В начале XX века астрономы Эдвин Хаббл и Милтон Хьюмасон обнаружили, что галактики отдаляются от Млечного Пути. Если говорить точно, то каждая галактика отдаляется от любой другой галактики, а это означает, что Вселенная расширяется. Раньше космос был намного меньше, а его температура и плотность — намного выше.
В научном мире это описание называется теорией Большого взрыва. Открытие, которое отстаивало себя на протяжении большей части столетия, конкурируя с другими теориями. Так что же такое Большой взрыв?
Большой взрыв случился повсюду одновременно
У Вселенной нет центра и нет границ. Каждая часть космоса расширяется. Это обозначает, что если мы перенесёмся в прошлое, то сможем выяснить, какая структура была 13,8 миллиардов лет назад. Потому что, если бы всё, что появилось осталось ровно на том же месте, то это лишь доказало, что не существовало никакого Большого взрыва, вместо того, что он произошёл повсюду одновременно.
Большой Взрыв не описывает начало всего
«Большой взрыв», в широком смысле, относится к теории расширения космоса и ранней горячей Вселенной. Тем не менее, иногда даже учёные используют этот термин, чтобы описать момент времени, когда вся Вселенная была сжата до одной точки. Проблема в том, что у нас нет теорий или наблюдений, которые могли бы должным образом описать (хоть и коряво) момент, называемый «космической сингулярностью».
Космическая сингулярность — отправная точка для Вселенной, которую мы можем наблюдать, но что-то могло существовать и до неё.
Трудность заключается в очень горячем космосе и в его ускоренном расширении, являющиеся частью инфляционной модели Вселенной, которые, скорее всего, уничтожили большую часть, если не всю, информацию о том, что предшествовало Большому взрыву. Физики продолжают искать новые способы выявить признаки ранней Вселенной, так что пока мы держим эту модель под боком.
Теория Большого взрыва объясняет, как появились водород и гелий
В 1940-х годах Ральф Альфер и Георгий Гамов подсчитали, что когда-то Вселенная была настолько горячей и плотной, что смогла произвести практически весь гелий, литий и дейтерий (водород с нейтроном), который сейчас существует в космосе. Более поздняя теория «Нуклеосинтеза Большого взрыва» показала откуда появился водород. Тяжёлые элементы (кислород, железо и уран) были сформированы при взрыве звёзд и сверхновых звёзд.
Микроволны — главное доказательство Большого взрыва. На раннем этапе Вселенная была настолько плотной, что была непроницаема для света. Но спустя 380 000 лет после Большого взрыва, Вселенная расширилась настолько, что свет смог распространяться по ней.
Свет, освобождённый вследствие космического микроволнового фонового излучения (КМФИ), по-прежнему существует. В 60-е годы его впервые заметили Арно Пензиас и Роберт Уилсон. Это открытие позволило стать теории Большого взрыва самым подобающим описанием Вселенной. С тех пор обсерватории WMAP и «Планк» используют КМФИ, чтобы рассказать нам об общей структуре и строении космоса.
Первым человеком, который подошёл к происхождению Вселенной с научной точки зрения был священник
Помимо своего религиозного сана, Жорж Леметр был физиком, которые изучал общую теорию относительности и работал над пониманием структуры раннего космоса в 1920-х и 30-х годах. Его предпочтительными метафорами происхождения Вселенной были «космическое яйцо» и «первобытный атом», но они так и не прижились, а это плохо, потому что…
Кажется, никому не нравится название «Большой взрыв»
До 1960-х годов теории происхождения Вселенной широко обсуждались в кругу физиков. Название «Большой взрыв» придумал астроном Фред Хойл — ведущий сторонник альтернативной теории, согласно которой вселенная существовала всегда.
Придуманное им название прижилось, и теперь мы, вроде как, привыкли к нему. Попытки Кальвина и Гоббса переименовать его во «вселяющий ужас, космический бабах» пока что не увенчались успехом.
Большой взрыв — краеугольный камень космологии, но учёные всё равно в поисках теорий Вселенной, которые уточнили или объяснили странные вещи, происходящие в ней. Тёмная материя (которая удерживает галактики вместе) и тёмная энергия (которая приводит к расширению Вселенной) — одни из самых больших тайн, которые теория Большого взрыва не может описать.
Наше понимание Вселенной, как и космоса, продолжает развиваться с каждым новым открытием. Но пока что нашим лучшим объяснением появления Вселенной является взрыв в начале времён.
Оригинальная статья: Symmetry
Автор: Мэттью Р. Фрэнсис
Иллюстрации: Коринн Муха
Дата: 23 августа 2016