Теория Большого взрыва

[Vladilen]

3. Вселенная имеет начало

В модели расширяющейся вселенной учёные рассчитали период времени, прошедший с того момента, когда она начала существовать. Период оказался равным 13,73 + 0,12 млрд. лет (время существования вселенной получило название "времени Хаббла").

В отличие от прежней гипотезы бескрайнего космоса, астрономы, астрофизики, биологи считают, в новой модели конечной вселенной миллиарды лет - чрезвычайно малый период времени, чтобы атомы могли случайно преобразоваться в живую материю. Необходимо вмешательство Конструктора.

Можно Его назвать Космическим Разумом, Абсолютным Началом, Богом от этого суть утверждения не меняется,- для возникновения вселенной, в том числе и разумной жизни, необходима внешняя творческая сила.

Поэтому Арно Пензиас, нобелевский лауреат по физике, делает следующее умозаключение. «Астрономия приводит нас к уникальному событию, вселенной, которая была создана из ничего. Это событие с очень тонким балансом для обеспечения точных условий, необходимых для жизни. В основе этого события лежит план (можно сказать «сверхъестественный»)».

Даже известный физик-теоретик, атеист, автор знаменитой книги "Краткая история времени" Стивен Уильям Хокинг вынужден признать. "Если вселенная имеет начало, то следует предположить и наличие создателя".

Действительно, согласно аргумента калама (всё, что имеет начало, имеет и причину), имманентный мир, имеющий начало, должен иметь и трансцендентную причину своего возникновения.

Вывод учёных о сверхъестественной причине возникновения вселенной и предположение о наличии Создателя оказался столь неожиданным, что далеко не все учёные с готовностью приняли его. Одним не нравится концепция Творца, вытекающая из этого вывода, другим - невозможность описания существования вселенной в сингулярном состоянии естественными физическими законами.

Сразу было выдвинуто несколько иных, отличных от теории БВ, космогонических моделей, основными из множества которых являются:

"Вселенная стационарного состояния" Томаса Голда и Фреда Хойла - по мере разбегания галактик, пустоты между ними заполняются новой материей, возникающей из ничего;

"Модель пульсирующей вселенной" - космос расширяется, затем сжимается, опять расширяется и так до бесконечности; модель активно популяризировал астроном Карл Саган;

"Теория Мультивселенной" - имеется не одна, а множество вселенных;

"Квантовые модели вселенной", в частности, Эдварда Трайона, - наша вселенная является только частью другой материнской вселенной, состоящей из квантового вакуума, материнская вселенная бесконечна в пространстве и вечна;

"Плазменная вселенная" Ганса Альвена и т.д. и т.п.

Не вдаваясь в подробности многочисленных современных моделей, часть из них носит псевдонаучный характер (например, концепция мультивселенной), следует заметить, некоторые умозрительные построения невозможно проверить (гипотезу хаотической инфляции вселенной Линде, квантовые модели, в том числе теорию суперструн и пр.).

Другие предположения не подтверждаются, например, гипотеза стационарного состояния, третьи - противоречат законам физики и данным о всё возрастающей скорости расширения космоса (гипотезы пульсирующей и циклической вселенных).

Четвёртые, оказались несостоятельными, особенно, после того, как в 90-х годах были получены результаты исследования космического фона американским спутником COBE (Cosmic Background Explorer).

[The Man]

Я ни слова не сказал о теории эволюции, но только лишь отметил, что читая Библию я не нахожу противоречия с теорией БВ.

Так мифология и ТБВ никак друг с другом не связаны, они и не могут ни противоречить, ни не противоречить друг другу.

[Vladilen]

Так мифология и ТБВ никак друг с другом не связаны, они и не могут ни противоречить, ни не противоречить друг другу.

Но теория БВ не явялется мифологией, подобно СТЭ, точнее гипотезе эволюции всего сущего из одной клетки.
Кстати, откуда она взялась? тоже из мифологии химической эволюции?

[somekind]

Но теория БВ не явялется мифологией, подобно СТЭ, точнее гипотезе эволюции всего сущего из одной клетки.
Кстати, откуда она взялась? тоже из мифологии химической эволюции?

Наверное, была всегда.

