Der Urknall ist die komplette Geschichte des Universums. Urknall

Unser Körper, unsere Nahrung, unser Zuhause, unser Planet und unser Universum bestehen aus winzigen Partikeln. Was sind diese Teilchen und wie kommen sie in der Natur vor? Wie interagieren sie, vereinigen sich zu Atomen, Molekülen, Körpern, Planeten, Sternen, Galaxien und wie verschwinden sie schließlich aus der Existenz? Es gibt eine ganze Reihe von Hypothesen über die Entstehung von allem, was uns umgibt, vom kleinsten Atom bis zu den größten Galaxien, aber unter ihnen sticht eine hervor, die vielleicht die grundlegendste ist. Stimmt, sie ruft an weitere Fragen als vernünftige Antworten. Die Rede ist von der Urknalltheorie.
Zuerst ein paar interessante Fakten im Zusammenhang mit dieser Theorie.
Erste. Die Urknalltheorie wurde von einem Priester erfunden.
Trotz der Tatsache, dass die christliche Religion immer noch an Regeln wie der Erschaffung alles Existierenden in sieben Tagen festhält, wurde die Urknalltheorie von einem katholischen Priester entwickelt, der auch Astronom und Physiker war. Der Name des Priesters war Georges Lemaitre. Er war der erste, der die Frage nach dem Ursprung der beobachteten großräumigen Struktur des Universums aufwarf.
Er stellte das Konzept des „Urknalls“ vor, des sogenannten „Uratoms“ und der anschließenden Umwandlung seiner Fragmente in Sterne und Galaxien. Im Jahr 1927 wurde J. Lemaîtres Artikel „A Homogeneous Universe of Constant Mass and Increasing Radius, Explaining the Radial Velocities of Extragalactic Nebulae“ veröffentlicht.
Interessanterweise sagte Einstein, der von dieser Theorie erfuhr, Folgendes: „Ihre Berechnungen sind korrekt, aber Ihre Kenntnisse der Physik sind schrecklich.“ Trotzdem verteidigte der Priester weiterhin seine Theorie, und bereits 1933 gab Einstein auf und wies öffentlich darauf hin, dass die Erklärung der Urknalltheorie eine der überzeugendsten sei, die er je gehört habe.
Kürzlich wurde Einsteins Manuskript aus dem Jahr 1931 gefunden, in dem er eine alternative Theorie zur Entstehung des Universums zum Urknall darlegt. Diese Theorie ist fast identisch mit der, die Alfred Hoyle Ende der 1940er Jahre unabhängig von Einsteins Werk entwickelte. In der Urknalltheorie gab sich Einstein nicht mit dem singulären (einzelnen, einzelnen – Anm. d. Red.) Zustand der Materie vor der Explosion zufrieden, also dachte er an ein unendlich expandierendes Universum. Darin schien die Materie von selbst ihre Dichte beizubehalten, während sich das unendliche Universum endlos ausdehnte. Einstein glaubte, dass dieser Prozess ohne Modifikationen mit der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben werden könne, strich jedoch einige Berechnungen in seinen Notizen durch. Der Wissenschaftler entdeckte einen Denkfehler und gab diese Theorie auf, die durch weitere Beobachtungen ohnehin nicht bestätigt worden wäre.
Zweite. Der Science-Fiction-Autor Edgar Allan Poe schlug 1848 etwas Ähnliches vor. Natürlich war er kein Physiker und konnte daher keine durch Berechnungen gestützte Theorie aufstellen. Ja, es gab damals noch keine ausreichenden mathematischen Apparate, um ein Berechnungssystem für ein solches Modell zu erstellen. Stattdessen schuf er Kunstwerk„Eureka“, das die Entdeckung von „Schwarzen Löchern“ vorwegnimmt und das Olbers-Paradoxon erklärt. Vollständiger Titel der Arbeit: „Eureka (eine Erfahrung über das materielle und spirituelle Universum)“. Der Autor selbst betrachtete dieses Buch als „die größte Offenbarung, die die Menschheit je gehört hat“. (In der Wissenschaft ist Olbers‘ Paradoxon ein einfaches Argument, das uns sagt, dass die Dunkelheit des Nachthimmels im Widerspruch zur Theorie der Unendlichkeit unseres Universums steht. Olbers‘ Paradoxon hat auch einen zweiten Namen – das „Dark-Sky-Paradoxon“. Es bedeutet dass bei absolut jedem Blickwinkel aus der Sichtlinie der Erde sofort endet, wenn es den Stern erreicht, ähnlich wie bei stark dichter Wald Wir sind von einer „Mauer“ aus fernen Bäumen umgeben. Das Olbers-Paradoxon gilt als indirekte Bestätigung des Urknallmodells für ein nichtstatisches Universum. Darüber hinaus sprach E. Poe in Eureka von einem „primitiven Teilchen“, „absolut einzigartig, individuell“. Das Gedicht selbst wurde heftig kritisiert und aus künstlerischer Sicht als erfolglos angesehen. Wissenschaftler verstehen jedoch immer noch nicht, wie E. Poe der Wissenschaft so weit voraus sein konnte.
Dritte. Der Name der Theorie entstand zufällig.
Der Autor des Namens selbst, der englische Astronom Sir Alfred Hoyle, war ein Gegner dieser Theorie; er glaubte an die Stabilität der Existenz des Universums und verwendete als erster den Namen der „Urknall“-Theorie. In einer Radioansprache im Jahr 1949 kritisierte er die Theorie, die keinen kurzen und prägnanten Namen hatte. Um die Urknalltheorie zu „verunglimpfen“, prägte er diesen Begriff. Allerdings ist „Urknall“ mittlerweile der offizielle und allgemein akzeptierte Name für die Theorie über die Entstehung des Universums.
Die Entwicklung der Urknalltheorie wurde Mitte der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts von den Wissenschaftlern A. Friedman und D. Gamow auf der Grundlage von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie entwickelt. Ihren Annahmen zufolge war unser Universum einst ein winziger Klumpen, superdicht und auf sehr hohe Temperaturen (bis zu Milliarden Grad) erhitzt. Diese instabile Formation explodierte plötzlich. Theoretischen Berechnungen zufolge begann die Entstehung des Universums vor 13,5 Milliarden Jahren in einem sehr kleinen Volumen enormer Dichte und Temperatur. Infolgedessen begann sich das Universum schnell auszudehnen.
Die Explosionsperiode wird in der Weltraumwissenschaft als kosmische Singularität bezeichnet. Im Moment der Explosion zerstreuten sich Materieteilchen mit enormer Geschwindigkeit in verschiedene Richtungen. Der Moment nach der Explosion, in dem sich das junge Universum auszudehnen begann, wurde Urknall genannt.
Darüber hinaus entwickelten sich die Ereignisse der Theorie zufolge wie folgt. Die in alle Richtungen verstreuten heißen Partikel waren es auch hohe Temperatur und konnte sich nicht zu Atomen verbinden. Dieser Prozess begann viel später, eine Million Jahre später, als das neu entstandene Universum auf eine Temperatur von etwa 40.000 °C abkühlte. Es begannen sich zunächst chemische Elemente wie Wasserstoff und Helium zu bilden. Als das Universum abkühlte, entstanden andere chemische Elemente, schwerere. Als Beleg dafür führen Befürworter der Theorie die charakteristische Tatsache an, dass diesen Prozess Die Bildung von Elementen und Atomen dauert bis heute an, in den Tiefen jedes Sterns, einschließlich unserer Sonne. Die Temperatur der Sternkerne ist immer noch sehr hoch. Als die Partikel abkühlten, bildeten sie Wolken aus Gas und Staub. Sie kollidierten, klebten zusammen und bildeten ein einziges Ganzes.
Die Hauptkräfte, die diese Vereinigung beeinflussten, waren die Schwerkraft. Durch die Anziehung kleiner Objekte zu größeren Objekten entstanden Planeten, Sterne und Galaxien. Die Expansion des Universums findet immer noch statt, denn schon jetzt sagen Wissenschaftler, dass sich die nächstgelegenen Galaxien ausdehnen und sich von uns entfernen.
Viel später (vor 5 Milliarden Jahren), wiederum nach den Theorien der Wissenschaftler, entstand unseres durch die Verdichtung von Staub- und Gaswolken. Sonnensystem. Die Kondensation des Nebels führte zur Entstehung der Sonne, kleinere Ansammlungen von Staub und Gas bildeten Planeten, darunter auch unsere Erde. Ein starkes Gravitationsfeld hielt diese entstehenden Planeten fest und zwang sie, sich um die Sonne zu drehen, die sich ständig verdichtete, was bedeutete, dass im Inneren des entstehenden Sterns ein starker Druck entstand, der schließlich einen Ausweg fand und sich in verwandelte Wärmeenergie, was bedeutet in Sonnenstrahlen, was wir noch heute beobachten können.
Als der Planet Erde abkühlte, ist es Felsen, die nach der Erstarrung die primäre Erdkruste bildete.

