Përmbledhje e origjinës së universit. Teoria e Big Bengut: Historia e Evolucionit të Universit tonë

Pas singularitetit misterioz kozmologjik vjen epoka jo më pak misterioze e Planck (0 -10 -43 s). Është e vështirë të thuhet se çfarë procesesh ndodhën në këtë moment të shkurtër të Universit të porsalindur. Por dihet me siguri se deri në fund të momentit Planck, ndikimi gravitacional u nda nga tre forcat themelore, të bashkuara në një grup të vetëm të Unifikimit të Madh.

Për të përshkruar momentin e mëparshëm, nevojitet një teori e re, pjesë e së cilës mund të jetë modeli i gravitetit kuantik të ciklit dhe teoria e fijeve. Rezulton se epoka e Plankut, ashtu si singulariteti kozmologjik, përbën një hendek jashtëzakonisht të shkurtër në kohëzgjatje, por domethënëse në peshën shkencore, në njohuritë e disponueshme të Universit të hershëm. Gjithashtu brenda kohës së Planck kishte luhatje të veçanta të hapësirës dhe kohës. Për të përshkruar këtë kaos kuantik, ne mund të përdorim imazhin e qelizave kuantike të shkumëzuara të hapësirë-kohës.

Krahasuar me epokën e Plankut, ngjarje të mëtejshme shfaqen para nesh në një dritë të ndritshme dhe të kuptueshme. Në periudhën nga 10 -43 deri në 10 -35 s, forcat e gravitetit dhe Bashkimi i Madh tashmë vepronin në Universin e ri. Gjatë kësaj periudhe, ndikimet e forta, të dobëta dhe elektromagnetike ishin një dhe formuan fushën e forcës së Bashkimit të Madh.

Kur kishin kaluar 10 -35 s që nga Big Bengu, Universi arriti një temperaturë prej 10 29 K. Në këtë moment, ndërveprimi i fortë u nda nga bashkëveprimi i dobët elektro. Kjo çoi në thyerjen e simetrisë, e cila ndodhi ndryshe në pjesë të ndryshme të Universit. Ekziston mundësia që Universi të ishte ndarë në pjesë që ishin të rrethuara nga njëra-tjetra nga defektet e hapësirë-kohës. Aty mund të ekzistojnë edhe defekte të tjera - tela kozmike ose monopole magnetike. Megjithatë, sot ne nuk mund ta shohim këtë për shkak të një ndarje tjetër të fuqisë së Bashkimit të Madh - inflacionit kozmologjik.

Në atë kohë, Universi ishte i mbushur me një gaz gravitonesh - kuante hipotetike të fushës gravitacionale dhe bozone të forcës së Madhe të Unifikuar. Në të njëjtën kohë, nuk kishte pothuajse asnjë ndryshim midis leptoneve dhe kuarkeve.

Kur pati një ndarje të forcave në disa pjesë të Universit, u krijua një vakum i rremë. Energjia është e mbërthyer në një nivel të lartë, duke e detyruar hapësirën të dyfishohet çdo 10 -34 s. Kështu, Universi u zhvendos nga shkallët kuantike (një miliarda e një triliontë e një centimetri) në madhësinë e një topi me një diametër prej rreth 10 cm Si rezultat i epokës së Unifikimit të Madh, një tranzicion fazor ka ndodhur lënda parësore, e cila është shoqëruar me shkelje të uniformitetit të densitetit të saj. Epoka e Bashkimit të Madh përfundoi afërsisht 10?34 sekonda nga momenti i Big Bengut, kur dendësia e materies ishte 10 74 g/cm³ dhe temperatura ishte 10 27 K. Në këtë pikë në kohë, ndërveprimi i fortë bërthamor është ndahet nga ndërveprimi primar, i cili fillon të luajë një rol të rëndësishëm në kushtet e krijuara. Kjo ndarje çoi në tranzicionin e fazës tjetër dhe zgjerimin në shkallë të gjerë të Universit, gjë që çoi në një ndryshim në densitetin e materies dhe shpërndarjen e saj në të gjithë Universin.

Një nga arsyet pse ne dimë kaq pak për gjendjen e Universit përpara inflacionit është se ngjarjet e mëvonshme e ndryshuan shumë atë, duke shpërndarë grimcat para-inflacionare në qoshet më të largëta të Universit. Prandaj, edhe nëse këto grimca janë ruajtur, zbulimi i tyre në materien moderne është mjaft i vështirë.

Me zhvillimin e vrullshëm të Universit po ndodhin ndryshime të mëdha dhe pas periudhës së Bashkimit të Madh vjen epoka e inflacionit (10 -35 - 10 -32). Kjo epokë karakterizohet nga zgjerimi ultra i shpejtë i Universit të ri, domethënë inflacioni. Në atë moment të shkurtër, Universi ishte një oqean i vakumit të rremë me një densitet të lartë energjie, falë të cilit u bë i mundur zgjerimi. Në të njëjtën kohë, parametrat e vakumit po ndryshonin vazhdimisht për shkak të shpërthimeve kuantike - luhatjeve (shkumë në hapësirë-kohë).

Inflacioni shpjegon natyrën e shpërthimit gjatë Big Bengut, domethënë pse ndodhi zgjerimi i shpejtë i Universit. Baza për përshkrimin e këtij fenomeni ishte teoria e përgjithshme e relativitetit dhe teoria kuantike e fushës së Ajnshtajnit. Për të përshkruar këtë fenomen, fizikanët ndërtuan një fushë hipotetike fryrëse që mbushte të gjithë hapësirën. Falë luhatjeve të rastësishme, ajo mori vlera të ndryshme në rajone hapësinore arbitrare dhe në kohë të ndryshme. Më pas u formua një konfigurim homogjen i një madhësie kritike në fushën e inflatorit, pas së cilës rajoni hapësinor i pushtuar nga luhatja filloi të rritet me shpejtësi në madhësi. Për shkak të dëshirës së fushës së inflatorit për të zënë një pozicion në të cilin energjia e saj është minimale, procesi i zgjerimit fitoi një karakter në rritje, si rezultat i të cilit Universi filloi të rritet në madhësi. Në momentin e zgjerimit (10 -34), vakuumi i rremë filloi të shpërbëhej, si rezultat i të cilit fillojnë të formohen grimca dhe antigrimca të energjive të larta.

Epoka e hadronit po vjen në historinë e Universit, një veçori e rëndësishme e së cilës është ekzistenca e grimcave dhe antigrimcave. Sipas koncepteve moderne, në mikrosekondat e para pas Big Bengut, Universi ishte në një gjendje të plazmës kuark-gluon. Kuarkët janë përbërës të të gjithë hadroneve (protoneve dhe neutroneve), dhe grimcat neutrale, gluonet, janë bartës të ndërveprimit të fortë, të cilët sigurojnë ngjitjen e kuarkeve në hadrone. Në momentet e para të Universit, këto grimca sapo po formoheshin dhe ishin në një gjendje të lirë, të gaztë.

Kromoplazma e kuarkeve dhe gluoneve zakonisht krahasohet me gjendjen e lëngët të materies ndërvepruese. Në këtë fazë, kuarkët dhe gluonët çlirohen nga lënda hadronike dhe mund të lëvizin lirshëm në të gjithë hapësirën plazmatike, duke rezultuar në formimin e përçueshmërisë së ngjyrave.

Pavarësisht nga temperaturat jashtëzakonisht të larta, kuarkët ishin mjaft të lidhur së bashku dhe lëvizja e tyre i ngjante lëvizjes së atomeve në një lëng dhe jo në një gaz. Gjithashtu, në kushte të tilla, ndodh një tjetër tranzicion fazor, në të cilin kuarkët e dritës që përbëjnë lëndën bëhen pa masë.

Vëzhgimet e CMB treguan se bollëku fillestar i grimcave në krahasim me numrin e antigrimcave ishte një pjesë e papërfillshme e totalit. Dhe ishin këto protone të tepërta që mjaftuan për të krijuar lëndën e Universit.

Disa shkencëtarë besojnë se ka pasur edhe fshehje të materies në epokën e hadronit. Bartësi i masës së fshehur është i panjohur, por grimcat elementare si aksione konsiderohen si më të mundshmet.

Me zhvillimin e shpërthimit, temperatura ra dhe pas një të dhjetës së sekondës arriti në 3*10 10 gradë Celsius. Në një sekondë - dhjetë mijë milionë gradë, dhe në trembëdhjetë sekonda - tre mijë milionë. Kjo tashmë ishte e mjaftueshme që elektronet dhe pozitronet të fillonin të asgjësoheshin më shpejt. Energjia e çliruar gjatë asgjësimit ngadalësoi gradualisht shkallën e ftohjes së Universit, por temperatura vazhdoi të bjerë.

Periudha nga 10-4 - 10 s zakonisht quhet epoka e leptoneve. Kur energjia e grimcave dhe fotoneve u ul njëqind herë, lënda u mbush me leptone-elektrone dhe pozitrone. Epoka e leptonit fillon me zbërthimin e hadroneve të fundit në muone dhe neutrino muonore dhe përfundon disa sekonda më vonë, kur energjia e fotonit u ul ndjeshëm dhe gjenerimi i çifteve elektron-pozitron ndaloi.

Rreth një e qindta e sekondës pas Big Bengut, temperatura e Universit ishte 10 11 gradë Celsius. Kjo është shumë më e nxehtë se qendra e çdo ylli të njohur. Kjo temperaturë është aq e lartë sa që asnjë nga përbërësit e materies së zakonshme, atomet dhe molekulat, nuk mund të ekzistojnë. Në vend të kësaj, Universi i ri përbëhej nga grimca elementare. Një nga këto grimca ishin elektronet, grimca të ngarkuara negativisht që formojnë pjesët e jashtme të të gjitha atomeve. Grimcat e tjera ishin pozitrone, grimca të ngarkuara pozitivisht me një masë saktësisht të barabartë me masën e një elektroni. Përveç kësaj, kishte neutrino të llojeve të ndryshme - grimca fantazmë që nuk kishin as masë dhe as ngarkesë elektrike. Por neutrinot dhe antineutrinot nuk e asgjësuan njëra-tjetrën, sepse këto grimca ndërveprojnë shumë dobët me njëra-tjetrën dhe me grimcat e tjera. Prandaj, ato duhet të gjenden ende rreth nesh dhe mund të jenë një mënyrë e mirë për të testuar një model të një universi të hershëm të nxehtë. Megjithatë, energjitë e këtyre grimcave tani janë shumë të ulëta për t'i vëzhguar ato.

Gjatë epokës së leptoneve, kishte grimca të tilla si protonet dhe neutronet. Dhe së fundi, kishte dritë në Univers, i cili, sipas teorisë kuantike, përbëhet nga fotone. Në mënyrë proporcionale, ka një mijë milionë elektrone për neutron dhe proton. Të gjitha këto grimca lindën vazhdimisht nga energjia e pastër, dhe më pas asgjësoheshin, duke formuar lloje të tjera grimcash. Dendësia në Universin e hershëm në temperatura kaq të larta ishte katër mijë milionë herë më e madhe se ajo e ujit.

Siç u përmend më herët, është gjatë kësaj periudhe që prodhimi intensiv i llojeve të ndryshme të neutrinos fantazmë, të cilat quhen neutrino relike, ndodh në reaksionet bërthamore.

Fillon epoka e rrezatimit, në fillim të së cilës Universi hyn në epokën e rrezatimit. Në fillim të epokës (10 s), rrezatimi ndërveproi intensivisht me grimcat e ngarkuara të protoneve dhe elektroneve. Për shkak të rënies së temperaturës, fotonet u ftohën dhe si rezultat i shpërndarjeve të shumta në grimcat që tërhiqeshin, një pjesë e energjisë së tyre u largua.

