Модель великого вибуху, і розширення Вселенной

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Астрономия и космонавтика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Сочинський Державний Університет Туризму і Курортного Дела

Реферат:

На тему: Модель великого вибуху, і розширення Вселенной

Виконав Голіков А.С.

Студент 2 курса

Групи 20 ГМУ

СОЧІ 2002 г.

Однією з основних концепцій сучасного природознавства є вчення Всесвіт як єдиному цілому та про всієї охопленій астрономічними спостереженнями області Всесвіту (Метагалактиці) як частини цілого — космология.

Висновки космології грунтуються і законах фізики, і даних спостережної астрономії. Як і кожна наука, космологія у структурі крім емпіричного і теоретичного рівнів має також рівень філософських передумов, філософських оснований.

Так було в підставі сучасної космології лежить те, що закони природи, встановлені з урахуванням вивчення дуже обмеженій частини Всесвіту, найчастіше з урахуванням дослідів планети Земля, може бути екстрапольовані істотно великі області, зрештою — протягом усього Всесвіт. Це про сталість законів природи у просторі і народилася до рівня філософських підстав сучасної космології. Мета мого реферату у тому, щоб розібратися, що ж представляє із себе всесвіт. У моєму рефераті поставлені такі задачи:

1. Вивчити, як стався той темп розвитку всесвіту, починаючи з момента

«великого взрыва»?

2. Розглянути погляди різних учених, філософів, політологів у тому, як розширюється вселенная?

3. Досліджувати, чому Всесвіт початку розширюватися зі швидкістю, такого близького до критичної, яка розділяє моделі з повторним стиском і моделі з вічним розширенням, тож зараз, після десяти тисяч мільйонів років, Всесвіт продовжує розширюватися зі швидкістю, приблизно рівної критической?

1. Модель Великого Взрыва

Модель еволюційної історії Всесвіту, за якою він виник в нескінченно щільному безпечному стані й відтоді розширюється. Ця подія сталася від 13 до 20 мільярдів років і відомий як «Большой

Вибух «. Теорія Великого Вибуху тепер загальноприйнята, оскільки він пояснює обидва найзначніших факту космології: расширяющуюся Всесвіт і існування космічного фонового випромінювання. Можна скористатися відомими законами фізики та прорахувати у напрямі їхні капітали, у яких перебувала Всесвіт, починаючи з 10−43 секунд после

Великого Вибуху. Протягом першого мільйони речовина і енергія во

Всесвіту сформували непрозору плазму, іноді звану первинним вогненним кулею. Наприкінці цього періоду розширення Всесвіту змусило температуру опуститися нижче 3000 K, отже протони і електрони змогли об'єднуватися, створюючи атоми водню. І на цій стадії Всесвіт стала прозорою для випромінювання. Щільність речовини тепер стала вище щільності випромінювання, хоча ще раніше ситуація зворотної, як і визначало швидкість розширення Всесвіту. Фонове мікрохвильове випромінювання — усе, що успадкували від сильно охолодженого випромінювання ранньої Всесвіту. Перші галактики почали формуватися з первинних хмар водню і гелію лише крізь одну чи дві мільярди років тому. Термін «Великим Вибухом «може застосовуватися до будь-якої моделі розширення Всесвіту, яка раніше була гарячою й плотной.

1.1. Гіпотетична уявлення про Вселенной

Один відомий український вчений (Бертран Рассел) читав публічну лекцію про астрономію. Він розповідав, наче земля обертається навколо Сонця, а Сонце, своєю чергою, обертається навколо центру величезного скупчення зірок, яку називають нашої Галактикою. Коли лекція наблизилася до завершення, з усіх рядів залу піднялася маленька літня леді і, я: «Усі, що нам говорили, — нісенітниця. Насправді перед людством — це пласка тарілка, що стоїть па спині гігантської черепахи «. Поблажливо усміхнувшись, учений запитав: «На ніж тримається черепаха? «- «Ви дуже розумні, юнак, — відповіла літня леді. — Черепаха — в інший черепахе, та — також черепахе, і так нижчі й нижче ».

Це уявлення Всесвіт як і справу безкінечною вежі черепах більшості людей видасться смішним, але чому ми вважаємо, які самі знаємо краще? Що ми знаємо Всесвіт, і ми це дізналися? Звідки походить Всесвіт, і з ній не буде? Чи мав Всесвіту початок, і якщо було, те, що відбувалося на початок? Яка сутність часу? Скінчиться воно коли-небудь? Досягнення фізики останніх, якими частково зобов’язані фантастичною новій техніці, дозволяють нарешті отримати відповіді хоча на серед таких давно поставлених питань. Мине час, й інші відповіді, то, можливо, даватимуть настільки ж очевидними, якось, що земля обертається навколо Сонця, і може бути, так само безглуздими, як вежа з черепах. Тільки час (чим би воно не було) вирішить это.

Ще 340 р. до зв. е. грецький філософ Аристотель у своїй книжці «Про небі «навів два вагомих аргументу за те, що земля не пласка тарілка, а круглий кулю. По-перше, Аристотель здогадався, що місячні затемнення відбуваються тоді, коли Земля виявляється між Місяцем і Сонцем. Земля завжди відкидає на Місяць круглу тінь, але це може лише у разі, якщо Земля має форму кулі. Будь Земля пласким диском, її тінь було б форму витягнутого еліпса, за умови що затемнення немає завжди саме той момент, коли Сонце перебуває точно на осі диска. У- других, за досвідом своїх подорожей греки знали, що у південних районах Полярна зірка на небі розташовується нижче, ніж у північних. (Оскільки Полярна зірка перебуває над Північним полюсом, вона прямо над головою спостерігача, стоїть на Північному полюсі, а людині на екваторі видасться, що на лінії горизонту). Знаючи різницю у начебто становищі Полярної зірки в Єгипті та Греції, Аристотель зумів навіть обчислити, що довжина екватора дорівнює 400 000 стадиев. Що таке стадій, достеменно невідомо, але близький до 200 метрів, отже, оцінка Аристотеля приблизно 2 рази більше значення, прийнятого зараз. У греків був і третій доказ на користь кулеподібної форми Землі: якщо Земля не кругла, чому ж спочатку бачимо вітрила корабля, поднимающиеся над обрієм, і потім сам корабль?

Аристотель думав, що земля нерухома, а Сонце, Місяць, планети і зірки обертаються навколо по круговим орбітам. Він такий думав, оскільки у відповідності зі своїми містичними поглядами Землю вважав центром Всесвіту, а циркуляція — найдовершенішим. Птолемей у II столітті розвинув ідею Аристотеля на повну космологічну модель. Земля стоїть у центрі, оточена вісьмома сферами, несучими у собі Місяць, Сонце і п’ять відомих тоді планет: Меркурій, Венеру, Марс, Юпітер і Сатурн (рис. 1. 1). Самі планети, вважав Птолемей, рухаються по меншим колам, скріпленим з відповідними сферами. Це пояснював той дуже важкий шлях, який, як бачимо, роблять планети. На останній сфері розташовуються нерухомі зірки, які, залишаючись щодо одного й тому самому становищі друг щодо друга, рухаються небом усе разом як єдине ціле. Що за останньої сферою, пояснювалося б, але у всякому разі це не є було частиною тієї Всесвіту, яку спостерігає человечество.

[pic]

Модель Птолемея дозволяла непогано пророкувати становище небесних тіл на небосхилі, але для точного передбачення йому довелося взяти, що траєкторія Місяця одних місцях наближається до Землі вдвічі ближче, ніж у сусідніх! Це означає, що у незмінному положенні Місяць має здаватися вдвічі більшої, ніж у іншому! Птолемей знав звідси нестачі, але з тих щонайменше його теорія було визнано, хоча й скрізь. Християнська Церква прийняла Птолемееву модель Всесвіту як і що суперечить Біблії, бо ця модель була хороша тим, що залишала поза сфери нерухомих зірок велике місце для пекла і раю. Однак у 1514 р. польський священик Микола Коперник запропонував ще більше просту модель. (Спочатку, побоюючись, напевно, те, що Церква оголосить його єретиком, Коперник пропагував свою модель анонімно). Його ідея зводилася до того, що Сонце стоїть нерухомо у центрі, а Земля та інші планети звертаються навколо неї по круговим орбітам. Спливло майже століття, як ідею Коперника сприйняли серйозно. Два астронома — німець Йоганн Кеплер і італієць Галілео Галілей — публічно виступили водночас у підтримку теорії Коперника, як і раніше що передбачені Коперником орбіти ні збігалися з наблюдаемыми. Теорії Аристотеля- Птолемея настав край в 1609 р., коли Галілей почав спостерігати нічне тения, відповідно до якому всяке тіло у Всесвіті притягається до іншого тілу про те з більшою силою, що більше маси цих тіл і що менше відстань з-поміж них. Це те сама сила, яка змушує тіла падати на грішну землю. (Розповідь у тому, що Ньютона надихнуло яблуко, впале йому на голову, майже напевно недостовірний. Сам Ньютон сказав про це лише те, що думка про тяжінні прийшла, що він сидів у «споглядальному настрої «, і «приводом було падіння яблука »). Далі Ньютон показав, що, відповідно до його закону, Місяць під впливом гравітаційних сил рухається по еліптичної орбіті навколо Землі, а Земля і планети обертаються по эллиптическим орбітам навколо Солнца.

Модель Коперника допомогла позбутися Птолемеєвих небесних сфер, та водночас і від уявлення, що Всесвіт має якусь природну кордон. Оскільки «нерухомі зірки «не змінюють свого становища на небі, окрім їх кругового руху, що з обертанням Землі навколо своєї осі, природно було очікувати, що нерухомі зірки — це об'єкти, подібні до нашого Сонцю, лише значно більше удаленные.

Ньютон розумів, що у його теорії тяжіння зірки мають притягатися друг до друга і тому, начебто, що неспроможні залишатися зовсім нерухомими. Не чи маємо вони впасти друг на друга, зблизившись у якийсь точці? У 1691 р. у листі Річарду Бентлі, одному видатному мислителю на той час, Ньютон говорив, що це справді мала б статися, якби в нас лише кінцеве число зірок в кінцевої області простору. Але, розмірковував Ньютон, якщо число зірок нескінченно і вони змогли більш-менш рівномірно розподілені по нескінченному простору, то цього будь-коли станеться, бо немає центральної точки, куди їм було б падать.

Ці міркування — приклад того, як пошитися в дурні, ведучи розмови про нескінченності. У нескінченому Всесвіті будь-який пункт вважатимуться центром, оскільки за обидва боки неї число зірок нескінченно. Лише набагато пізніше зрозуміли, що як правильний підхід — взяти кінцеву систему, коли всі зірки падають друг на друга, прагнучи по центру й подивитися, які зміни, якщо додавати ще та ще зірок, розподілених приблизно рівномірно поза аналізованої області. За законом Ньютона додаткові зірки загалом неможливо вплинуть на початкові, т. е. зірки будуть із тієї самою швидкістю падати центр виділеної області. Хоч би скільки зірок ми додали, вони прагнутимуть центру. Нині відомо, що нескінченна статична модель Всесвіту неможлива, якщо гравітаційні сили завжди залишаються силами взаємного притяжения.

Цікаво, яким був суцільний стан наукової думки на початок XX в.: нікому й на думку не прийшло, що Всесвіт може розширюватися чи стискатися. Усі вважали, що Всесвіт або існувала завжди у незмінному стані, або була створена якогось моменту часу у минулому приблизно такою, якою вона є. Почасти це, то, можливо, пояснюється схильністю людей вірити в вічні істини, і навіть особливої привабливістю тієї думки, що, нехай самі вони зостаряться і помруть, Всесвіт залишиться вічної і неизменной.

Навіть тим ученим, які зрозуміли, що ньютоновская теорія тяжіння унеможливлює статичну Всесвіт, не приходила на думку гіпотеза розширення Всесвіту. Вони спробували модифікувати теорію, зробивши гравітаційну силу відразливої на великих відстанях. Це також не змінювало пророкованого руху планет, зате дозволяло нескінченному розподілу зірок залишатися у рівновазі, оскільки тяжіння близьких зірок компенсувалося відштовхуванням від далеких. Але ми вважаємо, що таке рівновагу була б хистким. У насправді, тоді як якійсь галузі зірки трохи зблизяться, то сили тяжіння з-поміж них зростуть заходяться більше відштовхування, отже зірки будуть і далі зближуватися. Якщо ж відстань між зірками трохи- трохи збільшиться, то переважать сили відштовхування й відстанню буде нарастать.