Die beim Abkühlen aus dem Erdinneren ausgestoßenen Gase verdampften in den Weltraum, aber aufgrund der Schwerkraft der Erde bildeten die schwereren Gase die Atmosphäre, also die Luft, die uns das Atmen ermöglicht. So wurden in fast 4,5 Milliarden Jahren die Voraussetzungen für die Entstehung von Leben auf unserem Planeten geschaffen.
Nach modernen Daten ist unser Universum etwa 13,8 Milliarden Jahre alt. Die Größe des beobachtbaren Universums beträgt 13,7 Milliarden Lichtjahre. Durchschnittliche Dichte sein Inhaltsstoff beträgt 10-29 g/cm 3 . Gewicht - mehr als 1050 Tonnen.
Allerdings stimmten nicht alle Wissenschaftler der Urknalltheorie zu, ohne Antworten auf viele Fragen zu erhalten. Erstens: Wie konnte der Urknall im Widerspruch zum Grundgesetz der Natur – dem Gesetz der Energieerhaltung – stattfinden? Und auch mit einer unvorstellbaren Temperatur, entgegen den Gesetzen der Thermodynamik?
Laut D. Talantsev „widerspricht das Konzept der Existenz von völligem Chaos und anschließender Explosion dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, wonach alle natürlichen spontanen Prozesse auf eine Erhöhung der Entropie (d. h. Chaos, Unordnung) des Systems abzielen.“
Evolution als spontane Selbstkomplikation natürlicher Systeme wird durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik vollständig und absolut eindeutig verboten. Dieses Gesetz sagt uns, dass Chaos niemals und unter keinen Umständen allein Ordnung schaffen kann. Eine spontane Komplikation eines natürlichen Systems ist ausgeschlossen. Beispielsweise könnte die „Primärsuppe“ unter keinen Umständen im Laufe von Billionen oder Milliarden Jahren zu höher organisierten Proteinkörpern führen, die sich wiederum im Laufe von Billionen von Jahren zu „entwickeln“ könnten eine so hoch organisierte Struktur, wie eine Person.
Somit ist dieser „allgemein akzeptierte“ moderne Standpunkt zum Ursprung des Universums absolut falsch, da er einem der grundlegenden empirisch begründeten wissenschaftlichen Gesetze widerspricht – dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.“
Dennoch dominiert die Urknalltheorie, die von vielen Wissenschaftlern (A. Penzias, R. Wilson, W. De Sitter, A. Eddington, K. Wirtz usw.) unterstützt wird, weiterhin in wissenschaftlichen Kreisen. Sie zitieren die folgenden Fakten, um ihre Theorie zu beweisen. So entdeckte der amerikanische Astronom Edwin Hubble 1929 die sogenannte Rotverschiebung, oder anders ausgedrückt, bemerkte er, dass das Licht entfernter Galaxien etwas röter ist als erwartet, d. h. ihre Strahlung verschiebt sich zur roten Seite des Spektrums.
Schon früher wurde festgestellt, dass sich seine Strahlung auf die rote Seite des Spektrums verschiebt (Rotverschiebung), wenn er sich von uns entfernt, und wenn er sich uns nähert, verschiebt sich seine Strahlung auf die violette Seite das Spektrum (Violettverschiebung). Somit deutete die von Hubble entdeckte Rotverschiebung darauf hin, dass sich Galaxien mit enormer Geschwindigkeit von uns und voneinander entfernen, d. h. überraschenderweise dehnt sich das Universum derzeit aus, und zwar gleichermaßen in alle Richtungen. Das heißt, die relative Position von Weltraumobjekten ändert sich nicht, sondern nur die Abstände zwischen ihnen. Genauso wie sich die Lage von Punkten auf einer Oberfläche nicht ändert Heißluftballon, aber die Abstände zwischen ihnen ändern sich, wenn es aufgeblasen wird.
Aber wenn sich das Universum ausdehnt, stellt sich zwangsläufig die Frage: Welche Kräfte verleihen den austretenden Galaxien die Anfangsgeschwindigkeit und sorgen für die nötige Energie? Moderne Wissenschaft legt nahe, dass der Urknall der ursprüngliche Moment und die Ursache für die aktuelle Expansion des Universums war.
Eine weitere indirekte Bestätigung der Urknallhypothese ist die Entdeckung der Reliktstrahlung (von lateinisch relictum – Überrest) des Universums im Jahr 1965. Dabei handelt es sich um Strahlung, deren Überreste uns aus jener fernen Zeit erreichen, als es noch keine Sterne oder Planeten gab und die Materie des Universums durch ein darin enthaltenes homogenes Plasma mit einer kolossalen Temperatur (etwa 4000 Grad) dargestellt wurde ein kleines Gebiet mit einem Radius von 15 Millionen Lichtjahren.
Gegner der Theorie weisen darauf hin, dass die Autoren in ihren Studien nur spekulativ die Bruchteile von Sekunden beschreiben, in denen Elektronen, Quarks, Neutronen und Protonen angeblich im Universum erschienen; dann Minuten – als Wasserstoff- und Heliumkerne auftauchten; Tausende von Jahren und Milliarden von Jahren – als Atome, Körper, Sterne, Galaxien, Planeten usw. entstanden, ohne zu erklären, auf welcher Grundlage sie solche Schlussfolgerungen ziehen. Ganz zu schweigen von den Fragen: Warum und wie ist das alles passiert? Mit den Worten von B. Russell: „Viele Konzepte scheinen nur deshalb tiefgreifend, weil sie unklar und verwirrend sind. Und jedes Mal, wenn das Konzept des Urknalls in eine Sackgasse führt, müssen wir ohne Beweise eine neue „erstaunliche“ Entität wie etwa eine unerklärliche kosmische Inflation einführen frühes Stadium Der Urknall, bei dem sich das Universum in kleinen Sekundenbruchteilen unerklärlicherweise plötzlich um viele Größenordnungen ausdehnte und sich bis heute ausdehnt, und zwar aus irgendeinem Grund mit Beschleunigung.“
Es gibt viele Fragen, auf die ich gerne Antworten hätte. Moderne Astronomen und Physiker arbeiten daran, Antworten zu finden. Was führte zur Entstehung des derzeit beobachtbaren Universums, zum Beginn der Explosion? Warum hat der Raum drei Dimensionen, die Zeit jedoch eine? Wie könnten stationäre Objekte – Sterne und Galaxien – im schnell expandierenden Universum erscheinen? Was geschah vor dem Urknall? Warum hat das Universum eine zelluläre Struktur aus Superhaufen und Galaxienhaufen? Und warum dehnt es sich nach der Explosion anders aus, als es sollte? Schließlich streuen nicht Sterne oder gar einzelne Galaxien, sondern nur Galaxienhaufen. Während Sterne und Galaxien im Gegenteil irgendwie miteinander verbunden sind und stabile Strukturen bilden? Darüber hinaus zerstreuen sich Galaxienhaufen, egal in welche Richtung Sie schauen, ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit? Und nicht langsamer, sondern schneller? Und viele, viele andere Fragen, die diese Theorie nicht beantwortet.
