Теория Большого взрыва.
Современные ученые ищут ответы на следующие вопросы:
Что было, когда Вселенная рождалась?
Как давно это было и как происходило?
Рождалась ли Вселенная вообще или она глобально стационарна?
Для поиска ответов на эти непростые вопросы в астрономии появилась новая отрасль – космология
совокупность накопленных теоретических знаний о строении вещества и структуре Вселенной. Космология стала искать различные варианты ответов на поставленные вопросы, выдвигать различные теории и гипотезы.
Так появилась Теория Большого взрыва и гипотезы, описывающие первые мгновения рождения Вселенной, ее структуру и развитие. Космология, сегодня бурно живет и развивается, в большей мере за счет "альтернативных теорий". Все это позволяет точнее понять сущность процессов и дает возможность ученым прогнозировать дальнейшую эволюцию Вселенной.
.
...А Был ли Большой взрыв...
Академик Я. Б. Зельдович писал по этому поводу в 1983 г.
"Теория "Большого взрыва" в настоящий момент не имеет сколько-нибудь заметных недостатков. Я бы даже сказал, что она столь же надежно установлена и верна, сколь верно то, что Земля вращается вокруг солнца. Обе теории занимали центральное место в картине мироздания своего времени, и обе имели много противников, утверждавших, что новые идеи, заложенные в них, абсурдны и противоречат здравому смыслу".
Но подобные теории не в состоянии препятствовать возникновению новых теорий.
На чем основана уверенность академика Я.Б. Зельдовича в справедливости теории "горячей Вселенной"? Имеется ряд данных, которые подтверждают теорию Большого взрыва.
возраст небесных тел.
Мы знаем, что возраст Солнечной системы близок к 4,6 млрд. лет. Менее точно известен возраст самых старых звезд, скорее всего он близок к возрасту нашей и других галактик (10-15 млрд. лет). Следовательно, данные о возрасте небесных тел сопоставимы с данными о возрасте Метагалактики.
Второе подтверждение состоит в том, что данные радиоастрономии свидетельствуют, что в прошлом далекие вне галактические источники радиоизлучения излучали интенсивней, чем сегодня, следовательно, эти источники эволюционируют. Когда сегодня мы наблюдаем мощный источник радиоизлучения, необходимо помнить о том, это его далекое прошлое. Факт, что радиогалактики и квазары эволюционируют, причем время их эволюции совпадает со временем существования Метагалактики, говорит в пользу теории Большого взрыва.
Третьим важным подтверждением рассматриваемой теории, является наблюдаемая распространенность химических элементов с тем соотношением гелия и водорода (1/4 и 3/4 соответственно), которое возникло во время первичного термоядерного синтеза.
Главным же подтверждением теории Большого взрыва («горячей Вселенной») считается открытие реликтового излучения.
Для космологии это явление имеет фундаментальное значение, сравнимое по значению с открытием расширения Метагалактики.
В чем суть открытого этого излучения? Так называемый "отрыв" излучения от вещества происходил, когда температура в расширяющейся Вселенной была порядка 3000-4000 К. В ходе последующего расширения Вселенной температура снижалась, но характер излучения сохранился до наших дней, напоминая нам о далекой "молодости" Метагалактики.
Советский астрофизик И.С. Шкловский предложил называть это излучение реликтовым.
В 1964 г. советские астрофизики И.Д. Новиков и А.Г. Дорошкевич впервые выполнили конкретные расчеты интенсивности излучения различных объектов:
звезд, межзвездной пыли, галактики и т.д.
В конце 60-х годов группа американских ученых во главе с Р. Дикке приступила к попыткам обнаружить реликтовое излучение. Но их опередили А. Пензиас и Р. Вильсон, получившие в 1978 г. Нобелевскую премию за открытие микроволнового фона - официальное название реликтового излучения.
стандартный сценарий Большого взрыва
предполагаемые события произошли, по разным оценкам, 13 – 20 млрд. лет назад. Все это время наша Вселенная, согласно теории Большого взрыва, постоянно расширялась. Согласно теории А. Фридмана следует,- плотность могла быть бесконечно большой, хотя некоторые ученые называют некий возможный предел значения плотности вещества, примерно равный 10 97 кг/м 3.
Другим важным параметром является температура.
Вопрос о том, "холодной" или "горячей" была материя в ту эпоху, долгое время оставался спорным.
Решающие доказательства, что Вселенная была горячей, удалось получить в середине 60-х годов. В настоящее время большинство космологов считает, что материя в начале расширения Вселенной была не только сверхплотной, но и очень горячей, а теория рассматривающая физические процессы в начале расширения Вселенной получила название "теории горячей Вселенной".
Согласно этой теории, ранняя Вселенная представляла собой гигантский ускоритель "элементарных" частиц.
Астрономический взрыв не начался из какого - то определенного центра, распространяясь на все большие области, а произошел сразу во всем существовавшем тогда пространстве. Представить себе это очень трудно, тем более что "все пространство" в начале взрыва могло быть как конечным, так и бесконечным.
Иногда сегодняшнюю стадию эволюции Вселенной можно сравнить с фейерверком, который окончился. Остались горящие искры, пепел и дым. Мы стоим на остывшем поле, вглядываясь в стареющие звезды и вспоминая красоту и блеск Вселенной.
Что же ожидает нашу Вселенную в далеком будущем, если она будет неограниченно расширяться? О процессе продолжающегося расширения нашей Вселенной свидетельствуют почти все данные наблюдений. По мере расширения пространства материя становится все более разреженной, галактики и их скопления все более удаляются друг от друга, а температура фонового излучения приближается к абсолютному нулю. Со временем все звезды завершат свой жизненный цикл и превратятся либо в белых карликов, остывающих до состояния холодных черных карликов, либо в нейтронные звезды или черные дыры. Эра святящегося вещества закончится, и темные массы вещества, элементарные частицы и холодное излучение будут бессмысленно разлетаться в непрерывно разряжающейся пустоте.
|