Ще один заперечення проти моделі безкінечною статичної Всесвіту зазвичай приписується німецькому філософу Генріху Олберсу, що у 1823 р. опублікував роботу, присвячену цій моделі. Насправді багато сучасники Ньютона займалися тієї ж завданням, і стаття Олберса була першим серед робіт, у яких висловлювалися серйозні заперечення. Її лише першої стали широко цитувати. Заперечення таке: у нескінченному статичної Всесвіту будь-який промінь зору повинен впиратися у якусь зірку. Але тоді небо навіть вночі має яскраво світитися, як Сонце. Контраргумент Олберса стало те, що світло, що йде до нас від далеких зірок, повинен послаблюватися через поглинання у розташованому з його шляху веществе.

Однак у цьому випадку саме ця речовина має нагрітися й ентузіазму яскраво світитися, як зірки. Єдина можливість уникнути виведення про яскраво, як Сонце, світному нічному небі - припустити, що зірки сяяли який завжди, а спалахнули до якогось нагальні моменти часу у минулому. Тоді поглинаюча речовина, можливо, ще встигло розігрітися або ж світло далеких зірок ще сягнув нас. Та постає запитання: чому спалахнули звезды?

Звісно, проблема виникнення Всесвіту займала уми людей вже дуже довго. За низкою ранніх космогонії і иудейско-христианско- мусульманським міфам, наш Всесвіт виникла певний не дуже віддалений час у минулому. Однією з підстав таких вірувань була знайти «першопричину «існування Всесвіту. Будь-яке подія у Всесвіті пояснюють, вказуючи його причину, т. е. інше подія, те що раніше; таке пояснення існування самому Всесвіті можливе лише тому випадку, коли в неї був початок. Інше підставу висунув Блаженний Августин (православна Церква вважає Августина блаженним, а Католицька — святим. — прим. ред.). у книзі «Град Божий «. Він зазначив, що цивілізація прогресує, чому ми пам’ятаємо, хто зробив ту чи іншу діяння і хто який винайшов. Тому людство, отже, мабуть, і Всесвіт, навряд чи дуже довго існують. Блаженний Августин вважав прийнятною дату створення Всесвіту, відповідну книзі «Буття «: приблизно 5000 рік до її нашої ери. (Цікаво, що ця дата непогані далекою від кінця останньої льодовикової періоду — 10 000 років до зв. е., який археологи і вважають початком цивилизации).

Арістотелеві і більшості інших грецьких філософів подобалася ідея створення Всесвіту, оскільки він була з божественним втручанням. Тому вважали, що й навколишній їх світ існували та існуватимуть вічно. Доказ щодо прогресу цивілізації вчені давнини розглядали і вирішили, у світі періодично відбувалися потопи та інші катаклізми, постійно повертали людство до точки цивилизации.

Питання у тому, виникала Всесвіт до якогось початковий час і обмежена вона у просторі, пізніше дуже пильно розглядав філософ Іммануїл Кант у своїй монументальній (і дуже темному) праці «Критика чистого розуму », який було видано 1781 р. Назвав опікується цими питаннями антиноміями (т. е. протиріччями) чистого розуму, оскільки бачив, що у однаково не можна ані довести, ані заперечити ні теза необхідність початку Всесвіту, ні антитезис про її вічному існуванні. Теза Кант аргументував тим, якби у Всесвіту був початку, то кожному події передував б період часу, але це Кант вважав абсурдом. На підтримку антитезису Кант говорив, якби Всесвіт мала початок, йому передував б період часу, тоді питається, чому Всесвіт раптом виникла той, а чи не інший час? Насправді аргументи Канта фактично однакові й у тези, й у антитезису. Він виходить із мовчазного припущення, що час нескінченно у минулому незалежно від цього, існувала або існувала вічно Всесвіт. Як побачимо нижче, раніше виникнення Всесвіту поняття часу позбавлене смысла.

Коли більшість людності вірило в статичну й незмінну Всесвіт, питання, мала початок чи ні, ставився, по суті, до області метафізики і теології. Усі спостережувані явища можна було пояснити як за допомогою теорії, у якій Всесвіт існує вічно, і з допомогою теорії, за якою Всесвіт здійснили у певний час в такий спосіб, щоб усе виглядало, коли б вона існувала вічно. Однак у 1929 р. Едвін Хаббл зробив епохальне відкриття: виявилося, що у який би частини неба ні вести спостереження, все далекі галактики швидко видаляються ми. Інакше кажучи, Всесвіт розширюється. Це означає, що у попередні часи всі об'єкти були ближче друг до друга, що тепер. Отже, було, очевидно, час, близько 10 чи двадцяти тисяч мільйонів років як розв’язано, що вони всі претенденти перебували щодо одного місці, отже щільність Всесвіту була нескінченно великий. Зроблене Хабблом відкриття перевело питання, як виник Всесвіт, до області компетенції науки.

Спостереження Хаббла казали про те, що були часи — так званий великий вибух, коли Всесвіт була нескінченно малої і щільною. При такі умови всі закони науки втрачають зміст і неможливо пророкувати майбутнє. Якщо ще більше ранні час і відбувалися які- або події, вони однаково неможливо змогли б те що, що відбувається нині. Через відсутність ж можна побачити наслідків ними можна просто знехтувати. Великий вибух вважатимуться початком відліку часу у тому сенсі, що як ранні часи було б просто більше не визначено. Підкреслимо, що таке початок відліку часу дуже відрізняється від України всього те, що пропонувалося до Хаббла. Початок часу у неизменяющейся Всесвіту є щось, що має визначатися чимось, існуючим поза Всесвіту; спершу Всесвіту немає фізичної необхідності. Створення Богом Всесвіту за своєму поданні відносити до будь-якого моменту часу у минулому. Якщо ж Всесвіт розширюється, можуть існувати фізичні підстави на те, щоб вона мала початок. Можна як і уявляти собі, що став саме Бог створив Всесвіт — в останній момент великого вибуху і навіть пізніше (але бо коли б стався великий вибух). Однак було б абсурдно стверджувати, що Всесвіт виникла раніше великого вибуху. Ставлення до розширення Всесвіту виключає творця, але накладає обмеження на можливу час їх трудов!

Оскільки існуючих приватних теорій предосить, роблячи точні передбачення завжди, крім самих екстремальних, пошук остаточної теорії Всесвіту відповідає вимогам практичну доцільність. (Зауважимо, проте, що аналогічні заперечення можна було б висунути проти теорії відносності і квантової механіки, адже саме ці теорії справили революцію у ядерній фізиці й у мікроелектроніці!) Отже, відкриття повної єдиної теорії, може бути, нічого очікувати сприяти виживання і навіть неможливо стимулюватиме протягом нашому житті. Але вже в світанку цивілізації людям не подобалися незрозумілі і які пов’язані між собою події, і жагуче бажали зрозуміти той порядок, що лежить у основі нашого світу. По сьогодні ми мріємо дізнатися, чому ми прибули і звідки вони взялися. Прагнення людства до знання для нас достатнім виправданням, щоб продовжувати пошук. А наша кінцевою метою — не меншим, ніж повне опис Всесвіту, у якій ми обитаем.

1.2 Дедалі ширша Вселенная

Якщо ясну безмісячної ночі оцінити небо, то, швидше за все, найяскравішими об'єктами, що ви побачите, будуть планети Венера, Марс, Юпітер і Сатурн. З іншого боку, ви не побачите дуже багато зірок, подібних до наше Сонце, але що є набагато далі ми. При обертанні Землі навколо Сонця дехто з тих «нерухомих «зірок трохи змінюють своє положення щодо одне одного, т. е. насправді вони зовсім не від нерухомі! Річ у тім, що вони кілька ближче до нас, ніж інші. А позаяк Земля обертається навколо Сонця, близькі зірки видно постійно різних точках фону віддаленіших зірок. Завдяки цьому можна безпосередньо виміряти відстань ми до цих зірок: що вони ближче, тим більше помітно їх переміщення. Найбільш близька зірка, звана Проксимой Центавра, перебуває ми з відривом приблизно чотирьох світлових років (т. е. світ неї йде до Землі близько 3), або близько 37 мільйонів кілометрів. Більшість зірок, видимих неозброєним оком, віддалені ми сталася на кілька сотень світлових років. Порівняйте це з відстанню перед нашим Сонця, що становить лише вісім світлових хвилин! Видимі зірки розсипані а й уся нічному небу, але густо у тому смузі, яку ми називаємо Млечным Шляхом. Ще 1750 р. деякі астрономи висловлювали думку, що існування Чумацького Шляху пояснюється лише тим, що більшість видимих зірок утворює одну дискообразную конфігурацію — приклад те, що зараз називається спіральної галактикою. Лише кілька десятиріч астроном Вільям Гершель підтвердив це припущення, виконавши колосальну роботу але складання каталогу положень величезної кількості зірок і відстаней перед тим. Проте після цього уявлення про спіральних галактиках було винесено усіма ще на початку нашого века.

Сучасна картина Всесвіту виникла в 1924 р., коли американський астроном Едвін Хаббл показав, що наш Галактика не єдина. Насправді існує інших галактик, розділених величезними областями порожнього простору. Аби довести Хабблу вимагалося визначити відстані до цих галактик, які такі великі, що, на відміну положень близьких зірок, видимі становища галактик справді не змінюються. Тож виміру відстаней Хаббл вимушений був звернутися до непрямим методам. Видима яскравість зірки залежить від двох чинників: від цього, скільки світла випромінює зірка (се світності), і зажадав від того, гдe вона. Яскравість близьких зірок й відстанню перед тим ми можемо виміряти; отже, ми можемо виявити й їх світність. І навпаки, знаючи світність зірок за іншими галактиках, ми могли обчислити відстань перед тим, вимірявши їх видиму яскравість. Хаббл зауважив, що світність деяких типів зірок завжди сама й той самий, коли вони знаходяться досить близько у тому, щоб було виробляти виміру. Отже, розмірковував Хаббл, коли такі зірки виявляться на другий галактиці, то, припустивши вони ті ж самі світність, ми зможемо обчислити відстань до цієї галактики. Якщо такі розрахунки для кількох зірок одному й тому ж галактики дадуть і той ж результат, то отриману оцінку відстані вважатимуться надежной.

[pic]

Таким шляхом Хаббл розрахував відстані до дев’яти різних галактик. Тепер відомо, що наш Галактика — одне з кількох тисяч мільйонів галактик, які можна поспостерігати на сучасні телескопи, а кожна з цих галактик своєю чергою містить сотні тисяч мільйонів зірок. На рис. 3.1 показано, який побачив б нашу Галактику спостерігач, яка у якийсь інший галактиці. Наша Галактика має близько сотні тисяч світлових років у поперечнику. Вона поволі обертається, а зірки у її спіральних рукавах щокілька мільйонів років роблять приблизно один оборот навколо її центру. Наше Сонце є звичайну жовту зірку середнього розміру, розташовану внутрішній боці однієї з спіральних рукавів. Яка ж величезний шлях пройшли від Аристотеля і Птолемея, коли Земля вважалася центром Вселенной!

у її атмосфере.

У 1920-х роках, коли астрономи почали дослідження спектрів зірок інших галактик, виявилося щось більш дивне: у наших власних Галактиці видалися ті самі характерні набори відсутніх квітів, як і в зірок, але вони були зсунуто однією й саму величину до червоного кінцю спектра. Щоб зрозуміти смисл сказаного, варто спочатку розібратися з ефектом Доплера. Як ми вже знаємо, видимий світло — це коливання, чи хвилі електромагнітного поля. Частота (число хвиль до однієї секунду) світлових коливань надзвичайно висока — від чотирьохсот до семисот мільйонів хвиль в секунду. Людський очей сприймає світло різних частот як різні кольору, причому найнижчі частоти відповідають червоному кінцю спектра, а найвищі - фіолетовому. Уявімо джерело світла, розташований на фіксованому відстані ми (наприклад, зірку), випромінюючий із постійною частотою світлові хвилі. Вочевидь, що частота які приходять хвиль буде такою, як та, із якою випромінюються (нехай гравітаційного поля галактики невелике і його вплив несуттєво). Припустимо тепер, що джерело починає рухатися у бік. При випущенні наступній хвилі джерело виявиться ближче до нас, тому час, протягом якого гребінь цієї хвилі до нас дійде, буде набагато меншою, ніж у випадку нерухомій зірки. Отже, час між гребенями двох які прийшли хвиль буде набагато меншою, а число хвиль, прийнятих нами за секунду (т. е. частота), буде більше, ніж коли зірка була нерухома. При видаленні самого джерела частота які приходять хвиль буде набагато меншою. Це означає, що спектри удаляющихся зірок будуть зсунуто до червоного кінцю (червоне усунення), а спектри майбутніх зірок повинні відчувати фіолетове усунення. Таке співвідношення між швидкістю і частотою називається ефектом Доплера, і це ефект звичайний навіть у нашій повсякденні. Прислухайтеся до того що, як йде з шосе машина: коли він наближається, звук двигуна вище (т. е. вище частота испускаемых їм звукових хвиль), а коли, проїхавши повз, машина починає віддалятися, звук стає нижче. Світлові хвилі і радіохвилі поводяться аналогічно. Ефектом Доплера користується поліція, визначаючи здалеку швидкість руху автомашин за частотою радіосигналів, віддзеркалюваних від нього. Довівши, що є інші галактики, Хаббл всі наступні роки присвятив складання каталогів відстаней до цих галактик і спостереженню їх спектрів. Тоді більшість учених вважали, що рух галактик відбувається випадково і тому спектрів, зміщених в червону бік, має спостерігатися стільки ж, як і зміщених в фіолетову. Яке було подив, коли в більшу частину галактик виявилося червоне усунення спектрів, т. е. виявилося, що всі галактики видаляються ми! Ще більш надзвичайним було відкриття, опубліковане Хабблом в 1929 р.: Хаббл виявив, що й величина червоного усунення виник не випадково, а прямо пропорційна відстані ми до галактики. Інакше кажучи, що знаходиться галактика, то швидше вона видаляється! І це означало, що Всесвіт може бути статичної, як думали раніше, що у насправді вона безупинно розширюється й відстані між галактиками постійно растут.

