Теория Большого взрыва является на сегодняшний день основным объяснением того, как началась Вселенная.
Если свести теорию к одному предложению, то теория гласит, что Вселенная, какой мы ее знаем, начиналась с небольшой сингулярности (состояние нашей Вселенной, когда плотность материи и кривизна пространства-времени были очень велики), а затем расширялась в течение следующих 13,8 миллиардов лет в космос, который мы знаем сегодня.
А если сказать проще - почти 14 миллиардов лет назад вся Вселенная была внутри пузыря, который был в тысячи раз меньше булавочной головки. Но при этом горячее и плотнее, чем мы можем себе представить. Затем этот пузырь взорвался. Вселенная, которую мы знаем, родилась. Время, пространство и материя начались с Большого взрыва. За доли секунды Вселенная выросла от меньшего, чем один атом, до большего, чем галактика. И она продолжала расти с фантастической скоростью. И все еще расширяется сегодня.
Большинство астрономического сообщества принимает теорию, но есть некоторые теоретики, имеющие альтернативные объяснения, такие как вечная инфляция или колеблющаяся вселенная.
Интересно, что фраза «теория большого взрыва» была популярна среди астрофизиков десятилетиями, но получила широкое распространение в 2007 году, когда на CBS состоялось премьера одноименного комедийного сериала.
Первые секунды
В первую секунду после начала существования Вселенной температура окружающей среды составляла около 5,5 миллиарда градусов Цельсия.
По мере расширения и охлаждения Вселенной энергия превращалась в частицы вещества и антивещества. Эти два противоположных типа частиц в значительной степени уничтожили друг друга. Но какая-то материя выжила. Более стабильные частицы, называемые протонами и нейтронами, начали формироваться, когда Вселенной исполнилась одна секунда.
В течение следующих трех минут температура опустилась ниже 1 миллиарда градусов по Цельсию. Теперь стало достаточно прохладно, чтобы протоны и нейтроны собрались вместе, образуя ядра водорода и гелия.
Через 300 000 лет Вселенная остыла примерно до 3000 градусов. Атомные ядра могли наконец захватить электроны, чтобы сформировать атомы. Вселенная наполнена облаками водорода и гелия.
Появление галактик
Мы не можем видеть ничего, что произошло за первые 300 000 лет существования Вселенной. Ученые пытаются выяснить это на основе своих знаний об атомных частицах и при помощи компьютерных моделей.
Единственное прямое свидетельство самого Большого взрыва - слабое свечение в космосе. Космические корабли и телескопы на воздушных шарах видят это как картину с пятнами более теплого и более холодного газа. Эти волны также показывают, где водородные облака были немного плотнее.
По прошествии миллионов лет плотные участки затянулись материалом, потому что они обладали большей гравитацией. Наконец, примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва газ стал достаточно горячим и плотным для образования первых звезд.
Новые звезды рождались со скоростью в 10 раз выше, чем в современной Вселенной. Большие скопления звезд вскоре стали первыми галактиками.
Космический телескоп Хаббл и мощные наземные телескопы находят галактики, которые были созданы примерно через миллиард лет после Большого взрыва. Эти маленькие галактики были намного ближе друг к другу, чем галактики сегодня. Столкновения были обычным явлением. Наша галактика Млечный Путь также образовалась в результате столкновения галактик.