Cum și când s-a format universul. Cum și când s-a format universul Cum s-a născut universul

Pe măsură ce iubim, așa, fără să ne gândim la nimic, doar uită-te la cerul întunecat, presărat la nesfârșit cu stele și visează. Te-ai gândit vreodată la ceva de deasupra noastră, ce fel de lume este, cum funcționează, dacă a existat întotdeauna sau nu, de unde au venit stelele, planetele, de ce exact și nu altfel, aceste întrebări pot fi enumerate până la infinit. De-a lungul existenței sale, omul a încercat și încearcă să răspundă la aceste întrebări și probabil că va dura sute, și poate mii de ani, și tot nu va putea să le dea un răspuns complet.

Privind stelele de mii de ani, omul și-a dat seama că de la seară la seară acestea rămân mereu aceleași și nu își schimbă poziția relativă. Dar, cu toate acestea, nu a fost întotdeauna cazul, de exemplu, acum 40 de mii de ani, stelele nu arătau la fel ca acum. Carul Mare era asemănător cu Big Mallet, nu exista o figură obișnuită a Orionului cu centură. Totul se datorează faptului că nimic nu stă pe loc, ci este în continuă mișcare. Luna se învârte în jurul, Pământul, la rândul său, trece printr-un ciclu circular în jurul Soarelui și, odată cu el, întregul, se învârte în jurul centrului Galaxiei, care, la rândul său, se mișcă în jurul centrului Universului. Cine știe, poate și Universul nostru se mișcă față de altul doar cu dimensiuni mai mari.

Cum s-a format Universul

În 1922, savantul rus, astronomul Alexander Alexandrovich Fridman a prezentat o teorie generală origine al nostru Univers, care a fost confirmat ulterior de astronomul american Edwin Hubble. Această teorie a fost denumită în mod obișnuit ca Teoria Big Bang" . Pentru moment originea universului, și asta cu aproximativ 12-15 miliarde de ani în urmă, dimensiunile sale erau cât mai mici posibil, în mod formal se poate presupune că Universul a fost contractat într-un punct și a avut o densitate infinit de mare egală cu 10 90 kg / cm³. Aceasta înseamnă că 1 centimetru cub din substanța din care consta Universul în momentul exploziei cântărea de la 10 la gradul 90 de kilograme. După aproximativ 10 -35 s. după debutul așa-numitei epoci Planck (când materia era comprimată la limita maximă posibilă și în același timp avea o temperatură de aproximativ 10 32 K), a avut loc o explozie, în urma căreia procesul de exponențial instantaneu. a început expansiunea Universului, ceea ce se întâmplă în prezent. Ca urmare a exploziei, dintr-un nor foarte fierbinte de particule subatomice care se extinde treptat în toate direcțiile, s-au format treptat atomi, substanțe, planete, stele, galaxii și în cele din urmă viața.

Marea explozie- aceasta este eliberarea în toate direcțiile a unei cantități colosale de energie cu o scădere treptată a temperaturii și, deoarece universul se extinde constant, este răcit în mod corespunzător în mod continuu. Însuși procesul de expansiune a Universului în cosmologie și astronomie a primit un nume comun ca „inflație cosmică”. La scurt timp după ce temperatura a scăzut la anumite valori, în spațiu au apărut primele particule elementare, precum protonii și neutronii. Când temperatura cosmosului a scăzut la câteva mii de grade, fostele particule elementare au devenit electroni și au început să se combine cu protoni și nuclee de heliu. În această etapă a început formarea atomilor, în principal hidrogen și heliu, în Univers.

Cu fiecare secundă, Universul nostru crește în volum, acest lucru este confirmat de teoria generală a Expansiunii Universului. Mai mult decât atât, crește (se extinde) doar pentru că nu este conectată prin forța gravitației universale. De exemplu, al nostru nu se poate extinde din cauza forțelor gravitaționale pe care le posedă orice corp care are masă. Întrucât Soarele este mai greu decât orice planetă din sistemul nostru, datorită forțelor gravitaționale, le susține la o anumită distanță, care se poate schimba doar atunci când masa în sine se schimbă. Dacă nu ar exista forțe gravitaționale, atunci planeta noastră, ca oricare alta, s-ar deplasa din ce în ce mai departe de la fiecare minut. Și, desigur, nicio viață nu ar putea avea originea nicăieri în univers. Adică, gravitația, așa cum spune, leagă toate corpurile într-un singur sistem, într-un singur obiect și, prin urmare, expansiunea poate avea loc numai acolo unde nu există corpuri cerești - în spațiul dintre galaxii. Procesul în sine Expansiunile universului mai corect ar fi să numim „retragerea” galaxiilor. După cum știți, distanța dintre galaxii este foarte mare și poate ajunge până la câteva milioane, sau chiar sute de milioane de ani lumină (unul an lumină- aceasta este distanța pe care o va parcurge o rază de lumină într-un an pământesc (365 de zile), numeric este de 9.460.800.000.000 de kilometri, sau 9,46 trilioane de kilometri, sau 9,46 mii de miliarde de kilometri). Și dacă luăm în considerare faptul expansiunii Universului, atunci această cifră este în continuă creștere.

Structura calculată a Universului conform datelor de simulare Millennium. marcat alb

distanța liniei este de aproximativ 141 milioane de ani lumină. Marcat cu galben

materie, în violet - observabilă doar indirect materie întunecată.

Fiecare punct galben reprezintă o galaxie.