Rreth njëqind sekonda pas Big Bengut, temperatura bie në një mijë milionë gradë, që është temperatura e yjeve më të nxehtë. Në kushte të tilla, energjia e protoneve dhe neutroneve nuk është më e mjaftueshme për t'i rezistuar tërheqjes së fortë bërthamore, dhe ato fillojnë të kombinohen me njëri-tjetrin, duke formuar bërthamat e deuteriumit - hidrogjeni i rëndë. Bërthamat e deuteriumit më pas bashkojnë neutrone dhe protone të tjerë dhe bëhen bërthama heliumi. Më pas, formohen elementë më të rëndë - litium dhe berilium. Formimi primar i bërthamave atomike të substancës së sapolindur nuk zgjati shumë. Pas tre minutash, grimcat ishin shpërndarë aq larg saqë përplasjet u bënë të rralla. Sipas modelit të Big Bengut të nxehtë, rreth një e katërta e protoneve dhe neutroneve do të ishin shndërruar në atome të heliumit, hidrogjenit dhe elementëve të tjerë. Grimcat elementare të mbetura u zbërthyen në protone, që përfaqësojnë bërthamat e hidrogjenit të zakonshëm.

Disa orë pas Big Bengut, formimi i heliumit dhe elementëve të tjerë ndaloi. Për një milion vjet, Universi thjesht vazhdoi të zgjerohej dhe pothuajse asgjë tjetër nuk ndodhi. Çështja ekzistuese në atë kohë filloi të zgjerohej dhe të ftohet. Shumë më vonë, pas qindra mijëra vjetësh, temperatura ra në disa mijëra gradë dhe energjia e elektroneve dhe bërthamave u bë e pamjaftueshme për të kapërcyer tërheqjen elektromagnetike që vepron midis tyre. Ata filluan të përplasen me njëri-tjetrin, duke formuar atomet e para të hidrogjenit dhe heliumit (Figura 2).

Sa duam, kështu, pa menduar për asgjë, thjesht shiko qiellin e errët, të mbushur pafund me yje dhe ëndërr. A keni menduar ndonjëherë se çfarë është atje sipër nesh, çfarë lloj bote është, si funksionon, nëse ka ekzistuar gjithmonë apo jo, nga janë formuar yjet dhe planetët, pse pikërisht në këtë mënyrë dhe jo në një mënyrë tjetër, këto pyetje mund të renditet deri në pafundësi. Gjatë gjithë ekzistencës së tij, njeriu është përpjekur dhe po përpiqet t'u përgjigjet këtyre pyetjeve, dhe me siguri do të kalojnë qindra, e ndoshta mijëra vjet, dhe ende nuk do të jetë në gjendje t'u japë një përgjigje të plotë.

Pas mijëra vitesh vëzhgimi të yjeve, njeriu kuptoi se nga mbrëmja në mbrëmje ata mbeten gjithmonë të njëjtë dhe nuk ndryshojnë pozicionet e tyre relative. Por megjithatë, nuk ishte gjithmonë kështu, për shembull, 40 mijë vjet më parë yjet nuk dukeshin njësoj si tani. Arusha e Madhe dukej si Big Mallet, nuk kishte asnjë figurë të njohur të Orionit me rrip. E gjithë kjo shpjegohet me faktin se asgjë nuk qëndron ende, por është në lëvizje të vazhdueshme. Hëna rrotullohet rreth e rrotull, Toka, nga ana tjetër, kalon nëpër një cikël rrethor, Dielli dhe bashkë me të i tëri rrotullohet rreth qendrës së Galaktikës, e cila, nga ana tjetër, lëviz rreth qendrës së Universit. Kush e di, ndoshta Universi ynë gjithashtu lëviz në raport me tjetrin, vetëm me dimensione më të mëdha.

Si u formua Universi

Në vitin 1922, shkencëtari dhe astronomi rus Alexander Alexandrovich Friedman parashtroi një teori të përgjithshme. origjinën tonë Universi, e cila u konfirmua më vonë nga astronomi amerikan Edwin Hubble. Kjo teori njihet zakonisht si Teoria e Big Bengut" . Për një moment origjinën e universit, dhe kjo është afërsisht 12-15 miliardë vjet më parë, dimensionet e tij ishin sa më të vogla të ishte e mundur, zyrtarisht mund të supozohet se universi ishte tërhequr në një pikë dhe në të njëjtën kohë kishte një densitet pafundësisht të madh të barabartë me 10 90 kg/cm³ . Kjo do të thotë se 1 centimetër kub i substancës nga e cila përbëhej Universi në momentin e shpërthimit peshonte 10 deri në fuqinë e 90-të të kilogramëve. Pas rreth 10 −35 s. pas fillimit të të ashtuquajturës epokë Planck (kur lënda ishte e ngjeshur në kufirin maksimal të mundshëm dhe kishte një temperaturë prej afërsisht 10 32 K), ndodhi një shpërthim, si rezultat i të cilit filloi procesi i zgjerimit të menjëhershëm eksponencial të Universit. , që ende po ndodh. Si rezultat i shpërthimit, nga një re super e nxehtë e grimcave nënatomike që zgjerohen gradualisht në të gjitha drejtimet, gradualisht u formuan atomet, substancat, planetët, yjet, galaktikat dhe, më në fund, jeta.

Shpërthim i madh- ky është lëshimi në të gjitha drejtimet i një sasie kolosale të energjisë me një rënie graduale të temperaturës, dhe duke qenë se Universi po zgjerohet vazhdimisht, ai në përputhje me rrethanat ftohet vazhdimisht. Procesi i zgjerimit të vetë Universit në kozmologji dhe astronomi ka marrë një emër të përbashkët si "inflacioni kozmik". Menjëherë pasi temperatura ra në vlera të caktuara, grimcat e para elementare, si protonet dhe neutronet, u shfaqën në hapësirë. Kur temperatura e hapësirës ra në disa mijëra gradë, grimcat e mëparshme elementare u bënë elektrone dhe filluan të kombinohen me protonet dhe bërthamat e heliumit. Pikërisht në këtë fazë filloi formimi i atomeve në Univers, kryesisht hidrogjeni dhe heliumi.

Me çdo sekondë që Universi ynë rritet në vëllim, kjo konfirmohet nga teoria e përgjithshme e Zgjerimit të Universit. Për më tepër, ai rritet (zgjerohet) vetëm sepse nuk është i kufizuar nga forca e gravitetit universal. Për shembull, i yni nuk mund të zgjerohet për shkak të forcave gravitacionale që zotëron çdo trup me masë. Meqenëse Dielli është më i rëndë se çdo planet në sistemin tonë, për shkak të forcave të gravitetit, ai i mban ato në një distancë të caktuar, e cila mund të ndryshojë vetëm kur masa e vetë planetit ndryshon. Nëse forcat gravitacionale nuk do të ekzistonin, atëherë planeti ynë, si çdo tjetër, do të largohej gjithnjë e më shumë nga ne çdo minutë. Dhe natyrisht, asnjë jetë nuk mund të lindte askund në Univers. Kjo do të thotë, graviteti, si të thuash, i lidh të gjithë trupat në një sistem të vetëm, në një objekt të vetëm, dhe për këtë arsye zgjerimi mund të ndodhë vetëm aty ku nuk ka trupa qiellorë - në hapësirën midis galaktikave. Vetë procesi Zgjerimet e Universit Do të ishte më e saktë ta quajmë atë "shpërndarja" e galaktikave. Siç dihet, distanca midis galaktikave është shumë e madhe dhe mund të arrijë deri në disa milionë, apo edhe qindra milionë vite dritë (një vit drite- kjo është distanca që një rreze drite do të përshkojë në një vit tokësor (365 ditë), numerikisht është e barabartë me 9,460,800,000,000 kilometra, ose 9,46 trilion kilometra, ose 9,46 mijë miliardë kilometra. Dhe nëse marrim parasysh faktin e Zgjerimit të Universit, atëherë kjo shifër po rritet vazhdimisht.

Struktura e llogaritur e Universit sipas simulimit të Mijëvjeçarit. Shënuar me të bardhë

Distanca e linjës është rreth 141 milionë vite dritë. Tregohet në të verdhë

materie, në vjollcë - materia e errët vërehet vetëm në mënyrë indirekte.

Çdo pikë e verdhë përfaqëson një galaktikë.

Kozmologët vazhdojnë të përparojnë drejt një kuptimi përfundimtar të proceseve që krijuan dhe formësuan Universin.

Universi është aq i gjerë në hapësirë ​​dhe kohë saqë për pjesën më të madhe të historisë njerëzore mbeti i paarritshëm si për instrumentet ashtu edhe për mendjet tona.

Por gjithçka ndryshoi në shekullin e 20-të, kur u shfaqën ide të reja - nga teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit deri te teoritë moderne të grimcave elementare. Suksesi u arrit edhe falë instrumenteve të fuqishëm - nga reflektorët 100 dhe 200 inç të krijuar nga George Ellery Hale, të cilët na hapën drejt galaktikave përtej Rrugës së Qumështit, te teleskopi Hapësinor Hubble, i cili na çoi në epokën e lindjes së galaktikat. Progresi është përshpejtuar gjatë 20 viteve të fundit. U bë e qartë se lënda e errët nuk përbëhet nga atome të zakonshme, se energjia e errët ekziston. Lindi ide të guximshme për inflacionin kozmik dhe shumësinë e universeve.

Tema kryesore e tregimit tonë për Universin është evolucioni nga "supa" primitive e kuarkut në kompleksitetin në rritje të galaktikave, yjeve, planetëve dhe jetës që vërehet sot. Këto struktura u shfaqën njëra pas tjetrës gjatë miliarda viteve, duke iu bindur ligjeve bazë të fizikës. Duke udhëtuar pas në kohë në epokën e origjinës, kozmologët fillimisht kalojnë nëpër historinë e detajuar të Universit në mikrosekondin e parë, më pas në 10^(-34)$ që nga fillimi (ka ide të qarta për këtë kohë, por jo ende konfirmuar qartë) dhe, më në fund, deri në momentin e lindjes (për të cilin ende ka vetëm supozime). Edhe pse ne ende nuk e kuptojmë plotësisht se si lindi Universi, ne tashmë kemi hipoteza mahnitëse, siç është koncepti i një universi të shumëfishtë, duke përfshirë një numër të pafund nënuniversesh të palidhura.

PIKAT THEMELORE

• Universi ynë filloi me një Big Bang të nxehtë 13.7 miliardë vjet më parë dhe që atëherë është zgjeruar dhe ftohur. Ai ka evoluar nga një përzierje pa formë e grimcave elementare në kozmosin modern shumë të strukturuar.
• Mikrosekondi i parë ishte periudha përcaktuese kur materia filloi të dominojë mbi antimaterinë, lindi struktura e galaktikave të ardhshme dhe grupimeve të tyre dhe u ngrit materia e errët - substanca e panjohur që mban këtë strukturë.
• E ardhmja e Universit përcaktohet nga energjia e errët - një formë e panjohur e energjisë që po shkakton përshpejtimin e zgjerimit kozmologjik që filloi disa miliarda vjet më parë.

Universi në zgjerim

Në vitin 1924, duke përdorur teleskopin Hooker 100 inç të Observatorit Mount Wilson, Edwin Hubble zbuloi se mjegullnajat e paqarta, të cilat mbetën misterioze për disa shekuj, ishin galaktika si e jona. Kështu, Hubble e rriti kuptimin tonë për Universin me 100 miliardë herë!

