Как е възникнала Вселената
Как е възникнала Вселената?
Един древен човек, човек от Средновековието, не се е съмнявал, че Вселената има начало: тя е създадена от Бог (или богове), възникнала от първобитен хаос или дори от световно яйце, снесено от божествена птица ... Научният светоглед на Новото време отхвърли самата идея за началото на Вселената: тя е безкрайна както във времето, така и в пространството - следователно не може да има начало във времето ... с други думи, Вселената винаги е била! Трудно е човек да си представи такова нещо - но в съвременната физика като цяло има много неща, които излизат от рамките на обикновеното съзнание ...
И кой би предположил, че през 20-ти век идеята за началото на Вселената ще се върне! Да, завърна се – разбира се, под формата на строга научна теория – но така или иначе науката каза: да, Вселената има начало! А дали Създателят е имал пръст в създаването му или не - все пак е личен въпрос на всеки - да вярва или да не вярва, това вече е извън обхвата на науката.
Първата стъпка към подобна идея е направена през 1929 г., когато американският астроном Е. Хъбъл открива, че галактиките се движат и отдалечават от нас с голяма скорост и колкото по-далеч се отдалечават, толкова по-бързо се отдалечават... Вселената не е статична, както се смяташе досега – тя се разширява! Теоретично следваше, че има определена точка, от която започва тази експанзия ...
Така се ражда хипотезата за Големия взрив. За първи път този термин е използван от английския астроном (който се проявява и като писател на научна фантастика) Ф. Хойл (трябва да се отбележи, че този учен, който е дал името на хипотезата за Големия взрив, сам не я подкрепя, считайки я за „незадоволителна“). В най-общ вид то се свежда до следното: в миналото е имало определен краен момент във времето, когато размерите на Вселената са били равни на нула, а плътността и температурата са били безкрайни.(това състояние се нарича космологична сингулярност) и от тази точка пространство-времето започва да се разширява.
Скоростта на разширяване на Вселената позволи на учените да изчислят кога се е случило това историческо събитие: преди 13 милиарда 700 милиона години. Това беше моментът, в който Нищото се превърна в Нещо; и е безсмислено да питаме къде се е случил Големият взрив - случил се е навсякъде, тази точка е била цялата Вселена!
И така, бързо напред до преди 13 милиарда 700 милиона години, когато е имало безкрайно плътна, безкрайно гореща и невъобразимо малка (по-малко от атом) частица чиста енергия - дори все още не е вещество. Най-ранната епоха, за която могат да се изградят някои теоретични разпоредби, се нарича епохата на Планк (на името на немския физик М. Планк) - по това време нейната плътност е била 10 до 97-ия градус kg на кубичен метър, а температурата му е била десет до 32-ия градус К. Колко дълго е продължила тази епоха? 10 на минус 43-та степен на секунди (такъв период от време се нарича време на Планк) - за да си представите това, ще трябва да разделяте секунда на милиони отново и отново (и за да си представите колко пъти се е разширила Вселената през това време, ще трябва да умножите милиони по същия начин) ... В края на ерата на Планк възникват всички сили, които контролират Вселената, и първата от тях е гравитацията, която наистина реши всичко . В наши дни учените създават компютърни модели на хипотетични вселени с различна гравитация и се оказва, че ако гравитацията беше малко по-малка, отколкото е, нищо не би могло да се образува (нито звезди, нито галактики, нито нещо друго), щеше да е малко повече - нямаше да се получи нищо, освен черни дупки ... така че може би някой е изчислил нашата гравитация? Или щастлив случай в безкрайна поредица от неуспешни (или може би успешни) Големи взривове?Не знаем това...
Както и да е, Вселената се е разширила от по-малко от един атом до размерите на топка за голф (все едно същата топка да се разшири до размера на Земята) - можете да я държите в дланта си. За част от секундата тя се разширява до размера на Земята, за друга част - до размера на Слънчевата система ... Как изглежда Вселената в този момент? Това все още е бушуваща маса от енергия (по-плътна от всичко, което познаваме сега) - дори "кипящите котли" на звездите не могат да се сравнят с това състояние, температурата се оценява на трилиони градуси (така че не ви съветвам да отидете там с машина на времето: няма да можете да направите достатъчно надежден скафандър - всякакви атоми ще бъдат унищожени при такава температура ... всъщност те не са съществували тогава).