Astăzi vorbim despre asta, ei bine, ca universul ei. S-a întâmplat că într-o zi a apărut de undeva, iar acum suntem cu toții aici. Cineva citește acest articol, cineva se pregătește pentru un examen, blestemă tot ce este în lume... Avioanele zboară, trenurile merg, planetele se învârt, ceva se întâmplă mereu pe undeva. Oamenii au fost întotdeauna interesați să cunoască un răspuns complicat la o întrebare simplă. Cum a început totul și cum am ajuns acolo unde suntem? Cu alte cuvinte, cum s-a născut universul?

Deci, iată-le - diferite versiuni și modele ale originii Universului.

Creaționismul: Dumnezeu a creat totul

Dintre toate teoriile despre originea universului, aceasta a apărut chiar prima. O versiune foarte bună și convenabilă, care, poate, va fi întotdeauna relevantă. Apropo, mulți fizicieni, în ciuda faptului că știința și religia sunt adesea prezentate ca concepte opuse, au crezut în Dumnezeu. De exemplu, Albert Einstein a spus:

„Orice naturalist serios trebuie să fie într-un fel o persoană religioasă. Altfel, el este incapabil să-și imagineze că interdependențele incredibil de subtile pe care le observă nu sunt inventate de el. În universul infinit se dezvăluie activitatea Minții infinit perfecte. Ideea obișnuită despre mine ca ateu este o mare concepție greșită. Dacă această idee este extrasă din lucrările mele științifice, pot spune că lucrările mele științifice nu sunt înțelese.

Teoria Big Bang

Poate cel mai comun și mai recunoscut model al originii universului nostru. În orice caz, aproape toată lumea a auzit de el. Ce ne spune Big Bang-ul? Odată, acum aproximativ 14 miliarde de ani, nu exista spațiu și timp, iar întreaga masă a universului era concentrată într-un punct minuscul cu o densitate incredibilă - într-o singularitate. La un moment bun (dacă pot să spun așa, nu a fost timp), singularitatea nu a putut suporta din cauza neomogenității care a apărut în ea, a avut loc așa-numitul Big Bang. Și de atunci, universul se extinde și se răcește în mod constant.

Modelul Universului în Expansiune

Acum se știe cu certitudine că galaxiile și alte obiecte spațiale se îndepărtează unele de altele, ceea ce înseamnă că Universul se extinde. În secolul al XX-lea, existau multe teorii alternative despre originea universului. Unul dintre cele mai populare a fost modelul unui univers staționar, susținut de însuși Einstein. Conform acestui model, Universul nu se extinde, ci se află într-o stare staționară datorită unui fel de forță care îl ține.

Tura roșie este o scădere a frecvențelor de radiație observată pentru sursele îndepărtate, care se explică prin distanța surselor (galaxii, quasari) unele față de altele. Acest fapt indică faptul că universul se extinde.

radiația CMB - este ca ecourile unui big bang. Anterior, Universul era o plasmă fierbinte care s-a răcit treptat. Încă din acele vremuri îndepărtate, așa-numiții fotoni rătăcitori au rămas în Univers, care formează radiația cosmică de fundal. Anterior, la temperaturi mai ridicate ale Universului, această radiație era mult mai puternică. Acum, spectrul său corespunde spectrului de radiații al unui corp absolut solid, cu o temperatură de numai 2,7 Kelvin.

Teoria corzilor

Studiul modern al evoluției Universului este imposibil fără coordonarea sa cu teoria cuantică. Deci, de exemplu, în cadrul teoriei corzilor (teoria corzilor se bazează pe ipoteza că toate particulele elementare și interacțiunile lor fundamentale apar ca urmare a vibrațiilor și interacțiunilor corzilor cuantice ultramicroscopice), se presupune un model de univers multiplu. Desigur, a existat și un Big Bang, dar nu s-a întâmplat din nimic, ci, poate, ca urmare a unei coliziuni a Universului nostru cu un alt, încă un Univers.

De fapt, pe lângă Big Bang-ul care a dat naștere Universului nostru, în Universul multiplu există multe alte Big Bang-uri care dau naștere la multe alte Universuri care se dezvoltă după propriile lor, diferite de legile fizicii cunoscute nouă.

Cel mai probabil, nu vom ști niciodată sigur cum, unde și de ce a apărut Universul. Cu toate acestea, vă puteți gândi foarte mult la asta și în mod interesant și, pentru a avea suficient de mult de gândit, vă sugerăm să vizionați un videoclip fascinant pe tema teoriilor moderne despre originea Universului.

Problemele dezvoltării Universului sunt prea mari. Atât de masiv încât, de fapt, nu sunt nici măcar probleme. Să-i lăsăm pe fizicienii teoreticieni să-și rupă capul peste ei și să trecem din adâncurile Universului pe Pământ, unde poate ne așteaptă un curs neterminat sau o diplomă. Dacă da, oferim propria noastră soluție la această problemă. Rezervă o treabă grozavă autorii Zaochnik, respira ușor și fii în armonie cu tine și cu Universul.

Cerul înstelat a entuziasmat de multă vreme imaginația umană. Strămoșii noștri îndepărtați au încercat să înțeleagă ce fel de puncte sclipitoare ciudate atârnă deasupra capetelor lor. Câți dintre ei, de unde au venit, afectează evenimentele pământești? Din cele mai vechi timpuri, omul a încercat să înțeleagă cum funcționează Universul în care trăiește.

Despre modul în care oamenii antici și-au imaginat Universul, astăzi putem învăța doar din basme și legende care au ajuns până la noi. A fost nevoie de secole și milenii pentru apariția și consolidarea științei Universului, studiind proprietățile și etapele sale de dezvoltare - cosmologia. Pietrele de temelie ale acestei discipline sunt astronomia, matematica și fizica.