Dhe disa vite më vonë ai vërtetoi se galaktikat po largohen nga njëra-tjetra, duke iu bindur një modeli matematikor të njohur tani si ligji i Hubble: sa më larg të jetë një galaktikë, aq më shpejt lëviz. Nga ky ligj rezulton se Big Bengu ndodhi 13.7 miliardë vjet më parë.
ZGJERIMI I HAPËSIRËS

Brenda kuadrit të teorisë së përgjithshme të relativitetit, ligji i Hubble-it interpretohet si më poshtë: vetë hapësira po zgjerohet dhe galaktikat lëvizin së bashku me të (fig. lart). Drita gjithashtu shtrihet, duke përjetuar një zhvendosje të kuqe, që do të thotë humbje e energjisë, kështu që Universi ftohet ndërsa zgjerohet. Zgjerimi kozmik ndihmon për të kuptuar se si u formua Universi modern. Nëse nxitoni mendërisht në të kaluarën, Universi do të bëhet më i dendur, më i nxehtë, më i pazakontë dhe më i thjeshtë. Duke iu afruar fillimit, ne biem në kontakt me mekanizmat më të thellë të natyrës, duke përdorur një përshpejtues më të fuqishëm se çdo tjetër i ndërtuar në Tokë - vetë Big Bengun.

Duke parë përmes një teleskopi në hapësirë, astronomët fjalë për fjalë e gjejnë veten në të kaluarën - dhe sa më i madh të jetë teleskopi, aq më thellë depërton shikimi i tyre. Drita që vjen nga galaktikat e largëta na tregon kohët e lashta, dhe zhvendosja e saj e kuqe tregon se sa është zgjeruar Universi me kalimin e kohës. Rekordi aktual i zhvendosjes së kuqe të vërejtur është rreth tetë, që do të thotë se kjo dritë u emetua kur madhësia e Universit ishte nëntë herë më e vogël se sa është sot, dhe mosha e saj ishte vetëm disa qindra milionë vjet. Instrumente të tilla si Teleskopi Hapësinor Hubble dhe teleskopi 10 metra Keck në Mauna Kea na kthejnë lehtësisht në formimin e galaktikave si kjo e jona, disa miliarda vjet pas Big Bengut. Drita e epokave të mëparshme është kaq e zhvendosur në të kuqe sa astronomët janë të detyruar ta zbulojnë atë në gjatësi vale infra të kuqe dhe radio. Teleskopët në ndërtim e sipër, si teleskopi hapësinor James Webb 6,5 m me rreze infra të kuqe dhe grupi milimetrik i madh Atacama (ALMA), një rrjet prej 64 radioteleskopësh në Kilin verior, do të na kthejnë pas në kohë në lindjen e yjeve dhe galaktikave të para.

Modelimi kompjuterik tregon se këto yje dhe galaktika u shfaqën kur mosha e Universit ishte rreth 100 milionë vjet. Para kësaj, universi kaloi një periudhë të quajtur epoka e errët, kur ishte e zezë.

Hapësira ishte e mbushur me një masë pa formë prej pesë pjesësh të lëndës së errët dhe një pjesë hidrogjeni dhe heliumi, të cilat u rralluan ndërsa Universi zgjerohej.

Lënda ishte paksa johomogjene në densitet dhe graviteti veproi si një përforcues për këto inhomogjenitete: rajonet më të dendura u zgjeruan më ngadalë se ato më pak të dendura. Në kohën e 100 milion viteve, rajonet më të dendura jo vetëm që ngadalësuan zgjerimin e tyre, por madje filluan të tkurren. Secila prej këtyre zonave përmbante rreth 1 milion masa diellore të lëndës; Ata u bënë objektet e parë të lidhur me gravitacion në hapësirë. Pjesa më e madhe e masës së tyre ishte materie e errët, e cila, siç sugjeron emri i saj, nuk është në gjendje të lëshojë ose të thithë dritë. Prandaj, ajo formoi re shumë të zgjatura. Nga ana tjetër, hidrogjeni dhe heliumi, duke emetuar dritë, humbën energjinë dhe u tkurrën drejt qendrës së secilës re. Përfundimisht ata u tkurrën aq shumë sa u shndërruan në yje. Këto objekte të para ishin shumë më masive se ato moderne - qindra masa diellore. Pasi jetuan një jetë shumë të shkurtër, ata shpërthyen duke hedhur elementët e parë të rëndë në hapësirë. Pas disa miliardë vjetësh, këto re me masa prej miliona masash diellore u grupuan nën ndikimin e gravitetit në galaktikat e para..

Rrezatimi nga retë e para të hidrogjenit, shumë i zhvendosur në të kuqe për shkak të zgjerimit, mund të zbulohej nga grupe të mëdha të antenave radio me një sipërfaqe totale marrëse prej rreth një kilometër katror. Kur të ndërtohen këta radio teleskopë, do të dihet sesi gjenerata e parë e yjeve dhe galaktikave jonizoi hidrogjenin dhe në këtë mënyrë i dha fund epokës së errët.

Pas epokës së errët, reflektimi i Big Bengut të nxehtë në zhvendosjen e kuqe 1100 është i dukshëm. Duke parë prapa në atë epokë, gjithçka që shohim është një mur me rrezatim mikrovalor që mbush të gjithë qiellin - rrezatimi kozmik i sfondit të mikrovalës, i zbuluar në vitin 1964 nga Arno Penzias dhe Robert Wilson.

Ky është një pasqyrim i zbehtë i Universit, i cili ishte në fillimet e tij për 380 mijë vjet, në epokën e formimit të atomeve. Para kësaj, ajo ishte një përzierje pothuajse homogjene e bërthamave atomike, elektroneve dhe fotoneve. Kur Universi u fto në një temperaturë prej rreth 3000 K, bërthamat dhe elektronet filluan të kombinohen në atome. Fotonet ndaluan së shpërndarja nga elektronet dhe filluan të lëvizin lirshëm nëpër hapësirë, duke demonstruar se si ishte Universi shumë kohë përpara lindjes së yjeve dhe galaktikave.

Në vitin 1992, sateliti Cosmic Background Explorer (COBE) i NASA-s zbuloi se intensiteti i këtij rrezatimi ndryshonte pak - me rreth 0.001%, duke treguar një heterogjenitet të lehtë në shpërndarjen e materies. Shkalla e heterogjenitetit parësor doli të jetë e mjaftueshme që dendësitë e vogla të bëhen një "farë" për galaktikat e ardhshme dhe grupimet e tyre, të cilat më vonë u rritën nën ndikimin e gravitetit. Shpërndarja e inhomogjeniteteve të rrezatimit të sfondit nëpër qiell tregon veti të rëndësishme të Universit: dendësinë dhe përbërjen mesatare të tij dhe fazat më të hershme të evolucionit të tij. Studimi i kujdesshëm i këtyre parregullsive na ka mësuar shumë për Universin..

Rrezatimi i Sfondit të Mikrovalës Kozmik është një imazh i Universit në fillimet e tij prej 380 mijë vjetësh. Ndryshimet delikate në intensitetin e këtij rrezatimi (i koduar me ngjyra) shërbejnë si një gur kozmik i Rozetës, duke dhënë të dhëna për misteret e Universit - moshën, densitetin, përbërjen dhe gjeometrinë e tij.

Duke u kthyer nga kjo pikë në fillimin e evolucionit të Universit, ne do të shohim se si plazma fillestare bëhet gjithnjë e më e nxehtë dhe më e dendur.

Deri në moshën rreth 100 mijë vjet, dendësia e energjisë së rrezatimit ishte më e lartë se ajo e substancës, e cila e mbajti substancën nga copëtimi. Dhe në atë moment, filloi grumbullimi gravitacional i të gjitha strukturave të vëzhguara tani në Univers. Edhe më afër fillimit, kur mosha e Universit ishte më pak se një sekondë, nuk kishte bërthama atomike, por vetëm përbërësit e tyre - protone dhe neutrone. Bërthamat u ngritën kur Universi ishte disa sekonda i vjetër dhe temperatura dhe dendësia u bënë të përshtatshme për reaksione bërthamore. Në këtë nukleosintezë të Big Bang-ut, lindën vetëm elementë të lehtë kimikë: shumë helium (rreth 25% në masë të të gjithë atomeve në Univers) dhe pak litium, deuterium dhe helium-3. Pjesa tjetër e plazmës (rreth 75%) mbeti në formën e protoneve, të cilat përfundimisht u bënë atome hidrogjeni. Të gjithë elementët e tjerë të Tabelës Periodike lindën miliarda vjet më vonë në thellësitë e yjeve dhe gjatë shpërthimeve të tyre.

UNIVERSI PËRBËHET kryesisht nga energjia e errët dhe materia e errët; natyra e të dyjave është e panjohur. Lënda e zakonshme nga e cila formohen yjet, planetët dhe gazi ndëryjor përbën vetëm një pjesë të vogël.

Teoria e nukleosintezës parashikon me saktësi bollëkun e elementeve dhe izotopeve të matura në objektet më të vjetra në Univers - yjet më të vjetër dhe retë e gazit me zhvendosje të lartë të kuqe. Bollëku i deuteriumit, i cili është shumë i ndjeshëm ndaj densitetit mesatar atomik në Univers, luan një rol të veçantë: vlera e tij e matur tregon se lënda e zakonshme përbën (4,5 ± 0,1)% të densitetit total të energjisë. Pjesa tjetër është materia e errët dhe energjia e errët.

Para moshës një mikrosekondi nuk kishte as protone dhe neutrone; Universi ishte si një supë me elementët bazë të natyrës: kuarkët, leptonet dhe bartësit e forcës (fotonet, bozonet W dhe Z dhe gluonet). Ne jemi të sigurt se kjo "supë kuarke" ekzistonte me të vërtetë, pasi kushtet fizike të asaj epoke tani po riprodhohen në eksperimente në përshpejtuesit e grimcave (shih: Riorden M., Seits U. Mikrosekonda e parë // VMN, Nr. 8, 2006).

Kozmologët shpresojnë ta studiojnë atë epokë jo me ndihmën e teleskopëve të mëdhenj dhe të mprehtë, por duke u mbështetur në ide të thella nga fizika e grimcave. Krijimi i Modelit Standard të fizikës së grimcave 30 vjet më parë çoi në hipoteza të guximshme, duke përfshirë teorinë e fijeve, e cila përpiqet të unifikojë grimcat dhe forcat në dukje të palidhura. Nga ana tjetër, këto ide të reja gjetën zbatim në kozmologji, duke u bërë po aq e rëndësishme sa ideja origjinale e Big Bengut të nxehtë. Ata treguan një lidhje të thellë dhe të papritur midis mikrokozmosit dhe Universit më të madh.

Së shpejti mund të kemi përgjigje për tre pyetje kyçe: cila është natyra e materies së errët, çfarë e shkakton asimetrinë midis materies dhe antimateries dhe se si u krijua supa e kuarkut.

Kandidati i dytë është aksioni, një grimcë ultra e lehtë me një masë rreth një trilion herë më pak se ajo e një elektroni. Ekzistenca e tij tregohet nga ndryshimet delikate të parashikuara nga Modeli Standard në sjelljen e kuarkeve. Përpjekjet për të zbuluar një aksion mbështeten në faktin se në një fushë magnetike shumë të fortë mund të shndërrohet në një foton. Si neutralino ashtu edhe aksioni kanë një veti të rëndësishme: fizikanët i quajnë këto grimca "të ftohta". Pavarësisht se ata lindin në temperatura shumë të larta, ata lëvizin ngadalë dhe për këtë arsye lehtë grupohen në galaktika.

