Голям взрив

Хронология на Вселената
Това не е ракетна наука, а ...
Астрономия
връзка =: категория:
Финалната граница
Бездната се взира назад
Нека бъдем честни. Дошъл си само за шоуто .

Фразата ' Голям взрив 'обобщава най-широко приеманата научна теория на това как познатото вселена се разви в сегашното си състояние. Данните сочат, че период на разширяване е започнал преди около 13,8 милиарда (± 200 милиона) години и е започнал продължи от както. Действителната причина за инфлация не е напълно определена, въпреки че основният модел прави някои прогнози, които са потвърдени.


Съществуват много мнения за това, което новата физика ще покаже за началото на Вселената - защото това все още е отворен въпрос. В едно предложение, пространство и време ( космическо време ) започва да съществува преди 13,8 милиарда години. В други предложения Вселената има инфлационни периоди. В още едно предложение мултивселена 'съществувал преди началото на нашата Вселена. Подробностите за случилото се преди 13,8 милиарда години (или ако това дори има смисъл) остават да бъдат доработени.

Много сближаващи се линии на доказателства поддържат модела Big-Bang, включително:


  • наблюдаваното разширяване на Вселената
  • наблюдаваното космическо микровълнова печка заден план радиация и неговите анизотропии
  • наблюдаваните съотношения на елементи които са останали от ранната Вселена
  • симулации, включващи образуването на галактики
  • многото измервания (повечето от които нямат нищо общо с космология ), които показват това тъмна материя е истински, а не само a „фактор на измама“ (като някои алтернативни теоретици и креационисти иск)

Имайте предвид, че за разлика от това, което твърдят някои креационисти, теорията за Големия взрив не се опитва да опише първоначалните условия или първата причина за Вселената. Теорията просто обръща внимание на развитието на Вселената от нейните изключително плътни и горещи ранни етапи до сегашната й форма. (Сравнете и сравнете как теорията на еволюция по същия начин не се отнася до произход на живота на Земята ; но само с развитието му след неговия произход.) Поучително е да разглеждаме Големия взрив не като локализиран взрив, от който се отдалечава цялата материя, а по-скоро като равномерно разширяване на самото пространство. Наблюдател във всяка точка на Вселената вижда едно и също нещо: хомогенно разпределение на материята навсякъде, като все по-отдалечените части се отдалечават все по-бързо и по-бързо.

Съдържание

Произход на модела от Големия взрив

Хората спекулират в продължение на стотици години, че Вселената е имала начало - такава спекулация предвещава предпоставката за Големия взрив. Астрономи като Йоханес Кеплер (1571-1630) твърди, че Вселената е с ограничена възраст. Едгар Алън По през 1848 г. вижда Вселената като циклична по своята природа, разширяваща се и свиваща се от едно първоначално състояние. По също вярваше, че времето и пространството са едно, почти 100 години преди това Алберт Айнщайн ще го докаже така. През 1927 г. Белгийски физик и Католик свещеник Жорж Леметър предложи разширяващ се модел на Вселената, за да обясни наблюдаваните червени отмествания на спиралните мъглявини. Едуин хъбъл предостави наблюдателни доказателства за червено изместване на галактики през 1929 г. Айнщайн, като умишлено намекна, че е имало Голям взрив в неговата теория от 1915 г. обща теория на относителността , доказа, че математическите доказателства сочат към начална точка на времето и пространството. Жорж Леметър забеляза намекът на Айнщайн и така Леметър официално обяви модела на Големия взрив. По това време обаче той не се наричаше „Големият взрив“. Леметър го нарече теорията си за „фойерверки“, защото си представяше взривно начало. Терминът „Голям взрив“ възниква едва през 1949 г., когато Фред Хойл (самият привърженик на модел на стационарно състояние ) въведе термина „Голям взрив“ като унизителен етикет.

Самият Айнщайн предлага космологичната константа, за да поддържа теорията за стабилно състояние, като е дълбоко обезпокоен от идеята, че Вселената се разширява и в крайна сметка може да се свие в себе си, което води до това, което е наречено „ Голяма криза '. По-късно той се коригира, като нарече космологичната константа своя „най-голям гаф“. В днешно време обаче се смята, че Айнщайннегаф, когато е създал космологичната константа, защото в днешно време космологичната константа се приема да представлява тъмна енергия , което е мистериозна сила, която всъщност причинява разширяването на пространствотоускоряване, което означава, че Голямата кризанямасе случи.