[Alex-Rost]

Так мифология и ТБВ никак друг с другом не связаны, они и не могут ни противоречить, ни не противоречить друг другу.

Не понял Вас, если честно..

[The Man]

Не понял Вас, если честно..

Мифология = библия, бытие, первая-вторая глава, что тут непонятного..

[Vladilen]

4. Большой взрыв

К результатам чрезвычайно важных исследований с помощью спутника COBE обратимся дальше, а сейчас необходимо дать некоторые пояснения сущности теории горячего Большого взрыва (не нужно думать, что он был хаотичным, как это следует из условного названия).



Согласно данной теории, 13,73 миллиардов лет назад нынешней материи и энергии предшествовало сингулярное состояние. Плотность, давление и температура имели близкие к бесконечным значения,точнее, около 10 ⁹⁷ кг/м3 и 10³² К. В космологической сингулярности, как установил Стивен Хокинг, не может быть одновременно бесконечной плотности и температуры, т.к. при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой.

Иными словами, вселенная возникла из "ничего", точнее, из очень малого невидимого объёма, меньшего, чем атом, "из невидимого возникло видимое".

Физики так глубоко разработали Теорию Большого взрыва (БВ), что к настоящему времени могут объяснить процессы, происходившие во вселенной с момента, когда ей было 10 в минус 43 степени секунды (т.н. "Планковское время"). Состояние космологической сингулярности в до планковское время классическая "Общая теория относительности" описать не может, т.е. БВ имеет сверхъестественную природу.

Внезапное возникновение пространства, энергии, материи и времени можно объяснить только с помощью трансцендентной причины, так как всё, что имеет начало, имеет и причину. Как видим, вселенная имела начало, следовательно существует вневременная и внепространственная разумная Причина её возникновения, находящаяся вне нашего физического мира.

Раннюю вселенную можно сравнить с огненным шаром, наполненным излучением и частицами (плазмой, затем, добавились кварки). Дальнейшее расширение и охлаждение космического пространства до времени порядка 10 в минус 11 секунды от начала БВ (т.н. "эпоха квантовой космологии" ) привело к отделению гравитационного взаимодействия от остальных фундаментальных взаимодействий.

В этот период времени, до 0,01 секунды от начала БВ, возникли элементарные частицы, разделились все виды взаимодействий и окончился период расширения вселенной излучением, а температура упала до 10 миллиардов градусов.

От 0,01 секунды и до окончания 3-х минут появилось 98% всей видимой материи, возникла собственно вселенная, продолжается эпоха т.н. "стандартной космологии".

Некоторое время, космическое вещество пребывало в виде элементарных частиц, затем образовались ядра первичных элементов (водорода и гелия), возникли атомы, звёзды, галактики, планеты и пр.

В истории развития космоса важным этапом считается т.н. "эпоха первичной рекомбинации", когда материя расширяющейся, с одновременным охлаждением, вселенной стала прозрачной для излучения при температуре плазмы 3 000 гр. К, примерно, через 380 тысяч лет после БВ. До этого излучение было заперто в плотной горячей плазме и высвободилось при образовании атомов водорода.

Теория предсказывает, всю современную вселенную должно пронизывать сверхвысокочастотное, но уже сильно ослабевшее тепловое излучение (т. н. "реликтовое излучение"). С температурой всего около 5 градусов выше абсолютного нуля, т.е. 5 градусов по шкале Кельвина или минус 268 градусов Цельсия.

Наличие космического фонового излучения теоретически предсказал ученик Фридмана русский учёный Гамов Г.А. (1904-1968) ещё в 1946-1948 годах. Он указал диапазон 1 К ... 10 К в рамках модели "горячей вселенной" , а в 1950 году опубликовал цифру 3,0 К.

В 1965 году реликтовое излучение случайно обнаружили английские инженеры Арно Пензиас и Роберт Вудро Вильсон. Они оценили космический фон излучения в 3,5 К. Только затем, американцами был сконструирован прибор необходимой точности и измерено указанное излучение (2,7 К), но только на длине радиоволн (из-за атмосферных помех).

[Vladilen]

5. Исследования Космоса

Исследования космоса с помощью упомянутого выше спутника СОВЕ в 1990 г. позволили измерить температуру фонового излучения в условиях открытого космоса на разных длинах волн. Она оказалась равной 2,725 град. Кельвина и постоянной во всех направлениях, что подтвердило выводы Гамова Г.А.