Einer der bedeutendsten Physiker unserer Zeit, Stephen Hawking, bemerkte: „Während die meisten Wissenschaftler zu sehr damit beschäftigt sind, neue Theorien zu entwickeln, die beschreiben, was das Universum ist, haben sie keine Zeit, sich zu fragen, warum es existiert.“ Philosophen, deren Aufgabe es ist, die Frage nach dem „Warum“ zu stellen, können mit der Entwicklung wissenschaftlicher Theorien nicht Schritt halten. Aber wenn wir wirklich die vollständige Theorie entdecken, werden ihre Grundprinzipien mit der Zeit für jedermann verständlich und nicht nur für einige wenige Spezialisten. Und dann wir alle, Philosophen, Wissenschaftler und einfach gewöhnliche Menschen, werden wir an einer Diskussion darüber teilnehmen können, warum es dazu kam, dass wir existieren und das Universum existiert. Und wenn die Antwort auf eine solche Frage gefunden wird, wird es ein völliger Triumph des menschlichen Geistes sein, denn dann wird uns Gottes Plan klar werden.“
Das sagten berühmte Physiker über den göttlichen Ursprung des Universums und aller Dinge auf der Erde.
Isaac Newton (1643 -1727)- Englischer Physiker, Mathematiker, Astronom. Begründer der klassischen Theorie der Physik: „Die wunderbare Struktur des Kosmos und die Harmonie darin können nur dadurch erklärt werden, dass der Kosmos nach dem Plan eines allwissenden und allmächtigen Wesens geschaffen wurde.“ Das ist mein erstes und letztes Wort.“
Albert Einstein (1879 -1955)- Autor der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie, führte das Konzept des Photons ein, entdeckte die Gesetze des photoelektrischen Effekts, arbeitete an Problemen der Kosmologie und der einheitlichen Feldtheorie. Nach Ansicht vieler prominenter Physiker ist Einstein die bedeutendste Persönlichkeit in der Geschichte der Physik. Preisträger Nobelpreis in Physik im Jahr 1921 sagte: „Meine Religion besteht in einem Gefühl demütiger Bewunderung für die unendliche Intelligenz, die sich in mir manifestiert die kleinsten Details jenes Bild der Welt, das wir mit unserem Verstand nur teilweise erfassen und wahrnehmen können. Dieses tiefe emotionale Vertrauen in die höchste logische Ordnung der Struktur des Universums ist meine Vorstellung von Gott.“
Arthur Compton (1892–1962), Amerikanischer Physiker, Nobelpreisträger für Physik 1927: „Für mich beginnt der Glaube mit der Erkenntnis, dass der Höchste Geist das Universum und den Menschen erschaffen hat.“ Es fällt mir nicht schwer, daran zu glauben, denn die Tatsache der Existenz eines Plans und damit der Vernunft ist unwiderlegbar. Die Ordnung des Universums, die sich vor unseren Augen entfaltet, zeugt selbst von der Wahrheit der größten und erhabensten Aussage: „Im Anfang ist Gott.“
Aber hier sind die Worte eines anderen Raketenphysikers, Dr. Wernher von Braun:„Eine solch organisierte, präzise ausbalancierte, majestätische Schöpfung wie das Universum kann nur die Verkörperung des göttlichen Plans sein.“
Eine sehr verbreitete Ansicht ist, dass die Existenz Gottes nicht mit rationalen und logischen Mitteln bewiesen werden kann, sondern dass seine Existenz nur im Glauben als Axiom angenommen werden kann. „Gesegnet ist, wer glaubt“ – es gibt einen Ausdruck. Glauben Sie es, wenn Sie wollen, glauben Sie es, wenn Sie wollen, es ist eine persönliche Angelegenheit für jeden. Was die Wissenschaft betrifft, so wird am häufigsten angenommen, dass ihre Aufgabe darin besteht, unsere materielle Welt zu untersuchen, sie mit rational-empirischen Methoden zu untersuchen, und da Gott immateriell ist, hat die Wissenschaft nichts mit ihm zu tun – lassen Sie die Religion sozusagen „ Kümmere dich um Ihn.“ Tatsächlich ist das genau falsch – es ist die Wissenschaft, die uns den überzeugendsten Beweis für die Existenz Gottes liefert – des Schöpfers der gesamten materiellen Welt um uns herum. Solange Wissenschaftler versuchen, Vorgänge in der Natur nur aus materialistischer Sicht zu erklären, werden sie nicht in der Lage sein, Lösungen zu finden, die der Wahrheit auch nur annähernd entsprechen.
Um alles Gesagte zu bestätigen, zitieren wir die Worte Der Schöpfer aus dem Buch „Revelations to the People of the New Age“.
„20. Der Versuch, die Ursache des Urknalls zu untersuchen, zeigt lediglich Ihr völliges Missverständnis der NATUR DES WUNDERRAUMS oder vielmehr die Zurückhaltung der Wissenschaftler, diese Welt als eine Welt zu betrachten, die nach dem Vorbild des göttlichen Raums geschaffen wurde! Ich muss sagen, dass Ihr Modell oder Ihre Theorie des Urknalls nichts mit der wahren Natur des Ursprungs der Welten zu tun hat!“
(Botschaft vom 14.05.10 „Vollkommenheit des Geistes“).
„25. Wenn ich Ihnen sage, wann und unter welchen Bedingungen die MATERIALISIERUNG von Ihnen und Ihrem Planeten stattgefunden hat, dann wird Ihre gesamte Theorie des Urknalls nicht nur auseinanderfallen, sondern sich auch als leerer Versuch des materiellen Menschen erweisen, das Göttliche zu erklären Ursprung des Lebens nicht nur auf der Erde, sondern auch im Universum!
(Meldung vom 09.10.10 „Das Geheimnis des Ursprungs des Lebens“).
„4. Dieser natürliche Prozess der SELBST-Verbesserung beinhaltet nicht nur den Kanon der fraktalen Ähnlichkeit, sondern auch alle Kanons der Ewigkeit, denn wenn es keine Vorwärtsbewegung gibt, dann gibt es keinen großen kreativen Geist, und dann gilt das Gesetz der Zufallszahlen (die Idee). der Zufälligkeit) tritt in Kraft, und die Idee großer Unfälle, die Theorie des Urknalls genannt wird, lehnt die Anwesenheit von ORDNUNG, die Anwesenheit des höchsten kosmischen Geistes und darüber hinaus die große HOFFNUNG für immer ab dass die Menschen perfekt sind, und – was am wichtigsten ist – lehnt die eigentliche Bedeutung des Menschen als objektive Realität ab!
(Nachricht vom 19.12.13 „Die Hoffnung wendet sich nach innen“).

