25 цікавих фактів про Теорію великого вибуху
Великий вибух – космологічна наукова теорія, що описує ранній розвиток Всесвіту. Розширення Всесвіту, яке випливає з рівнянь загальної теорії відносності, підтверджується спостереженнями галактик, що віддаляються. Екстраполюючи назад у часі, вчені прийшли до висновку, що Всесвіт мав бути або дуже малим, або навіть зібраним у точку – так звану сингулярність.
Теорема Хокінга-Пенроуза показує, що з рівнянь загальної теорії відносності випливає, що така точка, що породжує простір і час, повинна була існувати. Природним наслідком цього є те, що в минулому Всесвіт мав вищу температуру і вищу щільність.
Термін «Великий вибух» використовується як у вузькому значенні для моменту, коли почалося розширення Всесвіту (закон Хаббла), так і в більш загальному значенні для космологічної концепції, яка сьогодні переважає, пояснюючи походження та еволюцію Всесвіту.
Отже, прийнята більшістю сучасної астрономічної спільноти, Теорія великого вибуху є переважаючою космологічною моделлю і головним поясненням того, як виник Всесвіт. У той час, як основний принцип теорії досить добре відомий, є багато фактів, які більшість людей насправді не знають. Що це за факти? Від «космічного яйця» до «Великого стиснення», пропонуємо вам 25 основних фактів про теорію великого вибуху, яких ви можете не знати.
Цікаві факти про Теорію великого вибуха
• Прибічники Теорії великого вибуху вважають, що Великий вибух, що сформував Всесвіт, стався близько 13,7 мільярдів років тому.
• Концепція про те, що Всесвіт, що розширюється, можна відстежити у часі до вихідної точки, вперше була висунута бельгійським астрофізиком і космологом А. Леметром (A. Lemaitre) у 1927 році.
• Відповідно до теорії, в першу секунду після свого народження Всесвіт роздувся зі швидкістю більшою, ніж швидкість світла. Це, до речі, не порушує принципів швидкості Ейнштейна, оскільки він заявив, що швидкість світла – це максимальна швидкість, з якою можна рухатися у Всесвіті… а не швидкість, з якою може «рухатися» сам Всесвіт.
• Повертаючись до Альберта Ейнштейна, легендарний фізик фактично відхилив теорію, коли вона була представлена йому як можливе пояснення появи Всесвіту. Він відкинув ідею про те, що Всесвіт міг би виникнути з чогось набагато меншого за розміром і більш щільного.
• Відомий як «космічний мікрохвильовий фон», космічний туман, що пронизує Всесвіт у всіх напрямках, вважається найкращим доказом Теорії великого вибуху.
• Деякі вчені припускають, що весь ранній Всесвіт міг колись бути придатним для життя. Вони навіть стверджують, що на деяких планетах можуть зберігатися мікробні форми життя, що виникли в перші 15 мільйонів років після Великого вибуху.
• Незважаючи на назву теорії, багато експертів вважають, що те, що сталося 13,7 мільярдів років тому, насправді було своєрідним розширенням, а не вибухом.
• Як це не дивно, але деякі вчені вважають, що до Великого вибуху Всесвіт був стиснутий в супергарячу і щільну масу, яка за обсягом займала лише кілька міліметрів.
• Як вже було сказано вище, стан Всесвіту до Великого вибуху іноді також називають сингулярністю. Сингулярності – це зони, які кидають виклик нашому розумінню фізики, оскільки вважають, що щільність у них нескінченна.
• Єдина точка, що перебувала в суперстислому стані до Великого вибуху, яка пізніше стала Всесвітом, отримала назву «первісного атома» або «космічного яйця».
• Багато вчених вважають, що до появи сингулярності не було нічого (часу, простору чи енергії, які пізніше трансформувалися у Всесвіт).
• Назва теорії була придумана її найпалкішим противником, Фредом Хойлом (Fred Hoyle). Англійський астроном, який виступав за теорію сталого стану Всесвіту, вперше використав термін «Великий вибух» під час радіопередачі на каналі ВВС у 1949 році.
• Прихильники Теорії великого вибуху стверджують, що закони фізики та хімії сформувалися у перші частки секунди Великого вибуху. Ці закони проявляються у властивостях фундаментальних сил тяжіння, сильної взаємодії, слабкої взаємодії та електромагнетизму.
• Було підраховано, що ранній Всесвіт був гарячим і досить щільним, щоб сьогодні практично весь гелій, літій і дейтерій (водень з прикріпленим нейтроном) були присутні у Всесвіті.
• Не було моменту, коли хтось крикнув «Еврика!» у зв’язку з відкриттям Теорії великого вибуху. Зовсім навпаки, це був тривалий процес, який вимагав від вчених багатьох років роботи, щоб теорія розвинулася у її нинішню форму.
• У щоденному газетному коміксі «Calvin and Hobbes» американський карикатурист Білл Уоттерсон (Bill Watterson) вигадав альтернативну назву для Великого вибуху, назвавши цю подію «Жахливою космічною плутаниною» (Horrendous Space Kablooie). Дивно, але нове ім’я здобуло популярність у вчених.
• Коли у 1964 році вчені несподівано виявили космічний мікрохвильовий фон, вони не знали, що це таке. Фактично, вони думали, що через голубиний послід виникла проблема з антеною.
• Згідно з проведеними оцінками, протягом перших 380 000 років Всесвіт був занадто спекотним, щоб світило світло, оскільки величезний жар від Великого вибуху створював тільки щільну плазму.
• Флуктуації космічного мікрохвильового фону становлять всього близько 100 мкК, це говорить про те, що ранній Всесвіт був майже на 100% однорідним. Однак саме ці невеликі коливання провокують зростання зірок, галактик та інших структур, які ми бачимо у Всесвіті сьогодні.
• У той час як легкі елементи сформувалися в першу секунду після Великого вибуху, більш важкі елементи пізніше «сконденсувалися» всередині зірок і широко поширилися під час вибухів наднових.
• Вчені вважають, що існують деякі речі та явища у просторі (наприклад, темна матерія чи темна енергія), які не можна пояснити Теорією великого вибуху.
• Відповідно до теорії, розширення Всесвіту все ще триває через темну енергію – невідому форму енергії, яка, як вважають, становить близько 70% Всесвіту.
• В одному з можливих сценаріїв остаточної долі Всесвіту, відомому як Велике стиснення, розширення сповільниться, потім припиниться і почнеться стиснення. Еволюція і вигляд Всесвіту будуть визначатися космологічними епохами до тієї миті, поки його радіус не стане у 5 разів меншим від сучасного. Тоді всі скупчення у Всесвіті утворять єдине мегаскупчення, проте галактики не втратять свою окремішність: в них і надалі будуть відбуватися народження зірок, спалахи наднових і, можливо, буде розвиватися біологічне життя. Всьому цьому прийде кінець, коли Всесвіт скоротиться ще у 20 разів і стане у 100 разів меншим, ніж зараз. В ту мить він буде являти собою одну величезну галактику.
• Крім космічного мікрохвильового фону є ще три докази обгрунтованості даної теорії: розширення Всесвіту за законом Хаббла, відносне розмаїття легких елементів і розподіл великомасштабних космічних структур. Разом їх іноді називають «Чотирьма стовпами Теорії великого вибуху».
• У 2011 році астрономи вперше виявили космічні об’єкти, які не містять важких елементів, коли вони відкрили чисті хмари первинного газу. Оскільки в цих газових хмарах не було важких елементів, вони, ймовірно, утворились у перші кілька хвилин після Великого вибуху.