В 1992 году с помощью этого же спутника обнаружены флуктуации (отклонения) в фоновом излучении, предсказанные теорией Большого взрыва, без флуктуаций не смогли бы возникнуть галактики и их скопления.

Наконец, в 1994 году, с повышением точности измерений от 1 % до 0,3 %, уточнена температура фонового излучения космоса ( 2,726 градуса К). Главное, результаты измерений во всём диапазоне длин волн совпали со спектром абсолютно чёрного тела с температурой 2,72548 + 0,00057 К.

Спутник COBE позволил измерить температуру фонового излучения так называемого "ближнего" космоса. Но в сентябре 1994 г. вступил в строй самый большой оптический телескоп в мире "Кек" на Гавайях, с его помощью удалось измерить температуру настолько удалённых космических газовых скоплений, что их излучение даёт информацию о Вселенной, которая была в 4 раза моложе, чем сейчас.

Согласно модели горячего Большого взрыва, температура фонового излучения вселенной на той ранней стадии развития должна быть 7,58 гр. К, а наблюдения показали 7,4 плюс-минус 0,8 гр. К, что довольно точно соответствует предсказанным.

[Vladilen]

6. Основные космологические модели

Любая космологическая модель должна описывать три основных фундаментальных явления:

1) расширение вселенной; 2) наблюдаемая крупномасштабная её структура;
3) распространённость химических элементов.

Теория БВ, предполагает сильное неоднородное распределение вещества в пространстве и не может объяснить наблюдаемое однородное расширение вселенной.

Также теория предполагает, число частиц и античастиц было одинаково, но для этого протон должен распадаться для объяснения барионной ассиметрии, чего не наблюдается.

Согласно квантовой теории, должно возникнуть равное количество материи и антиматерии, мгновенно полностью аннигилирующих с испусканием фотонов (что же или кто нарушил эту симметрию? неизвестно).

Поэтому под БВ, сейчас, подразумевается совокупность 4-х основных космологических моделей, в большей или меньшей мере поддерживаемых физиками-теоретиками. Собственно теория БВ, описывает химический состав вселенной; модель расширения Фридмана, объясняет её расширение; теория стадии инфляции, объясняет природу расширения; иерархическая теория, описывает крупномасштабную структуру вселенной.

Существуют иные космологические модели: теория струн, теория бран, циклическая теория и пр., их объединяет одно произвольное допущение: все необходимые начальные значения при возникновении космоса были сформированы до БВ.

К настоящему времени, сделано уже 8 крупных открытий, подтверждающих Теорию Большого взрыва, как начала возникновения вселенной. Более того, британские астрофизики Хокинг, Эллис и Пенроуз расширили уравнения Общей теории относительности Эйнштейна, включив в них пространство и время.

Решение уравнений показывает, пространство и время должны возникнуть в том же Большом взрыве, который дал начало существованию энергии и материи. Иными словами, само время имело начало, но тогда причиной возникновения вселенной должна быть какая-то Сущность, совершенно не зависящая от времени и пространства, существовавшая до их возникновения!

Этот вывод имеет огромное значение для понимания того, Кто есть Творец (христиане называют его Богом). Он трансцендентен, т.е. находится вне измерений вселенной и не является самой вселенной (по учению монизма).

Создатель не обитает в космическом пространстве (по учению пантеизма), но именно Он дал вселенной начало, сотворил её, мир следствие Его целенаправленных действий. Интересно, об этом, ещё более 3 тысяч лет назад, написано в ТаНаХе (Ветхом Завете).

Упоминавшийся ранее, английский учёный, нобелевский лауреат Арно Пензиас (Arno Penzias) утверждает "лучшие данные, полученные нами,- именно те, которые я мог бы предсказать, располагая одной только Библией - точнее, Пятикнижием Моисеевым и Псалтирью".

[Vladilen]

7. Физические константы вселенной

Согласно вычислениям, выполненным в рамках теории БВ, следовало бы ожидать хаотичного рассеивания материи по всему физическому космосу, до состояния "тумана". На самом деле, этого не произошло.

