Вместо эпиграфа цитата из википедии – «Большой взрыв следует представлять как расширение самого пространства вместе с содержащейся в нём материей, которая в среднем в каждой данной точке покоится».
ЧАСТЬ 1
Краткое изложение общепринятой современным научным сообществом космологической модели возникновения вселенной.
В начале была сингулярность. И сингулярность была безразмерной точкой, сосредоточившей в себе всю материю и пространство вселенной. Однажды эта сингулярность решила освободиться от пространства и материи, заключённых в ней. Этому событию британский астроном Ф. Хойл придумал громкое название - Большой взрыв. Кстати, Хойл был принципиальным противником нестационарной вселенной. В его интерпретации метафора «Большой взрыв» должна была акцентировать внимание передовой научной общественности на абсолютно ненаучном предположении о некоем единичном акте творения вселенной. Однако, неисповедимы пути господни. Общая теория относительности благодаря работам Фридмана, Леметра, Хаббла, Гамова и ряда других учёных была успешно адаптирована в астрофизику. С тех пор термин Большой взрыв стал абсолютно рабочим, можно сказать ключевым, понятием в космологической модели расширяющейся вселенной.
Сразу после Большого взрыва на интервале от 0 до 10^-41 секунды известные нам законы физики ещё не действовали. Всё пространство было заполнено первичной плазмой – бесконечно плотной и бесконечно горячей материей. Примерно с 10^-41 по 10^-36 секунды произошло катастрофическое расширение пространства вселенной и охлаждение материи (предположительно до одного миллиарда градусов). Благодаря чему смогли проявиться четыре фундаментальные силы природы – гравитация, сильное и слабое взаимодействие и электромагнетизм.
За время от 10^-35 до 10^-32 вселенная расширилась настолько, что фундаментальные силы окончательно разделились и стали способны оказывать своё привычное влияние на материю. Под действием проявившихся фундаментальных сил из первичной кварк-глюоновой плазмы сформировались первые элементарные частицы – протоны, нейтроны и их античастицы (антипротоны и антинейтроны), которые тут же массово аннигилировали. Схожая судьба постигла и электроны с позитронами, они так же взаимно уничтожились сразу после рождения. В результате аннигиляции первичной материи во вселенной появилось колоссальное количество энергии, выделенной в виде электромагнитного излучения. Из-за этого молодая вселенная опять сильно нагрелась. Все описанные выше события уложились примерно в 3 минуты. На этом история нашей вселенной могла бы и закончиться, не оставив после себя ничего кроме яркой вспышки электромагнитного излучения.
Но в силу не понятной пока асимметрии первичной плазмы, проявившейся в преобладании кварков над антикварками, сразу после БВ материя доминировала над антиматерией. Поэтому после аннигиляции частиц и античастиц осталась избыточная материя в виде протонов, нейтронов и электронов, которые наполнили собой новорожденную вселенную. Предполагается, что к этому моменту вселенная остыла до 1 миллиарда градусов, что позволило свободным протонам и нейтронам заняться их любимым делом – нуклеосинтезом. В результате этого появились первые ядра дейтерия (протон + нейтрон) и гелия (протон + нейтрон + протон). Дальнейшие события разворачивались уже не так стремительно. В течение первых сотен тысяч лет, предположительно от 300 000 до 400 000 лет после БВ, электроны под действием электромагнитного притяжения смогли объединиться с нуклонами дейтерия, гелия и свободными протонами. Так образовались атомы первых химических элементов – водорода и гелия. Благодаря чему вселенная стала прозрачна для электромагнитного излучения и процесс её остывания пошёл веселее. В следующие несколько сотен миллионов лет сформированная материя под действием гравитации начала уплотняться и структурироваться в знакомые нам галактики, звёзды и планетарные системы. Начиная с момента Большого взрыва и до настоящего времени, вселенная расширяется. Расширение вселенной описывается законом Хаббла (астронома, а не телескопа), который связывает расстояния между галактиками со скоростью их разбегания неким коэффициентом, называемым постоянной Хаббла. Постоянная Хаббла составляет примерно 70 км/с на 1 мегапарсек. Она (постоянная Хаббла) всё время уточняется в ходе новых астрономических измерений, но сам факт расширения вселенной не вызывает никаких сомнений. Он подтверждён многочисленными и методологически отличными друг от друга измерениями. При этом законы термодинамики позволяют связывать расширение вселенной с её температурой в рамках одного адиабатического процесса. Т.е. расширение и остывание вселенной это взаимосвязанные процессы.
Дальнейшая судьба нашей вселенной в рамках нестационарной модели может развиваться по двум противоположным сценариям.
Нас ждёт Большой разрыв, если расширение вселенной будет продолжаться вечно. В этом случае, галактики, звёзды, планеты и в конечном итоге, даже атомы распадутся. Материя как физический объект прекратит своё существование, а известные нам физические законы перестанут работать. В противном случае, если расширение прекратится, наша вселенная начнёт сжиматься и рано или поздно опять коллапсирует в сингулярность. Для такого развития событий придумано зеркальное название - Большое сжатие. Оба сценария фатальны для нашей вселенной, но второй представляется более оптимистичным. Так как он допускает, что сингулярность, хотя бы гипотетически, может когда-нибудь совершить новый акт самопожертвования в виде Большого взрыва и всё описанное выше повторится.
PS Сможет ли наша вселенная избежать такой печальной участи станет ясно из продолжения, которое будет опубликовано во второй и третьей частях статьи.
Во второй части общепризнанная космологическая модель расширяющейся вселенной подвергается критике.
Третья часть посвящена описанию новой космологической модели вселенной.