Изходни предположения

Има две предположения, необходими за изграждането на Големия взрив. Има емпирично доказателство и за двете от тези предположения и те се считат за разумни, защитими твърдения, а не за постулати.


  1. Законите на физиката са еднакви навсякъде във Вселената и са били еднакви през цялата история на Вселената.
  2. В достатъчно голям мащаб Вселената е хомогенна и изотропна.

Първото предположение е ясно, защото а) Няма доказателства за противното и б) Без него можете също да се откажете от правенето на каквато и да е астрономия, астрофизика , или космология изобщо, тъй като ако физическите закони в галактиката Андромеда по някакъв начин се различават от мястото, където живеем, но разликите са толкова фини, че не можем да открием никой от мястото, където се намираме - е, доста е трудно да отидем там и да измерим тях. Това предположение е необходимо, защото когато говорим за това как нещата взаимодействат на галактически, още по-малко универсални, мащаби, трябва да използваме общата теория на относителността. Много по-добре е общата теория на относителността да се отнася и за други галактики по същия начин, както се отнася за нашата.

Второто предположение е известно като космологичен принцип, който има силна емпирична подкрепа. По същество това е по-силна версия на принципа на Коперник, който казва, че Земята няма специално място в космоса.


Какво всъщност казва теорията за Големия взрив

Често погрешно схващане е, че големият взрив предоставя теория за космическия произход. Не става. Големият взрив е теория ... която очертава космическата еволюция от частица секунда след каквото и да се е случило, за да създаде Вселената, ноизобщо не се казва за самото време нула.И тъй като според теорията за големия взрив взривът е това, което се предполага, че се е случило в началото, големият взрив оставя взрива. Не ни казва нищо за това, какво е ударило, защо е ударило, как е ударило или, честно казано, дали наистина е ударило изобщо.Брайън Грийн,Тъканта на Космоса, меки корици, стр. 272, ударение в оригинал


Въпреки името си, казва теорията за Големия взривНищоза това как Вселената е възникнала за първи път. С други думи, това не казва нищо за самия Голям взрив. Всичко, което се казва, е „Добре, ние познаваме законите на физиката на тези енергийни скали, така че можем да екстраполираме обратно до около 10 секунди, но след това нямаме представа какво се е случило; ще ни трябва квантов теория на земно притегляне за това.' Този раздел ще даде график на теорията за големия взрив.

Ерата на Планк

Ерата на Планк е времевата ера от абсолютна нула до около 10 секунди (едноименното време на Планк) след Големия взрив. Все още нямаме работеща теория за този период от време и едва ли има данни за наблюдения - съответно малко може да се каже за това със сигурност. Въпреки това, в тези кратки времена и високи енергии, гравитацията се очаква да е била толкова силна, колкото останалите три основни сили (силно, слабо и електромагнитно взаимодействие) и четирите сили може да са били обединени в една.

Вселената в онези времена бешеизключителномъничка, много по-малка от субатомната частица, гореща и гладка, дори ако започва да се разширява, квантовите вариации ще започнат да причиняват малки колебания на плътността върху нея.

Велика обединителна епоха

След 10 секунди Вселената все още е съвсем мъничка, въпреки че се е разширила до известна степен, е охладена до студени 10 K, което кара гравитацията да се раздели на останалите три сили. Докато Стандартен модел от физиката на елементарните частици не може да побере такъв a Велика единна теория (GUT), много теории извън стандартния модел, напр. Суперсиметрия, може. В квантовата теория на полето (описанието на взаимодействията на частиците на основното ниво), частиците не са голи маси - масата е следствие от процес, наречен спонтанно нарушаване на симетрията . В силно симетричните GUT частиците са без маса.


Инфлация

Концепцията за космическа инфлация предполага, че около 10 секунди след началния момент, когато се е охладила до 10K, Вселената е претърпяла период на бързо разширяване, което е изгладило колебанията на плътността, споменати по-горе. Инфлацията е разработена от Алън Гът в началото на 80-те години, за да се решат някои проблеми със стандартната теория за Големия взрив. Това са:

  1. Проблемът с хоризонта : Материята в настоящата Вселена е изключително хомогенна; плътността на галактиките и газовите облаци е една и съща, независимо в каква посока гледаме. Освен това температурата на фотони на космическия микровълнов фон от една посока са същите като от обратната посока. Тези фотони идват от две точки във Вселената, които никога не са били в контакт. И все пак по някакъв начин те са с еднаква температура! Единственият начин да се реши това е, ако Вселената се разшири много бързо в ранните си етапи.
  2. Проблемът с плоскостта : Кинематичните тестове и данните от колебанията на CMB предполагат, че Вселената е плоска. Освен това единственият начин, по който може да се образува мащабна структура, е ако Вселената е плоска. Ако Вселената беше затворена, с плътността много по-голяма от критичната плътност, ρ >> ρкрит, тогава Вселената би се срутила до сингулярност преди много време. (Този сценарий, между другото, се нарича голямата криза. ) Но ако ρ<< ρкриттогава Вселената щеше да започне да се разширява много бързо и галактиките и широкомащабната структура, които виждаме днес, не биха могли да се формират. Начинът, по който инфлацията прави това, е да се измият (класическите) нехомогенности. Или, по-точно, те ще бъдат разтегнати до мащаби, много по-големи от наблюдаваната Вселена. (Интересното е, че инфлацията също така предсказва, че различни региони на Вселената ще бъдат причинно-следствени (т.е. те не могат да комуникират помежду си), което дава възможност за мултивселена.)
  3. Проблемът с монопола : Много теории за велико обединение (GUT) предсказват съществуването на магнитни монополи и освен това прогнозират, че те биха били произведени в голям брой в първоначалното много горещо състояние на Вселената. Въпреки това, ние виждаме много малко от тях в природата. Инфлацията решава пъзела на магнитните монополи, като ги разпространява в огромни пространства за относително кратък (малки части от секундата, но по-дълъг от живота на Вселената преди началото на споменатата инфлация) период от време - разбира се, тази точка е спорен, ако GUTs са били погрешни и монополите изобщо не са съществували-.
  4. Проблемът с първоначалните колебания : Както бе споменато по-горе, малките свръх- и по-ниски плътности в ранната Вселена са били семената за формиране на галактики и едромащабна структура. Въпросът обаче остава: защо има колебания там и какво диктува тяхната форма? Инфлацията казва, че те са от тамквантов(не класически; не забравяйте, че те са унищожени от инфлацията!) колебания, когато Вселената е с размер на Планк. След това те бяха усилени до галактически мащаби. Инфлацията също така предсказва формата на колебанията.

Тази инфлация настъпи със скорост много по-бърза от скоростта на светлината . По времето, когато Вселената е била на една пета от микросекунда, тя е била с размерите на Слънчевата система, след като е охладена до „само“ 10K.

Разбира се, естественият въпрос за инфлацията е „Каква странна форма на материята може да причиниче? ' Оказва се, че ако имате скаларно поле с правилния потенциал, тогава ще настъпи инфлационна епоха и тя ще удовлетвори условията за решаване на изброените по-горе проблеми. Използвайки правилния потенциал, може да се организира и аграциозен изход. Това означава, че ще има плавен преход от инфлационната епоха към експанзия на Фридман. Предложени са много конкретни инфлационни сценарии (които, разбира се, са резултат от избора на потенциал).

И така, каквоена 'инфлатон' , частицата, която го е причинила? Първоначално физиците смятаха, че полето на Хигс е полето, причиняващо инфлация (или Хигс бозон еинфлатон). Потенциалът (потенциалът на Хигс или мексиканската шапка) обаче няма правилните свойства, така че някои други скаларни частици трябва да са инфлатонът. В момента се смята, че инфлатонът е „отвъд Стандартен модел 'частица.

Друго важно парче в тази история е фазовият преход, известен като претопляне. Повторното нагряване е процесът, при който инфлационното поле се разпада на останалите частици кварки , електрони и фотони.

Теорията за хаотичната инфлация или теорията за балонната вселена или теорията за вечната инфлация е алтернативен модел на инфлация. Разработена от физика Андрей Линде и други през 1986 г., тя решава проблем на теорията за инфлацията, а именно как да сложим край на инфлационния период. Той казва, че Големият взрив е началото на мултивселената, инфлацията по-бърза от светлината никога не е приключила и никога няма да завърши и че вселените възникват от квантови колебания в празнотата извън вселените, въпреки че разширяването на FTL завършва почти моментално, за разлика от мултивселената който е правил това от Големия взрив и винаги ще го прави.

Данни от космически мисии, посветени на изучаването на космическия микровълнов фон като НАСАWMAPили ТОВАПланкдават силна подкрепа на инфлационната теория и резултатите от последната валидират най-простите модели. Все още обаче има много инфлационни модели, от които да избирате и някои космолози все още са скептични към споменатата теория.

