Хипотезата за Големия взрив
Съвременната наука все още не е в състояние да отговори точно на въпроса за произхода на Вселената (и едва ли ще може да го направи в близко бъдеще - толкова е сложно). Тя обаче има повече или по-малко разумни предположения за това. Един от тях в момента е най-често срещаният и доста убедителен. Това е хипотезата за Големия взрив, идеята за която е предложена още през 40-те години. миналия век и се утвърди в естествените науки през 70-те години.
Наблюдавайки всичко, което съществува около нас, може да се забележи една интересна закономерност: всичко голямо, преди да стане такова, е малко. Хвърляш в земята мъничко зърно, едва видимо за окото, и от него израства могъщо дърво, превъзхождащо по размер и маса милиони пъти зърното, което го е родило. В допълнение, невзрачното зърно е почти безформено и ни изглежда изключително прост, невзрачен обект. И едно могъщо дърво ни учудва с красотата и величието на своите форми: огромни корени, простиращи се по земята на много метри, широк и висок ствол, дърпащ силни клони във всички посоки, сложен модел на кора и безброй хиляди различни нюанси на листа, шумолещи на вятъра, предпазвайки от дъжд и спасявайки от изгарящи слънчеви лъчи. Изненадващо, това огромно дърво произлиза от незначително, почти незабележимо зърно. Това означава, че то е било програмирано в него, вече се е съдържало в някакъв вид компресирано или сгънато, невидимо състояние. А човек девет месеца преди раждането си е най-малкият микроорганизъм - клетка, която може да се види само с мощен микроскоп. Но в него вече е заложен целият бъдещ човешки организъм с ръце, крака, глава и всичко останало. Така че всичко голямо произлиза от малкото. Нито едно нещо не еизключение от това правило. Защо не предположим, че тази закономерност се простира върху Вселената като цяло?
Хипотезата за Големия взрив казва, че преди много време (преди приблизително 20 милиарда години) Вселената е била невероятно малка. Радиусът му беше около 10-12 см, което е близко до радиуса на електрона. Мислено разделете милиметър на 100 милиарда части. Една такава част е 10-12 см. С други думи, цялото безгранично невъобразимо пространство на сегашния космос, разстоянията в което се измерват в милиони светлинни години, беше компресирано в изключително компресиран обем, който беше толкова малък, че можеше да се нарече думата "нищо". И наистина, какво е една стомилиардна от милиметъра? Почти нищо! Ясно е, че плътността на материята в този незначителен обем е колосална - приблизително 1091 g/cm3. Също така е ясно, че не е имало нито звезди, нито планети, нито нещо друго, което съществува в момента, но цялото безкрайно многообразие на Вселената е било заложено в този първоначален микрообект, обикновено наричан сингулярен (от лат. singularis – един, единствен), съдържало се е в него потенциално, тоест имплицитно, невидимо, е било възможност, която е трябвало да се превърне в реалност. Точно както голямо дърво с разнообразие от форми потенциално се съдържа в малко семе. Преди приблизително 20 милиарда години колосалната плътност и енергия на този уникален обект са довели до Големия взрив, който е довел до образуването и по-нататъшното развитие на всички обекти във Вселената.
Има и друго предположение за произхода на Големия взрив. Преди 20 милиарда години Вселената не е била пренебрежимо малък обект, а вакуум. Тази дума се превежда от латински като "празнота". Вакуумът обаче не е такъвабсолютно нищо, несъществуване. За да се подчертае това, често се използва понятието физически вакуум, което е специално състояние на материята. Просто казано, физическият вакуум е такова нищо, в което всичко се съдържа потенциално, скрито, имплицитно. Той е в състояние внезапно и драматично да преустрои своята структура, тоест да се промени, да премине от едно състояние в друго. Такива преходи се наричат фазови преходи (например преход на вода към пара и лед). В резултат на един от фазовите преходи на физическия вакуум, който беше Големият взрив, той се превърна от празнота (нищо) във Вселената (всичко). Известният домашен популяризатор на науката V.S. Барашенков в книгата си „Кварки, протони, Вселената“ описва Големия взрив по следния начин: „Предполага се, че цялата енергия на света, роден преди 20 милиарда години, се е съдържала в неговия вакуум. Състоянието на възникващата Вселена напомняше на това, което се случва високо в планините преди гръмотевична буря: напрегната, плътна празнота, пукаща от проблясъци на изхвърляния, която е на път да се превърне в потоп от вода, който изпълва цялото пространство.