Відкриття розширення Всесвіту було з великих інтелектуальних переворотів ХХ століття. Заднім числом ми можемо лише дивуватися, що ця ідея не прийшла нікому на думку раніше. Ньютон й інші вчені мала б зметикувати, що статична Всесвіт невдовзі обов’язково почала б стискатися під впливом гравітації. Але припустімо, що Всесвіт, навпаки, розширюється. Якби розширення відбувалося досить повільно, то під впливом гравітаційної сили він у результаті розширення зрештою припинилося ще й перейшов у стиснення. Але якби швидкість розширення перевищувала деяке критичне значення, то гравітаційного взаємодії забракнуло б, щоб зупинити розширення, і це тривало б вічно. Усе це трохи нагадує ситуацію, виникає, коли із поверхні Землі запускають вгору ракету. Якщо швидкість ракети невідь що велика, з-за гравітації вона наприкінці кінців зупиниться і починає падати назад. Якщо саму швидкість ракети більше деякою критичної (близько одинадцяти кілометрів на секунду), то гравітаційна сила зможе її повернути, і ракета буде вічно продовжувати свій рух від Землі. Розширення Всесвіту може бути передбачено з урахуванням ньютоновской теорії тяжіння у ХІХ, XVIII і наприкінці XVII століття. Проте віра у статичну Всесвіт була великою, що жило умах ще на початку ХХ століття. Навіть Ейнштейн, розробляючи в 1915 р. загальну теорію відносності, був у статичності Всесвіту. Щоб не розпочинати протиріччя зі статичністю, Ейнштейн модифікував свою теорію, запровадивши в рівняння так звану космологічну постійну. Він впровадив нову «антигравитационную «силу, що на відміну з інших сил не породжувалася будь-яким джерелом, а було закладено в саму структуру простору-часу. Ейнштейн стверджував, що простір-час саме собою завжди розширюється й цим розширенням точно врівноважується тяжіння решти матерії у Всесвіті, отож у результаті Всесвіт виявляється статичної. Очевидно, лише одне людина повністю повірив у загальну теорію відносності: поки Ейнштейн та інші фізики думали з того, як обійти не статичність Всесвіту, предсказываемую цієї теорією, російський фізик і математик А. А. Фрідман, навпаки, зайнявся її объяснением.

Фрідман зробив два дуже простих вихідних припущення: у- перших, Всесвіт виглядає однаково, що не напрямі як її спостерігали, і, по-друге, це твердження має залишатися справедливим у тому разі, якщо б ми виробляли спостереження з будь-якої іншої місця. Не вдаючись яких іншим припущенням, Фрідман показав, що Всесвіт повинна бути статичної. У 1922 р., кілька років до відкриття Хаббла, Фрідман з точністю розповів про її результат!

Припущення про однаковості Всесвіту за всіма напрямами насправді, звісно, не виконується. Як, наприклад, вже знаємо, інші зірки з нашого Галактиці утворюють чітко выделяющуюся світлу смугу, що йде пo всьому небу вночі - Чумацький Шлях. Нo коли казати про далеких галактиках, їх число за всіма напрямами приблизно однакове. Отже, Всесвіт справді «приблизно «однакова за всіма напрямами — під час спостереження масштабу, великому проти відстанню між галактиками, коли відкидаються мелкомасштабные различия.

Щоправда, здавалося б, те що, що Всесвіт здається нам однакового в усіх напрямах, може говорити про якусь выделенности нашого місцеположення у Всесвіті. Зокрема, оскільки ми бачимо, що інші галактики видаляються ми, отже, ми знаходимось у центрі Всесвіту. Але є інша пояснення: Всесвіт виглядатиме однаково за всіма напрямами у тому разі, якщо поглянути її у з якоїсь інший галактики. Це, як знаємо, друга гіпотеза Фрідмана. Ми не маємо наукових доказів нізащо, ні проти припущення, і ми було його прийнято, як кажуть, з скромності: було дуже дивно, якби Всесвіт здавалася однакового в усіх напрямах лише можна, а інших її точках цього було! У моделі Фрідмана все галактики видаляються друг від друга. Це начебто надутий кулька, який завдані точки, якщо його весь більше надувати. Відстань між будь-якими двома точками збільшується, але й жодну можна назвати центром розширення. До того ж що більше відстань між точками, то швидше вони видаляються друг від друга. Та й у моделі Фрідмана швидкість, з якою будь-які дві галактики видаляються друг від друга, пропорційна відстані з-поміж них. Отже, модель Фрідмана пророкує, що червоне змішання галактики має бути прямо пропорційно її віддаленості ми, точному відповідність до відкриттям Хаббла. Попри успіх цієї моделі і згоду її пророцтв з спостереженнями Хаббла, робота Фрідмана залишалася невідомої у країнах, і у 1935 р. американський фізик Говард Робертсон і англійська математик Артур Уолкер запропонували подібні моделі у в зв’язку зі відкриттям Хаббла.

[pic]

Сам Фрідман розглядав тільки один модель, проте його можна вказати три різні моделі, котрим виконуються обидва фундаментальних припущення Фрідмана. У моделі першого типу (відкритої самим Фрідманом) Всесвіт розширюється досить повільно у тому, щоб у силу гравітаційного тяжіння між різними галактиками розширення Всесвіту сповільнювалося і зрештою припинялося. Після цього галактики починають наближатися друг до друга, і Всесвіт починає стискатися. На рис. 3.2 показано, як змінюється згодом відстань між двома сусідніми галактиками. Воно зростає від нуля до якогось максимуму, і потім знову падає нанівець. У моделі другого типу розширення Всесвіту відбувається буде настільки швидким, що гравітаційне тяжіння хоч і уповільнює розширення, неспроможна його зупинити. На рис. 3.3 показано, як змінюється у цій моделі відстань між галактиками. Крива виходить із нуля, тож під кінець кінців галактики видаляються друг від одного з постійної скоростыо. Є, нарешті, і модель третього типу, у якій швидкість розширення Всесвіту щойно достатня у тому, щоб уникнути стискування нанівець (колапсу). У цьому вся разі відстань між галактиками теж спочатку одно нулю (рис. 3. 4), а потім час зростає. Щоправда, галактики «розбігаються «усе з меншою і меншою швидкістю, але він будь-коли падає до нуля.

Модель Фрідмана першого типу дивовижна тим, що Всесвіт не нескінченна у просторі, хоча простір немає кордонів. Гравітація настільки сильний, що простір, искривляясь, замикається із собою, уподібнюючись земної поверхні. Адже, переміщуючись у певному напрямі поверхнею Землі, ви будь-коли натрапите на абсолютно нездоланну перепону, не вывалитесь вінця і наприкінці кінців повернетеся ж саму точку, звідки вийшли. У першій моделі Фрідмана простір таку ж, але замість двох вимірів, поверхні Землі має три виміру. Четверте вимір, час, теж має кінцеву протяжність, але це подібно відтинку прямий, має початок і поклала край. І ми побачимо, що й загальну теорію відносності об'єднати з квантово-механическим принципом невизначеності, то виявиться, як і простір, та палестинці час можуть бути кінцевими, які мають у своїй ні країв, ні границ.

Думка у тому, які можна обійти навколо Всесвіт і повернутися до те місце, готовий до наукової фантастики, але з має практичного значення, бо, як і показати, Всесвіт встигне стиснутися нанівець до закінчення обходу. На повернення в вихідну точку до кінця Всесвіту, довелося б пересуватися зі швидкістю, перевищує швидкість світла, але це невозможно!

У першій моделі Фрідмана (у якій Всесвіт розширюється й стискається) простір викривляється, замикаючись, саме він, як поверхні Землі. Тому розміри його кінцеві. У другій ж моделі, в якої Всесвіт розширюється нескінченно, простір викривлене інакше, як поверхню сідла. Отже, у другий випадок простір нескінченно. Нарешті, у третій моделі Фрідмана (з критичної швидкістю розширення) простір пласке (і, отже, теж нескінченне). Але яка ж із моделей Фрідмана готовий до нашого Всесвіту? Перестане чи Всесвіт, нарешті розширюватися і починає стискатися або ж розширюватиметься вічно? Щоб це питання, треба знати нинішню швидкість розширення Всесвіт і її середню щільність. Якщо щільність менше деякого критичної позначки, залежить від швидкості розширення, то гравітаційне тяжіння буде надто мало, щоб зупинити розширення. Якщо ж щільність більше критичної, то якусь мить у майбутньому через гравітації розширення Всесвіту припиниться і почнеться сжатие.

Сьогоднішню швидкість розширення Всесвіту можна визначити, вимірюючи (за ефективністю Доплера) швидкості видалення ми інших галактик. Такі виміру можна виконати якраз. Але відстані до інших галактик нам погано відомі, що їх не можна виміряти безпосередньо. Ми знаємо лише, що Всесвіт розширюється кожну тисячу мільйонів років на 5−10%. Проте невизначеність у сучасне значення середньої щільності Всесвіту ще більше. Якщо скласти маси всіх можна побачити зірок з нашого і інших галактиках, то навіть за найнижчою оцінці швидкості розширення сума виявиться менше однієї сотої тієї щільності, що необхідно для здобуття права розширення Всесвіту припинилося. Проте й нашої, та інших галактиках має бути багато темній матерії, яку можна бачити безпосередньо, а про існування, якої ми дізнаємося у тій, як його гравітаційне тяжіння впливає орбіти зірок в галактиках. З іншого боку, галактики переважно спостерігаються як скупчень, і ми можемо аналогічним чином дійти невтішного висновку про наявність ще великої кількості межгалактической темній матерії всередині цих скупчень, впливає на рух галактик. Склавши масу всієї темній матерії, ми матимемо лише один десяту того кількості, що слід припинення розширення. Не доводиться це виключити можливість існування й якоїсь іншої форми матерії, розподіленої рівномірно у всій Всесвіту роздивилися й ще зареєстрованою, яка б довести середню щільність Всесвіту до критичного значення, необхідного, щоб зупинити розширення. Отже, наявні дані свідчать, що Всесвіт, мабуть, розширюватиметься вічно. Єдине, у яких можна б бути зовсім впевненим, то це у тому, що й стиснення Всесвіту усе-таки підвищать, тоді ніяк до, ніж після десяти тисяч мільйонів років, бо по крайнього заходу стільки часу вона вже розширюється. Але не має нас сильно тривожити: до того що часу, коли ми не переселимося межі Сонячної системи, людства які вже нічого очікувати — воно згасне разом із Солнцем!

Усі варіанти моделі Фрідмана мають те загальне, що у якійсь момент часу у минулому (десять-двадцять тисяч мільйонів років як розв’язано) відстань між сусідніми галактиками мало рівнятися нулю. Саме тоді, що називається великим вибухом, щільність Всесвіт і кривизна простору-часу повинні бути бесконечными.

Оскільки математики реально не вміють поводження з нескінченно великими величинами, це, що, відповідно до загальної теорії відносності (де засновані рішення Фрідмана), у Всесвіті повинна бути точка, у якій ця теорія неприйнятна. Усі наші наукові теорії засновані на припущенні, що простір-час гладке і майже пласке, тому всі ці теорії неправильні в сингулярной точці великого вибуху, в якої кривизна простору-часу нескінченна. Отже, навіть якщо перед великим вибухом відбувалися якісь події, із них не можна було б спрогнозувати майбутнє, позаяк у точці великого вибуху можливості передбачення звелися б нанівець. Так само, знаючи тільки те, що відбулася після великого вибуху (чому ми знаємо саме це), ми зможемо дізнатися, що відбувалося нього. Події, що відбулися до великого вибуху, що неспроможні не матиме ніяких наслідків, що стосуються б нас і тому повинні фігуруватиме у наукової моделі Всесвіту. Отже, потрібно виключити їх із моделі і слід вважати початком відліку часу момент великого взрыва.