Astăzi înțelegem mult mai bine structura Universului, dar fiecare cunoaștere dobândită dă naștere doar la noi întrebări. Studiul particulelor atomice într-un ciocnitor, observarea vieții în sălbăticie, aterizarea unei sonde interplanetare pe un asteroid pot fi numite și studiul Universului, deoarece aceste obiecte fac parte din acesta. Omul este, de asemenea, o parte a frumosului nostru univers stelar. Studiind sistemul solar sau galaxiile îndepărtate, aflăm mai multe despre noi înșine.

Cosmologia și obiectele studiului ei

Însuși conceptul de Univers nu are o definiție clară în astronomie. În diferite perioade istorice și între diferite popoare, a avut o serie de sinonime, precum „cosmos”, „lume”, „univers”, „univers” sau „sferă cerească”. Adesea, când vorbim despre procesele care au loc în adâncurile Universului, se folosește termenul „macrocosmos”, al cărui opus este „microcosmosul” lumii atomilor și particulelor elementare.

Pe calea dificilă a cunoașterii, cosmologia se intersectează adesea cu filozofia și chiar cu teologia și nu este nimic surprinzător în asta. Știința structurii Universului încearcă să explice când și cum a apărut universul, să dezlege misterul originii materiei, să înțeleagă locul Pământului și al umanității în infinitul spațiului.

Cosmologia modernă are două probleme majore. În primul rând, obiectul studiului său - Universul - este unic, ceea ce face imposibilă utilizarea schemelor și metodelor statistice. Pe scurt, nu știm despre existența altor Universuri, proprietățile lor, structura, așa că nu putem compara. În al doilea rând, durata proceselor astronomice nu face posibilă efectuarea de observații directe.

Cosmologia pornește de la postulatul că proprietățile și structura Universului sunt aceleași pentru orice observator, cu excepția fenomenelor cosmice rare. Aceasta înseamnă că materia din univers este distribuită uniform și are aceleași proprietăți în toate direcțiile. De aici rezultă că legile fizice care operează într-o parte a Universului pot fi extrapolate la întreaga Metagalaxie.

Cosmologia teoretică dezvoltă noi modele, care sunt apoi confirmate sau infirmate prin observații. De exemplu, a fost dovedită teoria originii Universului ca urmare a unei explozii.

Vârstă, mărime și compoziție

Scara universului este uimitoare: este mult mai mare decât ne-am fi putut imagina acum douăzeci sau treizeci de ani. Oamenii de știință au descoperit deja aproximativ cinci sute de miliarde de galaxii, iar numărul este în continuă creștere. Fiecare dintre ele se rotește în jurul propriei axe și se îndepărtează de celelalte cu mare viteză datorită expansiunii Universului.

Quasar 3C 345 este unul dintre cele mai strălucitoare obiecte din Univers, situat la o distanță de cinci miliarde de ani lumină de noi. Mintea umană nici măcar nu-și poate imagina asemenea distanțe. Ar fi nevoie de o navă spațială care călătorește cu viteza luminii o mie de ani pentru a înconjura Calea Lactee. I-ar lua 2,5 mii de ani pentru a ajunge în galaxia Andromeda. Și este cel mai apropiat vecin.

Vorbind despre dimensiunea Universului, ne referim la partea sa vizibilă, numită și Metagalaxia. Cu cât obținem mai multe observații, cu atât limitele universului sunt împinse mai departe. Mai mult, acest lucru se întâmplă simultan în toate direcțiile, ceea ce dovedește forma sa sferică.

Lumea noastră a apărut în urmă cu aproximativ 13,8 miliarde de ani, ca urmare a Big Bang - un eveniment care a dat naștere stelelor, planetelor, galaxiilor și altor obiecte. Această cifră este vârsta reală a universului.

Pe baza vitezei luminii, se poate presupune că dimensiunea sa este, de asemenea, de 13,8 miliarde de ani lumină. Cu toate acestea, de fapt, ele sunt mai mari, deoarece din momentul nașterii, Universul se extinde continuu. O parte din ea se mișcă cu viteză superluminală, datorită căreia un număr semnificativ de obiecte din Univers vor rămâne invizibile pentru totdeauna. Această limită se numește sfera sau orizont Hubble.

Diametrul Metagalaxiei este de 93 de miliarde de ani lumină. Nu știm ce se află dincolo de universul cunoscut. Poate că există obiecte mai îndepărtate care sunt inaccesibile astăzi pentru observații astronomice. O parte semnificativă a oamenilor de știință cred în infinitul universului.

Vârsta universului a fost verificată în mod repetat folosind diverse metode și instrumente științifice. A fost confirmat ultima dată de telescopul spațial Planck. Datele disponibile sunt pe deplin în concordanță cu modelele moderne de expansiune a Universului.

Din ce este făcut universul? Hidrogenul este cel mai comun element din univers (75%), urmat de heliu (23%), elementele rămase reprezintă doar 2% din cantitatea totală de materie. Densitatea medie este de 10-29 g/cm3, o parte semnificativă din care cade pe așa-numita energie întunecată și materie. Numele de rău augur nu vorbesc despre inferioritatea lor, doar materia întunecată, spre deosebire de cea obișnuită, nu interacționează cu radiația electromagnetică. Prin urmare, nu putem să-l observăm și să tragem concluziile noastre doar pe motive indirecte.

Pe baza densității de mai sus, masa universului este de aproximativ 6*1051 kg. Trebuie înțeles că această cifră nu include masa întunecată.