Космическата инфлация няма никакво отношение към макроикономическия феномен на инфлация , освен доколкото книгите за това струват малко повече всяка година.

Електрослаба епоха

Тъй като силното взаимодействие се раздели с електрослабото взаимодействие още след края на ерата на GUT, инфлационната епоха понякога се счита за част от епохата на електрослабите. Силното взаимодействие се беше превърнало в отделна сила, но електромагнетизмът и слабото взаимодействие все още бяха обединени. Фотоните (и Z бозоните) не са съществували като отделни частици - те наистина са комбинация от W и B бозона и тези два са съществували като отделни частици по това време. Също така бозоните W, W, W и B бяха без маса, въпреки че W и W са трети по маса масивни частици в стандартния модел - те придобиват маса чрез механизма на Хигс, който нарушава електрослабата симетрия и поражда отделен електромагнитен и слаб взаимодействие в днешната Вселена.

Термична история и нуклеосинтеза

След претопляне имаше супа от частици от стандартен модел. Първоначално имаше кварк-глюонна плазма. Кварките и глуони не са свързани помежду си при тези високи енергии. Отначало това може да изглежда озадачаващо; не трябва ли цветът да е ограничен? Да, но само при ниски енергии. Квантова хромодинамика има своеобразно свойство, наречено асимптотична свобода. Тоест при високи енергии силата всъщност става по-слаба. Както и да е, когато плазмата се охлади достатъчно, кварките и глуоните са свързани заедно бариони . Антибарионите (античастиците на барионите) също присъстват и те се унищожават с барионите. Изглежда, че антибарионите и барионите ще бъдат произведени в равни количества. Ако случаят беше такъв, всички антибариони щяха да се унищожат с барионите и нямаше да останат бариони. Това очевидно не е така, така че някои процеси трябва да са облагодетелствали барионите пред антибарионите. С други думи, имаше малко повече бариони, отколкото антибариони. Някои от тези бариони в крайна сметка станаха ядра на хелий или по-тежки елементи чрез нуклеосинтеза. Ще имаме да кажем повече за това по-късно, но първо ще обсъдим термичната история на лептоните.

Първо трябва да поговорим за термично отделяне. Помислете за два вида частици, A и B. Те имат някаква реакция, която ги поддържа в топлинно равновесие. Ако скоростта на реакцията γ е по-малка от скоростта на разширение (т.е. константата на Хъбъл), тогава частиците са в термично равновесие и имат еднаква температура. Когато това условие не успее да бъде изпълнено, частиците вече не са в топлинно равновесие и се твърди, че иматотделен.В ранната Вселена, неутрино са били в топлинно равновесие с всичко останало. След известно време обаче скоростта на реакцията, поддържаща това равновесие, стана по-голяма от константата на Хъбъл и неутриното се раздели. Те трябва да бъдат видими и днес, но тъй като биха били затрупани от високоенергийни неутрино от различни астрофизични източници, ще бъде трудно да бъдат открити. Така или иначе, малко след отделянето на неутрино, се извърши анихилация на електрон-позитрон. Както при анигилацията на барион-антибарион, в ранната Вселена трябва да е имало леко излишък на електрони над позитрони.

Сега, както беше обещано, ще обсъдим нуклеосинтезата. Неутрони и протони се поддържат в химическо равновесие чрез определени реакции. След като скоростта на тези реакции е по-голяма от скоростта на разширение, те вече не са в равновесие и съотношението на протоните към неутроните „замръзва“. Това означава, че съотношението неутрон към протон е постоянно. Сега един неутрон и един протон понякога ще бъдат слети заедно в ядрото на деутерий. Те могат да бъдат слети заедно в a хелий -4 ядро, но реакциите не са достатъчно ефективни, за да се случи това. След като температурата се охлади достатъчно, започва нуклеосинтезата. Хелий се слива изключително бързо, далеч от равновесието. На практика обаче можем да използваме квазиравновесно приближение за изчисления на нуклеосинтезата. След като скоростта на реакцията отново е по-голяма от скоростта на разширяване, изобилието на хелий замръзва. Подобни неща се случват за литий и няколко други метала. (Астрономите използват метали, за да означават нещо различно от водород или хелий.) Човек може да изчисли изобилието след нуклеосинтеза от голям взрив и това е приблизително 75% водород, 25% хелий и следи от метали. Точно това се вижда в междузвездната среда.