У 1963 р. два радянських фізика, Є. М. Ліфшиц і І. М. Халатников, зробили не одну спробу виключити великий вибух, і з цим і почав часу. Ліфшиц і Халатников висловив припущення, що великий вибух — особливість лише моделей Фрідмана, які наприкінці кінців дають лише близьке опис реальної Всесвіту. Ймовірно, що із усіх моделей, певною мірою що описують існуючу Всесвіт, сингулярність у точці великого вибуху виникає лише у моделях Фрідмана. Відповідно до Фридману, все галактики їдуть у напрямку друг від одного й тому всі вони перебувають у одному місці ми. Однак у реальною Всесвіту галактики будь-коли розходяться точно по прямий: зазвичай вони є що й невеликі складові швидкості, спрямовані з точки. Тому насправді галактикам непотрібно перебувати точно щодо одного місці - досить, щоб були розташовані зовсім близько друг до друга. Тоді нинішня дедалі ширша Всесвіт могла виникнути над сингулярной точці великого вибуху, але в який-небудь більш ранньої фазі стискування; то, можливо, при стискуванні Всесвіту зіткнулися одна з одним в повному обсязі частки. Якась частка їх могла пролетіти повз одне одного й знову розійтися врізнобіч, у результаті й відбувається бачимо зараз розширення Всесвіту. Як тоді визначити, був чи початком Всесвіту великий вибух? Ліфшиц і Халатников зайнялися вивченням моделей, які у найзагальніших рисах було б нагадують моделі Фрідмана, але відрізнялися від фридмановских тим, що мені враховувалися нерегулярності і випадковий реальних швидкостей галактик у Всесвіті. Через війну Ліфшиц і Халатников показали, що у таких моделях великий вибух міг стати початком Всесвіту у тому разі, якщо галактики який завжди розбігаються по прямий, по то міг би виконуватися лише для дуже обмежене коло моделей, у яких рух галактик відбувається належним чином. А позаяк моделей фридмановского типу, які містять великий вибух, нескінченно більше, ніж тих, які містять таку сингулярність, Ліфшиц і Халатников стверджували, що у насправді великого вибуху був. Однак пізніше вони значно більше загальний клас моделей фридмановского типу, які містять сингулярності і де зовсім не від потрібно, щоб галактики рухалися якимось певним чином. Тож у 1970 р. Ліфшиц і Халатников відмовилися від міста своєї теории.

Проте їхньої роботи мала дуже важливого значення, бо показала, що й правильна загальна теорія відносності, то Всесвіт могла мати особливу точку, великий вибух. Та не давала відповіді головний питання: випливає з загальної теорії відносності, що з Всесвіту має було залишатись початок часу — великий вибух? Відповідь це питання було отримано за цілком інший підхід, запропонованому в 1965 р. англійським математиком і фізиком Роджером Пенроузом. З поведінки світлових конусів у спільній теорії відносності і ще, що гравітаційні сили завжди є силами тяжіння, Пенроуз показав, що коли і зірка стискається під впливом власних сил гравітації, вона обмежується областю, поверхню якої відбулася наприкінці кінців стискається нанівець. Оскільки поверхню цій галузі стискається нанівець, той самий має відбуватися і з її обсягом. Усі речовина зірки буде стисло в нульовому обсязі, отже її щільність і кривизна простору-часу стануть нескінченними. Іншими словами, виникне сингулярність в певної області простору-часу, звана чорної дырой.

У теоремі Пенроуза, за якою будь-яке тіло до процесі гравітаційного колапсу має зрештою стиснутися в сингулярну точку. Хіба тоді як теоремі Пенроуза змінити напрям часу на зворотне, те щоб стиснення перейшов у розширення, ця теорема теж правильна, якщо Всесвіт зараз хоча б грубо наближено описується у великому масштабі моделлю Фрідмана. По теоремі Пенроуза кінцевим станом будь-який коллапсируюшей зірки мусить бути сингулярність; при зверненні часу ця теорема стверджує, що у будь-яку моделі фридмановского типу початковим станом розширення Всесвіту також має бути сингулярність. По міркувань технічного характеру у теорему Пенроуза впровадили ролі умови вимога, щоб Всесвіт була нескінченна в просторі. Тому на згадуваній основі цієї теореми мав можливість довести лише, що сингулярність має бути, якщо розширення Всесвіту відбувається досить швидко, ніж почалося повторне стиснення (бо лише фридмановские моделі нескінченні в пространстве).

Потім Воронін Т.П. розробив новий математичний апарат, який дозволив усунути цю й інші технічні умови з теореми про необхідності сингулярності. У результаті 1970 р. Воронін і Пенроузом написали спільну статтю, у якій нарешті довели, що сингулярна точка великого вибуху має бути, спираючись те що, що правильна загальна теорія відносності і що в Всесвіту міститься стільки речовини, скільки бачимо. Ця робота викликала масу заперечень, частково з боку радянської учених, які через прихильності марксистської філософії вірив у науковий детермінізм, а частково і з боку тих, хто приймав самої ідеї сингулярностей як нарушающую красу теорії Ейнштейна. Але з математичної теоремою невідь що посперечаєшся, і тому, коли робота скінчилася, її, зараз майже всі вважають, що Всесвіт виникла окремій точці великого взрыва.

1.3. Народження і смерть Вселенной

У загальній теорії відносності Ейнштейна, самої собою, роблять висновок, що простір-час виникла сингулярной точці великого вибуху, а свій кінець він повинен знаходити у своєму сингулярной точці великого бавовни (якщо колапсує увесь Всесвіт) й у сингулярності всередині чорної діри (якщо колапсує якась локальна область типу зірки). Будь-яке речовина, впале у таку діру, в сингулярності має зруйнуватися, і зовні відчуватиметься лише гравітаційне вплив його маси. Коли ж врахували квантові ефекти, як виявилося, що маса кафе і енергія речовини зрештою повинні, очевидно, повертатися решти Всесвіту, а чорна діра разом з внутрішньої сингулярностью повинна випаруватися й цілком зникнути. Чи буде настільки великим вплив квантової механіки на сингулярності в точках великого вибуху, і великого бавовни? Що він відбувається на дуже ранніх і дуже пізніх стадіях розвитку Всесвіту, коли гравітаційні поля настільки сильні, що не можна нехтувати квантовими ефектами? Чи є справді в Всесвіту початок і поклала край? Але є, то які они?

Католицька церква зробила велику помилку у своїх взаєминах з Галилеем, коли, намагаючись підпорядкувати закону питання науки, оголосила, що Сонце обертається навколо Землі. Тепер, крізь століття, Церква вирішила запросити фахівців й одержати вони консультацію по космології. Наприкінці конференції учасники удостоїлися аудієнції Папи. Він зазначив, що еволюцію Всесвіту після великого вибуху вивчати можна, але не вторгатися в сам великий вибух, що це був момент Створення і, отже, Божественний акт. Папа не знав, що простір-час звісно немає кордонів, т. е. що його немає початку, отже, немає і моменту Створення. Щоб було зрозуміло, якими були думку про можливий вплив квантової механіки на наші погляди на народження та загибель Всесвіту, потрібно спочатку нагадати загальноприйняту картину історії Всесвіту, засновану на так званої гарячої моделі великого вибуху. У ньому вважається, що Всесвіт від днів до великого вибуху описується одній з моделей Фрідмана. У таких моделях виявляється, що в міру розширення Всесвіту речовина і випромінювання у ній розладнуються. (З подвоєнням розмірів Всесвіту її температура стає вдвічі нижча). Оскільки температура — це міра енергії (т. е. швидкості) частинок, охолодження Всесвіту повинна дуже впливати на речовина в ній. При дуже високих температур частки рухаються буде настільки швидким, що може протистояти кожному взаємному притяганню, викликаного ядерними чи електромагнітними силами, але за охолодженні очікується, деякі частки притягатися друг до друга й розпочнуть зливатися. Понад те, навіть типи частинок, існуючих у Всесвіті, повинні залежати від температури. При досить високих температур енергія частинок настільки високою, що за будь-якого зіткненні утворюється багато різних пар частица-античастица, і було певна частина цих частинок аннигилирует, зіштовхуючись із античастицами, освіту все відбувається одно швидше анігіляції. Але у нижчих температурах, коли енергія зіштовхуваних частинок менше, пари частка- античастка створюватимуться повільніше і анігіляція частинок буде відбувається швидше рождения.

Вважається, зараз великого вибуху розміри Всесвіту були рівні нулю, а само собою воно була нескінченно гарячої. Але в міру розширення температура випромінювання знижувалася. Через секунду після великого вибуху температура впала приблизно до тисяч мільйонів градусів; це приблизно тисячу разів більше температури у центрі Сонця, але такі температури досягаються при вибухи водневої бомби. Саме тоді Всесвіт складалася з фотонів, електронів, нейтрино (нейтрино — найлегші частки, які беруть участь лише у слабкому і гравітаційному взаємодію) та його складу, і навіть з певної кількості протонів і нейтронів. Принаймні того як Всесвіт продовжувала розширюватися, а температура падати, швидкість народження електрон антиэлектронных пар в соударениях стала менше швидкості знищення з допомогою анігіляції. Тому майже всі електрони і антиэлектроны мали аннигилировать друг з одним, утворивши нові фотони, отже залишилася тільки трохи надлишкових електронів. Але нейтрино і антинейтрино не аннигилировали друг з одним, бо ці частки дуже слабко взаємодіють між собою й іншими частинками. Тому досі нір повинні зустрічатися можна. Якби можна було цікаво спостерігати, те в нас підвівся хороший спосіб перевірки моделі дуже гарячої ранньої Всесвіту. На жаль, їх енергії зараз надто малими, щоб їх можна було безпосередньо спостерігати. Але якщо нейтрино перестав бути без масової часткою, а має невеличкий власної масою, виявленої в неподтвержденном експерименті радянських учених 1981 р., ми змогли виявити їх побічно: вони б виявитися одній з форм темній матерії, згадуваній раніше, гравітаційне тяжіння якої цілком достатньо, щоб припинити розширення Всесвіту роздивилися й примусити її знову сжиматься.

Приблизно через ці сто секунд після великого вибуху температура впала близько тисячі мільйонів градусів, який відповідає температурі всередині найгарячіших зірок. Під час такої температурі енергії протонів і нейтронів замало для опору сильному ядерного притяганню, і вони починають об'єднуватися друг з одним, створюючи ядра дейтерію (важкого водню), які з протона і нейтрона. Потім ядра дейтерію приєднують себе ще протони і нейтрони і перетворюються на ядра гелію, містять два протона і двоє нейтрона, і навіть утворюють невеликі кількості важчих елементів — літію і берилію. Обчислення показують, що, відповідно до гарячої моделі великого вибуху, близько четвертій частині від протонів і нейтронів мало перетворитися на атоми гелію і небагато важкого водню та інших елементів. Решта нейтрони розпалися на протони, які становлять ядра звичайних атомів водорода.

Описана картина гарячого Всесвіту у ранній стадії розвитку було запропоновано ученим Джорджем (Р. А.) Гамовым у знаменитій роботі, яку Гамов написав у 1948 р. разом із аспірантом Ральфом Альфером. Маючи чудове почуття гумору, Гамов умовив фізика- ядерщика Ганса Бете додати своє прізвище до списку авторів, щоб вийшло «Альфер, Бете, Гамов », що звучить, як назви перших трьох літер грецького алфавіту — альфа, бета, гама, і з надзвичайно адресований статті початок Всесвіту! У статті було зроблено чудове пророцтво у тому, що випромінювання (як фотонів), испущенное на дуже ранніх стадіях розвитку Всесвіту, має досі існувати можна, але цей час його температура впала та дорівнює лише кільком градусів вище абсолютного нуля. Це той випромінювання, що у 1965 р. виявили Пензіас і Вільсон. Коли Альфер, Бете і Гамов писали своєї роботи, ядерні реакції з участю протонів і нейтронів було погано вивчені. Тому передбачені ними співвідношень між концентраціями різних елементів у ранній Всесвіту були дуже неточними, проте, будучи повторені у світі нового бачення, все обчислення не минулися марно, чудово узгоджувалися з сучасними спостереженнями. З іншого боку, дуже важко пояснити якось інакше, чому в Всесвіту має бути дуже багато гелію. Тому ми геть переконані, що цю картину правильна, по крайнього заходу через секунду після великого вибуху, і позже.