Structura universului: de la atomi la clustere galactice

Spațiul nu este doar un gol imens în care stelele, planetele și galaxiile sunt împrăștiate uniform. Structura Universului este destul de complexă și are mai multe niveluri de organizare, pe care le putem clasifica în funcție de scara obiectelor:

1. Corpurile astronomice din univers sunt de obicei grupate în sisteme. Stelele formează adesea perechi sau fac parte din grupuri care conțin zeci sau chiar sute de stele. În acest sens, Soarele nostru este mai degrabă atipic, deoarece nu are „dublu”;
2. Galaxiile sunt următorul nivel de organizare. Pot fi spiralate, eliptice, lenticulare, neregulate. Oamenii de știință nu înțeleg încă pe deplin de ce galaxiile au forme diferite. La acest nivel, descoperim minuni ale universului precum găurile negre, materia întunecată, gazul interstelar, stele binare. Pe lângă stele, ele includ praf, gaz și radiații electromagnetice. Câteva sute de miliarde de galaxii au fost descoperite în universul cunoscut. Se întâlnesc adesea unul cu celălalt. Nu este ca un accident de mașină: stelele doar se amestecă și își schimbă orbitele. Astfel de procese durează milioane de ani și duc la formarea de noi grupuri stelare;
3. Mai multe galaxii formează Grupul Local. Pe lângă Calea Lactee, a noastră include Nebuloasa Triangulum, Nebuloasa Andromeda și încă 31 de sisteme. Grupurile de galaxii sunt cele mai mari structuri stabile cunoscute din univers, ținute împreună de forța gravitațională și de un alt factor. Oamenii de știință au calculat că gravitația singură nu este în mod clar suficientă pentru a menține stabilitatea acestor obiecte. Nu există încă o justificare științifică pentru acest fenomen;
4. Următorul nivel al structurii Universului sunt superclusterele de galaxii, fiecare dintre ele conţinând zeci sau chiar sute de galaxii şi clustere. Cu toate acestea, gravitația nu le mai ține, așa că urmăresc universul în expansiune;
5. Ultimul nivel de organizare al universului sunt celulele sau bulele, ai căror pereți formează superclustere de galaxii. Între ele sunt zone goale numite goluri. Aceste structuri ale Universului au scale de aproximativ 100 Mpc. La acest nivel, procesele de expansiune a Universului sunt cele mai vizibile, iar radiația relicvă este, de asemenea, asociată cu aceasta - un ecou al Big Bang-ului.

Cum a luat ființă universul

Cum a apărut universul? Ce s-a întâmplat înainte de acest moment? Cum a devenit acel spațiu infinit pe care îl cunoaștem astăzi? A fost un accident sau un proces natural?

După zeci de ani de discuții și dezbateri furioase, fizicienii și astronomii aproape au ajuns la un consens că universul a luat ființă ca urmare a unei explozii de putere colosală. El nu numai că a dat naștere întregii materie din univers, dar a determinat și legile fizice prin care există cosmosul cunoscut de noi. Aceasta se numește teoria Big Bang.

Conform acestei ipoteze, odată ce toată materia a fost într-un fel de neînțeles colectată într-un punct mic cu temperatură și densitate infinite. Se numește Singularitatea. Acum 13,8 miliarde de ani, punctul a explodat, formând stele, galaxii, clusterele lor și alte corpuri astronomice ale Universului.

De ce și cum s-a întâmplat acest lucru nu este clar. Oamenii de știință trebuie să lase deoparte multe întrebări legate de natura singularității și originea ei: încă nu există o teorie fizică completă a acestei etape din istoria Universului. De menționat că există și alte teorii despre originea Universului, dar au mult mai puțini adepți.

Termenul „Big Bang” a intrat în uz la sfârșitul anilor 40 după publicarea lucrării astronomului britanic Hoyle. Astăzi, acest model este dezvoltat temeinic - fizicienii pot descrie cu încredere procesele care au avut loc într-o fracțiune de secundă după acest eveniment. Se mai poate adăuga că această teorie a făcut posibilă determinarea vârstei exacte a Universului și descrierea principalelor etape ale evoluției acestuia.

Principala dovadă a teoriei Big Bang este prezența radiației cosmice de fond cu microunde. A fost deschis în 1965. Acest fenomen a apărut ca urmare a recombinării atomilor de hidrogen. Radiația relicvă poate fi numită principala sursă de informații despre modul în care a fost aranjat Universul cu miliarde de ani în urmă. Este izotrop și umple uniform spațiul cosmic.

Un alt argument în favoarea obiectivității acestui model este însuși faptul expansiunii Universului. De fapt, extrapolând acest proces în trecut, oamenii de știință au ajuns la un concept similar.

Există puncte slabe în teoria Big Bang-ului. Dacă universul s-ar fi format instantaneu dintr-un punct mic, atunci ar fi trebuit să existe o distribuție neuniformă a materiei, pe care nu o observăm. De asemenea, acest model nu poate explica unde a ajuns antimateria, a cărei cantitate în „momentul creației” nu ar fi trebuit să fie inferioară materiei barionice obișnuite. Cu toate acestea, acum numărul de antiparticule din univers este neglijabil. Dar cel mai semnificativ dezavantaj al acestei teorii este incapacitatea ei de a explica fenomenul Big Bang-ului, este pur și simplu perceput ca un fapt împlinit. Nu știm cum arăta universul înainte de singularitate.

Există și alte ipoteze despre originea și evoluția ulterioară a universului. Modelul unui univers staționar a fost popular de mulți ani. O serie de oameni de știință au fost de părere că, ca urmare a fluctuațiilor cuantice, a apărut dintr-un vid. Printre ei s-a numărat și celebrul Stephen Hawking. Lee Smolin a prezentat teoria că al nostru, ca și alte universuri, s-a format în interiorul găurilor negre.

