Visatos atsiradimo teorijos. Kiek yra Visatos atsiradimo teorijų? Didžiojo sprogimo teorija: Visatos kilmė

Aplinkinio pasaulio didybė ir įvairovė gali nustebinti bet kokią vaizduotę. Visi daiktai ir objektai, supantys žmones, kitus žmones, įvairių rūšių augalai ir gyvūnai, dalelės, kurias galima pamatyti tik mikroskopu, taip pat nesuprantamos žvaigždžių spiečiai: juos visus vienija „Visatos“ sąvoka.

Visatos atsiradimo teorijas žmogus kūrė jau seniai. Nepaisant to, kad nebuvo net pagrindinės religijos ar mokslo sampratos, smalsiuose senovės žmonių protuose kilo klausimų apie pasaulio tvarkos principus ir apie žmogaus padėtį jį supančioje erdvėje. Sunku suskaičiuoti, kiek Visatos atsiradimo teorijų egzistuoja šiandien, kai kurias iš jų tiria žymūs pasaulio mokslininkai, kitos yra tiesiog fantastiškos.

Kosmologija ir jos dalykas

Šiuolaikinė kosmologija – mokslas apie Visatos sandarą ir raidą – jos kilmės klausimą laiko viena įdomiausių ir vis dar nepakankamai ištirtų paslapčių. Procesų, prisidėjusių prie žvaigždžių, galaktikų, saulės sistemų ir planetų atsiradimo, pobūdis, Visatos atsiradimo šaltinis, taip pat jos matmenys ir ribos: visa tai yra tik trumpas išnagrinėtų klausimų sąrašas šiuolaikinių mokslininkų.

Ieškant atsakymų į esminę mįslę apie pasaulio formavimąsi, šiandien yra įvairių Visatos atsiradimo, egzistavimo ir vystymosi teorijų. Specialistų, ieškančių atsakymų, statančių ir tikrinančių hipotezes, azartas pasiteisina, nes patikima Visatos gimimo teorija visai žmonijai atskleis gyvybės egzistavimo kitose sistemose ir planetose tikimybę.

Visatos atsiradimo teorijos turi mokslinių koncepcijų, individualių hipotezių, religinių mokymų, filosofinių idėjų ir mitų pobūdį. Visi jie sąlygiškai suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas:

1. Teorijos, pagal kurias Visatą sukūrė kūrėjas. Kitaip tariant, jų esmė ta, kad Visatos kūrimo procesas buvo sąmoningas ir dvasinis veiksmas, valios apraiška.
2. Visatos atsiradimo teorijos, sukurtos remiantis moksliniais veiksniais. Jų postulatai kategoriškai atmeta ir kūrėjo egzistavimą, ir galimybę sąmoningai kurti pasaulį. Tokios hipotezės dažnai grindžiamos vadinamuoju vidutinybės principu. Jie rodo gyvybės galimybę ne tik mūsų planetoje, bet ir kitose.

Kreacionizmas – Kūrėjo sukurto pasaulio teorija

Kaip rodo pavadinimas, kreacionizmas (kūryba) yra religinė visatos atsiradimo teorija. Ši pasaulėžiūra remiasi samprata, kad visatą, planetą ir žmogų sukūrė Dievas arba Kūrėjas.

Idėja vyravo ilgą laiką, iki pat XIX amžiaus pabaigos, kai įsibėgėjo įvairių mokslo sričių (biologijos, astronomijos, fizikos) žinių kaupimo procesas, paplito evoliucijos teorija. Kreacionizmas tapo savotiška krikščionių, kurie laikosi konservatyvių pažiūrų į daromus atradimus, reakcija. Tuo metu vyraujanti idėja tik sustiprino prieštaravimus, kurie egzistavo tarp religinių ir kitų teorijų.

Kuo skiriasi mokslinės ir religinės teorijos?

Pagrindiniai įvairių kategorijų teorijų skirtumai pirmiausia slypi jų šalininkų vartojamuose terminuose. Taigi mokslinėse hipotezėse vietoj kūrėjo yra gamta, o vietoj kūrinijos – kilmė. Be to, yra problemų, kurios panašiai nagrinėjamos skirtingose ​​teorijose arba netgi visiškai dubliuojamos.

Priešingoms kategorijoms priklausančios Visatos atsiradimo teorijos skirtingai datuoja jos atsiradimą. Pavyzdžiui, pagal labiausiai paplitusią hipotezę (didžiojo sprogimo teoriją), Visata susiformavo maždaug prieš 13 mlrd.