Ndoshta një sekret tjetër qëndron në epokën e supës primordiale të kuarkut: pse Universi tani përmban vetëm materie dhe pothuajse asnjë antimaterie. Fizikanët besojnë se në fillim Universi kishte një sasi të barabartë prej tyre, por në një moment u ngrit një tepricë e vogël e materies - rreth një kuark shtesë për çdo miliard antikuarkë. Falë këtij çekuilibri, mjaft kuarke u ruajtën gjatë asgjësimit të kuarkeve me antikuarkë gjatë zgjerimit dhe ftohjes së Universit. Më shumë se 40 vjet më parë, eksperimentet në përshpejtuesit treguan se ligjet e fizikës ishin paksa në favor të materies; Ishte pikërisht kjo preferencë e vogël në procesin e ndërveprimit të grimcave në një fazë shumë të hershme që çoi në lindjen e një tepricë kuarkesh.

Vetë supa e kuarkut ndoshta u ngrit shumë herët - rreth $10^(-34)$ s pas Big Bengut, në një shpërthim të zgjerimit kozmik të njohur si inflacion.

Arsyeja për këtë shpërthim ishte energjia e një fushe të re, që të kujton një fushë elektromagnetike dhe të quajtur inflaton. Është inflacioni ai që duhet të shpjegojë veti të tilla themelore të hapësirës si homogjeniteti i saj i përgjithshëm dhe luhatjet e densitetit të vogël që shkaktuan galaktikat dhe strukturat e tjera në Univers. Kur inflatoni u prish, ai e transferoi energjinë e tij tek kuarkët dhe grimcat e tjera, duke krijuar kështu nxehtësinë e Big Bengut dhe vetë supën e kuarkut.

Teoria e inflacionit demonstron një lidhje të thellë midis kuarkeve dhe kozmosit: luhatjet kuantike të inflatonit, të cilat ekzistonin në nivelin nënatomik, u rritën në përmasa astrofizike përmes zgjerimit të shpejtë dhe u bënë mikrobi për të gjitha strukturat e vëzhguara sot. Me fjalë të tjera, modeli i rrezatimit të sfondit të mikrovalës në qiell është një imazh gjigant i botës nënatomike. Vetitë e vëzhguara të këtij rrezatimi janë në përputhje me parashikimin teorik, duke vërtetuar se inflacioni, ose diçka e ngjashme me të, ka ndodhur në të vërtetë shumë herët në historinë e Universit.

Ndërsa kozmologët përpiqen të shtyjnë edhe më tej dhe të kuptojnë fillimin e universit, gjykimi i tyre bëhet më pak i sigurt.

Për një shekull, teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit ishte baza për studimin e evolucionit të universit. Por nuk pajtohet me një shtyllë tjetër të fizikës moderne - teorinë kuantike, kështu që detyra më e rëndësishme është t'i pajtojë ato me njëra-tjetrën. Vetëm me një teori të tillë të unifikuar do të jemi në gjendje të përparojmë në momentet më të hershme të evolucionit të Universit, në të ashtuquajturën epokë Planck me një moshë prej $10^(–43)$ s, kur u formua vetë hapësirë-koha. . Versionet e provës të një teorie të unifikuar na ofrojnë pamje mahnitëse të momenteve të para. Për shembull, teoria e fijeve parashikon ekzistencën e dimensioneve shtesë të hapësirës dhe ndoshta ekzistencën e universeve të tjerë në këtë superhapësirë. Ajo që ne e quajmë Big Bang mund të ketë qenë përplasja e Universit tonë me një tjetër(shih: Veneziano G. Miti i fillimit të kohës // VMN, nr. 8, 2004) . Kombinimi i teorisë së fijeve me teorinë e inflacionit të çon në ndoshta idenë më madhështore deri më tani - idenë e një multiversi, i përbërë nga një numër i pafund pjesësh të shkëputura, secila me ligjet e veta fizike..

(shih: Busso R., Polchinski J. Peizazhi i teorisë së fijeve // ​​VMN, Nr. 12, 2004)

Ideja e një universi të shumëfishtë është ende në zhvillim dhe trajton dy probleme kryesore teorike. Së pari, nga ekuacionet që përshkruajnë inflacionin, rezulton se nëse ai ndodh një herë, procesi do të ndodhë përsëri dhe përsëri, duke gjeneruar një numër të pafund zonash "të fryra". Ata janë aq të mëdhenj sa nuk mund të komunikojnë me njëri-tjetrin dhe për këtë arsye nuk ndikojnë në njëri-tjetrin. Së dyti, teoria e vargut tregon se këto rajone kanë parametra të ndryshëm fizikë, të tillë si numri i dimensioneve hapësinore dhe familjet e grimcave të qëndrueshme.

Kozmologët kanë ndjenja të përziera për idenë e një universi të shumëfishtë. Nëse vërtet nuk ka asnjë lidhje midis nënuniverseve individuale, atëherë ne nuk do të jemi në gjendje të verifikojmë ekzistencën e tyre; në fakt, ato janë përtej njohurive shkencore. Një pjesë e imja dëshiron të bërtasë, "Të lutem, jo ​​më shumë se një univers!" Por nga ana tjetër, ideja e një Universi të shumëfishtë zgjidh një sërë problemesh themelore. Nëse është e saktë, atëherë zgjerimi i Hubble i Universit është vetëm 100 miliard herë dhe dëbimi kopernik i Tokës nga qendra e Universit në shekullin e 16-të. do të duket vetëm një shtesë e vogël për vetëdijen tonë për vendin tonë në kozmos.

NË ERRËSIRË

Elementi më i rëndësishëm i të kuptuarit modern të Universit dhe misterit të tij më të madh është energjia e errët, një formë energjie e zbuluar kohët e fundit dhe thellësisht misterioze që shkakton përshpejtimin e zgjerimit kozmik. Energjia e errët mori kontrollin e materies disa miliardë vjet më parë. Para kësaj, zgjerimi u ngadalësua nga tërheqja gravitacionale e materies, dhe graviteti ishte i aftë të krijonte struktura - nga galaktikat tek supergrupet. Në ditët e sotme, për shkak të ndikimit të energjisë së errët, strukturat më të mëdha se supergrupet nuk mund të formohen. Dhe nëse energjia e errët do të kishte fituar edhe më herët - le të themi, kur mosha e Universit ishte vetëm 100 milion vjet - atëherë formimi i strukturave do të kishte ndaluar para se të lindnin galaktikat dhe ne nuk do të ishim këtu.

Kozmologët kanë ende një ide shumë të paqartë se çfarë është kjo energji e errët. Që zgjerimi të përshpejtohet, nevojitet një forcë refuzuese. Teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit tregon se graviteti i një forme jashtëzakonisht elastike të energjisë mund të shkaktojë me të vërtetë zmbrapsje. Energjia kuantike që mbush hapësirën boshe e bën këtë. Por problemi është se vlerësimet teorike të densitetit të energjisë kuantike nuk pajtohen me kërkesat e vëzhgimit; në fakt, ato i tejkalojnë ato me shumë shkallë. Një mundësi tjetër: nxitimi kozmik mund të mos nxitet nga një formë e re energjie, por nga diçka që imiton atë energji, të themi, gabimi i relativitetit të përgjithshëm ose ndikimi i dimensioneve të padukshme hapësinore. (shih: Cross L., Turner M. Misteri i hapësirës // VMN, Nr. 12, 2004).

Nëse universi vazhdon të përshpejtohet me shpejtësinë e tij aktuale, atëherë në 30 miliardë vjet të gjitha shenjat e Big Bengut do të zhduken (shih: Cross L., Scherrer R. A do të vijë fundi i kozmologjisë? // VMN, nr. 6, 2008). Të gjitha, përveç disa galaktikave të afërta, do të përjetojnë një zhvendosje kaq të madhe të kuqe sa do të bëhen të padukshme. Temperatura e rrezatimit të sfondit kozmik do të bjerë nën ndjeshmërinë e instrumenteve. Kjo do ta bëjë Universin të duket si ajo që astronomët imagjinonin 100 vjet më parë, përpara se instrumentet e tyre të bëheshin mjaftueshëm të fuqishëm për të parë Universin që njohim sot.

Kozmologjia moderne në thelb na degradon. Ne jemi të përbërë nga protone, neutrone dhe elektrone, të cilat së bashku përbëjnë vetëm 4.5% të universit; ne ekzistojmë vetëm falë lidhjeve më delikate midis më të voglës dhe më të madhes. Ligjet e mikrofizikës siguruan dominimin e materies mbi antimateries, shfaqjen e luhatjeve që lindën galaktikat dhe mbushjen e hapësirës me grimca të lëndës së errët që siguronin infrastrukturën gravitacionale që lejonte galaktikat të formoheshin përpara se energjia e errët të merrte pushtetin dhe zgjerimi të fillonte të përshpejtohej ( futur më sipër). Në të njëjtën kohë, kozmologjia është arrogante në natyrë. Ideja se ne mund të kuptojmë çdo gjë në një oqean kaq të gjerë hapësire dhe kohe sa Universi ynë duket absurde në shikim të parë. Kjo përzierje e çuditshme e modestisë dhe vetëbesimit na ka lejuar të bëjmë përparim shumë të mirë gjatë shekullit të kaluar në kuptimin e strukturës së Universit modern dhe evolucionit të tij. Unë jam optimist për përparimin e mëtejshëm në vitet e ardhshme dhe jam mjaft i sigurt se po jetojmë në një epokë të artë të kozmologjisë.

Nëse do të kishte edhe më shumë energji të errët në Univers, ajo do të mbetej pothuajse pa formë (majtas), pa strukturat e mëdha që shohim (djathtas).

Përkthimi: V.G. Surdin

LEXIM SHTESË

• Universi i hershëm. Edward W. Kolb dhe Michael S. Turner. Westview Press, 1994.
• Universi inflacionist. Alan Guth.
• Themelore, 1998.
• Kuarkët dhe Kozmosi. Michael S. Turner në Science, Vol. 315, faqet 59–61;
• 5 janar 2007.

Michael S. Turner ishte pionier i integrimit të fizikës së grimcave, astrofizikës dhe kozmologjisë dhe udhëhoqi përpjekjet e Akademisë Kombëtare në këtë fushë të re kërkimi në fillim të dekadës. Ai është profesor në Institutin e Fondacionit Kavli për Fizikën Kozmologjike në Universitetin e Çikagos.

7 Mars 2015, ora 18:50 Universi

7 Mars 2015, ora 18:50- kjo është e gjithë bota e pafund rreth nesh. Këta janë planetë dhe yje të tjerë, planeti ynë Tokë, bimët dhe kafshët e tij, ju dhe unë - e gjithë kjo është Universi, duke përfshirë atë që është përtej Tokës - hapësirën e jashtme, planetët, yjet. Kjo është materie pa fund dhe skaj, duke marrë format më të ndryshme të ekzistencës së saj.

- kjo është gjithçka që ekziston. Nga kokrrat më të vogla të pluhurit dhe atomeve deri te grumbullimet e mëdha të materies së botëve yjore dhe sistemeve yjore. Universi, ose hapësira, përbëhet nga grupime gjigante yjesh.

Nga erdhi e gjithë kjo?

Ka disa teori, më e njohura prej të cilave është teoria e shpërthimit të madh.