Au fost făcute încercări de a îmbunătăți teoria Big Bang existentă. De exemplu, există o ipoteză despre ciclicitatea Universului, conform căreia nașterea dintr-o singularitate nu este altceva decât trecerea ei de la o stare la alta. Adevărat, această abordare contrazice a doua lege a termodinamicii.

Evoluția universului sau ce s-a întâmplat după Big Bang

Teoria Big Bang a permis oamenilor de știință să creeze un model precis al evoluției Universului. Și astăzi știm destul de bine ce procese au avut loc în tânărul Univers. Singura excepție este stadiul foarte incipient al creației, care este încă subiectul unor discuții și controverse acerbe. Desigur, pentru a obține un astfel de rezultat, o bază teoretică nu a fost suficientă, au fost nevoie de ani de cercetare în Univers și mii de experimente pe acceleratoare.

Astăzi, știința identifică următoarele etape după Big Bang:

1. Cea mai veche perioadă cunoscută de noi se numește era Planck, ocupând un segment de la 0 la 10-43 de secunde. În acest moment, toată materia și energia universului au fost colectate la un moment dat, iar cele patru interacțiuni principale au fost una;
2. Epoca Marii Uniri (de la 10-43 la 10-36 de secunde). Se caracterizează prin apariția quarcilor și separarea principalelor tipuri de interacțiuni. Principalul eveniment al acestei perioade este eliberarea forței gravitaționale. În această eră, legile universului au început să prindă contur. Astăzi avem ocazia să facem o descriere detaliată a proceselor fizice ale acestei epoci;
3. A treia etapă a creației se numește Epoca Inflației (de la 10-36 la 10-32). În acest moment, mișcarea rapidă a Universului a început cu o viteză care depășește semnificativ viteza luminii. Devine mai mare decât universul vizibil prezent. Începe răcirea. În această perioadă, forțele fundamentale ale universului sunt în cele din urmă separate;
4. În perioada de la 10−32 la 10−12 secunde apar particule „exotice” de tip boson Higgs, spațiul este umplut cu plasmă de quarc-gluon. Intervalul de la 10−12 la 10−6 secunde se numește epoca quarcurilor, de la 10−6 la 1 secundă - hadroni, la 1 secundă după Big Bang începe epoca leptonilor;
5. Faza de nucleosinteză. A durat până în al treilea minut de la începutul evenimentelor. În această perioadă, atomii de heliu, deuteriu și hidrogen apar din particulele din Univers. Răcirea continuă, spațiul devine transparent pentru fotoni;
6. La trei minute după Big Bang, începe era recombinării primare. În această perioadă a apărut radiația relicvă, pe care astronomii o studiază încă;
7. Perioada de 380 de mii - 550 de milioane de ani se numește Evul Întunecat. Universul în acest moment este plin cu hidrogen, heliu, diferite tipuri de radiații. Nu existau surse de lumină în univers;
8. La 550 de milioane de ani de la Creație, apar stelele, galaxiile și alte minuni ale universului. Primele stele explodează, eliberând materie pentru a forma sisteme planetare. Această perioadă se numește Era Reionizării;
9. La vârsta de 800 de milioane de ani, primele sisteme stelare cu planete încep să se formeze în Univers. Epoca Substanței vine. În această perioadă, se formează și planeta noastră natală.

Se crede că perioada de interes pentru cosmologie este de la 0,01 secunde de la actul creației până în prezent. În această perioadă de timp s-au format elemente primare, din care au apărut stelele, galaxiile și sistemul solar. Pentru cosmologi, epoca recombinării este considerată a fi o perioadă deosebit de importantă, când a apărut radiația cosmică de fond cu microunde, cu ajutorul căreia continuă studiul Universului cunoscut.

Istoria cosmologiei: perioada antică

Omul se gândește la structura lumii din jurul său din timpuri imemoriale. Cele mai vechi idei despre structura și legile Universului pot fi găsite în basme și legende ale diferitelor popoare ale lumii.

Se crede că observațiile astronomice regulate au fost practicate pentru prima dată în Mesopotamia. Pe acest teritoriu au trăit succesiv mai multe civilizații dezvoltate: sumerienii, asirienii, perșii. Putem afla despre cum și-au imaginat Universul din numeroasele tăblițe cuneiforme găsite pe locul orașelor antice. Primele înregistrări referitoare la mișcarea corpurilor cerești datează din mileniul al VI-lea î.Hr.

Dintre fenomenele astronomice, sumerienii au fost cei mai interesați de cicluri - schimbarea anotimpurilor și fazele lunii. De ele depindeau viitoarea recoltă și sănătatea animalelor domestice și, în consecință, supraviețuirea populației umane. Din aceasta s-a tras o concluzie despre influența corpurilor cerești asupra proceselor care au loc pe Pământ. Prin urmare, studiind Universul, îți poți prezice viitorul - așa s-a născut astrologia.

Sumerienii au inventat un pol pentru a determina înălțimea Soarelui, au creat un calendar solar și lunar, au descris principalele constelații și au descoperit câteva legi ale mecanicii cerești.

S-a acordat multă atenție mișcării obiectelor spațiale în practicile religioase din Egiptul Antic. Locuitorii Văii Nilului au folosit un model geocentric al universului, în care Soarele se învârtea în jurul Pământului. Multe texte egiptene antice care conțin informații astronomice au ajuns la noi.