Priešingai, religinė Visatos kilmės teorija pateikia visiškai skirtingus skaičius:

• Remiantis krikščionių šaltiniais, Dievo sukurtos Visatos amžius Jėzaus Kristaus gimimo metu buvo 3483–6984 metai.
• Induizmas rodo, kad mūsų pasaulis yra maždaug 155 trilijonų metų senumo.

Kantas ir jo kosmologinis modelis

Iki XX amžiaus dauguma mokslininkų laikėsi nuomonės, kad Visata yra begalinė. Šia savybe jie apibūdino laiką ir erdvę. Be to, jų nuomone, Visata buvo statiška ir vienalytė.

Idėją apie Visatos beribiškumą erdvėje iškėlė Isaacas Newtonas. Šią prielaidą sukūrė kažkas, sukūręs teoriją apie laiko ribų nebuvimą. Toliau tęsdamas savo teorines prielaidas, Kantas išplėtė Visatos begalybę iki galimų biologinių produktų skaičiaus. Šis postulatas reiškė, kad senovės ir didžiulio pasaulio be pabaigos ir pradžios sąlygomis gali būti nesuskaičiuojama daugybė galimų variantų, dėl kurių iš tikrųjų gali atsirasti bet kuri biologinė rūšis.

Remiantis galimu gyvybės formų atsiradimu, vėliau buvo sukurta Darvino teorija. Žvaigždėto dangaus stebėjimai ir astronomų skaičiavimų rezultatai patvirtino Kanto kosmologinį modelį.

Einšteino atspindžiai

XX amžiaus pradžioje Albertas Einšteinas paskelbė savo Visatos modelį. Pagal jo reliatyvumo teoriją, Visatoje vienu metu vyksta du priešingi procesai: plėtimasis ir susitraukimas. Tačiau jis sutiko su daugumos mokslininkų nuomone apie stacionarią Visatos prigimtį, todėl įvedė kosminės atstumiančios jėgos sampratą. Jo poveikis skirtas subalansuoti žvaigždžių trauką ir sustabdyti visų dangaus kūnų judėjimo procesą, kad būtų išlaikytas statinis Visatos pobūdis.

Visatos modelis – anot Einšteino – turi tam tikrą dydį, tačiau ribų nėra. Šis derinys įmanomas tik tada, kai erdvė yra išlenkta taip pat, kaip ir sferoje.

Tokio modelio erdvės charakteristikos yra šios:

• Trimatiškumas.
• Uždarydamas save.
• Homogeniškumas (nebuvimas centro ir krašto), kuriame galaktikos pasiskirsto tolygiai.

A. A. Friedmanas: Visata plečiasi

Revoliuciškai besiplečiančio Visatos modelio kūrėjas A. A. Friedmanas (SSRS) savo teoriją sukūrė remdamasis lygtimis, apibūdinančiomis bendrąją reliatyvumo teoriją. Tiesa, to meto mokslo pasaulyje buvo visuotinai priimta nuomonė, kad mūsų pasaulis buvo statiškas, todėl jo kūrybai nebuvo skiriamas deramas dėmesys.

Po kelerių metų astronomas Edvinas Hablas padarė atradimą, patvirtinantį Friedmano idėjas. Buvo atrastas galaktikų atstumas nuo netoliese esančio Paukščių Tako. Tuo pat metu faktas, kad jų judėjimo greitis išlieka proporcingas atstumui tarp jų ir mūsų galaktikos, tapo nepaneigiamas.

Šis atradimas paaiškina nuolatinį žvaigždžių ir galaktikų „išsibarstymą“ viena kitos atžvilgiu, o tai leidžia daryti išvadą apie visatos plėtimąsi.

Galiausiai Friedmano išvadas pripažino Einšteinas, kuris vėliau paminėjo sovietų mokslininko nuopelnus kaip hipotezės apie Visatos plėtimąsi įkūrėją.

Negalima sakyti, kad tarp šios teorijos ir bendrosios reliatyvumo teorijos yra prieštaravimų, tačiau Visatai plečiantis turėjo atsirasti pradinis impulsas, išprovokavęs žvaigždžių atsitraukimą. Pagal analogiją su sprogimu, idėja buvo pavadinta „Didžiuoju sprogimu“.

Stephenas Hawkingas ir antropinis principas

Stepheno Hawkingo skaičiavimų ir atradimų rezultatas buvo antropocentrinė Visatos atsiradimo teorija. Jo kūrėjas tvirtina, kad taip gerai žmogaus gyvenimui paruoštos planetos egzistavimas negali būti atsitiktinis.