Така че сега човек има (непрозрачна) плазма от йонизирани водородни и хелиеви ядра. В крайна сметка температурата ще се охлади достатъчно, за да могат електроните да се свържат с ядрата. Това е известно като епохата на рекомбинация. : Вселената би станала прозрачна за радиация, когато фотоните, които образуват космическия микровълнов фон, са били излъчени дотогава, (вж. по-нататък ).

Докато радиацията можеше да пътува много свободно през Вселената, това беше тъмно място, изпълнено с много малко повече от атоми водород и хелий. Тези т. Нар. „Тъмни векове“ продължиха седемстотин милиона години, докато се образуват първите звезди, вдигайки накрая този тъмен воал.

Формиране на галактика и мащабна структура

Както споменахме, квантовите колебания от инфлацията се превърнаха в семената за образуване на галактики - те нараснаха от гравитационната нестабилност и се превърнаха в галактики и широкомащабна структура, костенурки по целия път надолу мрежа от галактики и клъстери от галактики, обграждащи големи, почти празни празнини, виждаме днес. Оттам насетне еволюцията на Вселената изглежда е по-добре описана от стандартния космологичен модел, известен като Ламбда-CDM .

Големият взрив като експлозия

Разбират ли американците теорията за Големия взрив? В скорошно проучване„само 39 процента отговориха правилно (вярно), че„ Вселената започна с огромен взрив “. На пръв поглед американците не разбират много добре съответната космология, но изследването е поне отчасти погрешно. Учените не са съгласни дали Големият взрив може да се нарече експлозия. Така че респондентите, които отричат, че Вселената е започнала с експлозия, включват две групи.

  1. Има хора, които не разбират науката достатъчно добре, за да знаят, че началото на Вселената може да бъде осмислено като експлозия.
  2. Има и такива, които разбират науката достатъчно добре, за да знаят, че Големият взрив не е като експлозии, както обикновено разбираме термина.

Това илюстрира как дори проучванията, предназначени да бъдат точни, могат да бъдат погрешни. Умишлено неточните проучвания са клон на псевдонаука в най-добрия случай, но по-лошо умишлено намерение да заблуди онези, които вземат анкетите, или тези, които четат резултатите.

Доказателства за Големия взрив

Има четири основни доказателства за Големия взрив, които са толкова утвърдени, че се наричат ​​„четирите стълба“ на Големия взрив. Докато съществуват други доказателства, тези четири са най-убедителните.

Стълб 1: Вселената се разширява

Вижте основната статия по тази тема: разширяваща се вселена

До началото на 20 век, Вселената се смяташе от повечето учени за статична и неизменна. Наблюденията и анализите на Едуин Хъбъл в края на 20-те години показват, че това предположение е погрешно. Той открива, че рецесионната скорост на галактика е право пропорционална на разстоянието до наблюдателя. Този резултат е известен като закон на Хъбъл; константата на пропорционалността се нарича константа на Хъбъл. Има две възможни обяснения за тези наблюдения.

  1. Земята е в центъра на масивна експлозия на галактики.
  2. Вселената се разширява равномерно.

Обяснение 1 е несъстоятелно, тъй като е в противоречие с космологичния принцип (виж по-горе изходните предположения). Това оставя обяснение 2.

Ако последиците от обяснение 2 се екстраполират в миналото, цялата материя във наблюдаваната вселена би била в една точка преди около 13,8 милиарда години.

Стълб 2: Космично микровълново фоново излъчване

Фоновото излъчване, взето от сателита WMAP

Ако материята в ранната Вселена беше силно компресирана, щеше да е изключително гореща и плътна - толкова много, че барионите да не могат да се образуват, още по-малко атоми , и просто имаше море от електрони , кварки , и фотони . Фотоните непрекъснато взаимодействат с плазмата електрон-кварк, като непрекъснато се образуват и унищожават, без да стигат много далеч. С течение на времето Вселената се охлади достатъчно, за да могат кварките да се комбинират в бариони (предимно протони и неутрони). След по-нататъшно охлаждане, около 3-20 минути, протоните и неутроните могат да се комбинират в малки атомни ядра (въпреки че повечето протони не). След още по-голямо охлаждане, около 370 000 години, ядрата могат да се комбинират с електрони, за да образуват неутрални атоми.