Всього за кілька годин після великого вибуху освіту гелію та інших елементів припинилося, після чого протягом приблизно мільйони Всесвіт просто продовжувала розширюватися і не відбувалося нічого особливого. Нарешті, коли температура впала за кілька тисяч градусів і електронів плодів та овочів стало замало подолання чинного з-поміж них електромагнітного тяжіння, вони нарешті почали об'єднуватися друг з одним, створюючи атоми. Уся Всесвіт як єдине ціле могла продовжувати розширюватися і псуватися, але у тих галузях, щільність яких було трішки вище середньої, розширення сповільнювалося через додаткового гравітаційного тяжіння. Через війну деякі області перестали розширюватися і почали стискатися. У процесі стискування під впливом гравітаційного тяжіння матерії, яка перебуває зовні цих галузей, могло розпочатися їх повільне обертання. З зменшенням розмірів колапсуючої області їх обертання прискорювалося, аналогічно, як пришвидшується обертання фігуриста на льоду, що він притискає руки до тіла. Коли нарешті коллапсирующая область стала досить малої, швидкості її обертання мало б вистачити для врівноважування гравітаційного тяжіння — так утворилися які працюють дискообразные галактики. Ті області, які почали обертатися, перетворилися на овальні об'єкти, звані еліптичними галактиками. Колапс цих галузей теж припинився, оскільки, хоча частини галактики стабільно оберталися довкола її центру, галактика загалом не вращалась.

Він складається з водню і гелію газ всередині галактик згодом розпався на газові хмари меншого розміру, стискальні і од дією власної гравітації. При стискуванні цих хмар атоми всередині них зіштовхувалися друг з одним, температура газу підвищувалася, і наприкінці кінців газ розігрівся так, шануй почалися реакції ядерного синтезу. У цих реакцій з водню утворилося додаткову кількість гелію, а через выделившегося тепла зросла тиск газові хмари перестали стискатися. Хмари довго залишалися у тому стані, подібно таким зіркам, чим наші Сонце, перетворюючи водень в гелій і випромінюючи выделяющуюся енергію як тепла і світла. Більше масивним зіркам для врівноважування свого сильнішого гравітаційного тяжіння потрібно було розігрітися сильніше, і реакції ядерного синтезу протікали у яких настільки швидше, що вони випалили свій водень за сто мільйонів років. Потім вони злегка звузилися, і те що нагрівання тривав, почалося перетворення гелію у важкі елементи, такі як вуглець і кисень. Однак таких процесах виділяється небагато енергії, і оскільки говорилося у розділі про чорні діри, мав вибухнути криза. Але не зовсім ясно, що сталося потім, а цілком правдоподібно, що центральні області зірки коллапсировали на вельми щільне стан на кшталт нейтронної зірки чи чорної діри. Зовнішні області зірки можуть раз у раз відриватися і нестися жахливим вибухом, що називається вибухом наднової, затмевающей своїм блиском й інші зірки у своїй галактиці. Частина важчих елементів, які утворилися перед загибеллю зірки, була відкинута у яким заповнюють галактику на газ і перетворилася на сировину для наступних поколінь зірок. Наше Сонце містить близько двох відсотків згаданих важчих елементів, оскільки вона є зіркою другого чи третього покоління, що виникла близько п’яти мільйонів років тому з хмари обертового газу, у якому містилося осколки попередніх наднових. Газ від цього хмари переважно зробив освіту Сонця чи був винесений вибухом, але небагато важчих елементів, зібравшись разом, перетворилася на небесні тіла — планети, що зараз, як і Земля, звертаються навколо Солнца.

Спочатку Земля була гарячою й вони мали атмосфери. З часом охолонула, а внаслідок виділення газу з гірських порід виникла земна атмосфера. Рання атмосфера була непридатна за наших реалій. У ньому був кисню, але було багато інших, отруйних нам газів, наприклад сірководню (що це газ, який надає специфічний запах тухлим яйцям). Щоправда, й інші, примітивні форми життя, які можуть опинитися процвітати таких умов. Припускають, що вони розвинулися в океанах, можливо, внаслідок випадкових об'єднань атомів до великих структури, звані макромолекулами, які мали здатністю групувати інші атоми в океані на такі самі структури. Отже, вони самовоспроизводились і множилися. Іноді в відтворенні могли статися збої. Ці збої здебільшого листувалися тому, нова макромолекула не могла відтворити себе і наприкінці кінців руйнувалася. Але часом внаслідок збоїв виникали нові макромолекули, навіть більше здатні до самовідтворення, що дозволило їм перевагу, і вони намагалися замінити собою початкові. Так як уже почалися еволюції, який призводив би до виникненню дедалі складніших організмів, талановитими в самовідтворення. Найперші примітивні живі організми споживали різні речовини, зокрема сірководень, і виділяли кисень. Через війну відбувалося поступове зміна земної атмосфери, склад якої відбулася наприкінці кінців став таких як зараз, і виникли нормальні умови у розвиток вищих форм життя, як-от риби, рептилії, ссавці і, нарешті, людський род.

Картина, у якій Всесвіт була спочатку дуже гарячою й прохолоджувалася у свого розширення, па сьогодні цілком узгоджується з результатами всіх спостережень. Проте низку важливих питань залишається без ответа.

1. Чому рання Всесвіт була така горячей?

2. Чому Всесвіт так однорідна більше? Чому саме вона виглядає однаково переважають у всіх точках простору й за всіма напрямами? Зокрема, чому температура космічного фону мікрохвильового випромінювання мало змінюється при спостереженнях у різних напрямах? Коли на іспиті кільком студентам поспіль задається і той само вважають та його відповіді збігаються, ви можете б бути зовсім переконані, що вони радилися друг з одним. Однак у описаної моделі з великого вибуху у світла був часу, щоб поїхати з однієї віддаленій області у іншу, навіть коли ці області розташовувалися близько друг до друга у ранній Всесвіту. Відповідно ж до теорії відносності, якщо світло неспроможна потрапити з області до іншої, те й жодна інша інформація не може. Тому різні ділянки ранньої Всесвіту неможливо могли вирівняти свої температури друг з одним, якщо в них були однакові за якоюсь незрозумілою причини температури просто з моменту рождения.

3. Чому Всесвіт початку розширюватися зі швидкістю, такого близького до критичної, яка розділяє моделі з повторним на стиснення і моделі з вічним розширенням, тож зараз, після десяти тисяч мільйонів років, Всесвіт продовжує розширюватися зі швидкістю, приблизно рівної критичної? Якби через секунду після великого вибуху швидкість розширення виявилася хоч і одну сто тисяча мільйон мільйонну (1/100. 000. 000. 000. 000. 000) менше, то було б повторне стиснення Всесвіт і їй ніколи би сягнула свого сучасного состояния.

4. Попри великомасштабну однорідність Всесвіту, у ній існують неоднорідності, такі, як зірки й галактики. Вважається, що вони утворилися через невеликих відмінностей у щільності ранньої Всесвіту від області привертає області. Що було причиною цих флуктуацій плотности?

Загальна теорія відносності як така неспроможна пояснити перелічені властивості чи вирішити ці запитання, оскільки він каже, що Всесвіт виникла сингулярной точці великого вибуху, і від початку мала нескінченну щільність. У сингулярной ж точці загальна теорія відносності і всі фізичні закони неправильні: передбачити неможливо, що буде з сингулярності. Як ми вже говорили, це, що великий вибух і всі події перед ним можна викинути з теорії, оскільки Вони аж ніяк що неспроможні спричинити те, що ми бачимо. Отже, простір-час повинен мати кордон — початок у точці великого взрыва.

Наука, очевидно, відкрила всі ті закони, які у межах похибок, що накладаються принципом невизначеності, дозволяють передбачити, як Всесвіт зміниться згодом, якщо відомо неї якогось моменту часу. Можливо, цих законів було дано Богом, але відтоді Він, судячи з усього, надав Всесвіту повинна розвиватися у відповідність до ними тепер втручається у її життя. Але хоч він вибрав початкова стан і початкову конфігурацію Всесвіту? Які «граничні умови «був у момент «початку часу » ?

Одна з імовірних відповідей — мовити, за вибору початковій конфігурації Всесвіту Бог міркуваннями, зрозуміти, які потрібні просто немає. Це, безумовно, було з влади Бога, але чому, обравши таке дивне початок, усе ж таки вирішив, щоб Всесвіт розвивалася, але зрозумілим нам законам? Уся історія науки була поступовим усвідомленням те, що події не відбуваються довільним чином, а відбивають певний прихований порядок, яку міг або міг бути встановлений божественними силами. Було б лише природно припустити, що це порядок належить як до законів науки, до умовам за українсько-словацьким кордоном простору- часу, які визначають початкова стан Всесвіту. Можливо велика кількість різних моделей Всесвіту з іншими початковими умовами, підпорядковуються законам науки. Мушу існувати якийсь принцип для відбору одного початкового гніву й, отже, однієї моделі для описи нашої Вселенной.

На одній із таких можливостей називають хаотичними граничними умовами. Вони мовчазно приймається, або що Всесвіт нескінченна у просторі, або що є нескінченно багато вселених. Відповідно до хаотичним граничним умовам, можливість, будь-яка виділена область простору відразу після великого вибуху опиниться у будь-якому заданому стані, приблизно дорівнює ймовірності те, що вона буде будь-якому іншому стані: початкова стан Всесвіту вибирається цілком довільним чином. Це означала б, що рання Всесвіт була, мабуть, дуже хаотичною і нерегулярною, оскільки хаотичних і безладних станів Всесвіту вулицю значно більше, ніж гладких і упорядкованих. (Якщо всі стану равновероятны, то Всесвіт запросто виникла одному з хаотичних і безладних станів уже тому, що таких станів вулицю значно більше). Важко сказати, як такі хаотичні початкові умови могли породити таку гладку і однорідну більше Всесвіт, як наша зараз. Можна очікувати, що у такий моделі флуктуації щільності приведуть до утворення набагато більше числа первинних чорних дір, ніж верхня межа, що з спостережень фону гамма-излучения.

Якщо Всесвіт справді нескінченна у просторі або якщо існує нескінченно багато вселених, то десь міг би існувати досить високі області, які виникли у гладкому і однорідному стані. Пригадаємо добре відомий приклад із зграєю мавп, барабанящих на пишучих машинках: більша частина роботи піде у кошик, проте у принципі можуть випадково надрукувати одне із сонетів Шекспіра. Ось і тут — не могла чи область Всесвіту, у якій живемо, випадково виявитися гладкою і однорідної? На погляд це може бути вкрай малоймовірним, оскільки таких гладких областей має бути значно менше, ніж хаотичних і неоднорідних. Але припустімо, що галактики і зірки утворювалися лише у гладких областях і лише там умови годилися у розвиток таких складних самовоспроизводящихся організмів, як ми, здатних запитати: «Чому Всесвіт така гладка? «Це приклад застосування з так званого антропного принципу, що можна сформулювати так: «Ми Всесвіт адже ми її бачимо, тому що ми існуємо ».

Антропный принцип існує у двох варіантів — слабкому і сильному. Слабкий антропний принцип стверджує, що у Всесвіті, яка велика чи нескінченна у просторі чи у часі, умови, необхідних розвитку розумних істот, робитиметься лише у деяких сферах, обмежених у просторі і часу. Тому розумні істоти у цих галузях нічого не винні дивуватися, виявивши, що така область, де вони живуть, задовольняє умовам, необхідним існування. Так багач, яка у багатому районі, вбачає ніякої бідності навколо себя.

Одне з прикладів застосування слабкого антропного принципу — «пояснення «те, що великий вибух стався близько 10 тисяч мільйонів років як розв’язано: приблизно стільки часу потрібно розумним істотам їхнього розвитку. Як мовилося раніше, передусім мало утворитися раннє покоління зірок. Ці зірки перетворювали частина початкового водню і гелію в елементи типу вуглецю і кисню, з яких ми перебуваємо. Потім зірки вибухали як наднові, та якщо з їх осколків утворювалися інші зірки й планети, зокрема і що входять до нашу у Сонячній системі, вік близько 5 тис мільйонів років. У перші одну чи дві тисячі мільйонів років існування Землі у ньому було надто спекотно у розвиток яких би не пішли складних організмів. Інші приблизно 3 тисячі мільйонів років відбувається повільний процес біологічного розвитку, у результаті якого найпростіші організми перейшли шлях до розумних істот, вміють вимірювати час, що минув від моменту великого взрыва.

