Любопытный факт - у истоков Теории Большого взрыва стояли советские ученые Александр Фридман и Георгий Гамов, которые познакомились на физико-математическом факультете Санкт-Петербургского университета. Удивительной является и сама история формирования данной космологической модели развития Вселенной. Уроженец Санкт-Петербурга Александр Фридман, используя гравитационные уравнения Общей теории относительности, но отбросив космологическую постоянную Эйнштейна, в 1922 году математически доказал, что Вселенная может как расширяться, так и сужаться. До этого времени рассматривались исключительно стационарные модели, "Цилиндрический мир" Эйнштейна (изменяется только время, но не пространство) и "Шаровый мир" Де-Ситтера (пространство и время стационарны). Из "решения Фридмана" следовало, что изменяются и время и пространство. Сначала Альберт Эйнштейн обрушился с критикой на публикацию Александра Фридмана. Однако, в 1923 году полностью согласился с его расчетами, считая космологическую постоянную своей самой большой ошибкой. Таким образом, Александр Фридман вошёл в историю как автор Нестационарной теории Вселенной.
Еще в 1842 году Кристиан Допплер открыл эффект, что с точки зрения наблюдателя частота волны увеличивается при приближении её источника. По мнению австрийского физика естественный цвет звёзд - белый. При их приближении к нам они будут превращаться в зеленые, синие и фиолетовые. При удалении - в желтые, оранжевые и красные. В 1925 году сотрудник американского обсерватория Эдвин Хаббл доказал существование других галактик кроме Млечного Пути. А в 1928 году практически одновременно с Жоржем Леметром (1927) заявил, что другие галактики удаляются от нашей, учитывая смещение светимости их звёзд к красному цвету. Так Эдвин Хаббл и Жорж Леметр, благодаря Кристиану Допплеру, своими открытиями подтвердили нестационарность Вселенной и выяснили, что она находится в стадии расширения.
Однако, ключевой фигурой для Теории Большого взрыва стал ученик Александра Фридмана - Георгий Гамов. Уроженец Одессы, эмигрировавший в США в 1934 году, отличался чувством юмора, которое зачастую не мог сдержать. Однажды, он представил в Nature публикацию, что эффект Кориолиса (объекты в Северном полушарии при движении отклоняются вправо, в Южном - влево) объясняет, почему коровы в Северном полушарии жуют по часовой стрелке, а в Южном - против часовой. В 1940 году Георгий Гамов вместе с Марио Шёнбергом открыл роль нейтрино в охлаждении звёзд. Они назвали данную реакцию процессом Урка в честь казино из Рио-де-Жанейро.
В 1948 году советский ученый-эмигрант вместе с его учеником Ральфом Альфером разработали теорию происхождения химических элементов в результате охлаждения Вселенной. Для публикации в Physical Review Георгий Гамов в качестве первого автора поставил Ральфа Альфера, себя - третьим, а вторым взял непричастного к исследованиям своего старого друга Ганса Бете. В итоге получилась статья Альфера, Бете и Гамова. Редакция журнала не оценила шутки и потребовала удалить Бете из авторов. Кроме того, еще в 1938 году Гамов опубликовал в журнале Discovery серию рассказов о мистере Томпкинсе, который в своих снах попадал в альтернативные миры с другими физическими законами. В 1954 году ученый отправил в Национальную академию наук США статью в соавторстве с мистером Томпкинсом.
Так или иначе, а Георгий Гамов вошёл в историю как основоположник Модели горячей Вселенной. Еще в 1948 году он вместе со своими учениками Ральфом Альфером и Робертом Херманом предложил идею, что первоначально в горячей среде преобладали нейтроны, которые по мере охлаждения распались на протоны, электроны и антинейтрино. Когда Вселенная достаточно остыла, нейтроны и протоны собрались в ядра атомов водорода. Ученые даже точно предсказали фотонное фоновое излучение при рождении атомов водорода. Несмотря на то, что схема Гамова и коллег оказалась не совсем корректной, - согласно сегодняшним представлениям Вселенная в самом начале содержала равное количество нейтронов и протонов, а ключевым событием в ранней Вселенной стал не распад нейтронов, а столкновение нейтронов и протонов с электронами, позитронами, нейтрино и антинейтрино. Однако, основная мысль советского ученого была правильной. Следует отметить, что Модель горячей Вселенной Гамова в то время являлась революционной и противоречила законам физики. Ведь большинство тогдашних ученых связывало сверхплотность Вселенной с её холодным состоянием.
По иронии судьбы Модель расширяющей Вселенной из компактного и горячего состояния получила привычное нам название благодаря Фреду Хойлу, стороннику стационарной Вселенной. В 1949 году во время радиопрограммы на BBC он подверг критике идею Гамова и в шутку назвал её Теорией Большого взрыва. При этом до 1965 года ни одна из моделей (стационарная или нестационарная, горячая или холодная) не получила статус основополагающей. Лишь открытие реликтового излучения Арно Пензисом и Робертом Вильсоном подтвердили правоту теории Александра Фридмана и Георгия Гамова.
Таким образом, Теория Большого взрыва предполагает расширение и охлаждение Вселенной, что нарушает законы термодинамики. Особенное негодование вызывает противоречивое состояние сингулярности - бесконечно высокие плотность, температура и давление Вселенной. Однако, обзор альтернативных моделей мира - большая тема для отдельного исследования. Не пропустите в следующих выпусках.