Одним из самых удивительных открытий в области астрономии является тот факт, что Вселенная расширяется. В этой статье я попробую максимально доступным языком поведать вам научные факты, лежащие в основе этого явления.
Открытие расширяющейся Вселенной
Идея о том, что Вселенная расширяется, впервые была предложена бельгийским астрономом Жоржем Леметром в 1927 году. Леметр изучал поведение галактик и заметил, что они удаляются друг от друга. Он предположил, что Вселенная расширяется и что в какой-то момент в прошлом вся материя была сосредоточена в одной точке.
Позже теория Леметра была подтверждена работой американского астронома Эдвина Хаббла, который для наблюдения за галактиками использовал мощный телескоп.
Хаббл обнаружил, что чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется. Это наблюдение позже подтвердили и другие астрономы, после чего сомнений в том, что Вселенная действительно расширяется не осталось.
Теория Большого взрыва
Открытие расширяющейся Вселенной привело к разработке теории Большого взрыва, согласно которой Вселенная возникла из одной точки с бесконечной плотностью и температурой и с тех пор расширяется. Первоначальное расширение было невероятно быстрым: Вселенная удваивалась в размерах каждую крошечную долю секунды.
По мере того, как Вселенная расширялась и остывала, начала формироваться материя. Первые атомы образовались, когда протоны и нейтроны соединились, сформировав водород, который сконденсировался, образовав звёзды и галактики. Со временем Вселенная продолжала расширяться и развиваться, породив множество объектов, которые мы можем наблюдать сегодня.
Доказательства Большого взрыва
Несмотря на то, что теория Большого взрыва всё ещё дорабатывается и исследуется, существует множество данных, её подтверждающих. Одним из самых убедительных доказательств является космическое микроволновое фоновое излучение, представляющее собой слабое свечение, пронизывающее Вселенную. Считается, что это излучение является остаточным свечением Большого взрыва, и оно невероятно равномерно во всех направлениях, что позволяет предположить, что когда-то оно было равномерно распределено по всей Вселенной.
Тёмная энергия
Хотя теория Большого взрыва даёт базу для понимания расширяющейся Вселенной, остаётся ещё много загадок, которые нам предстоит разгадать. Одна из самых больших загадок — роль тёмной энергии.
Тёмная энергия — это загадочная сила, которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением. В отличие от гравитации, которая притягивает материю и замедляет расширение, тёмная энергия отталкивает материю и ускоряет расширение.
Точной информации, что такое тёмная энергия и как она работает у нас нет, но, по разного рода оценкам, она составляет около 70% от общей плотности энергии Вселенной.
Впервые о существовании тёмной энергии заговорили ещё в 1990-х годах, когда две группы астрономов использовали сверхновые (взрывающиеся звёзды) для измерения скорости расширения Вселенной. Они обнаружили, что расширение ускоряется. За это открытие в 2011 году была присуждена Нобелевская премия по физике.
Будущее Вселенной
Поскольку Вселенная продолжает расширяться, возникает вопрос: что будет происходить в будущем?
Существует несколько вариантов:
- Если во Вселенной накопится достаточно материи, то расширение в конечном итоге может замедлиться или даже прекратиться, в таком случае Вселенная может начать сжиматься, что в конечном итоге приведёт к «Большому сжатию», когда всё схлопнется в одну точку.
- Если тёмная энергия продолжит доминировать, расширение может продолжаться ускоряться, что в конечном итоге приведёт к тому, что все галактики окажутся настолько далеко друг от друга, что перестанут быть видимыми друг для друга, в конечном итоге Вселенная станет настолько разреженной и пустой, что, по сути, будет безжизненной. Это известно как сценарий «Большой заморозки» или «Тепловой смерти».
В заключение
Открытие расширяющейся Вселенной и разработка теории Большого взрыва произвели революцию в понимании космоса. Несмотря на то, что нам ещё предстоит разгадать множество загадок, мы добились невероятных успехов в понимании Вселенной и её эволюции.