Geheimnisse des Urknalls

Unser Universum begann vor 13,7 Milliarden Jahren mit dem Urknall und Wissenschaftler versuchen seit Generationen, dieses Phänomen zu verstehen.

Ende der 20er Jahre des 20. Jahrhunderts entdeckte Edwin Hubble, dass alle Galaxien, die wir sehen, auseinanderfliegen – wie Fragmente einer Granate nach einer Explosion, gleichzeitig stellte der belgische Astronom und Theologe Georges Lemaitre seine Hypothese auf (in 1931 wurde es in den Seiten von Nature veröffentlicht. Er glaubt, dass die Geschichte des Universums mit der Explosion des „Primäratoms“ begann und dadurch Zeit, Raum und Materie entstanden (früher, in den frühen 1920er Jahren, kam auch der sowjetische Wissenschaftler Alexander Friedman bei der Analyse von Einsteins Gleichungen dazu). die Schlussfolgerung, dass „das Universum von einem Punkt aus erschaffen wurde“ und „zig Milliarden unserer gewöhnlichen Jahre dafür benötigt wurden“).

Die Astronomen lehnten die Argumentation des belgischen Theologen zunächst entschieden ab. Denn die Urknalltheorie war perfekt mit dem christlichen Glauben an Gott, den Schöpfer, verbunden. Zwei Jahrhunderte lang verhinderten Wissenschaftler, dass religiöse Spekulationen über den „Anfang aller Anfänge“ in die Wissenschaft eindrangen. Und nun kehrt Gott, der unter dem gemessenen Schaukeln der Räder der Newtonschen Mechanik aus der Natur vertrieben wurde, unerwartet zurück. Er kommt in den Flammen des Urknalls, und man kann sich kaum ein triumphaleres Bild seiner Erscheinung vorstellen.

Das Problem lag jedoch nicht nur in der Theologie – der Urknall gehorchte nicht den Gesetzen der exakten Wissenschaften. Der wichtigste Punkt Die Geschichte des Universums war jenseits aller Erkenntnisse. An diesem singulären (speziellen) Punkt auf der Raum-Zeit-Achse, allgemeine Theorie Die Relativitätstheorie hörte auf zu funktionieren, weil Druck, Temperatur, Energiedichte und Raumkrümmung ins Unendliche schossen, das heißt, sie verloren alles physikalische Bedeutung. An diesem Punkt verschwanden all diese Sekunden, Meter und astronomischen Einheiten, verwandelten sich nicht in Null, nicht in negative Werte, sondern in ihre völlige Abwesenheit, in absolute Bedeutungslosigkeit. Dieser Punkt ist eine Lücke, die nicht auf den Stelzen der Logik oder Mathematik überwunden werden kann, ein Loch quer durch Zeit und Raum.

Erst Ende der 1960er Jahre zeigten Roger Penrose und Stephen Hawking überzeugend, dass die Singularität des Urknalls im Rahmen von Einsteins Theorie unvermeidlich war. Allerdings könnte dies die Arbeit der Theoretiker nicht einfacher machen. Wie lässt sich der Urknall beschreiben? Was hat zum Beispiel dieses Ereignis verursacht? Denn wenn es überhaupt keine Zeit davor gab, dann scheint es keinen Grund geben zu können, der dazu geführt hat.

Wie wir jetzt verstehen, ist es zur Erstellung einer vollständigen Theorie des Urknalls notwendig, Einsteins Lehre, die Raum und Zeit beschreibt, mit der Quantentheorie zu verbinden, die sich mit Elementarteilchen und ihren Wechselwirkungen befasst. Wahrscheinlich wird mehr als ein Jahrzehnt vergehen, bis es gelingt, dies zu tun und eine einzige „Formel des Universums“ abzuleiten.

Woher könnte zum Beispiel diese enorme Energiemenge kommen, die zu dieser Explosion unglaublicher Kraft geführt hat? Vielleicht hat unser Universum es von seinem Vorgänger geerbt, der zu einem einzigen Punkt zusammenfiel? Doch woher hatte sie es dann? Oder wurde die Energie im Urvakuum verschüttet, aus dem unser Universum wie eine „Schaumblase“ herausschlüpfte? Oder übertragen die Universen der älteren Generation über diese einzigartigen Punkte Energie auf die Universen der jüngeren Generation – in deren Tiefen vielleicht neue Welten entstehen, die wir nie sehen werden? Wie dem auch sei, das Universum erscheint in solchen Modellen.“ offenes System“, was nicht ganz dem „klassischen“ Bild des Urknalls entspricht: „Da war nichts, und plötzlich war das Universum geboren.“

Das Universum befand sich zum Zeitpunkt seiner Entstehung in einem extrem dichten und heißen Zustand.

Oder ist es möglich, wie einige Forscher glauben, dass unser Universum im Allgemeinen ... energielos ist, oder vielmehr, dass seine Gesamtenergie Null ist? Positive Energie Die von der Materie ausgehende Strahlung überlagert die negative Energie der Schwerkraft. Plus und Minus ergeben Null. Diese berüchtigte „0“ scheint der Schlüssel zum Verständnis der Natur des Urknalls zu sein. Daraus – aus „Null“, aus „Nichts“ – wurde sofort alles geboren. Versehentlich. Spontan. Einfach so. Eine unbedeutende Abweichung von 0 löste eine universelle Lawine von Ereignissen aus. Der folgende Vergleich lässt sich ziehen: Eine Steinkugel, die auf einem dünnen, turmartigen Gipfel eines Chomolungma balancierte, schwankte plötzlich und rollte herunter, was eine „Lawine von Ereignissen“ auslöste.

1973 – Der amerikanische Physiker Edward Tryon versuchte, den Entstehungsprozess unseres Universums mithilfe der Heisenbergschen Unschärferelation zu beschreiben, einer der Grundlagen der Quantentheorie. Nach diesem Prinzip gilt: Je genauer wir beispielsweise Energie messen, desto unsicherer wird die Zeit. Wenn also die Energie streng Null ist, kann die Zeit beliebig groß sein. So groß, dass es früher oder später zu einer Fluktuation im Quantenvakuum kommt, aus dem das Universum entstehen soll. Dies wird zu einer schnellen Expansion des Weltraums führen, scheinbar aus dem Nichts. „Es ist nur so, dass manchmal Universen geboren werden, das ist alles“, erklärte Trion einfach den Hintergrund des Urknalls. Es war eine große zufällige Explosion. Das ist alles.

Könnte sich der Urknall wiederholen?

Seltsamerweise ja. Wir leben in einem Universum, das noch Früchte tragen und neue Welten hervorbringen kann. Es wurden mehrere Modelle erstellt, die den „Urknall“ der Zukunft beschreiben.