70 vjet më parë, astronomi amerikan Edwin Hubble zbuloi se galaktikat ndodhen në pjesën e kuqe të spektrit të ngjyrave. Kjo, sipas "efektit Doppler", do të thoshte se ata po largoheshin nga njëri-tjetri. Për më tepër, drita nga galaktikat më të largëta është "më e kuqe" se drita nga ato më të afërta, gjë që tregonte një shpejtësi më të ulët të atyre të largëta. Fotografia e shpërndarjes së masave të mëdha të materies të kujtonte në mënyrë të habitshme foton e një shpërthimi. Pastaj u propozua teoria e Big Bengut.

Sipas llogaritjeve, kjo ndodhi afërsisht 13.7 miliardë vjet më parë. Në kohën e shpërthimit, Universi ishte një "pikë" me përmasa 10-33 centimetra. Shtrirja e Universit aktual vlerësohet nga astronomët në 156 miliardë vite dritë (për krahasim: një "pikë" është po aq herë më e vogël se një proton - bërthama e një atomi hidrogjeni, sa vetë protoni është më i vogël se Hëna).
Konfirmimi i parë i shpërthimit erdhi në vitin 1964, kur radioastronomët amerikanë R. Wilson dhe A. Penzias zbuluan rrezatim elektromagnetik relikt me një temperaturë prej rreth 3° në shkallën Kelvin (–270°C). Ky zbulim, i papritur për shkencëtarët, u konsiderua në favor të Big Bengut.

Pra, nga reja super e nxehtë e grimcave nënatomike që gradualisht zgjerohen në të gjitha drejtimet, atomet, substancat, planetët, yjet, galaktikat filluan të formohen gradualisht dhe më në fund u shfaq jeta. Universi është ende duke u zgjeruar dhe nuk dihet se sa do të vazhdojë kjo. Ndoshta një ditë ajo do të arrijë kufirin e saj.

Teoria e Big Bengut bëri të mundur përgjigjen e shumë pyetjeve me të cilat përballet kozmologjia, por, për fat të keq, dhe ndoshta për fat të mirë, ajo gjithashtu ngriti një sërë pyetjesh të reja. Në veçanti: çfarë ndodhi para Big Bengut? Çfarë çoi në ngrohjen fillestare të Universit në një temperaturë të paimagjinueshme prej më shumë se 1032 gradë K? Pse Universi është çuditërisht homogjen, ndërsa gjatë çdo shpërthimi lënda shpërndahet në drejtime të ndryshme jashtëzakonisht të pabarabartë?

Por misteri kryesor është, natyrisht, "fenomeni". Nuk dihet se nga ka ardhur dhe si është formuar. Në botimet e shkencës popullore, tema e "fenomenit" zakonisht hiqet fare, dhe në botime të specializuara shkencore ata shkruajnë për të si diçka të papranueshme nga pikëpamja shkencore. Stephen Hawking, një shkencëtar dhe profesor me famë botërore në Universitetin e Kembrixhit, dhe J. F. R. Ellis, një profesor i matematikës në Universitetin e Cape Town, thonë drejtpërdrejt në librin e tyre "Struktura e hapësirës në shkallë të gjatë": "Rezultatet tona konfirmojnë koncepti që universi u krijua një numër i kufizuar vitesh më parë. Sidoqoftë, pika fillestare e teorisë së origjinës së Universit si rezultat i Big Bengut - i ashtuquajturi "fenomen" - është përtej ligjeve të njohura të fizikës.

Duhet të merret parasysh se problemi i "fenomenit" është vetëm një pjesë e një problemi shumë më të madh, problemi i vetë burimit të gjendjes fillestare të Universit. Me fjalë të tjera: nëse Universi fillimisht ishte i ngjeshur në një pikë, atëherë çfarë e solli atë në këtë gjendje?

Në përpjekje për të kapërcyer problemin e "fenomenit", disa shkencëtarë propozojnë hipoteza të tjera. Një prej tyre është teoria e "Universit pulsues". Sipas tij, Universi pafundësisht, pa pushim, ose tkurret në një pikë, ose zgjerohet në disa kufij. Një Univers i tillë nuk ka as fillim e as fund, ka vetëm cikle zgjerimi dhe tkurrjeje. Në të njëjtën kohë, autorët e hipotezës pretendojnë se Universi ka ekzistuar gjithmonë, duke eliminuar kështu në dukje çështjen e "fillimit të botës".

Por fakti është se askush nuk ka dhënë ende një shpjegim të kënaqshëm për mekanizmin e pulsimit. Pse po ndodh kjo? Cilat janë arsyet? Laureati i Nobelit, fizikani Steven Weinberg, në librin e tij "Tre Minutat e Para", thekson se me çdo pulsim të rregullt në Univers, raporti i numrit të fotoneve me numrin e nukleoneve duhet të rritet në mënyrë të pashmangshme, gjë që çon në zhdukjen e pulsime të reja. Weinberg arrin në përfundimin se, prandaj, numri i cikleve të pulsimit të Universit është i fundëm, që do të thotë se në një moment ato duhet të ndalen. Rrjedhimisht, "Universi pulsues" ka një fund, dhe për këtë arsye ka edhe një fillim.

Një tjetër teori e origjinës së Universit është teoria e "vrimave të bardha", ose kuazareve, të cilët "pështyjnë" galaktika të tëra nga vetja.
Teoria e "tuneleve hapësinore-kohë" ose "kanaleve hapësinore" është gjithashtu interesante. Ideja e tyre u shpreh për herë të parë në vitin 1962 nga fizikani teorik amerikan John Wheeler në librin "Geometridinamika", në të cilin studiuesi formuloi mundësinë e udhëtimit ndërgalaktik transdimensional, jashtëzakonisht të shpejtë. Disa versione të konceptit të "kanaleve hapësinore" konsiderojnë mundësinë e përdorimit të tyre për të udhëtuar në të kaluarën dhe të ardhmen, si dhe në universe dhe dimensione të tjera.

Fizikani i Stanfordit, Andrei Linde, shtron pyetje që teoria e Big Bengut nuk mund t'u përgjigjet. Disa prej tyre u shprehën në një artikull të vitit 2007 në revistën Stanford Alumni: “Çfarë shpërtheu saktësisht? Pse shpërtheu në këtë moment specifik dhe kudo menjëherë? Çfarë ekzistonte para Big Bengut?

Sipas Lindes, Big Bengu nuk ishte një ngjarje e vetme, por një inflacion i çrregullt dhe i shpërndarë. Ai zhvilloi teorinë e tij kaotike të inflacionit në vitet 1980: Zgjerimet e ngjashme me Big Bang-un mund të ndodhin kudo në hapësirë, duke pasur parasysh energjinë e mjaftueshme potenciale.

"Ne supozuam se i gjithë universi u krijua në një moment," thotë Linde. "Por në realitet nuk është kështu."

Studimet e rrezatimit kozmik të sfondit mikrovalor në vitet 1990 treguan intensitete të ndryshme, gjë që ofron disa prova për të mbështetur teorinë kaotike të inflacionit.

Linde beson se nga një këndvështrim shumë i gjerë, kozmosi nuk përshtatet në kuadrin e krijuar nga shkenca: “Në vend të një universi ku ka një ligj të vetëm të fizikës, inflacioni i përjetshëm kaotik krijon një pamje të një multiversi të vetë-përsëritshëm dhe të përjetshëm ku gjithçka. është e mundur”, thotë Linde. - Vijat paralele mund të kryqëzohen në një distancë shumë të gjatë. Ligjet e fizikës mund të ndryshojnë... Ne thjesht nuk jemi në gjendje të shohim se kur ndodh kjo. Ne jemi si milingona brenda një topi të madh."

Teori të tjera rreth origjinës së Universit:

Teoria Ekpirotike

Adhuruesit e kësaj teorie besojnë se ekziston një Univers paralel me yni, i cili herë pas here përplaset me "motrën" e tij. Energjia e përplasjes çon në shqetësime të mëdha në hapësirë, duke rezultuar në shfaqjen e grimcave që më pas formojnë mjegullnaja gazi, galaktika, yje dhe trupa të tjerë kozmikë.

Pas përplasjes, Universet shpërndahen, por sa më tej shpërndahen, aq më shumë fillojnë të tërheqin njëri-tjetrin (dhe pse jo?). Gradualisht ata fillojnë të afrohen përsëri, dhe deri në atë kohë nuk ka më yje apo objekte të tjera në të dy Universet, gjithçka shpërndahet në mënyrë të barabartë sipas Ligjit të Dytë të Termodinamikës.

Universet përplasen përsëri, dhe sërish energjia e përplasjes krijon grimca, dhe kështu me radhë, është një cikël i pafund.

Vrimat e bardha

Të gjithë kemi dëgjuar për ekzistencën e vrimave të zeza. Në përgjithësi, për momentin ekzistenca e tyre mund të merret me mend vetëm nga shqetësimi i fushave gravitacionale / devijimi i dritës. Por shkencëtarët tashmë po flasin për ekzistencën e vrimave të bardha. Në fund të fundit, nëse materia përthithet nga një vrimë e zezë, ajo duhet të hidhet diku, apo jo?

Dhe në teori, pikat ku materia nxirret në vend se thithet ekzistojnë. Deri më tani ato nuk janë zbuluar, por adhuruesit e kësaj teorie nuk heqin dorë nga shpresa për të zbuluar një vrimë të bardhë në të ardhmen e afërt.

Në përgjithësi, ekzistenca e vrimave të bardha, nëse ato vërtet zbulohen, shkel disa ligje themelore të fizikës. Dhe nëse zbulohet vërtet një vrimë e bardhë, atëherë themeli i shkencës aktuale do të duhet të rregullohet, dhe shumë tërësisht (meqë ra fjala, edhe një herë).

Universi është produkt i një vrime të zezë

Një teori shumë interesante sipas së cilës vrimat e zeza që nxjerrin lëndën në një destinacion të panjohur në fakt krijojnë Universe të reja që shfaqen edhe më shpejt se kërpudhat pas shiut. Çdo grimcë e zhytur nga një vrimë e zezë mund të jetë fillimi i një Universi të ri, pasi grimca, e pajisur me energji të madhe, të shpërthejë. Do të jetë një Big Bang, dhe ka shumë Bangs të tillë.

Secili Univers i krijuar, nga ana tjetër, gjeneron vrima të reja të zeza, dhe ato - Universe të reja. Në përgjithësi, koka ime po rrotullohet, është shumë e vështirë të imagjinohet gjithë kjo vorbull e pafund.

Teoria kuantike e botëve

Kjo teori përdoret shumë shpesh nga shkrimtarët e trillimeve shkencore në veprat e tyre. Thelbi i saj qëndron në degëzimin e vazhdueshëm të variacioneve. Për shembull, tani po vendosni nëse do të shkoni në dyqan apo do të ndizni televizorin. Në një invariancë shkoni në dyqan, në një tjetër ndizni televizorin. Ne tashmë kemi dy Universe që ndryshojnë shumë pak nga njëri-tjetri, por sa më tej shkojmë, aq më të forta janë dallimet.

Dhe në përgjithësi, variacionet "degëzohen" në varësi të shumë faktorëve, duke përfshirë sjelljen e atomeve që lëvizin në drejtime të ndryshme etj. Si rezultat, miliarda miliarda pandryshime të reja shfaqen çdo moment, dhe sa më larg të jenë nga njëri-tjetri, aq më të ndryshëm janë këto Universe.

Në mënyrë figurative, kjo mund të imagjinohet si një ventilator, çdo teh i të cilit është i ndarë pafundësisht, dhe secila nga pjesët e mëvonshme ndahet përsëri, e kështu me radhë...