След като Вселената се охлади достатъчно, за да позволи на електроните и ядрата да се комбинират в неутрални атоми, останалите фотони бяха „освободени“, което означава, че те могат да изминат големи разстояния като радиация без взаимодействие със заредена частица. По този начин, ако се случи Големият взрив, трябва да видим остатъци от тази радиация, пронизваща цялото пространство, и тя трябва да изглежда еднаква във всички посоки. Тъй като е било излъчено от Вселена изцяло при термично равновесие, това излъчване също трябва да показва a черно тяло спектрален модел . Това не само е черен спектър на тялото, но е и най-точно измереното черно тяло. На графики, показващи данни и монтиран спектър, лентите за грешки обикновено са твърде малки, за да се виждат и обикновено се мащабират 400 пъти, за да бъдат видими.

Показан е и ъгловият спектър на мощността, измерен чрез различни експерименти, с най-подходящия ΛCDM модел.

Освен това радиацията би била много енергична с много малка дължина на вълната по времето, когато Вселената става прозрачна за светлина . Разширяването на Вселената оттогава обаче би удължило дължината на вълната на това излъчване или, по същия начин, би го охладило значително. С течение на времето лъчението ще премине от рентгеновите нива към ултравиолетова , да се видими (да, добре, че очите ни не са съществували тогава), към инфрачервената, до микровълнова печка .

Днес всеки може да насочи радиотелескоп към небето и да открие изотропен, черен телесен спектър на радиация, достигнал връх в микровълновата област на спектъра, със температура, съответстваща на 2,726 Келвина средно. Ако не притежавате телескоп, просто опитайте да настроите телевизионното си приемане в несъществуващ канал; част от статиката, която виждате, е остатъчната радиация от Големия взрив.

Обърнете внимание на многото цветни петна, които могат да се видят на картата на космическия микровълнов фон, направен от сателита WMAP, показващ много малки (милионни от K) температурни разлики върху него. Повечето от тях са нередности, родени в космическата инфлация, които са изтрили почти всички прединфлационни и са семената, около които е нараснала структурата на Вселената. Спектърът на ъгловата мощност описва в какъв мащаб се наблюдават тези вариации. Точната форма на този спектър може да се предскаже от теорията и показва добро съгласие с експеримента.

Стълб 3: Изобилие от леки химични елементи

Започвайки около три минути след Големия взрив и завършвайки около двадесет минути след това, температурата на Вселената беше достатъчно ниска, за да могат да се образуват протони и неутрони, но все пак достатъчно гореща, че ядрен синтез могат да възникнат реакции. През този период се формира по-голямата част от хелия на Вселената (количеството хелий, добавено от звезден синтез, тъй като е малко в сравнение с първоначалното количество). Освен това някои леки елементи, като деутерий и някои изотопи на литий и берилий, не могат да се образуват в значителни количества при звездни реакции на синтез, тъй като всяко звездно ядро, достатъчно горещо, за да ги създаде, също е достатъчно горещо, за да продължи да ги слева в по-тежки елементи, като им се даде достатъчно време. Тези елементи могат да бъдат създадени само в епоха на синтез, много по-кратка от продължителността на живота на звезда.

Както се наблюдава, съставът на материята във Вселената е основно 75% водород и 25% хелий с следи от леки елементи, създадени в епохата на нуклеосинтеза. Още по-хладно, възможно е да се предскажат относителни количества на тази материя, като се използва един параметър, съотношението фотон към барион. Правилното съотношение фотон-барион може да бъде определено чрез измерване на малки колебания в космическото микровълново фоново излъчване. Използването на стойността на съотношението фотон към барион, получено от космическия микровълнов фон, за изчисляване на прогнозираните съотношения на елементите дава числа, изключително близки до тези, наблюдавани спектроскопски.

Стълб 4: Галактическа морфология и разпространение

Далечните галактики от нас са много светлинни години така че когато ги наблюдаваме, ги виждаме такива, каквито са били отдавна поради леко време за пътуване . Следователно, можем да получим доста добри идеи за образуването на звезди, образуването на галактики, образуването на галактически клъстери и образуването на суперклъстери, защото можем да видим моментни снимки на тези неща, случващи се в различни епохи. Оказва се, че галактиките, които са се образували отдавна, са доста различни от близките, които виждаме днес, измерени със звезда и квазар формиране.

Тези наблюдения показват, че Вселената е била различна в миналото, отколкото е сега, което е доказателство срещу „модела на стабилно състояние“ на Вселената, който е алтернатива на Големия взрив преди космическото микровълново фоново излъчване. В наши дни почти всички учени признават, че Големият взрив е начинът да се мисли за ранното формиране и растеж на Вселената.