Știința cerului a atins cote semnificative în China antică. Aici în mileniul III î.Hr. e. a apărut postul de astronom de curte, iar în secolul al XII-lea î.Hr. e. au fost deschise primele observatoare. Cunoaștem în principal despre eclipsele solare, zburările cometelor, ploile de meteoriți și alte evenimente cosmice interesante din antichitate din cronicile și cronicile chinezești, care au fost păstrate cu meticulozitate timp de secole.

Astronomia era ținută la mare cinste printre eleni. Ei au studiat această problemă în numeroase școli filozofice, fiecare dintre acestea având, de regulă, propriul sistem al Universului. Grecii au fost primii care au sugerat forma sferică a Pământului și rotația planetei în jurul propriei axe. Astronomul Hipparchus a introdus conceptele de apogeu și perigeu, excentricitatea orbitală, a dezvoltat modele ale mișcării Soarelui și a Lunii și a calculat perioadele de rotație ale planetelor. O mare contribuție la dezvoltarea astronomiei a avut-o Ptolemeu, care poate fi numit creatorul modelului geocentric al sistemului solar.

Înălțimi mari în studiul legilor universului au atins civilizația mayașă. Acest lucru este confirmat de rezultatele săpăturilor arheologice. Preoții au știut să prezică eclipsele de soare, au creat un calendar perfect, au construit numeroase observatoare. Astronomii mayași au observat planetele din apropiere și au putut să-și determine cu precizie perioadele orbitale.

Evul Mediu și Epoca Modernă

După prăbușirea Imperiului Roman și răspândirea creștinismului, Europa a plonjat în Evul Întunecat timp de aproape un mileniu - dezvoltarea științelor naturii, inclusiv a astronomiei, practic s-a oprit. Europenii au extras informații despre structura și legile Universului din textele biblice, câțiva astronomi au aderat ferm la sistemul geocentric al lui Ptolemeu, iar astrologia s-a bucurat de o popularitate fără precedent. Studiul real al universului de către oamenii de știință a început abia în Renaștere.

La sfârșitul secolului al XV-lea, cardinalul Nicolae de Cușa a prezentat o idee îndrăzneață despre universalitatea universului și infinitatea adâncurilor universului. Până în secolul al XVI-lea, a devenit clar că opiniile lui Ptolemeu erau eronate și, fără adoptarea unei noi paradigme, dezvoltarea ulterioară a științei era de neconceput. Matematicianul și astronomul polonez Nicolaus Copernic, care a propus un model heliocentric al sistemului solar, a decis să spargă vechiul model.

Din punct de vedere modern, conceptul lui era imperfect. În Copernic, mișcarea planetelor era asigurată de rotația sferelor cerești de care erau atașate. Orbitele în sine aveau o formă circulară, iar la granița lumii era o sferă cu stele fixe. Cu toate acestea, plasând Soarele în centrul sistemului, omul de știință polonez a făcut, fără îndoială, o adevărată revoluție. Istoria astronomiei poate fi împărțită în două mari părți: perioada antică și studiul universului de la Copernic până în zilele noastre.

În 1608, omul de știință italian Galileo a inventat primul telescop din lume, care a dat un impuls uriaș dezvoltării astronomiei observaționale. Acum oamenii de știință ar putea contempla adâncurile universului. S-a dovedit că Calea Lactee este formată din miliarde de stele, Soarele are pete, Luna are munți, iar sateliții se învârt în jurul lui Jupiter. Apariția telescopului a provocat un adevărat boom în observațiile optice ale minunilor universului.

La mijlocul secolului al XVI-lea, omul de știință danez Tycho Brahe a fost primul care a început observații astronomice regulate. El a dovedit originea cosmică a cometelor, respingând astfel ideea lui Copernic despre sferele cerești. La începutul secolului al XVII-lea, Johannes Kepler a dezvăluit misterele mișcării planetare formulând celebrele sale legi. În același timp, au fost descoperite nebuloasele Andromeda și Orion, inelele lui Saturn și a fost întocmită prima hartă a suprafeței lunare.

În 1687, Isaac Newton a formulat legea gravitației universale, care explică interacțiunea tuturor componentelor universului. El a făcut posibil să se vadă sensul ascuns al legilor lui Kepler, care, de fapt, au fost derivate empiric. Principiile descoperite de Newton le-au permis oamenilor de știință să arunce o privire nouă asupra spațiului Universului.

Secolul al XVIII-lea a fost o perioadă de dezvoltare rapidă a astronomiei, extinzând foarte mult granițele universului cunoscut. În 1785, Kant a venit cu ideea genială că Calea Lactee era o colecție uriașă de stele, trase împreună de gravitație.

În acest moment, noi corpuri cerești au apărut pe „harta Universului”, telescoapele au fost îmbunătățite.

În 1785, astronomul englez Herschel, bazându-se pe legile electromagnetismului și mecanicii newtoniene, a încercat să creeze un model al universului și să-i determine forma. Cu toate acestea, a eșuat.

În secolul al XIX-lea, instrumentele oamenilor de știință au devenit mai precise și a apărut astronomia fotografică. Analiza spectrală, apărută la mijlocul secolului, a dus la o adevărată revoluție în astronomia observațională - acum compoziția chimică a obiectelor a devenit un subiect de cercetare. S-a descoperit centura de asteroizi, s-a măsurat viteza luminii.