Jo shumë njerëz që jetojnë në shoqërinë moderne mund të flasin me besim se si u krijua Universi. Pak njerëz sot mendojnë se si mundi të shndërrohej në një hapësirë ​​të madhe kolosale që nuk njeh kufij specifikë dhe të qartë. Pak njerëz mendojnë se çfarë mund të ndodhë me Universin në miliarda vjet Tema të këtij lloji kanë torturuar gjithmonë mendjet e lashta të shkencëtarëve, të përfaqësuar nga studiues dhe filozofë të palodhur, të cilët, në një vështrim të çastit, krijuan kryeveprat e tyre - interesante. dhe teori shumë të çmendura në lidhje me historinë e origjinës së Universit.

Shkencëtarët modernë kanë shkuar më tej në kuadrin e njohurive shkencore sesa paraardhësit e tyre të lashtë. Shumë astronomë, fizikanë dhe bashkë me ta kozmologë janë të bindur se Universi mund të ishte shfaqur si rezultat i një shpërthimi në shkallë të gjerë, i cili mund të bëhej jo vetëm paraardhësi i pjesës kryesore të materies, por edhe baza për formimin e të gjitha ligjet fizike më të rëndësishme që përcaktuan ekzistencën e kozmosit. Ky fenomen zakonisht quhet "Teoria e Big Bengut".

Kuptimi i teorisë

Bazat e tij janë jashtëzakonisht të thjeshta. Teoria pohon faktin se materia moderne dhe materia që ekzistonin në antikitetin e largët dhe të largët janë identike me njëra-tjetrën, pasi në thelb janë i njëjti objekt që studiohet. E gjithë lënda u formua afërsisht 13.8 miliardë vjet më parë. Në ato kohë të largëta, ai ekzistonte në formën e një pike, ose një trupi abstrakt të formuar kompakt në formën e një topi, i cili nga ana e tij kishte densitet të pafund dhe një temperaturë të caktuar. Shkencëtarët zakonisht e quajnë këtë gjendje "singularitet". Për arsye të panjohura, i njëjti singularitet filloi të zgjerohej me shpejtësi në drejtime të ndryshme, si rezultat i të cilit u shfaq Universi, në fakt, kjo pikëpamje është vetëm një hipotezë, dhe një nga më të përhapurat dhe më të njohurat sot. Ai pranohet nga shkenca si një shpjegim në lidhje me origjinën e materies, ligjet bazë të fizikës dhe strukturën kolosale të vetë Universit. Kjo për faktin se teoria e Big Bang përshkruan arsyet që ndikuan në zgjerimin e Universit, dhe gjithashtu përmban një numër të madh të aspekteve dhe fenomeneve të tjera që lidhen me hapësirën e pakufishme.

Ekskursion në histori

Tema e Big Bengut është bërë e rëndësishme për shkencën që nga fillimi i shekullit të kaluar. Në vitin 1912, një astronom nga Shtetet e Bashkuara të quajtur Vesto Slipher kaloi ca kohë duke bërë një seri vëzhgimesh të galaktikave spirale (më parë të gabuara për mjegullnajat), gjatë të cilave shkencëtari ishte në gjendje të matë zhvendosjen e kuqe Doppler të të njëjtave galaktika. Ai arriti në përfundimin se objekti i kërkimit të tij po largohej gjithnjë e më shumë nga Rruga e Qumështit gjatë një intervali të caktuar kohor Shkenca nuk qëndroi ende për një kohë të gjatë, dhe tashmë në vitin 1922, kozmologu dhe matematikani sovjetik A. Friedman. , duke u mbështetur në veprat e Ajnshtajnit , ishte në gjendje të nxirrte ekuacionet e tij nga ekuacionet që lidhen me teorinë e relativitetit. Ishte ai që u bë shkencëtari i parë që ishte në gjendje t'i njoftonte komunitetit shkencor për zgjerimin e Universit, duke shprehur vetëm një supozim personal.

Edwin Hubble në vitin 1924 mati distancën nga Toka në mjegullnajën më të afërt spirale, e cila vërtetoi se sisteme të tjera galaktike mund të ishin afër. Duke kryer eksperimentet e tij duke përdorur një teleskop të fuqishëm, shkencëtari vendosi marrëdhënien e formuar midis distancës së galaktikave dhe shpejtësisë me të cilën ato u larguan nga njëra-tjetra.

Kisha gjithmonë u ka imponuar njerëzve mendimin se Zoti e krijoi botën për gati një javë, pra për 6 ditë. Kjo dogmë e fesë së krishterë është mbështetur në mënyrë aktive edhe sot e kësaj dite. Sidoqoftë, jo të gjitha kanunet e kishës janë të bindur për këtë këndvështrim.

Babai themelues i konceptit të teorisë së Big Bengut konsiderohet të jetë kleriku, Georges Lemaitre. Ai u bë personi i parë që ngriti përpara shoqërisë çështjen e origjinës së një hapësire kaq të pakufishme globale si Universi. Ai studioi atomin primitiv dhe shndërrimin e tij të fragmenteve të shumta në trupa qiellorë - yje me galaktika. Në vitin 1927, prifti botoi argumentet e tij në gazetë. Kur i madhi Ajnshtajni u njoh me mendimet e Lemaître, ai vuri në dukje se prifti kishte llogaritur absolutisht gjithçka saktë, por mjeshtri nuk ishte i kënaqur me njohuritë e babait të shenjtë në fushën e fizikës. Teoria e Big Bengut u pranua vetëm në vitin 1933, kur vetë Ajnshtajni u dorëzua nën presionin e tezave dhe fakteve të zbulimeve shkencore, duke njohur versionin e Lemaître si një nga më bindësit nga të gjithë ata që ai kishte hasur ndonjëherë në misterin e tij origjinën e Universit. Shkencëtari shkroi një dorëshkrim në vitin 1931, në të cilin ai përshkruante versionin e tij të ngjarjeve, të ndryshëm nga versioni i Georges Lemaître. Puna e një shkencëtari tjetër të shquar, Alfred Hoyle, i cili punoi në mënyrë të pavarur nga studiues të tjerë të famshëm, u shkrua saktësisht në të njëjtin drejtim në vitet 1940.

Ajnshtajni ishte skeptik rreth një fakti që duhej të ishte në teorinë e Big Bengut, përkatësisht singularitetin e materies në të cilën ajo banonte para shpërthimit. Ai u përpoq të shprehte gjykimin e tij në lidhje me zgjerimin e pafund të hapësirës së jashtme. Sipas bindjeve të tij, materia në Univers u ngrit nga hiçi, ajo ishte e nevojshme për të ruajtur dendësinë kozmike në kushte të zgjerimit të vazhdueshëm. Sipas Ajnshtajnit, ky proces mund të përshkruhet duke përdorur teorinë e relativitetit, por më vonë shkencëtari kuptoi se kishte bërë një gabim në llogaritjet e tij dhe e braktisi zbulimin e tij.

Një teori e ngjashme u mbajt nga shkrimtari i fantashkencës me famë botërore Edgar Allan Poe, i cili mendoi për origjinën e Universit në 1848. Ky njeri nuk ishte fizikan, prandaj, të gjitha mendimet e tij nuk kishin ndonjë vlerë shkencore për faktin se ato nuk mbështeteshin nga asnjë llogaritje. Përveç kësaj, në ato kohë të largëta, nuk u shpikën mjetet e nevojshme matematikore për të lejuar llogaritjen e studimeve të këtij lloji. Poe mundi të mishëronte idenë e tij vetëm në një vepër letrare, të cilën e bëri me shumë sukses, duke shkruar poemën “Eureka”, e cila tashmë flet për një fenomen të tillë si vrima e zezë dhe shpjegon qartë paradoksin e Albers. Vetë shkrimtari i trillimeve shkencore e quajti krijimin e tij letrar një zbulim, për të cilin njerëzimi as që kishte dëgjuar kurrë më parë.
Paradoksi i Olbers është një konfirmim i tërthortë i teorisë së Big Bang-ut: nëse ngre kokën gjatë natës dhe sheh ndonjë yll (duke fokusuar vëmendjen tënde mbi të), atëherë një vijë e tërhequr mendërisht që fillon në tokë; shumë yll dhe do të përfundojë. Poe, në Eurekën e tij, shkroi për një grimcë primitive, e cila, sipas tij, ishte krejtësisht unike dhe individuale. Vepra e tij letrare iu nënshtrua kritikave të ashpra, poema u shqye fjalë për fjalë në copëza dhe doli të ishte një vepër e pasuksesshme nga pikëpamja artistike. Shkencëtarët modernë, përkundrazi, janë të zhytur në konfuzion, ata ende nuk mund të kuptojnë se si një person pa arsim shkencor mund të parashikojë fakte të tilla. Sipas tyre, Edgar Allan Poe ishte shumë përpara njohurive zyrtare shkencore me librin e tij. është në një pozicion të palëvizshëm.

Pas përfundimit të Luftës së Dytë Botërore, shkencëtarët filluan përsëri të flasin për teorinë e Big Bengut dhe të reflektojnë mbi konceptualitetin e saj. Ishte ky version i origjinës së Universit që po merrte vrull në popullaritet çdo vit, duke lënë pas variacione të tjera që propozoheshin herë pas here nga eksplorues të palodhur të hapësirës dhe objekteve që i përkisnin.

Koha kaloi dhe teoria e Big Bang-ut gjithnjë e më shumë pushtoi vendin e saj në Olimpin shkencor dhe stacionariteti i Universit filloi të vihej në dyshim fare. Në vitin 1965, u zbulua rrezatimi kozmik i sfondit të mikrovalës: një zbulim i këtij lloji, i cili u bë themelor, më në fund forcoi Big Bengun dhe lindjen e lidhur të Universit në shkencë. Nga vitet '60 deri në vitet '90 të shekullit të 20-të, një numër i madh kozmologësh dhe astronomësh kryen një seri të tërë punësh kërkimore në lidhje me teorinë e famshme, si rezultat i së cilës ata zbuluan shumë probleme të një natyre teorike dhe, në përputhje me rrethanat, zgjidhjet e tyre. , e cila lidhej me temën e shfaqjes së një Universi të madh nga një pikë.
Fakti që singulariteti është gjendja fillestare e padiskutueshme e relativitetit të përgjithshëm, si dhe vetë gjendja kozmologjike e shpërthimit, u shpreh nga fizikani me famë botërore, emri i të cilit është i njohur sot për të gjithë, Stephen Hawking Viti 1981 u shënua nga shfaqja e një teorie që përshkruan periudhën e zgjerimit të shpejtë të hapësirës së jashtme: ajo, nga ana tjetër, bëri të mundur zgjidhjen e një numri të madh çështjesh problematike për të cilat askush nuk mund të jepte më parë një përgjigje konkrete.

Nga fundi i shekullit të 20-të, shumë shkencëtarë kishin një interes të vërtetë, të shoqëruar nga kurioziteti, për një objekt të tillë studimi si energjia e errët. Është parë si një çelës për të zhbllokuar rëndësinë e shumë problemeve kozmologjike. Shkencëtarët ishin të interesuar për arsyen e humbjes së peshës së Universit, si dhe pse energjia e errët humbet gjithashtu masën e saj. Një hipotezë e këtij lloji u krijua shumë kohë më parë nga shkencëtari Jan Oort, në vitin 1932.