Мы видим удивительный порядок и структурированность космоса. Планеты, звёзды, звёздные системы, галактики, скопления и сверхскопления галактик, крупномасштабная сотовая структура. Вселенная, как будто, специально создана для жизни.

Регулярные научные наблюдения позволили открыть около 26 параметров (характеристик), которые должны принимать строго определённые значения, чтобы могла существовать вселенная и жизнь в ней.

В числе характеристик много физических констант: постоянная сильного ядерного взаимодействия, постоянная слабого ядерного взаимодействия, постоянная гравитационного взаимодействия, постоянная электромагнитного взаимодействия и т.д.

Рассмотрим, например, сильное ядерное взаимодействие, речь идёт о силе, определяющей степень притяжения протонов и нейтронов в ядре атома. Если бы взаимодействие было всего на 2 % слабее существующего, то протоны и нейтроны не смогли бы удержаться вместе и во вселенной существовал бы только ОДИН элемент - водород (ядро атома водорода состоит из одного протона, а нейтрона не имеет).

С другой стороны, если бы сильное ядерное взаимодействие было всего на 0,3% сильнее существующего, то протоны и нейтроны притягивались бы друг к другу с такой силой, что во вселенной не было бы водорода, а только тяжёлые элементы. Но, с точки зрения химиков и биологов, жизнь без водорода невозможна; впрочем, невозможна она и в том случае, когда единственным элементом является водород.

Среди 26 упомянутых характеристик много строго определённых соотношений. Например, отношение массы нейтрона к массе протона, протона к массе электрона, отношение количества протонов к количеству электронов и т.д.

Так масса свободного нейтрона (протон плюс электрон) на 0,138 % больше, чем масса протона. Если бы наоборот, протоны оказались чуть тяжелее нейтронов, тогда они превратились бы в нейтроны, но без протонов невозможно существование атомов и молекул. Учёные рассчитали, для существования современной вселенной масса нейтрона не должна отклоняться от нормы больше, чем на 0,1 %.

Более точным должно быть соотношение между количеством протонов и электронов. Галактики, звёзды и планеты никогда бы не образовались, если бы количество протонов не равнялось количеству электронов с точностью до 10 в минус 35 степени, т.е. с точностью 0, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 01.

Еще более точным должно быть соотношение электромагнитной и гравитационной постоянных - не менее 10 в минус 40 степени (40 нулей после запятой!), а в момент Большого взрыва это соотношение должно соблюдаться ещё на 20 порядков точнее, т.е. не менее 10 в минус 60 степени (невероятная точность!).

Поэтому знаменитый немецкий учёный, специалист в области ракетных установок, доктор Вернер фон Браун утверждал. "Естественные законы вселенной настолько точны, что нам не составляет труда построить космический корабль для полёта на Луну, и мы можем рассчитать время полёта с точностью до доли секунды. Эти законы, безусловно, были кем-то установлены".

[Стиова]

Да нет, легче всего как раз поверить в некое сверхъестественное.

А ведь, если присмотреться, на самом деле, "сверхъестественное" может таковым лишь нам казаться, а на самом деле, является и материальным, и естественным.

[Стиова]

Мифология = библия, бытие, первая-вторая глава, что тут непонятного..

Представим картину трёх тысячелетней давности. Стадо дремлющих овец. Пастухи сидят у костра. Странствующий проповедник вещает: «Надумав сотворить человека, Бог в конце третичного периода Мезозойской эры...». Да такого пророка мигом прогнали бы с глаз, оставив без ужина! То ли дело простая и понятная для тех слушателей картина: «На шестой день Творения Бог решил...». Библия сообщала великие Истины в тех формах, которые могли быть приняты людьми, жившими в то, теперь уже далёкое, время.

[The Man]

Библия сообщала великие Истины в тех формах, которые могли быть приняты людьми, жившими в то, теперь уже далёкое, время.

Нет никаких"великих истин" в библии, окстись..

[Vladilen]

А ведь, если присмотреться, на самом деле, "сверхъестественное" может таковым лишь нам казаться, а на самом деле, является и материальным, и естественным.

Логично, друг, весьма логично.

