Когда появилась вселенная? Каков ее размер? Каким будет ее конец? Мы сталкиваемся с вопросами, которыми задавались еще древние мыслители. Сегодня мы можем опираться на наблюдения, измерения, расчеты, компьютерные модели, и рискуем поддаться фантазиям.
О границах Вселенной
Мощные приборы телескопа "Хаббл" позволяют наблюдать наиболее отдаленные объекты вне нашей галактики и измерять их скорость. Согласно недавним данным, отдельные галактики "расходятся" медленнее, чем предполагали ученые: неужели окажется, что Вселенная снова вернется к сингулярности (состояние Вселенной в момент начала Большого взрыва).
Зарождение Вселенной
Мнения ученых относительно начала Вселенной приблизительно одинаковы. Она появилась из точки сингулярности, то есть точки, в которой изначально была сосредоточена вся ее масса, с бесконечными температурой и плотностью. В этой точке ни один закон, на котором основываются наши научные знания, ни одна временная концепция не имели никакого значения. О первопричине рождения Вселенной ничего неизвестно, это остается предметом философии и религии.
Гипотезу о Большом взрыве выдвинул в 1940 году Фридман и Гамов, хотя о "взрыве" в обычных для нас представлениях речь не идет. По существу, имеется только сложная математика, выделяющая ряд последовательных событий.
- Через несколько секунд после Большого взрыва: неизвестная сила порождает расширение Вселенной выше скорости света. Менее чем за одно мгновение из шара диаметром менее миллиметра Вселенная "разворачивается" до размеров, которые мы не можем измерить даже сегодня с использованием самых мощных телескопов - зарождается космос;
- Далее расширение Вселенной заканчивается, и сила, которая к ней привела, делится на силу притяжения и единую силу (ядерную и электромагнитную) выработанные при этом элементарные частицы заполняют пространство с невероятно высокой температурой. Начинают действовать знакомые нам законы Энштейна, Вселенная продолжает расширятся и остывать;
- После температура падает: начинают действовать электромагнетизм и прочие уже существующие фундаментальные физические силы, что порождает сложные ядерные частицы;
- Позднее из протонов и нейтронов формируются ядра водорода, гелия и лития. Охлаждение Вселенной происходит так быстро, что более тяжелые атомы не образуются;
- Впоследствии электроны уже могут присоединятся к атомным ядрам, а фотоны высвобождаются, чтобы сформировать первый в истории Вселенной электромагнитный сигнал. Пространство становится прозрачным для излучения, и именно это реликтовое излучение мы и наблюдаем сегодня. Это фоновое космическое излучение, обнаруженное Пензиасом и Вильсоном в 1965 году. Далее в центре огромных облаков газа зажигаются первые звезды, производящие новые химические элементы и объединяются галактики. Формируется Солнечная система. Ну и наконец, человеком разработана теория Большого взрыва.
А будущее?
Вопрос, ответ на который ученые ищут в данных исследований: если галактики отдаляются друг от друга, то будет ли этот процесс длится всегда? Или нет? Другими словами, Вселенная будет расширятся, пока на это будет хватать энергии, а потом погрузится во тьму? Или же у нее достаточно массы для того, чтобы сконцентрироваться в точке сингулярности и начать все сначала?
Сегодня, чтобы понять, уменьшается ли скорость удаленных галактик, все больше усилий прилагается для все более точных измерений скоростей как можно большего числа объектов.
И это - поистине непростая задача.