Мало хто заперечує справедливості і застосування слабкого антропного принципу. Проте, деякі йдуть значно далі, пропонуючи його сильний варіант. Він у тому, що є або багато різних вселених, або багато різних галузей однієї всесвіту, кожна з яких має власну власну початкову конфігурацію і, можливо, свій власний набір наукових законів. У більшій частині цих вселених умови були непридатні у розвиток складних організмів; лише кількох, подібних до нашу, вселених змогли розвиватися розумні істоти, і в цих розумних істот постало питання: «Чому наш Всесвіт така, якою її бачимо? «Тоді відповідь проста: «Якби Всесвіт була інша, не було б нам! «

Закони науки у вигляді, у якому їх знаємо зараз, є багато фундаментальних величин, як-от електричний заряд електрона і ставлення маси протона до масі електрона. Не вміємо, але крайнього заходу зараз, теоретично пророкувати значення цих величин — вони знаходяться тільки з експерименту. Можливо, прийде день, ми відкриємо повну єдину теорію, з допомогою якій усе ці величини будуть враховано, а може виявитися, що з них, або навіть все змінюються під час переходу від всесвіту до всесвіту чи й межах одного всесвіту. Дивно, що значення таких величин були, очевидно, якраз підібрані, щоб забезпечити можливість розвиватися життя. Якби, наприклад, електричний заряд електрона був трохи іншим, зірки або спалювали б водень і гелій, або вибухали. Зрозуміло, можуть і інших форм розумної життя, про які не марили навіть письменники-фантасти. Задля підтримки цьому житті зайві ні світло зірки, як, скажімо, наше Сонце, ні важкі елементи, синтезирующиеся всередині зірок і разлетающиеся по космічному простору вибухом зірки. Проте, очевидно, ясно, що величини, ми говоримо, мають порівняно трохи областей значень, у яких можливий розвиток який би не пішли розумної життя. Велика ж його частина значень відповідає всесвітам, у яких, хоч як не були прекрасні, немає нікого, хто міг би ними захоплюватися. Це надаються до сприйняття або провісниками божественного провидіння в створенні Всесвіт і виборі законів науки, або як підтвердження сильного антропного принципа.

Можна висунути кілька заперечень проти залучення сильного антропного принципу до пояснень спостережуваного стану Всесвіту. По-перше, у сенсі можна говорити, всі ці всесвіти існують? Якщо справді ізольовані друг від друга, то події, що відбуваються в нашій Всесвіту, що неспроможні мати можна побачити наслідків з нашого Всесвіту. Тож нас слід скористатися принципом економію газу й виключити їх із теорії. Якщо ці всесвіти — просто різні ділянки одному й тому ж всесвіту, то наукові закони повинні бути однакові у кожному області, інакше був би неможливий безперервний перехід із області до іншої. Тоді області відрізнялися одна від друга лише початковими конфігураціями, сильна антропный принцип зводився б до слабкої формулировке.

Друге заперечення проти сильного антропного принципу — те, що він спрямований проти ходу всієї історії науки. Розвиток науки йшло від геоцентрических космології Птолемея та її попередників через геліоцентричну космологію Коперника і Галілея до сучасної картині світу, за якою Земля є планетою середнього розміру, повелася навколо звичайній зірки всередині звичайній спіральної галактики, що у своє чергу є лише з мільйона мільйонів галактик в що спостерігається частини Всесвіту. Проте, відповідно до сильному антропному принципу, усе це гігантське спорудження існує просто заради нас. У той дуже важко було повірити. Наша Сонячна система безумовно, є необхідною умовою свого існування; ті ж міркування можна поширити протягом усього нашу Галактику, щоб врахувати зірки раннього покоління, внаслідок чого стався синтез важких елементів. Але, очевидно, немає потреби у цьому, щоб ці інші галактики, та й уся Всесвіт була такою однорідними і однаковими більше у кожному направлении.

Можна було би тривожитися щодо антропного принципу, особливо у його слабкої формулюванні, якби показати, що із різних початкових конфігурацій Всесвіту лише ті могли розвинутися у Всесвіт, як та, яку ми бачимо. Якщо це так, то Всесвіт, що виникла з випадкових початкових умов, повинна містити у собі гладкі і однорідні області, придатні розвитку розумної життя. Якщо для здобуття права вийшло те, що бачимо навколо, була потрібна надзвичайно ретельний вибір початкового стану Всесвіту, то навряд в ній була б хоч одна область, у якій могла зародитися життя. У гарячої моделі великого вибуху цього було замало часу передачі тепла з області до іншої. Це означає, що з пояснення той факт, що температура мікрохвильового фону однакова у напрямку спостереження, необхідно, щоб у початковому стані Всесвіту її температура була скрізь у точності однаковою. З іншого боку, був і дуже точний вибір початковій швидкості розширення, бо запобігання повторного стискування швидкість розширення повинна залишатися досить близька до критичного значенням. Отже, вибір початкового стану Всесвіту має здійснюватися дуже уважно, якщо гаряча модель великого вибуху застосовна впритул до початку відліку часу. Чому початок Всесвіту повинно бути саме такий, дуже важко пояснити інакше, як діянням Бога, якому захотілося створити таких живих істот, як мы.

Спроби збудувати модель Всесвіту, у якій різних початкових конфігурацій міг би розвинутися на що-небудь на кшталт нашого нинішнього Всесвіту, привели Алана Гута, вченого з Массачусетського технологічного інституту, до припущенню у тому, що рання Всесвіт пережила період дуже швидкого розширення. Це розширення називають роздмухуванням, маючи на увазі, що час розширення Всесвіту відбувалося з дедалі більшою швидкістю, а чи не з убутній, як тепер. Гут розрахував, що радіус Всесвіту збільшувався один мільйон мільйонів (одиниця з тридцятьма нулями) раз за крихітну частку секунды.

Гут висловив припущення, що Всесвіт виникла результаті великого вибуху дуже гарячому, але досить хаотичному стані. Високі температури означають, що частки у Всесвіті мали нас дуже швидко рухатися плюс великі енергії. Як мовилося раніше, при такі високі температурах сильні й слабкі ядерні сили та электромагнитная сила мали ввійти всі об'єднатись у одну. У міру розширення Всесвіту вона охолоджувалась і частинок зменшувалися. Зрештою був би статися так званий фазовий перехід і симетрія сил порушили б: сильне взаємодія почало б відрізнятиметься від слабкого і електромагнітного. Відомий приклад фазового переходу — замерзання води при охолодженні. Рідке стан води симетрично, т. е. вода однакова переважають у всіх точках і всіх напрямах. Які Утворюються ж кристали льоду мають якісь стану та розподіляються на деякому напрямі. Через війну симетрія води нарушается.

Якщо охолоджувати воду дуже обережно, що його можна «переохладить », т. е. остудити нижче точки замерзання (0 град. Цельсія) без освіти льоду. Гут припустив, що Всесвіт могла поводитися подібним чином: її температура могла впасти нижче критичної позначки без порушення симетрії сил. Якби справа зрушила, то Всесвіт була б у нестабільній стані з енергією, перевищує ту, що вона було б у разі порушення симетрії. Можна показати, що ця особлива додаткова енергія виробляє антигравитационное дію аналогічно космологічної постійної, яку Ейнштейн увів у загальну теорію відносності, намагаючись побудувати статичну модель Всесвіту. Оскільки, як й у гарячої моделі великого вибуху, Всесвіт вже спілкувалась, відштовхування, внесене космологічної постійної, змусило б Всесвіт розширюватися з дедалі більшою швидкістю. Навіть у областях, де число частинок речовини перевищувало середнє, гравітаційне тяжіння матерії було б менше ніж відштовхування, внесеного ефективної космологічної постійної. Отже, такі області мали теж розширюватися з прискоренням, притаманним моделі раздувающейся Всесвіту. У міру розширення частки матерії розходилися б, усе далі друг від одного і у результаті розширення зрештою дедалі ширша Всесвіт була б майже без частинок, але ще в переохлажденном стані. Через війну розширення все неоднорідності у Всесвіті мали просто сгладиться, як розгладжуються при надування зморшки на гумовому кульці. Отже, нинішнє гладке і однорідне стан Всесвіту могло розвинутися із великої числа різних неоднорідних початкових состояний.

У Всесвіті, швидкість розширення якої зростає через космологічної постійної швидше, ніж сповільнюється через гравітаційного тяжіння матерії, світу вистачило б часу до переходу з області ранньої Всесвіту до іншої. Це було б рішенням раніше поставленого завдання у тому, чому різні ділянки ранньої Всесвіту мають однакові властивості. З іншого боку, швидкість розширення Всесвіту почала б автоматично дуже близька до критичного значенням, визначеного щільністю енергії у Всесвіті. Тоді таку близькість швидкості розширення до критичної можна було б засвідчити, не роблячи припущення ретельному виборі початковій швидкості розширення Вселенной.

Роздмухуванням Всесвіту можна було б засвідчити, чому ній дуже багато речовини. У доступною спостереженням області Всесвіту утримується приблизно мільйонів (одиниця з восьмьюдесятью нулями) частинок. Звідки вони? Відповідь у тому, що у квантової теорії частки можуть народжуватися з енергії як пар частица-античастица. Але тоді відразу виникає запитання: звідки ж береться енергія? Відповідь такий. Повна енергія Всесвіту з точністю дорівнює нулю. Речовина у Всесвіті створено з позитивної енергії. Але всі речовина сам себе притягує під впливом гравітації. Два близько розташованих шматка речовини мають меншою енергією, ніж ті ж два шматка, які перебувають далеко друг від друга, бо рознесення в боку потрібно затратити енергію подолання гравітаційної сили, прагне їх з'єднати. Отже, енергія гравітаційного нуля у сенсі негативною. Можна показати, у разі Всесвіту, приблизно однорідної у просторі, ця негативна гравітаційна енергія з точністю компенсує позитивну енергію, пов’язану з речовиною. Тому повна енергія Всесвіту дорівнює нулю.

Оскільки двічі нуль теж нуль, кількість позитивної енергії речовини у Всесвіті може подвоїтися разом з подвоєнням негативною гравітаційної енергії; закон збереження енергії у своїй не порушиться. Такого бути не буває нормального розширенні Всесвіту, у якій щільність енергії речовини зменшується зі збільшенням розмірів Всесвіту. Але у такий спосіб відбувається за роздуванні, оскільки у цьому випадку Всесвіт збільшується, а щільність енергії переохлажденного стану залишається постійної: коли розміри Всесвіту подвояться, позитивна енергія речовини і негативна гравітаційна енергія теж подвояться, у результаті повна енергія залишається рівної нулю. У фазі роздування розміри Всесвіту дуже зростають. Отже, загальна кількість енергії, з допомогою якої можуть утворюватися частки, теж дуже збільшується. Гут з цього приводу зауважив: «Кажуть, що ні буває скатерті-самобранки. А вічна чи самобранка сама Всесвіт? «

Зараз Всесвіт розширюється без роздування. Отже, має існувати якийсь механізм, завдяки якому вона було усунуто дуже велике ефективна космологічна стала, а швидкість розширення перестала вона зростатиме і під впливом гравітації початку зменшуватися, як продовжує зменшуватися і він. Очікується, що з роздуванні зрештою порушиться симетрія сил, як і переохлажденная вода зрештою змерзне. Тоді зайва енергія стану з ненарушенной симетрією повинна виділитися, і завдяки цього Всесвіт розігріється до температури, трохи меншою, ніж критична температура, коли він симетрія сил ще порушується. Потім Всесвіт знову почне розширюватися і псуватися, як і у гарячій моделі великого вибуху, але тепер ми вже зможемо пояснити, чому швидкість його розширення з точністю дорівнює критичної і чому різні ділянки Всесвіту мають однакову температуру.

У гіпотезі Гута фазовий перехід відбувався нас дуже швидко, як виникають раптом кристали льоду на вельми холодної воді. Ідея Гута в тому, що в старої фази утворюються «бульбашки «нової фази порушеною симетрії, аналогічно, як і киплячою воді зароджуються бульбашки пара. Гут припустив, що бульки розширюються і зливаються друг з одним до того часу, поки увесь Всесвіт бракуватиме у новій фазі. У1983 р. Лінді запропонував більш вдалу модель, звану хаотичної моделлю роздування. У неї ні фазового переходу, ні переохолодження, натомість присутній біс спіновий полі, яке через квантових флуктуацій приймає великі значення деяких сферах ранньої Всесвіту. У цих областях енергія поля поводитиметься як космологічна стала. Результатом дії поля буде гравітаційне відштовхування, під впливом якого вищевказані області почнуть роздуватися. У міру збільшення цих галузей енергія поля була в без них буде повільно зменшуватися, поки роздування не піде на таку ж розширення, як і гарячої моделі великого вибуху. Один із областей міг би перетворитися на сучасну спостережувану Всесвіт. Модель Лінді має усіма перевагами ранньої моделі роздування, але з вимагає сумнівного фазового переходу та, крім того, може дати реальну оцінку флуктуацій температури фону мікрохвильового випромінювання, согласующуюся з результатами наблюдений.