Креационисти

Разбира се, когато има такива,всякаквидвама учени нямат разногласия дори относно най-малкия аспект на теорията, разговорът е такъв добит за всякакви оферти които могат да бъдат представени погрешно в подкрепа креационизъм . Всяка дискусия за развитието на Вселената обаче е длъжна да бъде силно ограничена - цялото ни наблюдение е направено само от един малък ъгъл на космоса, за миг на око. Още не сме приключили с ученето.

Много креационисти често невярно представяне теорията за Големия взрив, тъй като само някои от тях разбират теорията и нейните последици - когато те не описват бъркотия, която има малка или никаква прилика с нея, до смесване Битие стихове, много често срещано твърдение е, както е посочено по-долу, че Вселената произхожда от нищото и нищо не идва от нищо, поради което теорията е невалидна, пренебрегвайки проблемите с този аргумент, описан по-нататък.

Разбира се и в допълнение към погрешното представяне по-горе, те също могат да прибегнат до Библията и да твърдят, тъй като там не се споменава, че Големият взрив не се е случил или че събитията, описани в споменатата книга ( Богородично раждане , Слънцето почернява след смъртта на Исус и т.н.) е много по-правдоподобно да се е случило, дори ако доказателствата за последните събития самного поотколкото за предишния.

Как да създам вселена

Д-р Гут и други се надяват да разберат как да създадат Вселена в лабораторията. Веднъж Гът заяви в интервю:

Всъщност в продължение на известно време съм работил с няколко други хора по въпроса дали по принцип е възможно да се създаде нова вселена в лабораторията. Дали наистина работи или не, не знаем със сигурност. Изглежда, че вероятно ще работи. Всъщност е безопасно да създадете вселена във вашето мазе. Това няма да измести Вселената около себе си, въпреки че ще расте неимоверно. Всъщност ще създаде свое собствено пространство, докато расте и всъщност за много кратка част от секундата ще се отдели напълно от нашата Вселена и ще се развие като изолирана затворена вселена, нарастваща до космически размери, без да измества нито една от територията, която ние в момента предявява претенции към.

Въпрос

- Какво беше тампредиголемият взрив?'

Всъщност правдоподобни и логично обосновани идеи

  • „Въпросът е безсмислен, защото не е имало време (или пространство) за каквото и да е съществувалов, така че думатапредие безсмислено. ' Тази безсмисленост беше посочена в отлична аналогия от Стивън Хоукинг , който описа въпроса като „като да питаш какво е на север от Северния полюс“. (Или просто попитайте тези хора, които са толкова на север, че компасът всъщност сочи на запад.
  • „Мултивселената е съществувала преди Големия взрив.“
  • „Просто нищожество, от което се появи квантова флуктуация, която би била Големият взрив“
  • „Самата Вселена е съществувала завинаги преди Големия взрив, вероятно в космическа фракция на яйцеклетка (например като„ квантов ад “(безкрайно горещ и лишен от пространство), преди да започне бум.
  • „Отговорът е извън настоящите научни познания“ (което не означава, че отговорът трябва да се намери в свръхестествено , Религия , или псевдонаука )
  • „Алтернативно, Вселената или каквото и да е предшествало в горните примери простоес груба сила, без никаква причина или обяснение за съществуването му “

Абсурдни и неприлични отговори

Ограничението за знания за Големия взрив е Време на Планк . Времето на Планк е най-краткият смислен период от време. Това е някъде около 10 секунди, което е изключително кратко, но не нула . Не е възможно да се знае какво се е случило по-малко от едно време на Планк след Големия взрив. Всъщност не просто не е възможно да се знае какво се е случило, всъщност е безсмислено дори да се задава въпросът. В този случай въпросът за случилото се преди Големия взрив също е безсмислен. Просто трябва да го натрупаме и да продължим със задаването на значими въпроси. Както се изрази Брайън Грийн, „често срещано заблуждение е, че Големият взрив предоставя теория за космическия произход. Не става. Големият взрив е теория ... която очертава космическата еволюция от частица секунда след каквото и да се е случило, за да създаде Вселената, ноизобщо не се казва за самото време нула.И тъй като според теорията за Големия взрив взривът е това, което се предполага, че се е случило в началото, Големият взрив оставя взрива. Не ни казва нищо за това, което е ударило, защо е ударило, как е ударило или, честно казано, дали наистина е ударило изобщо. Бихте могли да кажете, че теорията за Големия взрив е свързана с произхода на Вселената еволюция е да абиогенеза .

