Термин «Большой взрыв» используется небрежно, вплоть до того, что он стал названием одного из самых популярных ситкомов всех времен. Но хотя мы все понимаем основную идею о том, что Вселенная когда-то была маленькой, горячей и плотной, многие люди до сих пор придерживаются больших заблуждений относительно этой теории. Вот пять увлекательных фактов о теории, определяющей наш космос.
1. В 1915 году Альберт Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности, в которой первоначально утверждалось, что Вселенная естественным образом либо расширяется, либо сжимается. Но Эйнштейн, как и подавляющее большинство астрономов и физиков того времени, считали, что Вселенная статична, поэтому он добавил в уравнения несколько дополнительных членов, чтобы все сбалансировать.
Спустя годы Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики в среднем удаляются от нас. В то время как астрономы продолжали обсуждать последствия этого наблюдения, бельгийский физик и римско-католический священник Жорж Лемэтр первым принял результаты Эйнштейна и Хаббла за чистую монету, утверждая, что мы живем в расширяющейся Вселенной, которая когда-то была намного меньше, горячее и плотнее. чем сегодня. Он назвал эту точку происхождения «первичным атомом».
2. Большинство физиков отнеслись к идее Леметра скептически, особенно учитывая, что его теория выглядела слишком похожей на историю Бытия. Но на протяжении десятилетий все другие попытки объяснить результат Хаббла не выдержали наблюдательной проверки. Тем не менее, теория «Большого взрыва» считалась интересной, но не очень правдоподобной идеей.
В 1964 году два радиоинженера из Bell Labs, Арно Пензиас и Роберт Уилсон, тестировали новый микроволновый приемник. Как бы они ни старались, они не могли убрать упорное фоновое шипение, которое они постоянно слышали в приборе — они даже пытались оттереть все голубиные какашки с приемников. В поисках объяснения они наткнулись на группу физиков-теоретиков, которые собирали средства, чтобы построить именно то, что у них было. Оказалось, что фоновое шипение было вызвано излучением, оставшимся после перехода Вселенной из горячей плотной плазмы в чуть менее горячий нейтральный газ. Это называется космическим микроволновым фоном, и он остается краеугольным камнем нашего понимания Большого Взрыва.
3. Большой взрыв — это теория истории Вселенной, особенно ее самых ранних моментов. Мы можем сказать с чрезвычайной степенью уверенности, основанной на многочисленных независимых доказательствах, что вся наша наблюдаемая Вселенная — каждая пылинка, каждая звезда и каждая галактика — когда-то была втиснута в объем не больше персика с температурой свыше 1 трлн градусов.
Однако теория не говорит нам, откуда возникла Вселенная, и даже если этот вопрос имеет смысл. Наше нынешнее понимание физики может увести нас так далеко в прошлое, пока все наши теории, включая наши знания о работе пространства и времени, не рухнут. Другими словами, мы не знаем, как «началась» Вселенная. Мы знаем только то, что было после.
4. Космический микроволновый фон — огромная проблема. Она не только закрепила Большой Взрыв как единственную теорию, способную объяснить все данные наблюдений, но и послужила окном в наше далекое прошлое. Когда наша Вселенная была примерно в миллион раз меньше своего современного размера, она имела температуру более 10 000 кельвинов (более 17 000 градусов по Фаренгейту) и находилась в состоянии плазмы. По мере расширения и охлаждения эта плазма превращалась в нейтральный газ с образованием первых атомов. Это событие высвободило огромное количество радиации, которая остается сегодня в виде космического микроволнового фона или реликтового излучения. Реликтовое излучение отвечает за более 99,999% всего излучения во Вселенной.
Реликтовое излучение образовалось, когда космосу было около 380 000 лет. По сравнению с его нынешним возрастом в 13,77 миллиардов лет, это эквивалентно детской фотографии, сделанной вами, когда вам было всего 10 часов от роду.
5. Одна из самых диких вещей в обсуждении вселенной заключается в том, что наши обычные представления об объектах просто неприменимы. Например, у вселенной нет ни края, ни внешней стороны — потому что понятие «вселенная» расширяется, чтобы заключать в себе буквально все сущее.
Точно так же Большой взрыв не был взрывом в космосе — это был космический взрыв . Большой взрыв произошел одновременно со всем во Вселенной. Это произошло не в одном конкретном месте в пространстве, а в определенном месте во времени. Об этом трудно думать, но для этого у нас и есть математика: чтобы помочь нам справиться с концепциями, которые мы обычно не могли бы понять.