8. Точность конструирования вселенной

Среди 26 характеристик тонкой настройки вселенной есть ряд параметров, которые должны принимать очень точные требуемые значения. Например, скорость расширения, плотность, расстояния между звёздами в галактиках и между галактиками, доля водорода, превращаемого в гелий, уровень энтропии и т.д.

Остановимся только на одном параметре - скорости расширения вселенной. Она не может отличаться от существующей более, чем на 10 в минус 55 степени по всем направлениям.

Если бы космос расширялся быстрее, материя рассеивалась бы слишком интенсивно для того, чтобы образовались галактики, а без галактик невозможно возникновение звёзд и планет. Если бы космос расширялся медленнее, то он сжался бы в один сверхплотный сгусток прежде, чем смогли бы образоваться звёзды солнечного типа.

Даже само космическое пространство должно быть трёхмерным, только тогда орбиты планет в гравитационном поле звёзд обретают устойчивость, а в микромире - становится возможной атомная структура материи.

Эти и многие другие факты приводят нас к очень важному выводу: для того, чтобы существовала вселенная и жизнь в ней её физические характеристики должны быть чрезвычайно, поразительно точно настроены.

Вселенную нужно сконструировать в высшей степени точно, чтобы возникли протоны, нейтроны и электроны со строго определёнными характеристиками, которые соединились бы определённым образом, чтобы появились атомы требуемого ассортимента и в необходимых количествах, без чего невозможно существование жизни. Если бы космос не был безукоризненно смоделирован, требуемый ассортимент атомов не соединился бы в сложные органические молекулы.

Таким образом, слепой случай, цепь случайных совпадений, как причина возникновения и существования наблюдаемой нами вселенной и жизни в ней исключается совершенно. Хаос не может породить из себя порядок.

Известный астроном Мэдлер писал. "Кто ничего, кроме случая, не хочет видеть в этой гармонии, обнаруживающейся с такой очевидностью в строении звездного неба, тот должен этому случаю приписать Божественную мудрость".

[Vladilen]

9. Структура вселенной

Вселенная состоит из пустых зон, где нет светящейся материи, звёзд, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи и тёмной энергии. Вся материя собрана в гравитационно связаные системы -галактики, участвующие в движении относительно общего центра масс. Точное количество галактик неизвестно, по-видимому, свыше 100 миллиардов, объединяющих 10²² звёзд.

Наша галактика "Млечный путь" содержит около 300 миллиардов звёзд (современная оценка, от 200 до 400 миллиардов), занимающих пространство в виде вращающегося диска диаметром примерно 100 000 световых лет, толщиной от 1 000 до 3 000 световых лет (путь, который свет проходит за 1 год в космическом пространстве равен 9,46 х 10¹² км).

В рукавах спирального диска постоянно образуются новые звёзды, а ближе к его центру находятся преимущественно старые. Все звёзды в галактике удерживаются силами гравитации тёмной материи.

Одиночных галактик мало, около 95 % всех галактик образуют Местные группы (скопления), в них также присутствует тёмная материя (от 70 % до 90%), межгалактический газ и пыль (от 10% до 30%) и собственно звёзды (около 1% от массы группы).

"Млечный путь" входит в Местную группу вместе с галактикой "Туманность Андромеды", она объединяет более 300 миллиардов звёзд и находится на расстоянии в 2 миллиона световых лет от Земли, "Большим Магеллановым Облаком" - 15 млрд. звёзд, 170 тысяч световых лет от Земли, "Малым Магеллановым Облаком" - 5 млрд. звёзд, 200 тысяч световых лет, и 40 более мелкими галактиками.

Наша Местная группа входит в комплекс скоплений галактик, которые называются Местным сверхскоплением (может входить до нескольких сот галактик, как в составе местных групп, так и одиночных). В наше сверхскопление входят также местные группы галактик в созвездиях Девы и Большой Медведицы.

В сверхскоплениях насчитывают тысячи галактик, но силы притяжения недостаточны, чтобы удержать галактики вместе и они разлетаются под действием силы тёмной энергии.

Местные сверхскопления образуют структуру, напоминающую пчелиные соты или гигантскую губку, в ней обширные пустые зоны (т.н. "войды" диаметром до 150 млн. световых лет) окружены стенками (полосами) и нитями. В таком большом масштабе, вселенная выглядит изотропной и однородной.