Warum treten beispielsweise keine neuen Fluktuationen in demselben Vakuum auf, in dem unser Universum entstanden ist? Vielleicht sind in diesen 13,7 Milliarden Jahren unzählige Welten neben unserem Universum entstanden, ohne jeglichen Kontakt miteinander. In ihnen wirken unterschiedliche Naturgesetze, es gibt unterschiedliche physikalische Konstanten. Auf den meisten dieser Welten hätte nie Leben entstehen können. Viele von ihnen sterben sofort und erleiden einen Zusammenbruch. Aber in manchen Universen – reiner Zufall! – Es entstehen Bedingungen, unter denen Leben entstehen kann.

Aber es geht nicht nur um das Vakuum, das vor dem Beginn „aller Zeiten und Völker“ herrscht. Schwankungen, die mit zukünftigen Welten behaftet sind, können auch im Vakuum entstehen, das in unserem Universum verbreitet ist – genauer gesagt, in der dunklen Energie, die es füllt. Ein solches Modell eines „erneuernden Universums“ wurde von einem gebürtigen amerikanischen Kosmologen entwickelt die Sowjetunion, Alexander Wilenkin. Diese neuen „großen Explosionen“ stellen für uns keine Bedrohung dar. Sie werden die Struktur des Universums nicht zerstören, sie werden es nicht bis auf die Grundmauern niederbrennen, sondern nur einen neuen Raum schaffen, der über die für unsere Beobachtung und unser Verständnis zugänglichen Grenzen hinausgeht. Möglicherweise ereignen sich ähnliche „Explosionen“, die die Geburt neuer Welten markieren, in den Tiefen der zahlreichen Schwarzen Löcher, die den Kosmos durchziehen, glaubt der amerikanische Astrophysiker Lee Smolin.

Ein weiterer im Westen lebender Eingeborener der UdSSR, der Kosmologe Andrei Linde, glaubt, dass wir selbst in der Lage sind, einen neuen Urknall zu erzeugen, indem wir an einem bestimmten Punkt im Weltraum eine riesige Energiemenge sammeln, die einen bestimmten Wert übersteigt kritische Grenze. Nach seinen Berechnungen könnten zukünftige Raumfahrtingenieure eine unsichtbare Prise Materie – nur wenige Hundertstel Milligramm – so stark verdichten, dass die Energie dieses Bündels 1015 Gigaelektronenvolt betragen würde. Es entsteht ein winziges Schwarzes Loch, das sich exponentiell ausdehnt. Auf diese Weise wird ein „Tochteruniversum“ mit eigener Raumzeit entstehen, das sich schnell von unserem Universum trennt.

...Es gibt viele fantastische Dinge in der Natur des Urknalls. Aber die Gültigkeit dieser Theorie beweist eine ganze Serie Naturphänomene. Dazu gehört die Expansion des Universums, die wir beobachten, das Verteilungsmuster chemische Elemente sowie kosmische Hintergrundstrahlung, die als „Relikt des Urknalls“ bezeichnet wird.

Die Welt existiert nicht für immer. Es wurde in den Flammen des Urknalls geboren. War dies jedoch ein einzigartiges Phänomen in der Geschichte des Weltraums? Oder ein wiederkehrendes Ereignis, wie die Geburt von Sternen und Planeten? Was wäre, wenn der Urknall nur eine Phase des Übergangs von einem Zustand der Ewigkeit in einen anderen wäre?

Viele Physiker sagen, dass es ursprünglich etwas gab, nicht nichts. Vielleicht ist unser Universum, wie andere auch, aus einem elementaren Quantenvakuum entstanden. Aber egal wie „minimal einfach“ ein solcher Zustand ist – und die Gesetze der Physik lassen nicht zu, dass er weniger als ein Quantenvakuum ist –, er kann immer noch nicht als „Nichts“ bezeichnet werden.

Vielleicht ist das Universum, das wir sehen, nur ein anderes körperlicher Zustand Ewigkeit? Und die bizarre Anordnung von Galaxien und Galaxienhaufen – so etwas wie ein Kristallgitter, das in der n-dimensionalen Welt, die vor der Geburt unseres Universums existierte, eine völlig andere Struktur hatte und die möglicherweise durch die gesuchte „Formel von allem“ vorhergesagt wurde Einstein? Und wird es in den kommenden Jahrzehnten zu finden sein? Wissenschaftler blicken intensiv durch die Mauer des Unbekannten, die unser Universum umzäunt hat, und versuchen zu verstehen, was einen Moment zuvor passiert ist. Nach unseren üblichen Vorstellungen gab es absolut nichts. Welche Formen des Ewigen Kosmos kann man sich vorstellen, die Zeit und Raum mit jenen Eigenschaften ausstatten, die in unserem Universum undenkbar sind?

Zu den vielversprechendsten Theorien, in die Physiker eine ganze Ewigkeit hineinzuquetschen versuchen, gehört vielleicht die Theorie der Quantengeometrie, der Quantenspindynamik oder der Quantengravitation. Die größten Beiträge zu ihrer Entwicklung leisteten Abey Ashtekar, Ted Jacobson, Jerzy Lewandowski, Carlo Rovelli, Lee Smolin und Thomas Tiemann. All dies sind die komplexesten physikalischen Strukturen, ganze Paläste, die nach Formeln und Hypothesen gebaut wurden, nur um den in ihren Tiefen und der Dunkelheit verborgenen Abgrund, die Einzigartigkeit von Zeit und Raum, zu verbergen.

Zeitalter der Singularität

Die verschlungenen Wege neuer Theorien zwingen uns, Wahrheiten zu überwinden, die auf den ersten Blick offensichtlich sind. So zerfallen in der Quantengeometrie Raum und Zeit, die zuvor unendlich zerkleinert waren, plötzlich in einzelne Inseln – Portionen, Quanten, kleiner als die, es gibt nichts. Alle einzelnen Punkte können in diese „Steinblöcke“ eingebettet werden. Die Raumzeit selbst wird zu einem Geflecht eindimensionaler Strukturen – einem „Netzwerk von Spins“, also zu einer diskreten Struktur, einer Art Kette, die aus einzelnen Gliedern geflochten ist.

Das Volumen der kleinstmöglichen Raumschleife beträgt nur 10-99 Kubikzentimeter. Dieser Wert ist so klein, dass in einem Kubikzentimeter Es gibt viel mehr Raumquanten als dieselben Kubikzentimeter im Universum, das wir beobachten (sein Volumen beträgt 1085 Kubikzentimeter). Innerhalb der Raumquanten gibt es nichts, weder Energie noch Materie – genauso wie man innerhalb eines mathematischen Punktes per Definition weder ein Dreieck noch ein Ikosaeder finden kann. Wenn wir jedoch die Hypothese vom „submikroskopischen Gefüge des Universums“ zur Beschreibung des Urknalls anwenden, erhalten wir verblüffende Ergebnisse, wie Abey Ashtekar und Martin Bojowald von der University of Pennsylvania gezeigt haben.