Проведені дослідження моделей роздування показали, що сучасний стан Всесвіту могло виникнути із великої числа різних початкових конфігурацій. Це важливе висновок, бо потім із нього слід, що вибір початкового стану тієї частини Всесвіту, у якій живемо, міг стати невідь що ретельним. Але зовсім з будь-якого початкового стану могла утворитися Всесвіт, як наша. Це можна довести, припустивши, що Всесвіт нині у іншому стані, якомусь дуже нерегулярному і комковатом. Скориставшись законами науки, можна простежити розвиток Всесвіту тому під часу й визначити її конфігурацію на більш ранні часи. По теоремам про сингулярності класичної загальної теорії відносності сингулярність у точці великого вибуху однаково мала існувати. Якщо така Всесвіт розвиватиметься вперед у часі відповідно до законами науки, то кінці ми то дійдемо тому комковатому і нерегулярному стану, від якого починали. Отже, має існувати початкові конфігурації, із котрих може й така Всесвіт, який нині бачимо нашу. Отже, навіть модель роздування щось свідчить, чому початкова конфігурація виявилося тієї, коли він вийшла б Всесвіт, сильно відрізняється від що спостерігається нами. Чи варто звернутися до пояснень до натронному принципу? Чи було все те що просто щасливою випадковістю? Такий відповідь був би як вираз розпачу, заперечення всіх наших надій зрозуміти, якою ж порядок є основою Вселенной.

Для передбачення того, яким повинно бути початок Всесвіту, необхідні закони, справедливі на початку відліку часу. Якщо класична загальна теорія відносності правильна, те з доведених Роджером Пенроузом і мною теорем про сингулярності слід, що у точці початку відліку часу щільність і кривизна простору-часу приймають нескінченні значення. У такій точці порушуються всі відомі закони природи. Можна було припустити, що у сингулярностях діють нових законів, але важко формулювати в точках з такою незрозумілим поведінкою, і ми знали б, що з спостережень вивести вид цих законів. На насправді з теорем про сингулярності слід, що гравітаційного поля настільки посилюється, що стають суттєвими квантові гравітаційні ефекти: класична теорія перестає давати хороше опис Всесвіту. Тому, за вивченні дуже ранніх стадій розвитку Всесвіту доводиться залучати квантову теорію гравітації. Як потім побачимо, в квантової теорії звичайні закони науки можуть виконуватися скрізь, зокрема і на початку відліку часу: не потрібно постулювати нових законів для сингулярностей, оскільки у квантової теорії повинно бути ніяких сингулярностей.

Доки ще немає повної та узгодженої теорії, об'єднуючою квантову механіку і гравітацію. Але ми геть переконані, що така єдина теорія повинен мати деякі певних властивостей. У- перших, вона повинна переважно містити фейнмановский метод квантової теорії, заснований на сумах по траєкторіям частки (і з «історіям «Всесвіту). За такої методі на відміну класичної теорії частка не сприймається як що має одній-єдиній траєкторією. Навпаки, передбачається, що вони можуть переміщатися на всіх можливих шляхах в просторі-часі і будь-яка її траєкторії відповідає пара чисел, одна з яких дає довжину хвилі, а інше — становище у періоді хвилі (фазу). Наприклад, можливість, що частка пройде через деяку точку, виходить підсумовуванням всіх хвиль, відповідальних кожної можливої траєкторії, що проходить цю точку. Але спроби зробити таке підсумовування наштовхуються на серйозні технічні труднощі. Їх можна обминути, лише скориставшись наступним спеціальним рецептом: складаються хвилі, що утворюють ті історії (траєкторії) частинок, що відбувається над ощущаемом нами реальному (дійсному) часу, а так званому уявний часу. Нещире час звучить, можливо, науково фантастично, але насправді це суворо визначений наукове поняття. Помноживши звичайне (чи дійсне) число саме він, ми матимемо позитивне число. (Наприклад, число 2, помножена на 2, дає 4, і те саме виходить при множенні -2 на -2). Але існують особливі числа (вони називаються вдаваними), які за множенні самі він дають негативний результат. (Одне з чисел, мнима одиниця і, при множенні саме він дає -1, число 2i, помножена саме він, дає -4 тощо. буд.). Щоб уникнути ускладнень технічного характеру при обчисленні фейнмановский сум по траєкторіям варто переходити до легендованому часу. Це означає, що з розрахунках час треба вимірювати над дійсних одиницях, а мнимих. Тоді, у просторі-часі виявляються цікаві зміни: у ньому цілком зникає різницю між часом і простором. Простір-час, у якому тимчасова координата подій має удавані значення, називають евклидовым, на вшанування давньогрецького вченого Евкліда, засновника вчення про геометрії двовимірні поверхонь. Те, що ми сьогодні називаємо евклидовым пространством-временем, дуже схожі на початкову геометрію Евкліда і від неї лише числом вимірів: чотири замість двох. У евклідовому просторі-часі не робиться різниці між віссю часу й напрямами у просторі. У реальному ж просторі-часі, де подій відповідають справжні значення координати часу, ці відмінності видно відразу: всім подій вісь часу лежить всередині світлового конуса, а просторові осі - зовні. У кожному разі, коли ми маємо працювати з звичайній квантової механікою, нещире час і евклидово простір-час так можна трактувати просто математичний прийом до розрахунку величин, що з реальним пространством-временем.

Друге умова, яке повинна мати у собі будь-яка завершена теорія, — це припущення Ейнштейна у тому, що гравітаційного поля представляється як викривленого простору-часу: частки прагнуть іти у траєкторіям, який заміняє в викривленому просторі- часу прямі, але, оскільки простір-час не пласке, ці траєкторії викривляються, начебто ними діє гравітаційне нулі. Якщо фейнмановское підсумовування по траєкторіям з'єднати все із поданням Ейнштейна про гравітації, тоді аналогом траєкторії однієї частки ставатиме схиблене простір-час, яке є історію усього Всесвіту. Щоб уникнути технічних труднощів, які можуть опинитися зустрітися при конкретному обчисленні суми по історіям, скривлені четырехмерные простору слід вважати евклидовыми. Це означає, що вісь часу мнима і відрізняється від просторових осей. Для обчислення ймовірності те, що дійсне простір-час має деяким властивістю, наприклад виглядає однаково переважають у всіх точках і всіх напрямах, треба скласти хвилі, що відповідають усім тим історіям, які мають цим свойством.

У класичної загальної теорії відносності може існувати багато різних видів викривленого простору-часу, й вони відповідають різним початковим станам Всесвіту. Знаючи початкова становище нашої Всесвіту, ми знали б цілком її історію. Аналогічно в квантової теорії гравітації можливо багато різних квантових станів Всесвіту, і як і, знаючи, як поводилися вранці часи скривлені евклидовы четырехмерные простору у сумі по історіям, ми могли визначити квантове стан Вселенной.

У класичної теорії гравітації, використовує дійсне простір-час, можливі лише дві типу поведінки Всесвіту: або вона існувала протягом нескінченного часу, то її початком була сингулярна точка до якогось кінцевий час у минулому. У квантової ж теорії гравітації і його третя можливість. Оскільки використовуються евклидовы простору, у яких тимчасова і просторові осі рівноправні, простір-час, будучи кінцевим, може тим щонайменше не мати сингулярностей, їхнім виокремленням його кордон Польщі або край. Тоді простір-час нагадує поверхні Землі з цими двома додатковими вимірами. Поверхня Землі має кінцеву протяжність, але вона немає кордону, ні краю: попливши морем убік занепаду, ви вывалитесь вінця і в сингулярность.

Якщо евклидово простір-час простирається тому за легендованому часу нескінченно чи починається у сингулярной точці мнимого часу, те, як й у класичної теорії відносності, виникає запитання про визначення початкового стану Всесвіту — Богу, то, можливо, і всім відомо, яким був початок Всесвіту, але в нас жодних підстав мислити це початок таким, а чи не іншим. Квантова ж теорія гравітації відкрила одну нову можливість: простір-час немає кордону, і тому не потрібно визначати поведінка за українсько-словацьким кордоном. Тоді немає і сингулярностей, у яких порушувалися б закони науки, а простір-час немає краю, у якому довелося б вдаватися по допомогу Бога чи якої- нибудь новим законом, щоб накласти на простір-час граничні умови. Можна було сказати, що граничну умова для Всесвіту — відсутність кордонів. Тоді Всесвіт була зовсім самостійна і не залежала від те, що відбувається зовні. Вона б не була створена, її було б знищити. Вона просто існувала бы.

Як і кожна теоретичне становище, може бути спочатку висунуто з естетичних чи метафізичних міркувань, але потім має минути реальну перевірку — дозволяє воно будувати припущення, узгоджувалися з спостереженнями. Що стосується квантової теорії гравітації така перевірка утруднена з двох причин. По-перше, як буде показано у наступному главі, ми ще маємо теорії, яка успішно об'єднувала б загальну теорію відносності з квантовою механікою, хоча нас у що свідчить відома форма, що має мати така теорія. По-друге, всяка модель, детально яка описувала весь Всесвіт, безсумнівно, буде зацікавлений у математичному відношенні надто складна, щоб було її основі виконувати точні обчислення. Тож у розрахунках неминучі спрощують припущення, і наближення, і при цьому завдання вилучення пророцтв залишається дивовижно сложной.

[pic]

Якщо прийняти це умова відсутності кордонів, виявляється, що ймовірність розвитку Всесвіту але більшості можливих історій пренебрежимо мала, але існує деяке сімейство історій, значно більше ймовірних, ніж інші. Ці історії можна зобразити як хіба що Землі, причому відстань до Північного полюси відповідає легендованому часу, а розміри окружностей, всі крапки яких одно віддалені від Північного полюси, відповідають просторовим розмірам Всесвіту. Всесвіт починається як точка на Північному полюсі. При русі на південь такі широтні окружності збільшуються, який відповідає розширенню Всесвіту із поліциклічним перебігом мнимого часу (рис. 8. 1). Всесвіт сягає максимальної величини на екваторі, та був із поліциклічним перебігом мнимого часу стискається в точку на Південному полюсі. Попри те що, що у Північному і Південному полюсі розмір Всесвіту нульовий, ці точки будуть сингулярними трохи більше, ніж Північний й Південний полюс лежить на поверхні Землі. Закони науки робитиметься у яких як і, як вони виконуються на Північному і Південному полюсах Земли.

Однак у дійсному часу історія Всесвіту виглядає зовсім інакше. Десять чи двадцять тисяч мільйонів років тому вони розмір Всесвіту мав мінімальне значення, однакову максимальному радіусу історії в уявний часу. Потім, із поліциклічним перебігом дійсного часу, Всесвіт розширювалася відповідно до хаотичної моделлю роздування, запропонованої Лінді (але сьогодні вже не потрібно припускати, що Всесвіт була якимось чином створена правильному стані). Всесвіт досягла великих розмірів, і потім повинна знову стиснутися на щось, має в дійсному часу вид сингулярності. Тож у певному сенсі ми всі приречені, навіть якщо триматимемося подалі від чорних дір. Сингулярностей нічого очікувати лише тому випадку, якщо уявляти собі розвиток Всесвіту в уявний времени.

Якщо Всесвіт насправді в такому квантовому стані, що його історія в уявний часу це не матиме ніяких сингулярностей. Але, як зазначалось, головне, значення теорем про сингулярностях таке: вони показують, що гравітаційного поля має стати повністю, отже не можна буде знехтувати квантовими гравітаційними ефектами. Саме ця веде висновку, що у уявний часу Всесвіт мусить бути кінцевої, але не матимуть кордонів Шотландії й сингулярностей. Після повернення ж у реальне час, у якому живемо, можна знайти, що сингулярності з’являються знову. Астронавт, впав в чорну діру, однаково дійшов трагічному кінцю, і лише у уявний у нього було б зустрічі з сингулярностями.

Можливо, було б укласти, що це зване нещире час — це насправді є час реальне, бо, що ми називаємо реальним часом, — просто плід нашого уяви. У дійсному у Всесвіту є початок і поклала край, відповідальні сингулярностях, що утворюють кордон простору-часу і де порушуються закони науки. У уявний на той час немає сингулярностей, ані національних меж. Отож, можливо, саме те, що ми називаємо мнимим часом, насправді фундаментальніше, бо, що ми називаємо часом реальним, — це якесь суб'єктивне уявлення, виникле в нас за будь-яких спроб описати, якою ми бачимо Всесвіт. Тому втрачає сенс запитувати, що саме реально — дійсне певний час чи час нещире? Важливо тільки, яке з нього більш адресований описи. Ми можемо тепер, користуючись методом підсумовування, по історіям і слідкуючи припущенням про відсутність кордонів, подивитися, якими властивостями Всесвіт може мати одночасно. Наприклад, можна визначити можливість, що Всесвіт розширюється приблизно від однаковою швидкістю за всіма напрямами тоді, коли щільність Всесвіту має сучасне значення. У спрощених моделях, якими досі займалися, ця можливість видається дуже значної; в такий спосіб, умова відсутності кордонів свідчить про надзвичайно високу ймовірність те, що сучасний темп розширення Всесвіту майже однаковий за всіма напрямами. Це цілком узгоджується з спостереженнями фону мікрохвильового випромінювання, які показують, що його інтенсивність за всіма напрямами майже однакова. Якби Всесвіт за напрямами розширювалася швидше, ніж у сусідніх, то інтенсивність випромінювання у цих напрямках зменшувалася за рахунок додаткового червоного смещения.