Epocă revoluționară sau timpuri moderne

Secolul al XX-lea a fost epoca adevăratelor descoperiri în astronomie și cosmologie. La începutul secolului, Einstein a dezvăluit lumii teoria sa a relativității, care a făcut o adevărată revoluție în ideile noastre despre univers și ne-a permis să aruncăm o privire nouă asupra proprietăților universului. În 1929, Edwin Hubble a descoperit că universul nostru se extinde. În 1931, Georges Lemaitre a prezentat ideea formării sale dintr-un punct mic. De fapt, acesta a fost începutul teoriei Big Bang. În 1965, a fost descoperită radiația relicvă, ceea ce a confirmat această ipoteză.

În 1957, primul satelit artificial a fost trimis pe orbită, după care a început epoca spațială. Acum, astronomii nu numai că au putut observa corpurile cerești prin telescoape, ci și le-au putut explora de aproape cu ajutorul stațiilor interplanetare și al sondelor coborătoare. Am putut chiar să aterizam pe suprafața lunii.

Anii 1990 pot fi numiți „perioada materiei întunecate”. Descoperirea ei a explicat accelerarea expansiunii universului. În acest moment, au fost puse în funcțiune noi telescoape, permițându-ne să depășim limitele universului cunoscut.

În 2016, au fost descoperite unde gravitaționale, ceea ce este probabil să inaugureze o nouă ramură a astronomiei.

În ultimele secole, am extins foarte mult granițele cunoștințelor noastre despre univers. Cu toate acestea, de fapt, oamenii tocmai au deschis ușa și au privit într-o lume imensă și minunată plină de secrete și minuni uimitoare.

Dacă aveți întrebări - lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem.

Este greu de imaginat o perioadă cu 13,7 miliarde de ani înainte de ziua de astăzi, când întregul univers era o singularitate. Potrivit teoriei Big Bang, unul dintre principalii concurenți pentru rolul de a explica de unde provin Universul și toată materia din spațiu - totul a fost comprimat într-un punct mai mic decât o particulă subatomică. Dar dacă este totuși acceptabil, gândiți-vă la asta: ce s-a întâmplat înainte de Big Bang-ul?

Această întrebare a cosmologiei moderne merge înapoi încă din secolul al IV-lea d.Hr. Acum 1600 de ani, teologul Augustin cel Fericitul a încercat să înțeleagă natura lui Dumnezeu înainte de crearea universului. Și știi cu ce a venit? Timpul a făcut parte din creația lui Dumnezeu și pur și simplu nu a existat „înainte”.

Unul dintre cei mai buni fizicieni ai secolului al XX-lea, Albert Einstein, a ajuns aproape la aceleași concluzii în dezvoltarea teoriei sale a relativității. Este suficient să acordați atenție influenței masei în timp. Masa gigantică a planetei distorsionează timpul, făcându-l să curgă mai lent pentru o persoană de la suprafață decât pentru un astronaut pe orbită. Diferența este prea mică pentru a fi evidentă, dar, de fapt, o persoană care stă lângă o piatră mare îmbătrânește mai încet decât una care stă pe un câmp. Dar pentru a deveni mai tânăr cu o secundă, va dura un miliard de ani. Singularitatea dinaintea Big Bang-ului avea toată masa universului, ceea ce, de fapt, a oprit timpul.

Conform teoriei relativității a lui Einstein, timpul s-a născut exact în momentul în care singularitatea a început să se extindă și a depășit infinitul comprimat. La câteva decenii după moartea lui Einstein, dezvoltarea fizicii cuantice și o multitudine de teorii noi au reînnoit dezbaterea despre natura universului înainte de Big Bang. Să aruncăm o privire.

Brane, cicluri și alte idei
„Și Dumnezeu a scuipat, a plecat și a trântit ușa,
Eram în spatele lui - și nu mai sunt uși.
A. Nepomniachtchi

Ce se întâmplă dacă Universul nostru este un descendent al altui Univers, mai vechi? Unii astrofizicieni cred că un CMB rămas de la big bang, fundalul cosmic cu microunde, va ajuta să facă lumină asupra acestei povești.

Astronomii au înregistrat pentru prima dată CMB-ul în 1965 și a dat naștere la anumite probleme în teoria Big Bang - probleme care i-au făcut pe oameni de știință să confunde și să deducă pe scurt (până în 1981) teoria inflaționistă. Conform acestei teorii, în primele momente ale existenței sale, universul a început să se extindă extrem de rapid. Teoria explică, de asemenea, temperatura și densitatea fluctuațiilor radiației relicve și sugerează că aceste fluctuații ar trebui să fie aceleași.

Dar, după cum sa dovedit, nu. Studiile recente au arătat clar că universul este de fapt unilateral, cu mai multe fluctuații în unele zone decât în ​​altele. Unii cosmologi cred că această observație confirmă că universul nostru a avut o „mamă” (!)

În teoria inflației haotice, această idee capătă amploare: progresul nesfârșit al bulelor inflaționiste creează o abundență de universuri, iar fiecare dintre ele creează și mai multe bule inflaționiste într-un număr imens de Multiversuri.

Cu toate acestea, există modele care încearcă să explice formarea singularității înainte de big bang. Dacă te gândești la găurile negre ca la coșuri de gunoi uriașe, ele sunt candidații principali pentru contracția inițială, așa că universul nostru în expansiune ar putea foarte bine să fie gaura albă a unei găuri negre, iar fiecare gaură neagră din universul nostru ar putea conține un univers separat.

Alți oameni de știință cred că formarea unei singularități se bazează pe un ciclu numit „big bang”, în urma căruia universul în expansiune se prăbușește în cele din urmă în sine, creând o altă singularitate, care, din nou, creează un alt big bang. Acest proces va fi etern, iar toate singularitățile și toate prăbușirile nu vor reprezenta altceva decât o tranziție către o altă fază a existenței Universului.