Но разширявайки се, Вселената се охлади - и намаляването на температурата доведе до появата на субатомни частици: енергията премина в материя - първото вещество във Вселената! Все още беше нестабилно - частици се появяваха и изчезваха, движейки се произволно с голяма скорост (наистина ли са знаели това древните, говорейки за възникването на Вселената от хаоса?). Но с падането на температурата те се движеха по-бавно, по-подредени и престанаха да се превръщат обратно в енергия - имаше повече материя (припомнете си, че на този етап отброяването на времето все още продължава на части от секундата). И тук на сцената се появява друг „актьор“ – антиматерията.
Антиматерията е родена заедно с материята - и не се различава от нея по нищо, освен по заряда (антиматерията има обратното). Днес физиците го създават в лаборатории и, общо взето, няма нищо лошо в него - докато не влезе в контакт с материята. Ако трябваше да срещнете своя двойник на антиматерията, ще се убедите, че не се различава отвие и нищо страшно нямаше да се случи, докато не решите да си стиснете ръцете - тогава щеше да последва чудовищен взрив ... нещо подобно щеше да се случи с Вселената, ако количеството материя и антиматерия в нея бяха равни - те щяха да се унищожат взаимно, превръщайки се в радиация, нямаше да има никаква материя! Но се случи (или беше планирано?), така че за всеки милиард частици антиматерия имаше милиард и една частица материя - и тези "остатъци" избегнаха анихилация.
И сега, когато материята спечели космическата битка с антиматерията - почти секунда след Големия взрив - е "време за събиране на камъни" ... т.е. събират частици. Температурата на Вселената е паднала толкова много, че частиците могат да се обединяват - и така възникват атомите, а първите са били водородните атоми (нали Библията говори за това време: „и земята беше безформена и празна, и духът Божи се носеше над водата“?). В следващите три минути се появяват още два елемента – хелий и литий. Размерът на Вселената вече се измерва в светлинни години. А времето... за забавяне на електроните, за да могат да се присъединят към нови атоми, е 380 хиляди години... и посланието от тези времена е достигнало до нас!
През 1965 г. двама учени в САЩ (щат Ню Джърси) - А. Пензиас и Р. Уилсън - проследяват радиосигнали във Вселената - но неразбираем фонов шум пречи на работата ... може би това се дължи на гълъбови изпражнения върху антената? Антената беше почистена - но нищо не се промени ... когато изследователите говориха за това в Принстънския университет, един от присъстващите отговори: „Открихте или ефекта на гълъбовите изпражнения - или създаването на Вселената!“ Явлението, открито от А. Пензиас и Р. Уилсън, е наречено реликтово лъчение - то се заражда обаче не в самия момент на големия взрив, а в момента, когато първите електрони се присъединяват към атомите.
СегаВселената престана да бъде хомогенна: някъде температурата беше по-висока, някъде по-ниска, някъде имаше по-малко материя - някъде повече. Където има повече материя, в крайна сметка ще се появят звезди и галактики, а където има по-малко, ще има празно пространство...
И така, Вселената е на 380 хиляди години, в нея се движат облаци от водород и хелий. След 200 милиона години от тях се образуват първите звезди и милиард години след Големия взрив ще възникнат първите галактики ...
Това обаче е друга история… Раждането на Вселената се случи!
В известен смисъл можем да кажем, че Големият взрив продължава и до днес – Вселената продължава да се разширява и това разширяване не се забавя, а по-скоро набира скорост. Теоретично това трябва да доведе до факта, че не само галактиките, но и атомите ще се разлетят, няма да има нищо - така. Голямата експлозия, породила Вселената, също ще я убие... Но какъв ще е краят на Вселената - не знаем. Може да е разширяване до пълно охлаждане и липса на светлина, може да е промяна от разширяване към свиване... Смъртта на нашата Вселена може да доведе до нов Голям взрив - който ще породи нова Вселена. Може би нашата Вселена е просто още една в безкрайна поредица от Вселени, които се раждат и умират...
Учените все още не са отговорили на тези и много други въпроси.