Wenn wir die Differentialgleichungen in der Standardtheorie der Kosmologie, die den kontinuierlichen Fluss des Raums voraussetzen, durch andere Differentialgleichungen ersetzen, die sich aus der Theorie der Quantengeometrie ergeben, dann wird die mysteriöse Singularität verschwinden. Die Physik endet nicht dort, wo der Urknall beginnt – das ist die erste ermutigende Schlussfolgerung von Kosmologen, die sich weigerten, die Eigenschaften des Universums zu akzeptieren, die wir als die ultimative Wahrheit betrachten.

Die Theorie der Quantengravitation legt nahe, dass unser Universum (wie alle anderen) als Ergebnis einer zufälligen Fluktuation des Quantenvakuums entstand – einer globalen makroskopischen Umgebung, in der es keine Zeit gab. Jedes Mal, wenn im Quantenvakuum eine Fluktuation einer bestimmten Größe auftritt, wird ein neues Universum geboren. Es „entspringt“ aus der homogenen Umgebung, in der es entstanden ist, und beginnt sein eigenes Leben. Jetzt hat es seine eigene Geschichte, seinen eigenen Raum, seine eigene Zeit, seinen eigenen Zeitpfeil.

In der modernen Physik wurden eine Reihe von Theorien aufgestellt, die zeigen, wie aus einer ewig existierenden Umgebung, in der es keine Makrozeit gibt, sondern an bestimmten Punkten, in denen Mikrozeit fließt, eine so riesige Welt wie unsere entstehen kann.

Beispielsweise vermuten die Physiker Gabriele Veneziano und Maurizio Gasperini aus Italien im Rahmen der Stringtheorie, dass zunächst ein sogenanntes „Stringvakuum“ herrschte. Zufällige Quantenfluktuationen darin führten dazu, dass die Energiedichte einen kritischen Wert erreichte, was zu einem lokalen Kollaps führte. Was mit der Geburt unseres Universums aus dem Vakuum endete.

Mithilfe der Theorie der Quantengeometrie zeigten Abey Ashtekar und Martin Bojowald, dass Raum und Zeit aus primitiveren Grundstrukturen, nämlich „Netzwerken von Spins“, entstehen können.

Eckhard Rebhan von der Universität Düsseldorf und – unabhängig voneinander – George Ellis und Roy Maartens von der Universität Kapstadt entwickeln die Idee eines „statischen Universums“, über die bereits Albert Einstein und der britische Astronom Arthur Eddington nachgedacht hatten. In ihrem Bestreben, die Auswirkungen der Quantengravitation zu umgehen, haben Rebhan und seine Kollegen einen kugelförmigen Raum inmitten einer ewigen Leere (oder, wenn Sie es vorziehen, einer leeren Ewigkeit) erschaffen, in dem es keine Zeit gibt. Aufgrund einer gewissen Instabilität entwickelt sich hier ein Inflationsprozess, der zu einem heißen Urknall führt.

Natürlich sind die aufgeführten Modelle spekulativ, entsprechen aber grundsätzlich dem aktuellen Entwicklungsstand der Physik und den Ergebnissen astronomischer Beobachtungen der letzten Jahrzehnte. Eines ist jedenfalls klar. Der Urknall war eher ein gewöhnliches, natürliches Ereignis und nicht das einzige seiner Art.

Werden uns solche Theorien helfen zu verstehen, was vor dem Urknall hätte passieren können? Wenn das Universum geboren wurde, was hat es dann hervorgebracht? Wo erscheint in modernen Theorien der Kosmologie der „genetische Abdruck“ ihres Elternteils? 2005 – Abey Ashtekar beispielsweise veröffentlichte die Ergebnisse seiner neuen Berechnungen (Tomas Pawlowski und Parampreet Singh halfen dabei). Aus ihnen ging klar hervor, dass, wenn die ursprünglichen Prämissen korrekt waren, vor dem Urknall dieselbe Raumzeit existierte wie nach diesem Ereignis. Die Physik unseres Universums spiegelt sich wie in einem Spiegel in der Physik der anderen Welt wider. In diesen Berechnungen schnitt der Urknall wie ein Spiegelschirm durch die Ewigkeit und rückte das Unvereinbare in die Nähe – die Natur und ihr Spiegelbild. Und was ist hier Authentizität, was ist ein Geist?

Das Einzige, was „von der anderen Seite des Spiegelglases“ zu sehen ist, ist, dass sich das Universum zu diesem Zeitpunkt nicht ausdehnte, sondern zusammenzog. Der Urknall wurde zum Punkt seines Zusammenbruchs. In diesem Moment blieben Raum und Zeit für einen Moment stehen, um sich wieder zu spiegeln – weiterzumachen – um wie ein Phönix in der uns bereits vertrauten Welt aufzusteigen, dem Universum, das wir mit unseren Formeln, Codes und Zahlen messen. Das Universum hat sich buchstäblich von innen nach außen gestülpt, wie ein Handschuh oder ein Hemd, und hat sich seitdem stetig erweitert. Der Urknall war laut Ashtekar nicht „die Erschaffung des gesamten Universums aus dem Nichts“, sondern lediglich ein Übergang von einer dynamischen Form der Ewigkeit zu einer anderen. Vielleicht erlebt das Universum eine endlose Reihe von „Urknallen“, und diese zig Milliarden (oder was auch immer) Jahre, die seine einzelnen Phasen trennen, sind nur Perioden der „kosmischen Sinuswelle“, nach deren Gesetzen das Universum lebt?

Urknall

Urknall. Dies ist der Name der Theorie oder vielmehr einer der Theorien über den Ursprung oder, wenn Sie so wollen, die Erschaffung des Universums. Der Name ist vielleicht zu frivol für ein so schreckliches und beeindruckendes Ereignis. Besonders beängstigend, wenn Sie sich jemals sehr schwierige Fragen über das Universum gestellt haben.

Wenn zum Beispiel das Universum alles ist, was existiert, wie hat es dann begonnen? Und was geschah davor? Wenn der Raum nicht unendlich ist, was liegt dann dahinter? Und wo soll dieses Etwas eigentlich passen? Wie können wir das Wort „unendlich“ verstehen?

Diese Dinge sind schwer zu verstehen. Darüber hinaus überkommt einen das unheimliche Gefühl von etwas Majestätischem und Schrecklichem, wenn man darüber nachdenkt. Aber Fragen zum Universum sind eine der wichtigsten Fragen, die sich die Menschheit im Laufe ihrer Geschichte gestellt hat.

Was war der Beginn der Existenz des Universums?

Die meisten Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass die Existenz des Universums mit einer gewaltigen Materieexplosion vor etwa 15 Milliarden Jahren begann. Viele Jahre lang teilten die meisten Wissenschaftler die Hypothese, dass der Beginn des Universums durch eine große Explosion gelegt wurde, die Wissenschaftler scherzhaft „Urknall“ nannten. Ihrer Meinung nach passten alle Materie und der gesamte Raum, der heute durch Milliarden und Abermillionen von Galaxien und Sternen repräsentiert wird, vor 15 Milliarden Jahren in einen winzigen Raum, der nicht größer als ein paar Worte in diesem Satz war.

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Wie entstand das Universum?

Wissenschaftler glauben, dass dieses kleine Volumen vor 15 Milliarden Jahren in winzige Partikel explodierte, die kleiner als Atome waren, und so zur Entstehung des Universums führte. Ursprünglich war es ein Nebel aus kleinen Teilchen. Später, als sich diese Teilchen vereinigten, bildeten sich Atome. Sterngalaxien wurden aus Atomen gebildet. Seit diesem Urknall dehnt sich das Universum weiter aus, wie ein sich aufblasender Ballon.