Ultima explicație pe care o vom analiza folosește ideea unui univers ciclic generat de teoria corzilor. Acesta sugerează că noi fluxuri de materie și energie apar la fiecare trilion de ani atunci când două membrane sau brane care se află în afara dimensiunilor noastre se ciocnesc.

Ce s-a întâmplat înainte de Big Bang? Întrebarea rămâne deschisă. Poate nimic. Poate un alt univers, sau o altă versiune a noastră. Poate un ocean de universuri, fiecare dintre ele având propriul său set de legi și constante care dictează natura realității fizice.

Astăzi vorbim despre asta, ei bine, ca universul ei. S-a întâmplat că într-o zi a apărut de undeva, iar acum suntem cu toții aici. Cineva citește acest articol, cineva se pregătește pentru un examen, blestemă tot ce este în lume... Avioanele zboară, trenurile merg, planetele se învârt, ceva se întâmplă mereu pe undeva. Oamenii au fost întotdeauna interesați să cunoască un răspuns complicat la o întrebare simplă. Cum a început totul și cum am ajuns acolo unde suntem? Cu alte cuvinte, cum s-a născut universul?

Deci, iată-le - diferite versiuni și modele ale originii Universului.

Creaționismul: Dumnezeu a creat totul

Dintre toate teoriile despre originea universului, aceasta a apărut chiar prima. O versiune foarte bună și convenabilă, care, poate, va fi întotdeauna relevantă. Apropo, mulți fizicieni, în ciuda faptului că știința și religia sunt adesea prezentate ca concepte opuse, au crezut în Dumnezeu. De exemplu, Albert Einstein a spus:

„Orice naturalist serios trebuie să fie într-un fel o persoană religioasă. Altfel, el este incapabil să-și imagineze că interdependențele incredibil de subtile pe care le observă nu sunt inventate de el. În universul infinit se dezvăluie activitatea Minții infinit perfecte. Ideea obișnuită despre mine ca ateu este o mare concepție greșită. Dacă această idee este extrasă din lucrările mele științifice, pot spune că lucrările mele științifice nu sunt înțelese.

Teoria Big Bang

Poate cel mai comun și mai recunoscut model al originii universului nostru. În orice caz, aproape toată lumea a auzit de el. Ce ne spune Big Bang-ul? Odată, acum aproximativ 14 miliarde de ani, nu exista spațiu și timp, iar întreaga masă a universului era concentrată într-un punct minuscul cu o densitate incredibilă - într-o singularitate. La un moment bun (dacă pot să spun așa, nu a fost timp), singularitatea nu a putut suporta din cauza neomogenității care a apărut în ea, a avut loc așa-numitul Big Bang. Și de atunci, universul se extinde și se răcește în mod constant.

Modelul Universului în Expansiune

Acum se știe cu certitudine că galaxiile și alte obiecte spațiale se îndepărtează unele de altele, ceea ce înseamnă că Universul se extinde. În secolul al XX-lea, existau multe teorii alternative despre originea universului. Unul dintre cele mai populare a fost modelul unui univers staționar, susținut de însuși Einstein. Conform acestui model, Universul nu se extinde, ci se află într-o stare staționară datorită unui fel de forță care îl ține.

Tura roșie este o scădere a frecvențelor de radiație observată pentru sursele îndepărtate, care se explică prin distanța surselor (galaxii, quasari) unele față de altele. Acest fapt indică faptul că universul se extinde.

radiația CMB - este ca ecourile unui big bang. Anterior, Universul era o plasmă fierbinte care s-a răcit treptat. Încă din acele vremuri îndepărtate, așa-numiții fotoni rătăcitori au rămas în Univers, care formează radiația cosmică de fundal. Anterior, la temperaturi mai ridicate ale Universului, această radiație era mult mai puternică. Acum, spectrul său corespunde spectrului de radiații al unui corp absolut solid, cu o temperatură de numai 2,7 Kelvin.

Teoria corzilor

Studiul modern al evoluției Universului este imposibil fără coordonarea sa cu teoria cuantică. Deci, de exemplu, în cadrul teoriei corzilor (teoria corzilor se bazează pe ipoteza că toate particulele elementare și interacțiunile lor fundamentale apar ca urmare a vibrațiilor și interacțiunilor corzilor cuantice ultramicroscopice), se presupune un model de univers multiplu. Desigur, a existat și un Big Bang, dar nu s-a întâmplat din nimic, ci, poate, ca urmare a unei coliziuni a Universului nostru cu un alt, încă un Univers.

De fapt, pe lângă Big Bang-ul care a dat naștere Universului nostru, în Universul multiplu există multe alte Big Bang-uri care dau naștere la multe alte Universuri care se dezvoltă după propriile lor, diferite de legile fizicii cunoscute nouă.

Cel mai probabil, nu vom ști niciodată sigur cum, unde și de ce a apărut Universul. Cu toate acestea, vă puteți gândi foarte mult la asta și în mod interesant și, pentru a avea suficient de mult de gândit, vă sugerăm să vizionați un videoclip fascinant pe tema teoriilor moderne despre originea Universului.

Problemele dezvoltării Universului sunt prea mari. Atât de masiv încât, de fapt, nu sunt nici măcar probleme. Să-i lăsăm pe fizicienii teoreticieni să-și rupă capul peste ei și să trecem din adâncurile Universului pe Pământ, unde poate ne așteaptă un curs neterminat sau o diplomă. Dacă da, oferim propria noastră soluție la această problemă. Comandați o muncă excelentă de la, respirați ușor și fiți în armonie cu dvs. și cu Universul.