Каквото и да е била Вселената според различни представи преди експлозията - свръхплътен микрообект или физически вакуум, неволно възниква въпросът: какво е съществувало преди този микрообект или вакуум, а също и: какво е имало около двете, или, с други думи, къде е била тази точка или този вакуум? Въпроси от този род ще изчезнат, ако си спомним теорията на относителността. Основната му идея е твърдението, че материята, пространството и времето не са различни неща, а като цяло са едно и също и не съществуват едно без друго. Когато питаме какво е било преди свръхплътен микрообект или вакуум, ние автоматично приемаме, че времето е съществувало само по себе си, дори преди появата на материята. Ясно е, чематерията се е родила от микрообект или от вакуум по време на Големия взрив. Когато питаме къде е съществувал свръхплътен микрообект или вакуум, ние автоматично приемаме, че пространството е съществувало само по себе си, дори преди появата на материята. Спомнете си, че Айнщайн показа, че не може да има пространство и време без, в допълнение към или извън материята. А това означава, че е невъзможно да се пита къде се е намирал единичният микрообект или вакуум, както и какво е съществувало преди едното или другото, защото ако не е имало материя преди експлозията, тогава е нямало пространство с времето. Или по-скоро те са били или този свръхплътен микрообект, или физически вакуум и са се появили като материя в резултат на Големия взрив. Във вече споменатата книга на В.С. За това Барашенков казва следното: „Въпросът какво е било „преди началото на света“, например преди 40 или 50 милиарда години, предполага, че тогава са се запазили условията, към които е приложимо нашето понятие за време. Всъщност, за да се опишат процесите близо до „началото на света“, са необходими съвсем други мерки. Използването на нашия часовник тук е толкова безсмислено, колкото измерването на дължината и теглото на тялото с термометър.
Хипотезата за Големия взрив не е просто спекулативно предположение. Различни наблюдения косвено говорят в полза на това. Така през 1929 г. американският астроном Едуин Хъбъл открива така нареченото червено отместване или, с други думи, забелязва, че светлината на далечните галактики е малко по-червена от очакваното, т.е. излъчването им е изместено към червената страна на спектъра. Още по-рано беше установено, че когато дадено тяло се отдалечава от нас, неговото излъчване се измества към червената страна на спектъра (червено изместване), а когато, напротив, се приближава към нас, излъчването му се измества към виолетовата страна на спектъра (виолетово изместване). Така, отвореноХъбъл, червеното отместване свидетелства в полза на факта, че галактиките се отдалечават от нас и една от друга с големи скорости, т.е. изненадващо, в момента Вселената се разширява и то е еднакво във всички посоки, тоест относителното положение на космическите обекти не се променя, а само разстоянията между тях. Точно както разположението на точките върху повърхността на балон не се променя, но разстоянията между тях се променят, когато се надуе. Но ако Вселената се разширява, тогава неизбежно възниква въпросът: какви сили придават първоначалната скорост на отдалечаващите се галактики и осигуряват необходимата енергия. Съвременната наука предполага, че Големият взрив е началната точка и причината за сегашното разширяване на Вселената.
Друго косвено потвърждение на хипотезата за Големия взрив е откритото през 1965 г. космическо микровълново фоново лъчение (от лат. relictum - остатък) на Вселената. Това е радиация, чиито останки достигат до нас от онова далечно време, когато още не е имало звезди и планети, а веществото на Вселената е било представено от хомогенна плазма, която е имала огромна температура. Следователно Вселената е била много по-топла, отколкото е сега. Причината за такава висока температура в далечното минало може да е Големият взрив. Идеята за него обаче продължава да бъде хипотеза и очаква потвърждение или опровержение от бъдещи научни изследвания.
Въпроси за самопроверка
Как съвременната наука отговаря на въпроса за произхода на Вселената?
Каква е била Вселената по време на Големия взрив според основните научни предположения?
Съществували ли са пространството и времето преди Големия взрив според съвременните концепции?
Кои са основните косвени потвърждения на хипотезатаГолям взрив?