Zweifel an der Urknalltheorie

Doch in den letzten Jahren haben Wissenschaftler, die die Struktur des Universums untersuchen, mehrere unerwartete Entdeckungen gemacht. Einige von ihnen stellen die Urknalltheorie in Frage. Was können Sie tun, unsere Welt entspricht nicht immer unseren bequemen Vorstellungen davon.

Materieverteilung während einer Explosion

Ein Problem ist die Art und Weise, wie Materie im Universum verteilt ist. Wenn ein Objekt explodiert, verteilt sich sein Inhalt gleichmäßig in alle Richtungen. Mit anderen Worten: Wenn Materie zunächst auf ein kleines Volumen komprimiert und dann explodiert würde, müsste die Materie gleichmäßig im gesamten Raum des Universums verteilt sein.

Die Realität unterscheidet sich jedoch deutlich von den erwarteten Vorstellungen. Wir leben in einem sehr ungleichmäßig gefüllten Universum. Beim Blick in den Weltraum erscheinen einzelne Materieklumpen in einiger Entfernung voneinander. Riesige Galaxien sind hier und da im Weltraum verstreut. Zwischen den Galaxien gibt es riesige Gebiete ungefüllter Leere. Für mehr hohes Niveau Galaxien werden in Clustern gruppiert – Cluster, und diese letzteren – in Megacluster. Wie dem auch sei, in der Frage, wie und warum genau solche Strukturen entstanden sind, sind sich die Wissenschaftler bislang noch nicht einig. Darüber hinaus ist in letzter Zeit bei allem ein neues, noch schwerwiegenderes Problem aufgetreten.

Sie sagen, dass Zeit die mysteriöseste Angelegenheit ist. Egal wie sehr ein Mensch versucht, seine Gesetze zu verstehen und zu lernen, sie zu kontrollieren, er gerät immer in Schwierigkeiten. Tun Der letzte Schritt zur Lösung des großen Rätsels, und wenn man bedenkt, dass es sich praktisch schon in unserer Tasche befindet, sind wir jedes Mal davon überzeugt, dass es immer noch genauso schwer zu fassen ist. Der Mensch ist jedoch ein neugieriges Wesen und die Suche nach Antworten auf ewige Fragen wird für viele zum Sinn des Lebens.

Allerdings kann nichts angetastet werden, die gewöhnlichen Gesetze gelten nicht dafür, was bedeutet, dass Sie entweder spekulieren und Theorien aufstellen oder versuchen, Bedingungen zu schaffen, die denen ähneln, die zum Urknall führten, und sicherstellen, dass Ihre Annahmen richtig sind. In speziellen Kammern, aus denen Materiepartikel entfernt wurden, wurde die Temperatur gesenkt und näherte sich damit den Weltraumbedingungen an. Die Beobachtungsergebnisse lieferten eine indirekte Bestätigung Wissenschaftliche Theorien: Wissenschaftler untersuchten die Umgebung, in der der Urknall theoretisch stattfinden könnte, aber es stellte sich heraus, dass es nicht ganz richtig war, diese Umgebung „Nichts“ zu nennen. Die auftretenden Miniexplosionen könnten zu einer größeren Explosion führen, die das Universum hervorbringen würde.

Theorien über Universen vor dem Urknall

Anhänger einer anderen Theorie argumentieren, dass es vor dem Urknall zwei weitere Universen gab, die sich nach ihren eigenen Gesetzen entwickelten. Was genau sie waren, ist schwer zu beantworten, aber der aufgestellten Theorie zufolge ereignete sich der Urknall als Folge ihrer Kollision und führte zur vollständigen Zerstörung der vorherigen Universen und gleichzeitig zur Geburt unseres Universums. was heute existiert.

Die „Kompressions“-Theorie besagt, dass das Universum existiert und schon immer existiert hat; nur die Bedingungen seiner Entwicklung ändern sich, was zum Verschwinden des Lebens in einer Region und zum Entstehen in einer anderen führt. Das Leben verschwindet durch den „Zusammenbruch“ und erscheint nach der Explosion. Egal wie paradox es klingen mag. Diese Hypothese hat große Zahl Unterstützer.

Es gibt noch eine andere Annahme: Durch den Urknall entstand aus dem Nichts ein neues Universum, das sich wie eine Seifenblase zu gigantischen Ausmaßen aufblähte. Zu dieser Zeit bildeten sich daraus „Blasen“, aus denen sich später andere Galaxien und Universen entwickelten.

Theorie“ natürliche Selektion" legt das nahe wir reden darüberüber „natürliche kosmische Selektion“, wie die, von der Darwin sprach, nur in größerem Maßstab. Unser Universum hatte seinen eigenen Vorfahren, und es hatte wiederum auch seinen eigenen Vorfahren. Nach dieser Theorie wurde unser Universum durch ein Schwarzes Loch geschaffen. und vertreten großes Interesse für Wissenschaftler. Nach dieser Theorie sind für die Entstehung eines neuen Universums „Reproduktions“-Mechanismen notwendig. Das Schwarze Loch wird zu einem solchen Mechanismus.

Oder vielleicht haben diejenigen Recht, die glauben, dass sich unser Universum mit seinem Wachstum und seiner Entwicklung auf den Urknall zubewegt, der der Beginn eines neuen Universums sein wird. Das bedeutet, dass einst ein unbekanntes und leider verschwundenes Universum zum Vorläufer unseres neuen Universums wurde. Die zyklische Natur dieses Systems erscheint logisch und diese Theorie hat viele Anhänger.

Es ist schwer zu sagen, inwieweit die Anhänger dieser oder jener Hypothese der Wahrheit nahe kamen. Jeder wählt, was im Geiste und im Verständnis näher ist. Die religiöse Welt gibt auf alle Fragen eigene Antworten und stellt das Bild der Erschaffung der Welt in einen göttlichen Rahmen. Atheisten suchen nach Antworten, versuchen den Dingen auf den Grund zu gehen und diese Essenz mit ihren eigenen Händen zu berühren. Man könnte sich fragen, was zu einer solchen Beharrlichkeit bei der Suche nach einer Antwort auf die Frage geführt hat, was vor dem Urknall geschah, denn es ist ziemlich problematisch, aus diesem Wissen praktischen Nutzen zu ziehen: Seiner Meinung nach wird ein Mensch nicht zum Herrscher des Universums Wort und Wunsch, neue Sterne werden nicht aufleuchten und bestehende werden nicht erlöschen. Aber das Interessante ist, was noch nicht untersucht wurde! Die Menschheit kämpft darum, Rätsel zu lösen, und wer weiß, vielleicht fallen sie früher oder später in die Hände der Menschen. Genauso ist er mit diesen geheimes Wissen wird er es benutzen?

Illustrationen: KLAUS BACHMANN, GEO-Magazin

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Als Wissenschaft wird die Wissenschaft bezeichnet, die das Universum als Ganzes und die Metagalaxie als Teil des Universums untersucht Kosmologie. George Gamow, ein amerikanischer theoretischer Physiker, vermutet, dass unser Universum, d. h. Metagalaxie, geboren in einem heißen Zustand mit einer Temperatur von ca 10 32 K. Gamow nannte dieses Modell "Kosmologie Urknall».