Зараз вивчаються та інші слідства з умови відсутності кордонів. Особливо цікава завдання про малих відхиленнях щільності від однорідної щільності ранньої Всесвіту, у яких виникли спочатку галактики, потім зірки й нарешті ми. З огляду на принципу невизначеності рання Всесвіт може бути повністю однорідну, бо повинні обов’язково може бути деякі невизначеності у заключних положеннях і швидкостях частинок — флуктуації. З умови відсутності кордонів, знайдемо, що у початковому змозі під Всесвіту і має бути неоднорідність, мінімально можлива з погляду принципу невизначеності. Потім Всесвіт пережила період швидкого розширення, як і моделях роздування. Протягом цієї періоду початкові неоднорідності посилювалися, доки досягли розмірів, достатніх, щоб пояснити походження тих структур, які бачимо навколо себе. У такій розширення Всесвіту, у якій щільність речовини слабко змінюється від місця доречно, розширення більш щільних областей під впливом гравітації могло сповільнитися і стати в стиснення. Це повинно призвести до освіті галактик, зірок і, нарешті, навіть таких незначних істот, як ми. Отже, виникнення всіх складних структур, які бачимо у Всесвіті, можна пояснити умовою відсутності в неї меж, посеред поєднані із квантово-механическим принципом неопределенности.

Із подання у тому, що простір та палестинці час утворюють замкнуту поверхню, випливають також дуже важливі слідства щодо ролі Бога у житті Всесвіту. У зв’язку з успіхами, досягнутими науковими теоріями описання подій, більшість учених дійшло до переконання, що Бог дозволяє Всесвіту повинна розвиватися у відповідність до певної системою законів і втручається у її розвиток, не порушує цих законів. Але закони щось кажуть нам у тому, як виглядала Всесвіт, коли тільки виникла, — завести годинник, і вибрати початок все-таки може бути справою Бога. Зараз ми вважаємо, що з Всесвіту був початок, ми можемо думати, що вона був Творець. Якщо ж Всесвіт справді повністю замкнута і немає ані національних меж, ні країв, тоді в неї повинно бути ні початку, ні кінця: він є, і всі! Чи тоді місце для Создателя?

Заключение

Кожній історичної епосі притаманний свій обрій науки, своя обмеженість поглядів на природі речей, явищ, які оточують людину. Протягом тисячоліть людина було оглянути свою планету. І спочатку він створював примітивні космологічні уявлення типу: «Земля тримається на трьох слонах» (чи черепахе, залежно від цього, що вона бачила перед собой)…

Завдяки спільним зусиллям М. Коперника, І. Кеплера і І. Ньютона більш 300 років тому обрій астрономії було розширено за орбіту планети Сатурн. У. Гаршель відсунув його краю Галактики, і аж ніяк недавно Хаббл — у далеку межгалактическое простір. Нині мушу викликаючи почуття гордості від цього, що людський розум виявився здатним розкривати таємниці далеких зірок і галактик, встановлювати закони їх будівлі та развития.

Але з кожним роком перед людиною стають дедалі більше складні питання, які заторкують фундаментальні властивості матерію та конкретні форми її існування. Симетрична чи Всесвіт щодо речовини і антиречовини? Складаються чи елементарні частки з простіших? Незмінні на насправді звані постійні величини — стала тяжіння З, стала Планка h, швидкість світла сек. і інші? І чого вони мають саме такі, а чи не інші чисельні значення? І якщо деякі їх повільно змінюються, те, як впливає в розвитку Всесвіт і її окремих складові частей.

Так, сьогодні ми знаємо вже багато що про побудову Всесвіту і його окремих «об'єктів. Але… з кожним роком розширюється обрій науки, розширюються межі у просторі і часу, до яких проникає людський розум. І, як римський філософ Сенека, безсумнівно, що частку наших нащадків «залишиться більшість істин, ще открытых…

1. Вивчено: Вважається, зараз великого вибуху розміри Всесвіту були рівні нулю, а само собою воно була нескінченно гарячої. Але в міру розширення температура випромінювання знижувалася. Через секунду після великого вибуху температура впала приблизно до тисяч мільйонів градусів. У цей час Всесвіт складалася з фотонів, електронів, нейтрино та його складу. Принаймні того як Всесвіт продовжувала розширюватися, а температура падати, швидкість народження електрон антиэлектронных пар в соударениях стала менше швидкості знищення з допомогою анігіляції. Тому майже всі електрони і антиэлектроны мали аннигилировать друг з одним, утворивши нові фотони, отже залишилася тільки трохи надлишкових електронів. Приблизно через ці сто секунд після великого вибуху температура впала близько тисячі мільйонів градусів, який відповідає температурі всередині найгарячіших зірок. Під час такої температурі енергії протонів і нейтронів замало для опору сильному ядерного притяганню, і вони починають об'єднуватися друг з одним, створюючи ядра дейтерію, які складаються з протона і нейтрона. Потім ядра дейтерію приєднують себе ще протони і нейтрони і перетворюються на ядра гелію, містять два протона і два нейтрона, і навіть утворюють невеликі кількості важчих елементів — літію і берилію. Обчислення показують, що, відповідно до гарячої моделі великого вибуху, близько четвертій частині від протонів і нейтронів мало перетворитися на атоми гелію і небагато важкого водню і інші елементи. Решта нейтрони розпалися на протони, які мають собою ядра звичайних атомів водню. Всього за кілька годин після великого вибуху освіту гелію та інших елементів припинилося, після чого протягом приблизно мільйони Всесвіт просто продовжувала розширюватися і не відбувалося нічого особливого. Нарешті, коли температура впала за кілька тисяч градусів і електронів плодів та овочів стало замало подолання чинного з-поміж них електромагнітного тяжіння, вони нарешті почали об'єднуватися друг з одним, створюючи атоми. Уся Всесвіт як єдине ціле могла продовжувати розширюватися і псуватися, але у тих галузях, щільність яких було трохи вищі середньої, розширення сповільнювалося через додаткового гравітаційного тяжіння. Через війну деякі області перестали розширюватися і почали стискатися. У процесі стискування під впливом гравітаційного тяжіння матерії, яка перебуває зовні цих галузей, могло розпочатися їх повільне обертання. З зменшенням розмірів колапсуючої області їх обертання прискорювалося, аналогічно, як пришвидшується обертання фігуриста на льоду, коли він притискає руки до тіла. Коли нарешті коллапсирующая область стала досить малої, швидкості її обертання мало б вистачити для врівноважування гравітаційного тяжіння — так утворилися обертові дискообразные галактики. Ті області, які почали обертатися, перетворилися на овальні об'єкти, звані еліптичними галактиками. Колапс цих галузей теж припинився, оскільки, хоча частини галактики стабільно оберталися довкола її центру, галактика загалом не вращалась.

Він складається з водню і гелію газ всередині галактик згодом розпався на газові хмари меншого розміру, стискальні і од дією власної гравітації. При стискуванні цих хмар атоми всередині них зіштовхувалися друг з одним, температура газу підвищувалася, і наприкінці кінців газ розігрівся так, шануй почалися реакції ядерного синтезу. У результаті цих реакцій з водню утворилося додаткову кількість гелію, а через выделившегося тепла зросла тиск газові хмари перестали стискатися. Хмари довго залишалися у тому стані, подібно таким зіркам, чим наші Сонце, перетворюючи водень в гелій і випромінюючи выделяющуюся енергію як тепла і світла. Більше масивним зіркам для врівноважування свого сильнішого гравітаційного тяжіння потрібно було розігрітися сильніше, і реакції ядерного синтезу протікали у яких настільки швидше, що вони випалили свій водень за сто мільйонів років. Потім вони злегка звузилися, і те що нагрівання тривав, почалося перетворення гелію у важкі елементи, такі як вуглець і кисень. Однак таких процесах виділяється небагато енергії, і оскільки говорилося у розділі про чорні діри, мав вибухнути криза. Але не зовсім ясно, що сталося потім, а цілком правдоподібно, що центральні області зірки коллапсировали на вельми щільне стан на кшталт нейтронної зірки чи чорної діри. Зовнішні області зірки можуть раз у раз відриватися і нестися жахливим вибухом, що називається вибухом наднової, затмевающей своїм блиском й інші зірки у своїй галактиці. Частина важчих елементів, які утворилися перед загибеллю зірки, була відкинута у яким заповнюють галактику на газ і перетворилася на сировину для наступних поколінь зірок. Наше Сонце містить близько двох відсотків згаданих важчих елементів, оскільки вона є зіркою другого чи третього покоління, що виникла близько п’яти мільйонів років тому з хмари обертового газу, у якому містилося осколки попередніх наднових. Газ від цього хмари в основному зробив освіту Сонця чи був винесений вибухом, але невеличке кількість важчих елементів, зібравшись разом, перетворилася на небесні тіла — планети, що зараз, як і Земля, обертаються навколо Сонця 2. Розглянуто: У моделі Фрідмана все галактики видаляються друг від друга. Це начебто надутий кулька, який завдані точки, якщо його дедалі більше надувати. Відстань між будь-якими двома точками збільшується, але й жодну можна назвати центром розширення. До того ж що більше відстань між точками, то швидше вони видаляються друг від друга. Та й у моделі Фрідмана швидкість, з якою будь-які дві галактики видаляються друг від друга, пропорційна відстані з-поміж них. Отже, модель Фрідмана пророкує, що червоне змішання галактики має бути прямо пропорційно її віддаленості ми, точному відповідність до відкриттям Хаббла. Попри успіх цієї моделі і згоду її пророцтв з спостереженнями Хаббла, робота Фрідмана залишалася невідомої у країнах, і лише 1935 р. американський фізик Говард Робертсон і англійська математик Артур Уолкер запропонували подібні моделі у в зв’язку зі відкриттям Хаббла.

[pic]

Сам Фрідман розглядав тільки один модель, проте його можна вказати три різні моделі, котрим виконуються обидва фундаментальних припущення Фрідмана. У моделі першого типу (відкритої самим Фрідманом) Всесвіт розширюється досить повільно у тому, щоб у силу гравітаційного тяжіння між різними галактиками розширення Всесвіту сповільнювалося і зрештою припинялося. Після цього галактики починають наближатися друг до друга, і Всесвіт починає стискатися. На рис. 3.2 показано, як змінюється згодом відстань між двома сусідніми галактиками. Воно зростає від нуля до якогось максимуму, і потім знову падає нанівець. У моделі другого типу розширення Всесвіту відбувається буде настільки швидким, що гравітаційне тяжіння хоч і уповільнює розширення, неспроможна його зупинити. На рис. 3.3 показано, як змінюється у цій моделі відстань між галактиками. Крива виходить із нуля, тож під кінець кінців галактики видаляються друг від одного з постійної скоростыо. Є, нарешті, і модель третього типу, у якій швидкість розширення Всесвіту щойно достатня у тому, щоб уникнути стискування нанівець (колапсу). У цьому вся разі відстань між галактиками теж спочатку одно нулю (рис. 3. 4), а потім час зростає. Щоправда, галактики «розбігаються «усе з меншою і меншою швидкістю, але він будь-коли падає нанівець. 3. Исследовано:

Якби через секунду після великого вибуху швидкість розширення виявилася хоч і одну сто тисяча мільйон мільйонну (1/100. 000. 000. 000. 000. 000) менше, то було б повторне стиснення Всесвіту роздивилися й їй ніколи би сягнула свого сучасного состояния.

1. Модель великого Вибуху 1. Гіпотетична уявлення про Всесвіт 2. Дедалі ширша Всесвіт 3. Народження і смерть Всесвіту 1. Укладання 2. список використаної литературы

Список використовуваної литературы

1. П. Р. Куликовский: «Довідник любителя АСТРОНОМІЇ» М. 1971 р. 2. Б. А. Воронцов- Вельяминов: «Нариси Всесвіт» М. «Наука» 1976 р. 3. І. А. Климишин «Астрономія нашого часу» М. «Наука» 1980 р. 4. П. Девіс «Випадкова Всесвіт» М. «СВІТ» 1985 р. 5. У. М. Комаров Б. М. Пановский «Цікава астрономія» М. «Наука» 1984 р. 6. І. А. Климишин «Відкриття Всесвіту» М. «Наука» 1987 р. 7. І. З. Школовский «Всесвіт Життя Розум» М. «Наука» 1976 р. 8. В. В. Казютинский «Всесвіт Астрономія, Філософія», М. «Знание"1972 р. 9. І. Дз. Новиков «Еволюція Всесвіту», М. 1983 р. 10. С.П. Левітан. «Астрономія», М., «Просвітництво» 1994 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой