесил Землю ни на чём» (Иов 26:7). Однако всеми восхваляемая наука продолжала утверждать теорию Аристотеля, пока, накоенц, в 1687 году Исаак Ньютон опубликовал своё открытие, что Земля держится в пространстве благодаря силе притяжения между Землей и Солнцем. Но уже прошло 3200 лет с того времени, как Библия с изящной простотой заявила, что Земля «висит ни на чём». А в другой книге Библии («Евреям») сказано, что Бог всё содержит Словом Своим. Таким образом более глубже высказывание о том, что Земля «висит ни на чём», а держит её повеление Бога таким образом.

Квантовая физика располагает самыми новейшими открытиями. Квант — самое мелкое в природе, до чего на данный момент смог докопаться человек. Так вот квант – это волна! Звуковая волна! То есть всё, что нас окружает является по природе своей звуком! Поэтому так часто в первых главах Библии о сотворении говорится о том, что Бог говорил, создавая. А в Новом Завете Иисус учил Своих учеников тоже ГОВОРИТЬ, желая что-то изменить.

Форма Земли.
Согласно древним учёным – Земля плоская неподвижная платформа в центре вселенной. Концепция шарообразной Земли не имела широкого признания вплоть до эпохи Возрождения. Некоторые мореплаватели даже боялись уплыть за край плоской Земли. Только с изобретением компаса кругосветные морские экспедиции доказали, что Земля круглая, а не плоская.
Однако ещё за 2700 лет до этих экспедиций Библия сказала: «Он есть Тот, который воссядет над кругом Земли» (Исайя 40:22). Различные справочники отмечают, что слово, которое здесь переведено как «круг», можно перевести как «шар».

Мудрость человеческая всегда оборачивается безумием: каждое крупное открытие в науке превращается в первую очередь в создание оружия или бомбы и подхлёстывает гонку вооружений. Учёные сначала выдвигают теории, потом через некоторое время опровергают их своими открытиями. А Библия была написана однажды и не переписывалась с тех пор. Ни одна из теории Дарвина на сегодня не состоялась, а знаменитый учёный Исаак Ньютон воскликнул: «Я знаю, что я ничего не знаю!» Человеческое знание – относительно, неполно и очень часто ошибочно. При всём научно-техническом прогрессе человечество не стало жить лучше, а только усугубило проблемы экологии, ресурсов и войн. В наши дни отнюдь не перестали продавать людей в рабство, не меньше людй гибнет от войн и голода, не меньше стало неизлечимых болезней. И это потому, что не знание изменяет человечество в лучшую сторону, а Господь Неба и Земли. И потому человеку важно не просто научиться писать и читать, но и быть воспитываемым в Божьей Истине и Благодати посредством Божьего Слова – Библии.

Теории возникновения Вселенной. Сколько существует теорий возникновения Вселенной? Теория Большого взрыва: возникновение Вселенной. Религиозная теория возникновения Вселенной

Величие и многообразие окружающего мира способно поразить любое воображение. Все объекты и предметы, окружающие человека, другие люди, различные виды растений и животных, частицы, которые можно увидеть только с помощью микроскопа, а также непостижимые звездные скопления: все они объединены понятием «Вселенная».

Теории возникновения Вселенной разрабатывались человеком издавна. Несмотря на отсутствие даже начального понятия о религии или науке, в пытливых умах древних людей возникали вопросы о принципах мироустройства и о том, каково положение человека в том пространстве, которое его окружает. Сколько существует теорий возникновения Вселенной сегодня, сложно и сосчитать, некоторые из них изучаются передовыми учеными с мировыми именами, другие – откровенно фантастические.

Космология и ее предмет

Современная космология — наука о структуре и развитии Вселенной — рассматривает вопрос о ее происхождении как одну из интереснейших и до сих пор недостаточно изученных загадок. Природа процессов, способствовавших возникновению звезд, галактик, солнечных систем и планет, их развитие, источник появления Вселенной, а также ее размеры и границы: все это лишь краткий перечень изучаемых современными учеными вопросов.

Поиски ответов на основополагающую загадку об образовании мира привели к тому, что сегодня существуют различные теории возникновения, существования, развития Вселенной. Волнение специалистов, ищущих ответы, строящих и проверяющих гипотезы, оправдано, ведь достоверная теория рождения Вселенной раскроет для всего человечества вероятность существования жизни в других системах и планетах.

Теории возникновения Вселенной имеют характер научных концепций, отдельных гипотез, религиозных учений, философских представлений и мифов. Их все условно разделяют на две основные категории:

  1. Теории, в соответствии с которыми Вселенная создана творцом. Иначе говоря, их суть в том, что процесс создания Вселенной был осознанным и одухотворенным действием, проявлением воли высшего разума.
  2. Теории возникновения Вселенной, построенные на основе научных факторов. Их постулаты категорически отвергают как существование творца, так и возможность осознанного создания мира. Такие гипотезы зачастую основаны на том, что называется принципом заурядности. Они предполагают вероятность наличия жизни не только на нашей планете, но и на других.

Креационизм – теория создания мира Творцом

Как следует из названия, креационизм (творение) – это религиозная теория возникновения Вселенной. Это мировоззрение основано на концепции создания Вселенной, планеты и человека Богом или Творцом.

Читайте также:  Очки для зрения мужские дольче габбана the one

Идея длительное время являлась доминирующей, вплоть до конца XIX века, когда ускорился процесс накопления знаний в самых разных сферах науки (биология, астрономия, физика), а также широко распространилась эволюционная теория. Креационизм стал своеобразной реакцией христиан, придерживающихся консервативных взглядов на совершающиеся открытия. Доминирующая в то время идея эволюционного развития только усилила противоречия, существующие между религиозной и другими теориями.

Чем отличаются научные и религиозные теории

Главные отличия между теориями различных категорий заключаются прежде всего в терминах, которые используют их приверженцы. Так, в научных гипотезах вместо творца – природа, а взамен сотворения – происхождение. Наряду с этим существуют вопросы, которые сходным образом освещены разными теориями или даже полностью продублированы.

Теории возникновения Вселенной, относящиеся к противоположным категориям, по-разному датируют само ее появление. Например, по данным самой распространенной гипотезы (теории большого взрыва), Вселенная образовалась около 13 млрд лет назад.

В противовес этому, религиозная теория возникновения Вселенной приводит совершенно другие цифры:

  • В соответствии с христианскими источниками, возраст Вселенной, созданной Богом, на момент рождения Иисуса Христа составлял 3483-6984 лет.
  • Индуизм предполагает, что нашему миру ориентировочно 155 трлн лет.

Кант и его космологическая модель

Вплоть до XX века большинство ученых придерживались мнения о бесконечности Вселенной. Этим качеством они характеризовали время и пространство. Кроме того, по их мнению, Вселенная обладала статичностью и однородностью.

Идею о безграничности Вселенной в пространстве выдвинул Исаак Ньютон. Развитием этого предположения занимался Эммануил Кант, который разработал теорию об отсутствии также и временных границ. Продвинувшись дальше, в теоретических предположениях, Кант распространил бесконечность Вселенной на число возможных биологических продуктов. Этот постулат значил, что в условиях древнего и огромного мира без конца и начала может существовать неисчислимое количество возможных вариантов, в результате которых реально появление любого биологического вида.

На основании этой теории о возможном возникновении жизненных форм была позднее разработана теория Дарвина. Наблюдения за звездным небом и результаты расчетов астрономов подтвердили космологическую модель Канта.

Размышления Эйнштейна

В начале XX века Альбертом Эйнштейном была опубликована собственная модель Вселенной. Согласно его теории относительности, во Вселенной одновременно происходят два противоположных процесса: расширение и сжимание. Однако он соглашался с мнением большинства ученых о стационарности Вселенной, поэтому им было введено понятие космической силы отталкивания. Ее воздействие призвано уравновешивать притяжение звезд и прекращать процесс движения всех небесных тел для сохранения статичности Вселенной.

Модель Вселенной — по Эйнштейну — имеет определенный размер, но границы при этом отсутствуют. Такое сочетание осуществимо только при искривлении пространства таким образом, как это происходит в сфере.

Характеристиками пространства такой модели становятся:

  • Трехмерность.
  • Замыкание самого себя.
  • Однородность (отсутствие центра и края), в которой равномерно располагаются галактики.

А. А. Фридман: Вселенная расширяется

Создатель революционной расширяющейся модели Вселенной, А. А. Фридман (СССР) построил свою теорию на основании уравнений, характеризующих общую теорию относительности. Правда, общепринятым мнением в научном мире того времени была статичность нашего мира, поэтому на его работы не было обращено должного внимания.

Через несколько лет астрономом Эдвином Хабблом было сделано открытие, давшее подтверждение идеям Фридмана. Было обнаружено удаление галактик от находящегося рядом Млечного пути. Вместе с тем неопровержимым стал факт сохранения пропорциональности скорости их движения расстоянию между ними и нашей галактикой.

Это открытие объясняет постоянное «разбегание» звезд и галактик по отношению друг к другу, что приводит к выводу о расширении мироздания.

В конечном счете выводы Фридмана были признаны Эйнштейном, впоследствии он упоминал о заслугах советского ученого как основателя гипотезы о расширении Вселенной.

Нельзя сказать, что существуют противоречия между этой теорией и общей теорией относительности, однако при расширении Вселенной должен был быть изначальный импульс, спровоцировавший разбегание звезд. По аналогии со взрывом, идея получила название «Большой взрыв».

Стивен Хокинг и антропический принцип

Результатом расчетов и открытий Стивена Хокинга стала антропоцентричная теория возникновения Вселенной. Ее создатель утверждает, что существование планеты, настолько хорошо подготовленной для жизни человека, не может быть случайным.

Теория возникновения Вселенной Стивена Хокинга предусматривает также постепенное испарение черных дыр, потерю ими энергии и испускание излучения Хокинга.

В результате поиска доказательств были выделены и проверены более 40 характеристик, соблюдение которых необходимо для развития цивилизации. Американским астрофизиком Хью Россом была произведена оценка вероятности подобного ненамеренного совпадения. Результатом оказалась цифра 10 -53 .

Наша Вселенная включает триллион галактик, по 100 миллиардов звезд в каждой. По произведенным учеными расчетам, общее количество планет должно составлять 10 20 . Эта цифра на 33 порядка меньше рассчитанной ранее. Следовательно, ни одна из планет во всех галактиках не может сочетать условия, которые подошли бы для самопроизвольного возникновения жизни.

Теория большого взрыва: возникновение Вселенной из ничтожно малой частицы

Ученые, поддерживающие теорию большого взрыва, разделяют гипотезу, в соответствии с которой мироздание является последствием грандиозного взрыва. Главным постулатом теории становится утверждение о том, что до этого события все элементы нынешней Вселенной были заключены в частице, имевшей микроскопические размеры. Находясь внутри нее, элементы характеризовались сингулярным состоянием, при котором такие показатели, как температура, плотность и давление не могут быть измерены. Они бесконечны. На материю и энергию в этом состоянии не воздействуют законы физики.

Причиной взрыва, происшедшего 15 миллиардов лет назад, называют возникшую внутри частицы нестабильность. Разлетевшиеся мельчайшие элементы положили начало тому миру, который мы знаем сегодня.

Вначале Вселенная была туманностью, образованной мельчайшими частицами (мельче атома). Затем, соединяясь, они сформировали атомы, которые послужили основой звездных галактик. Ответ на вопросы о том, что было до взрыва, а также, что стало его причиной, являются важнейшими из задач этой теории возникновения Вселенной.

Таблица схематически изображает этапы формирования мироздания после большого взрыва.

Состояние Вселенной Временная ось Предполагаемая температура
Расширение (инфляция) От 10 -45 до10 -37 секунд Больше 10 26 К
Появляются кварки и электроны 10 -6 с Больше 10 13 К
Образованы протоны и нейтроны 10 -5 с 10 12 К
Возникают ядра гелия, дейтерия и лития От 10 -4 с до 3 мин От 10 11 до 10 9 К
Образованы атомы 400 тыс. лет 4000 К
Газовое облако продолжает расширяться 15 млн лет 300 К
Зарождаются первые звезды и галактики 1 млрд лет 20 К
Взрывы звезд провоцируют формирование тяжелых ядер 3 млрд лет 10 К
Прекращается процесс рождения звезд 10-15 млрд лет 3 К
Энергия всех звезд истощается 10 14 лет 10 -2 К
Черные дыры истощаются и рождаются элементарные частицы 10 40 лет -20 К
Завершается испарение всех черных дыр 10 100 лет От 10 -60 до 10 -40 К

Как следует из приведенных выше данных, Вселенная продолжает расширяться и охлаждаться.

Постоянное увеличение расстояния между галактиками – основной постулат: то, чем отличается теория большого взрыва. Возникновение Вселенной таким способом может быть подтверждено найденными доказательствами. Также существуют и основания для ее опровержения.

Проблематика теории

Учитывая то, что теория большого взрыва не является доказанной на практике, не вызывает удивления то, что существует несколько вопросов, на которые она не в состоянии дать ответ:

  1. Сингулярность. Этим словом обозначено состояние Вселенной, сжатой до одной точки. Проблемой теории большого взрыва становится невозможность описания процессов, происходящих в материи и пространстве в таком состоянии. Общий закон относительности здесь неприменим, поэтому составить математическое описание и уравнения для моделирования нельзя.
    Принципиальная невозможность получения ответа на вопрос об изначальном состоянии Вселенной дискредитирует теорию с самого начала. Ее научно-популярные изложения предпочитают замалчивать или упоминать лишь вскользь эту сложность. Однако для ученых, работающих над тем, чтобы подвести математическую базу под теорию большого взрыва, такое затруднение признано главным препятствием.
  2. Астрономия. В этой сфере теория большого взрыва сталкивается с тем, что не может описать процесс происхождения галактик. Исходя из современных версий теорий, возможно предсказать то, как появляется однородное облако газа. При этом его плотность к нынешнему времени должна составлять около одного атома на кубический метр. Для получения чего-то большего не обойтись без корректировки исходного состояния Вселенной. Недостаток информации и практического опыта в этой сфере становятся серьезными препятствиями на пути дальнейшего моделирования.

Также существует несоответствие в показателях расчетной массы нашей галактики и теми данными, которые получены при изучении скорости ее притяжения к галактике Андромеды. Судя по всему, вес нашей галактики в десять раз больше, чем предполагали ранее.

Космология и квантовая физика

Сегодня нет космологических теорий, которые не опирались бы на квантовую механику. Ведь она занимается описанием поведения атомных и субатомных частиц. Отличие квантовой физики от классической (излагаемой Ньютоном) в том, что вторая наблюдает и описывает материальные объекты, а первая предполагает исключительно математическое описание самого наблюдения и измерения. Для квантовой физики материальные ценности не представляют предмета исследований, здесь сам наблюдатель выступает частью исследуемой ситуации.

Исходя из этих особенностей, квантовая механика испытывает затруднения с описанием Вселенной, ведь наблюдатель – это часть Вселенной. Однако, говоря о возникновении мироздания, невозможно представить посторонних наблюдателей. Попытки разработать модель без участия постороннего наблюдателя были увенчаны квантовой теорией возникновения Вселенной Дж. Уилера.

Ее суть в том, что в каждый момент времени происходит расщепление Вселенной и образование бесконечного количества копий. В итоге каждая из параллельных Вселенных может быть наблюдаема, а наблюдатели могут видеть все квантовые альтернативы. При этом изначальный и новые миры реальны.

Инфляционная модель

Основной задачей, которую призвана решить теория инфляции, становится поиск ответа на вопросы, оставшиеся неосвещенными теорией большого взрыва и теорией расширения. А именно:

  1. По какой причине Вселенная расширяется?
  2. Что представляет собой большой взрыв?

С этой целью инфляционная теория возникновения Вселенной предусматривает экстраполяцию расширения на нулевой момент времени, заключение всей массы Вселенной в одной точке и образование космологической сингулярности, которая часто именуется большим взрывом.

Очевидной становится неактуальность общей теории относительности, которая не может быть применена в этот момент. В результате для разработки более общей теории (или «новой физики») и решения проблемы космологической сингулярности можно применить только теоретические методы, вычисления и выводы.

Новые альтернативные теории

Несмотря на успешность модели космической инфляции, есть ученые, которые выступают против, называя ее несостоятельной. Их основным аргументом становится критика предлагаемых теорией решений. Противники утверждают, что полученные решения оставляют некоторые детали упущенными, иначе говоря, вместо решения проблемы начальных значений, теория лишь искусно их драпирует.

Альтернативой становятся несколько экзотических теорий, идея которых основана на формировании начальных значений до большого взрыва. Новые теории возникновения Вселенной кратко можно описать следующим образом:

  • Теория струн. Ее приверженцы предлагают, кроме привычных четырех измерений пространства и времени, ввести дополнительные измерения. Они могли бы играть роль на ранних этапах Вселенной, а в данный момент находиться в компактифицированном состоянии. Отвечая на вопрос о причине их компактификации, ученые предлагают ответ, гласящий, что свойством суперструн является Т-дуальность. Поэтому струны «наматываются» на дополнительные измерения и их размер ограничивается.
  • Теория бран. Ее также называют М-теорией. В соответствии с ее постулатами, в начале процесса образования Вселенной существует холодное статичное пятимерное пространство-время. Четыре из них (пространственные) имеют ограничения, или стены – три-браны. Наше пространство выступает одной из стен, а вторая является скрытой. Третья три-брана размещена в четырехмерном пространстве, ее ограничивают две граничные браны. Теория рассматривает столкновение третьей браны с нашей и высвобождение большого количества энергии. Именно эти условия становятся благоприятными для появления большого взрыва.
  1. Циклические теории отрицают уникальность большого взрыва, утверждая, что Вселенная переходит из одного состояния в другое. Проблемой подобных теорий становится возрастание энтропии, согласно второму закону термодинамики. Следовательно, длительность предыдущих циклов была меньшей, а температура вещества – существенно выше, чем при большом взрыве. Вероятность этого чрезвычайно мала.

Независимо от того, сколько существует теорий возникновения Вселенной, только две из них выдержали проверку временем и преодолели проблему всевозрастающей энтропии. Они были разработаны учеными Стейнхардтом-Тюроком и Баум-Фрэмптоном.

Эти относительно новые теории возникновения Вселенной выдвинуты в 80-х годах прошлого века. Они имеют немало последователей, которые разрабатывают модели на ее основе, занимаются поиском доказательств достоверности и работают над устранением противоречий.

Теория струн

Одна из наиболее популярных среди теории возникновения Вселенной — теория струн. Прежде чем перейти к описанию ее идеи, необходимо разобраться с понятиями одного из ближайших конкурентов, стандартной модели. Она предполагает, что материю и взаимодействия можно описать как определенный набор частиц, делящихся на несколько групп:

Эти частицы являются, по сути, кирпичиками мироздания, так как они настолько малы, что их нельзя разделить на составляющие.

Отличительной чертой теории струн становится утверждение о том, что такие кирпичики являются не частицами, а ультрамикроскопическими струнами, совершающими колебания. При этом, колебаясь на различной частоте, струны становятся аналогами различных частиц, описанных в стандартной модели.

Для понимания теории следует осознать, что струны не являются никакой материей, это энергия. Следовательно, теория струн заключает, что все элементы Вселенной состоят из энергии.

Хорошей аналогией может служить огонь. При взгляде на него создается впечатление его материальности, однако его нельзя осязать.

Космология для школьников

Теории возникновения Вселенной коротко изучают в школах на уроках астрономии. Учащимся описывают основные теории о том, как был образован наш мир, что происходит с ним теперь и как он будет развиваться в дальнейшем.

Источники:
  • http://inosmi.ru/world/20140628/221230902.html
  • http://www.poznavayka.org/fizika/nachalo-mira-s-tochki-zreniya-nauki/
  • http://kartinamira.info/universe/3316-kak-poyavilas-vselennaya-nauchnye-podxody-i-versii
  • http://bible8.eu/creation1.html
  • http://fb.ru/article/248476/teorii-vozniknoveniya-vselennoy-skolko-suschestvuet-teoriy-vozniknoveniya-vselennoy-teoriya-bolshogo-vzryiva-vozniknovenie-vselennoy-religioznaya-teoriya-vozniknoveniya-vselennoy