На Хокинг КнигаКратка история на времетодава мотивирано обяснение на Големия взрив и последвалите събития, но се смята, че е силно плътно до степен на нечетливост. Още една книгаКратка история на времетооттогава е публикуван.

Джулиан Барбър предполага това реалност просто завършва с нищо в алфа точката, като груб факт, по същия начин като този Англия опира до морето в Края на сушата, без да изисква обяснение.

Теория на всичко?

Забележителни са стълбовете на съвременната физика, квантова механика и общата теория на относителността, работят заедно достатъчно последователно, за да дадат началото на дисциплината космология, изучаването на Вселената като цяло. На много въпроси са отговорени, но много остават.

Допълнение: Бог?

Теисти от всички ивици са се опитали да използват теорията като „доказателство“ за съществуването на Бог. добре Goddidit :

„Как е иницииран Големият взрив, ако не от свръхестествено същество?“ те питат.
На който е необходим само един отговор:
„Как беше създадено свръхестественото, ако не от свръхестествено същество?“
Което неизменно води до специална молба : „Бог е Бог и следователно той е освободен от това, което е възможно и какво е невъзможно, тъй като той съществува независимо от времето и пространството.
На което отново е необходим само един отговор:
„Ако той съществува независимо от времето и пространството, тогава защо е трябвалосъздайте(което означава да се направи нещо, което не е съществувало преди) Вселената, за да съществува? '
...и така нататъкдо безкрайност.

(Друг начин за използване на Големия взрив като доказателство за Бог играе на често срещаното погрешно схващане, че това е взрив. Казвайки „Големият взрив се случи, когато Бог каза:„ Нека бъде светлина “.) Това игнорира факта, че в продължение на милиони години светлината не може да се разпространи поради плътността на Вселената.) Този парадокс е неразрешим, така че в крайна сметка се свежда до въпроса за вяра или липса на такава.

ВКратка история на времето, Стивън Хоукинг очертава математическото използване навъображаемо времекоето води до описанието на Вселената като с хиперсферичен характер без начало или край - те са просто насочени към „повърхност“, неразграничена от другите. Резултатът е, че изискването за „начало“ и „причина“ се премахва, както и необходимостта от вяра (понятие, което няма място в науката).

Интересно е, че теорията за Големия взрив е предложена за първи път от католически свещеник и професор по физика Жорж Леметър. За пръв път той извежда теорията на общественото внимание след откриването на червеното изместване на близките мъглявини, въпреки че Фред Хойл е този, който е измислил действителното име като подигравателен термин. (По същия начин, по който Рене Декарт измисли „въображаеми числа“ като унизителен термин за сложните числа на Кардано / Бомбели.) В сравнение с настоящата теория за Големия взрив, която включва аспекти като инфлацията, Лемар предположи, че цялата материя за Вселената произлиза от „първичен атом“, днес повече обикновено се описва като сингулярност.

И какво се случва след това?

Вселената от този момент може:

  1. Продължавайте да се разширявате, докато се разшири досега, не може да се срути отново върху себе си . В крайна сметка материята и енергията ще бъдат толкова разпределени, че никакви частици няма да взаимодействат отново. Това се нарича „топлинната смърт на Вселената“.
  2. Продължавайте да разширявате, но намалявайте скоростта на разширяване, достигайки асимптотично 0 . При този сценарий Вселената също би отишла в топлинна смърт.
  3. Продължавайте да се разширявате, но с по-бавни и по-бавни темпове, докато гравитацията завладее, компресирайки цялата маса обратно в сингулярност , може би стартира поредния Голям взрив.

Четвъртият вариант, който беше открит съвсем наскоро, е, че разширяването ще продължи да се ускорява до Вселената се разкъсва на атомно ниво . („Големият пробив“.) Последните проучвания на космическото микровълново фоново излъчване, гравитационните лещи и, най-важното, подобрените измервания на свръхновите доведоха до откритието, че разширяването наистина се ускорява. Възможно обяснение за това ускорение е фактът, че с разширяването на Вселената плътността на тъмната материя намалява, докато плътността на тъмна енергия остава постоянна, като по този начин води до евентуално преобладаване на тъмната енергия, която от своя страна движи разширяването.