Gamow arbeitete 10 Jahre lang an diesem Modell. 1948 veröffentlichte er die Theorie „ Urknall" Laut Theorie "Urknall" Unser Universum dehnt sich aus. Der Ausbau hat begonnen Vor 15 Milliarden Jahren vom anfänglich sehr heißen Zustand. Nach dieser Theorie befand sich die Materie des Universums im Anfangsstadium in einem Zustand des physikalischen Vakuums. Das physikalische Vakuum befand sich seitdem in einem instabilen, angeregten Zustand enorme Energie: w=, wobei g/cm 3 die Dichte der Vakuummaterie ist, und Mit– Lichtgeschwindigkeit. Die Energie erzeugt einen enormen Druck. Zu einem bestimmten Zeitpunkt 10 43 s., Aufgrund des enormen Drucks beginnt die Vakuuminflation, d.h. Das Vakuum beginnt Energie zu verlieren. Ab dem Moment 10 ─43 s. Bis zu 10 ─35 s dehnt sich die Vakuummaterie exponentiell aus und ihre Größe nimmt um das 10 50-fache zu. Im Zeitintervall von 10 ─35 s bis 10 ─32 s, Phasenübergang, also der „Urknall“, bei dem der Vakuumzustand der Materie durchbricht Tunneleffekt verwandelt sich in ein heißes, dichtes Universum mit einer Temperatur 10 32 K, mit Materie in der Form elektromagnetische Wellen (Radiowellen, Infrarot-, sichtbare, ultraviolette, Röntgen- und Gammastrahlen).

So wurde unser Universum in dieser Form geboren Feuerball, was hieß „Ilem“(Griechisch ylem – Primärmaterie). Ilem war ein neutrales Gas elektromagnetischer Wellen und Elementarteilchen.

Wegen schnell Erweiterungen, Materie des Universums kühlt ab und das Auftreten von Partikeln aus Strahlung beginnt. Am Anfang war die Zahl der Teilchen und Antiteilchen gleich. Dann passiert es spontane Verletzung Aufgrund der Symmetrie führt dies dazu, dass Teilchen gegenüber Antiteilchen überwiegen. In den ersten Sekunden nach der Explosion werden sie geboren Hadronen(Baryonen und Mesonen). Nach ca 1000 s Nach der Explosion erreicht die Temperatur ungefähr den Wert 10 10 K und die Gleichheit der Konzentrationen von Protonen und Neutronen wird verletzt, weil die Lebensdauer der Protonen gleich ist 10 31 Jahre, und die Neutronenlebensdauer beträgt etwa 800 s. Neutronen zerfallen und die Verhältnisse werden ermittelt: 77 % Protonen und 22 % Neutronen. Im Zeitintervall von 1000 s bis 10.000 s kommt es zur Bildung leichter Wasserstoff- und Heliumatome. Fast alle Neutronen bilden einen Heliumkern, und es stellt sich folgender Zusammenhang ein: 77 % Wasserstoff und 22 % Helium.

Wissenschaftler unterteilen das Zeitintervall für die Entstehung des Universums in vier „Epochen“ entsprechend der vorherrschenden Existenzform der Materie.

1. Hadronen-Ära dauert 0,0001 Sekunden. Das Hadronenzeitalter ist das Zeitalter der schweren Teilchen. Die Teilchendichte beträgt ρ>10 14 g/cm 3 und die Temperatur T>10 12 K. Am Ende der Ära kommt es zu einer plötzlichen Verletzung der Symmetrie, der Gleichheit von Teilchen und Antiteilchen. Als Grund für den Symmetriebruch wird die Nichterhaltung der Baryonenladung angesehen. Als Ergebnis kommt auf jede Million (10 6) Antiteilchen eine Million plus ein (10 6 +1) Teilchen.

2. Ära der Leptonen. Die Dauer der Ära beträgt 0,0001 s bis 10 s, die Temperatur beträgt 10 10 K bis 10 12 K, die Dichte beträgt 10 4 bis 10 14 g/cm 3 . In dieser Ära wird die Hauptrolle gespielt leichte Teilchen, an Reaktionen zwischen Protonen und Neutronen beteiligt. Es kommt zu gegenseitigen Umwandlungen von Protonen in Neutronen und umgekehrt. Mu-Mesonen, Elektronen, Neutrinos und ihre Antiteilchen sammeln sich nach und nach an. Am Ende tritt die Ära der Leptonen auf Vernichtung von Teilchen und Antiteilchen. So verschwinden im Universum Antiteilchen und zurück bleiben Teilchen und Strahlung. Das Universum wird für Elektronenneutrinos transparent. Diese Neutrinos haben bis heute überlebt.

3. Das Zeitalter der Strahlung. Seine Dauer beträgt 70 Millionen Jahre, die Temperatur sinkt von 10 10 K auf 3000 K und die Dichte von 10 4 auf 10 -21 g/cm 3. Zu Beginn des Strahlungszeitalters ist die Anzahl der Protonen und Neutronen ungefähr gleich. Mit sinkender Temperatur nimmt die Menge zu es gibt mehr Protonen aufgrund des Neutronenzerfalls. Am Ende der Ära entstehen Bedingungen für die Bildung von Primäratomen, wodurch die neue Ära- Ära der Substanz.

4. Das Zeitalter der Substanz. Diese Ära begann 70 Millionen Jahre nach dem „Urknall“ mit einer Temperatur von etwa 3000 K und einer Dichte von etwa 10 4 g/cm 3 . Zu Beginn der Ära waren die Strahlungsdichte und die Dichte der Materie (Teilchen) gleich – etwa 10 −26 g/cm 3 , sie befanden sich im thermischen Gleichgewicht. Im Gleichgewicht Evolutionsprozess findet nicht statt, d.h. Materie kann nicht komplexer werden. Wenn sich das Universum jedoch ausdehnt, kühlt sich Materie und Strahlung nach unterschiedlichen Gesetzen ab. Die Temperatur der Materie nimmt umgekehrt proportional zum Quadrat der Größe des Universums ab: T-Substanz ~1/R 2. Die Strahlungstemperatur nimmt umgekehrt proportional zur Größe des Universums ab: T-Strahlung ~1/R. Somit, die Substanz kühlt viel schneller ab. Das Universum bewegt sich von einem Gleichgewichtszustand in einen Nichtgleichgewichtszustand. Befugnisse Die Schwerkraft erzeugt Instabilität und es entsteht eine turbulente Bewegung Stoßwellen. All dies führt zur Fragmentierung der Materie des Universums. Es entstehen kleine und große Gaswolken, bestehend aus Strahlung, Elementarteilchen, Wasserstoff- und Heliumatomen. Im Zeitintervall von 3 Stunden bis 3 Millionen Jahren entstehen aus kleinen Wolken Sterne und aus großen Wolken ganze Galaxien.

Der Mechanismus der Sternentstehung, amerikanischer Wissenschaftler Trumpler (1930) zuerst erklärt Dadurch, dass sich die Gas- und Staubwolke verdichtet und erwärmt, erhöhen sich Druck und Temperatur im Inneren, wodurch die Verdichtung verlangsamt wird. Bei 20 Millionen Grad geht es los Kernreaktion, es kommt zu einer Explosion und neuer Stern. Unsere Sonne hat diese Reise vor etwa 1 Million Jahren, also vor etwa 5 Milliarden Jahren, zurückgelegt.