Në dekadën e fundit të shekullit të kaluar, teleskopët u krijuan intensivisht, u përmirësuan dhe lejuan një studim të qartë të hapësirës së jashtme. Satelitët, të mbushur me pajisje kompjuterike, u lejojnë shkencëtarëve modernë të eksplorojnë fjalë për fjalë çdo milimetër të Universit dhe të transmetojnë të dhëna përmes sistemit satelitor drejtpërdrejt në qendrat kërkimore të vendeve të ndryshme.

Nga erdhi emri

Autori i emrit për teorinë e Big Bengut ishte kundërshtari i saj Alfred Hoyle, një fizikant anglez. Ishte ai që shpiku frazën "Big Bang", por fizikani e bëri këtë jo për të ngritur gjykimin e Lemaître, por për ta poshtëruar atë, duke e shpallur atë një absurditet dhe jo fenomenin më të madh në fushën e kozmologjisë, fizikës dhe astronomisë.

Kronologjia e ngjarjeve

Studiuesit modernë që kanë informacion të besueshëm për gjendjen e punëve në Univers vijnë në një konsensus se gjithçka u krijua nga një pikë. Dendësia e pafundme gjithnjë në rritje dhe koha e fundme me siguri duhet të kenë pasur fillimin e tyre në një pikë të caktuar. Kur ndodhi zgjerimi fillestar, sipas teorisë së lartpërmendur, Universi ishte në gjendje të kalonte një fazë ftohjeje, e cila bashkëkrijoi grimcat nënatomike dhe pak më vonë, atomet më të thjeshta. Pas ca kohësh, retë e mëdha të përbëra nga elementët origjinalë të lashtë, falë vetëm gravitetit, filluan të formojnë yje, të cilët tani absolutisht çdokush mund t'i shohë çdo natë, dhe galaktika ku, sipas ufologëve, mund të ketë botë paralele dhe qytetërime shumë të zhvilluara të përqendruara. krijesa aliene. I gjithë ky mekanizëm, sipas studiuesve, filloi saktësisht 13.8 miliardë vjet më parë: prandaj, kjo pikënisje mund të tregohet si mosha e Universit. Gjatë studimit të një sasie të madhe informacioni teorik, kryerjes së eksperimenteve të shumta që bazoheshin në përdorimin e përshpejtuesve të grimcave dhe të gjitha llojeve të gjendjeve me energji të lartë, dhe duke ekzaminuar qoshet e fshehta të hapësirës së jashtme duke përdorur një teleskop, u bë një ngjarje kronologjike. themeluar që filloi me Big Bengun dhe e çoi Universin në formën e tij moderne, ose siç e quajnë ndryshe fizikanët dhe astronomët - në "gjendjen e evolucionit kozmik".

Ekziston një mendim midis shkencëtarëve se periudhat fillestare të formimit të hapësirës së jashtme mund të zgjasin nga 10-43 në 10-11 sekonda nga shpërthimi; megjithatë, sot nuk ka një opinion të qartë për këtë çështje. Vlen të kihet parasysh se të gjitha ligjet fizike të njohura për shoqërinë moderne në të kaluarën e largët thjesht nuk ekzistonin ende në grupin e plotë që është i njohur për njerëzimin, prandaj, vetë procesi i formimit të Universit të ri mbetet i pakuptueshëm. Ky mister përforcohet nga fakti se deri më tani, përfshirë edhe atë, në asnjë vend të zhvilluar nuk është kryer asnjë eksperiment i vetëm në lidhje me studimin e atyre llojeve të energjisë që ekzistonin në kohën e krijimit të hapësirës së jashtme të pakufishme. Mendimet e ekspertëve bien dakord vetëm për një gjë: dikur ekzistonte një pikë që u bë pikë referimi, dhe këtu filloi gjithçka.

Periudha epokale e formimit

1. Epoka e singularitetit (planckian). Konsiderohet si primare, si periudha e hershme evolucionare e Universit. Materia ishte e përqendruar në një pikë, e cila kishte temperaturën e saj dhe densitetin e pafund. Shkencëtarët argumentojnë se kjo epokë karakterizohet nga mbizotërimi i efekteve kuantike që i përkasin ndërveprimit gravitacional mbi ato fizike, dhe asnjë forcë e vetme fizike që ekzistonte në ato kohë të largëta nuk ishte identike në forcë me gravitetin, domethënë nuk ishte e barabartë me të. Kohëzgjatja e epokës Planck është e përqendruar në intervalin nga 0 në 10-43 sekonda. Ai mori këtë emër sepse vetëm koha e Planck mund të matë plotësisht shtrirjen e saj. Ky interval kohor konsiderohet të jetë shumë i paqëndrueshëm, i cili nga ana tjetër lidhet ngushtë me temperaturën ekstreme dhe densitetin e pakufishëm të materies. Pas epokës së singularitetit, ndodhi një periudhë zgjerimi, dhe bashkë me të edhe ftohja, e cila çoi në formimin e forcave themelore fizike.

Nga periudha nga 10-43 deri në 10-3 sekonda, një ngjarje e re ndodh në hapësirën e pakufishme në formën e një përplasjeje të temperaturave të tranzicionit, kjo, nga ana tjetër, reflektohet në gjendjen e tyre. Ekziston një mendim se forcat themelore që tani dominojnë hapësirën moderne të pakufishme tani kanë filluar të largohen me shpejtësi nga njëra-tjetra. Pasoja e këtij procesi ishte formimi i forcave të dobëta gravitacionale, një gjendje si elektromagnetizmi, dhe në të njëjtën kohë e dobët, së bashku me ndërveprimet e forta bërthamore.

Nga 10-36 deri në 10-32 sekonda nga Big Bengu, në univers vendoset një temperaturë shumë e ulët, e barabartë me 1028 K, ky fakt nga ana tjetër shkakton ndarjen e forcave elektromagnetike, që ndodh në procesin e ndërveprimit të fortë me të dobëtit. (bërthamore).
2. Epoka e inflacionit. Me shfaqjen në hapësirat e pakufishme të Universit të forcave të para, të quajtura nga shkencëtarët asgjë më pak se themelore, fillon një epokë e re, që zgjat nga 10-32 sekonda (sipas kohës Planck) deri në një kohë absolutisht të panjohur Modelet kozmologjike vërtetojnë se në një interval kohor të caktuar Universi mund të jetë në një gjendje bariogjeneze - një temperaturë shumë e lartë ndikon në lëvizjen kaotike të grimcave në mjedisin hapësinor, që ndodh me një shpejtësi të tepruar.

Kjo kohë është karakteristike për përplasjen dhe zmbrapsjen e antigrimcave - palë grimcash në kolaps. Studiuesit janë të prirur të besojnë se pikërisht atëherë materia filloi të dominojë mbi antipodin e saj, antimaterinë, e cila sot është një tipar karakteristik i Universit, që do të thotë mbizotëruesja. Nga fundi i epokës së inflacionit, Universi u formua në bazë të plazmës kuark-gluon dhe grimcave të tjera elementare. Filloi të ftohet gradualisht, dhe materia, nga ana tjetër, filloi formimin dhe kombinimin aktiv.
3. Epoka e ftohjes. Që nga ulja e nivelit të densitetit dhe temperaturës në vetë Univers, ndryshime të rëndësishme filluan të ndodhin në secilën grimcë - energjia e tyre filloi të zvogëlohej. Një gjendje e këtij lloji përfundoi vetëm kur grimcat elementare erdhën në formën e tyre moderne, dhe bashkë me to edhe forcat themelore. Energjia e grimcave filloi të bjerë në ato parametra që sot mund të merren vetëm brenda kushteve laboratorike, gjatë eksperimenteve të shumta dhe, së bashku me to, eksperimentet Shkencëtarët nuk dyshojnë për asnjë sekondë se ky interval kohor ka ekzistuar në historinë e formimit të Universi. Ata vërejnë se menjëherë pas Big Bengut, energjia e grimcave u ul gradualisht, si rezultat i së cilës ato fituan madhësi të konsiderueshme. Në 10-6 sekonda, barionet në formën e protoneve dhe neutroneve filluan të formohen nga gluonet dhe kuarkët. Së bashku me këtë, disonanca u shfaq në formën e një mbizotërimi të kuarkeve mbi antikuarkët, barioneve mbi antibarionet. Për shkak të uljes së temperaturës, prodhimi i çifteve proton-neutron dhe, në përputhje me rrethanat, antipodet e tyre filluan të zhdukeshin me shpejtësi, dhe antigrimcat e tyre pushuan së ekzistuari. Një proces i ngjashëm ndodhi përsëri disa kohë më vonë. Megjithatë, këtë herë veprimi preku pozitronet dhe elektronet.

Si rezultat i shkatërrimit të shpejtë, grimcat ndaluan lëvizjen e tyre kaotike dhe dendësia e energjisë e lidhur me Universin filloi të mbushet intensivisht me fotone.

Nga momenti i zgjerimit të hapësirës së pakufishme, formohet procesi i nisjes së nukleosintezës. Falë temperaturës së ulët dhe densitetit më të ulët të energjisë, neutroni dhe protoni krijuan deuteriumin e parë në botë (një izotop hidrogjeni) përmes simbiozës së tyre dhe gjithashtu morën pjesë të drejtpërdrejtë në formimin e atomeve të heliumit. Një numër i madh i protoneve, nga ana tjetër, u bë baza për krijimin e një bërthame hidrogjeni.

Pas 379,000 vjetësh, bërthamat e hidrogjenit do të kombinohen me elektrone, si rezultat i të cilave do të shfaqen atomet e të njëjtit hidrogjen. Në këtë moment në kohë, rrezatimi është i ndarë nga materia, dhe tani e tutje ai mbush në mënyrë të pavarur të gjithë hapësirën universale. Ky rrezatim quhet rrezatim kozmik i sfondit të mikrovalës, ai konsiderohet të jetë burimi më i vjetër i dritës nga të gjitha ato ekzistuese.
4. Epoka e strukturës. Gjatë intervalit kohor pasues prej disa miliardë vjetësh, materia tashmë ishte në gjendje të përhapej në të gjithë Universin dhe rajonet e saj më të dendura filluan të tërhiqnin në mënyrë aktive njëri-tjetrin, duke u bërë më të dendura. Si rezultat i këtij veprimi, filluan të shfaqen retë, të përbëra nga gaz, galaktika, yje dhe objekte të tjera hapësinore që mund të shihen edhe sot. Kjo periudhë njihet me një emër tjetër, zakonisht quhet "Epoka Hierarkike". Materia filloi të formohej në struktura të ndryshme të madhësive të ndryshme:
- yjet,
- galaktikat,
- planetet,
- grupime galaktikash dhe supergrupe, të ndara nga njëra-tjetra nga ura ndërgalaktike dhe duke përfshirë disa galaktika.

Parashikimet për të ardhmen

Për shkak të faktit se Universi ka pikën e vet të fillimit, shkencëtarët në mënyrë periodike krijojnë hipoteza se një ditë do të ketë edhe një pikë që do të pushojë së ekzistuari. Fizikanët dhe astronomët janë gjithashtu të interesuar për çështjen e zgjerimit të Universit vetëm nga një pikë, ata madje bëjnë parashikime se ai mund të zgjerohet edhe më shumë. Ose, një ditë, një proces i kundërt mund të ndodhë në hapësirën e pakufishme, për arsye të panjohura, forca ekspansive mund të pushojë së vepruari, si rezultat i së cilës mund të ndodhë një proces i kundërt, i përbërë nga ngjeshja në vitet 1990 u miratua si modeli kryesor i zhvillimit të Universit, Pikërisht në këtë kohë u zhvilluan dy mënyra kryesore për ekzistencën e mëtejshme të hapësirës së pakufishme.

1. Kompresim i madh. Në një moment Universi mund të arrijë kulmin e tij maksimal në formën e një madhësie të madhe dhe më pas do të fillojë shkatërrimi i tij. Një opsion i tillë zhvillimi do të bëhet i mundur vetëm kur densiteti masiv i Universit është më i madh se dendësia e tij kritike.

2. Në këtë rast, do të ndodhë një pamje e ndryshme e veprimeve: dendësia do të jetë e barabartë ose edhe më e ulët se ajo kritike. Rezultati është një ngadalësim i zgjerimit që nuk do të ndalet kurrë. Ky opsion u quajt vdekja termike e Universit. Zgjerimi do të vazhdojë derisa formacionet e yjeve të ndalojnë së konsumuari në mënyrë aktive gazin brenda galaktikave aty pranë. Në këtë rast, do të ndodhë sa vijon: energjia dhe materia thjesht do të ndalojnë transmetimin nga një objekt kozmik në tjetrin. Të gjithë yjet që mund të shihen me sy të lirë çdo mbrëmje dhe natë në qiell do të kenë të njëjtin fat të trishtuar: ata nuk do të bëhen asgjë më shumë se një xhuxh i bardhë, një vrimë e zezë ose një yll neutron.
Vrimat e zeza kanë qenë gjithmonë një shqetësim jo vetëm për kozmologët. Vrimat e sapoformuara do të lidhen me vetveten, duke formuar objekte të ngjashme me përmasa shumë më të mëdha. Ndërkohë, temperatura mesatare në hapësirën e pakufishme mund të arrijë 0. Pasoja e kësaj situate do të jetë avullimi absolut i vrimave të zeza, të cilat më në fund do të fillojnë të emetojnë rrezatim Hoking në mjedis. Faza përfundimtare në këtë rast do të jetë vdekja termike Shkencëtarët modernë po kryejnë një sasi të madhe kërkimesh në lidhje me jo vetëm ekzistencën e energjisë së errët, por edhe ndikimin e saj të drejtpërdrejtë në zgjerimin e hapësirës. Gjatë hulumtimit të tyre, ata, nga ana tjetër, zbuluan se zgjerimi i Universit po ndodh me një ritëm kaq të shpejtë sa që së shpejti njerëzimi nuk do ta dijë as se sa e pakufishme është hapësira e pakufishme në të vërtetë. Sigurisht, mendjet e ekspertëve as nuk mund ta imagjinojnë saktësisht se çfarë rruge të mëtejshme zhvillimi mund të marrë planeti. Ata parashikojnë vetëm rezultatin, duke justifikuar zgjedhjen e tyre me kritere të caktuara. Megjithatë, shumë nga ndriçuesit parashikojnë fundin e hapësirës së pakufishme si vdekje nga nxehtësia, duke e konsideruar atë si më të mundshmen.

Ekziston gjithashtu një mendim në komunitetin shkencor se të gjithë planetët, bërthamat atomike, atomet, materia dhe yjet do të copëtohen vetë në të ardhmen e largët, gjë që do të çojë në një hendek të madh. Ky është një opsion tjetër për vdekjen e Universit, megjithatë, ai formohet nga zgjerimi.

Opsione të tjera

Natyrisht, teoria e Big Bengut nuk është e vetmja, siç është thënë më shumë se një herë më lart. Gjatë gjithë ekzistencës së tij, njerëzimi ka pasur të drejtën e versionit të tij të origjinës së Universit.

1. Në kohët shumë të lashta, njerëzit mendonin se në çfarë lloj bote jetojnë dhe ekzistojnë. Ende nuk ishte krijuar një botëkuptim fetar, por njeriu tashmë po mendonte se si funksionon bota, çfarë vendi zë ai vetë në hapësirën rreth tij.
Popujt e lashtë të zhvilluar e lidhën jetën e tyre ngushtë me dogmat fetare. Kush, nëse jo një hyjni, mund të krijojë një pemë, një person, një zjarr? Dhe kur ai mund t'i bëjë të gjitha këto, rrjedh se e gjithë bota është krijuar gjithashtu nga ndonjë zot.
Nëse bëni një pasqyrë të jetës së një prej qytetërimeve më të lashta, i cili dikur jetonte në territorin e Mesopotamisë (tokat moderne të Irakut, Iranit, Sirisë, Turqisë), atëherë mund të përdorni shembullin e antagonistëve të së mirës dhe e keqja - Ahuramazda dhe Ahriman për të parë se këta janë perënditë, sipas burimeve të shkruara antike, janë krijuesit e drejtpërdrejtë të Universit. Çdo popull i lashtë e lidhi formimin e hapësirës së jashtme me veprimtarinë e ndonjë hyjnie (më shpesh ajo supreme). Kozmologjia u studiua nga Aristoteli, i cili u përpoq të provonte se Universi ka evolucionin e vet. Në Lindje, të gjithë e dinë emrin e mjekut Avicena, por nuk ishte vetëm mjekësia që rëndoi në mendjen e tij kureshtare. Avicena ishte një nga studiuesit e parë që u përpoq të kundërshtonte formimin hyjnor të Universit duke përdorur arsyen dhe logjikën e tij.
2. Koha ecën në mënyrë të pashmangshme përpara dhe bashkë me të vjen edhe zhvillimi i shpejtë i mendimit njerëzor. Studiuesit e Mesjetës (ata njerëz që fshiheshin nga Inkuizicioni i Shenjtë) dhe Epoka e Re, duke shkuar kundër autoriteteve fetare autoritare, vërtetuan jo vetëm se çfarë është planeti Tokë, por gjithashtu hodhën metoda për kërkime astrologjike, dhe pak më vonë, Kërkime astrofizike Ata u hutuan mbi çështjet e kozmogonisë Shumë filozofë kanë kokën e tyre të ndritur, ndër të cilët duhet të theksohet francezi Rene Descartes. Dekarti u përpoq, me ndihmën e teorisë, të kuptonte origjinën e trupave qiellorë, duke ndërthurur të gjitha njohuritë matematikore, fizike dhe biologjike që zotëronte ky njeri i talentuar. Ai nuk arriti sukses në fushën e tij.
3. Deri në fillim të shekullit të 20-të, njerëzit besonin se Universi nuk kishte kufij të qartë as në hapësirë, as në kohë, dhe përveç kësaj, Isak Njutoni guxoi të fliste hapur për faktin se hapësira e jashtme ka pa kufij. Filozofi gjerman Emmanuel Kant dëgjoi argumentet e tij dhe, bazuar në arsyetimin Njutonian, parashtroi teorinë e tij se Universi nuk ka fare kohë dhe fillim. Ai ia atribuoi të gjitha proceset që ndodhën në Univers ligjeve të mekanikës.

Kanti zhvilloi teorinë e tij, të mbështetur nga njohuritë nga biologjia. Shkencëtari tha se në pafundësinë e Universit mund të ketë një numër të madh mundësish që i japin jetë një produkti biologjik. Një shkencëtar po aq i famshëm, Charles Darwin, më vonë do të interesohej për një deklaratë të ngjashme.

Kanti e krijoi teorinë e tij bazuar në përvojën e astronomëve që ishin praktikisht bashkëkohësit e tij. Ajo u konsiderua e vetmja e vërtetë dhe e palëkundur deri në momentin kur lindi teoria e Big Bengut.

4. Edhe autori i teorisë së famshme të relativitetit, Albert Ajnshtajni, nuk qëndroi anash problemeve të krijimit të Universit. Në vitin 1917, ai prezantoi projektin e tij para publikut, gjithashtu mendoi se Universi ishte i palëvizshëm, ai kërkoi të provonte se hapësira e pakufishme nuk duhet të tkurret dhe as të zgjerohet. Sidoqoftë, mendimet e tij shkuan kundër punës së tij kryesore (teorisë së relativitetit), sipas së cilës Universi i Ajnshtajnit po zgjerohej dhe tkurej njëkohësisht.

Shkencëtari nxitoi të vërtetojë se Universi është statik, ai e justifikoi këtë me faktin se forca kozmike zmbrapsëse ndikon në balancimin e tërheqjes së yjeve dhe në këtë mënyrë ndalon lëvizjen e trupave qiellorë në hapësirë.

Për Ajnshtajnin, Universi kishte dimensione të fundme, por ai nuk vendosi kufij të qartë: kjo bëhet e mundur vetëm në rastin e lakimit të hapësirës.
5. Krijimtaria është një teori më vete e krijimit të Universit. Ai, nga ana tjetër, bazohet në faktin se njerëzimi dhe Universi u themeluan nga një krijues. Natyrisht, ne po flasim për dogmën e krishterë. Kjo teori u ngrit në shekullin e 19-të, mbështetësit e saj argumentuan se krijimi i hapësirës së jashtme u regjistrua në Dhiatën e Vjetër. Në këtë kohë, njohuritë nga fushat e biologjisë, fizikës dhe astronomisë u kombinuan në një lëvizje të vetme shkencore. Teoria e evolucionit e Darvinit zinte një vend të rëndësishëm në jetën e shoqërisë. Si rezultat, shkenca shkoi kundër fesë: njohuri kundër konceptit hyjnor të krijimit të botës. Kreativizmi është kthyer në një lloj proteste kundër inovacionit. Të krishterët konservatorë kundërshtuan zbulimet shkencore.
Kreacionizmi ishte i njohur për publikun në formën e dy drejtimeve:

Young-earth (literalist). Zoti punoi për të krijuar botën në saktësisht 6 ditë, siç thuhet në Bibël. Ata pretendojnë se bota u krijua rreth 6000 vjet më parë.

Tokë e vjetër (metaforike). 6 ditët e përshkruara në Bibël nuk janë gjë tjetër veçse një metaforë që ishte e kuptueshme vetëm për njerëzit që jetonin në kohët e lashta. Në fakt, një koncept i tillë i krishterë si "ditë" mund të mos përfshijë një 24 orë fikse, ai është i përqendruar në një periudhë të pacaktuar kohore (d.m.th., duke mos pasur kufij të qartë fiks), i cili nga ana tjetër mund të llogaritet në miliona vjet. .

Kreacionizmi i Tokës së Vjetër pranon disa ide dhe zbulime shkencore, ndjekësit e tij pajtohen me epokën astrofizike të trupave qiellorë, por ata e mohojnë plotësisht ekzistencën e teorisë së evolucionit së bashku me seleksionimin natyror, duke argumentuar se vetëm Zoti mund të ndikojë në shfaqjen dhe zhdukjen e biologjike. specie.

Fundi

Historia e krijimit të Universit gjatë gjithë ekzistencës njerëzore ka pësuar ndryshime më shumë se një herë, të cilat janë diktuar nga besimet fetare ose kërkimet shkencore Sot, ekziston një version që kënaq mendjet shkencore. Teoria e Big Bengut është alternativa më e suksesshme, duke përshkruar saktësisht se si ndodhi lindja e hapësirës së pakufishme dhe çfarë epoka jetoi. Bazuar në të, shkencëtarët parashikojnë zhvillimin e mëtejshëm të Universit.

Megjithatë, siç tregon përvoja e mëparshme, teoria, edhe nëse është shumë e njohur në shoqërinë njerëzore, nuk është gjithmonë e saktë. Shkenca nuk qëndron në një vend, ajo po përparon vazhdimisht, duke gjetur gjithnjë e më shumë burime të reja njohurish.

Ka mundësi që një ditë në komunitetin shkencor të shfaqet një fizikan, kozmolog apo astronom tjetër, i cili do të paraqesë teorinë e tij për krijimin e Universit, e cila, ndoshta, do të jetë më e saktë se teoria e Big Bengut.