Stepheno Hawkingo Visatos atsiradimo teorija taip pat numato laipsnišką juodųjų skylių išgaravimą, jų energijos praradimą ir Hawkingo spinduliuotės išskyrimą.

Įkalčių paieškos metu buvo nustatyta ir patikrinta daugiau nei 40 savybių, kurių laikymasis būtinas civilizacijos vystymuisi. Amerikiečių astrofizikas Hugh Ross įvertino tokio netyčinio sutapimo tikimybę. Rezultatas buvo 10 -53.

Mūsų Visatoje yra trilijonas galaktikų, kurių kiekvienoje yra 100 milijardų žvaigždžių. Remiantis mokslininkų atliktais skaičiavimais, bendras planetų skaičius turėtų būti 10 20. Šis skaičius yra 33 eilėmis mažesnis nei apskaičiuotas anksčiau. Vadinasi, nė viena planeta visose galaktikose negali derinti sąlygų, kurios būtų tinkamos savaiminiam gyvybės atsiradimui.

Didžiojo sprogimo teorija: Visatos kilmė iš mažos dalelės

Mokslininkai, palaikantys Didžiojo sprogimo teoriją, laikosi hipotezės, kad visata yra didžiulio sprogimo pasekmė. Pagrindinis teorijos postulatas yra teiginys, kad iki šio įvykio visi dabartinės Visatos elementai buvo dalelėje, kuri turėjo mikroskopinius matmenis. Būdami jo viduje, elementai pasižymėjo išskirtine būsena, kai nebuvo galima išmatuoti tokių rodiklių kaip temperatūra, tankis ir slėgis. Jų yra begalė. Medžiagai ir energijai šioje būsenoje fizikos dėsniai įtakos neturi.

Tai, kas įvyko prieš 15 milijardų metų, vadinama nestabilumu, kuris atsirado dalelės viduje. Išsklaidytos mažytės detalės padėjo pamatą šiandieniniam pasauliui.

Iš pradžių Visata buvo ūkas, sudarytas iš mažų dalelių (mažesnių už atomą). Tada, susijungę, jie suformavo atomus, kurie buvo žvaigždžių galaktikų pagrindas. Atsakymas į klausimus apie tai, kas įvyko prieš sprogimą, taip pat kas jį sukėlė, yra svarbiausi šios Visatos atsiradimo teorijos uždaviniai.

Lentelėje schematiškai pavaizduoti visatos formavimosi etapai po Didžiojo sprogimo.

Kaip matyti iš aukščiau pateiktų duomenų, Visata toliau plečiasi ir vėsta.

Nuolatinis atstumo tarp galaktikų didėjimas yra pagrindinis postulatas: kuo skiriasi Didžiojo sprogimo teorija. Visatos atsiradimą tokiu būdu gali patvirtinti rasti įrodymai. Taip pat yra priežasčių jį paneigti.

Teorijos problemos

Atsižvelgiant į tai, kad Didžiojo sprogimo teorija nebuvo įrodyta praktiškai, nenuostabu, kad yra keletas klausimų, į kuriuos ji negali atsakyti:

1. Singuliarumas. Šis žodis reiškia Visatos būseną, suspaustą iki vieno taško. Didžiojo sprogimo teorijos problema yra tai, kad neįmanoma apibūdinti procesų, vykstančių materijoje ir erdvėje tokioje būsenoje. Bendrasis reliatyvumo dėsnis čia negalioja, todėl matematinio aprašymo ir lygčių modeliavimui sukurti neįmanoma.
   Esminis negalėjimas gauti atsakymo į klausimą apie pradinę Visatos būklę diskredituoja teoriją nuo pat pradžių. Mokslo populiarinimo ekspozicijose šis sudėtingumas noriai nutyli arba užsimena tik pro šalį. Tačiau mokslininkams, siekiantiems suteikti matematinį Didžiojo sprogimo teorijos pagrindą, šis sunkumas pripažįstamas pagrindine kliūtimi.
2. Astronomija. Šioje srityje Didžiojo sprogimo teorija susiduria su faktu, kad ji negali apibūdinti galaktikų atsiradimo proceso. Remiantis dabartinėmis teorijų versijomis, galima numatyti, kaip atsiranda vienalytis dujų debesis. Be to, jo tankis šiuo metu turėtų būti apie vieną atomą viename kubiniame metre. Norėdami gauti ką nors daugiau, negalite pakoreguoti pradinės Visatos būsenos. Informacijos ir praktinės patirties trūkumas šioje srityje tampa rimtomis kliūtimis tolesniam modeliavimui.

Taip pat yra neatitikimų tarp apskaičiuotos mūsų galaktikos masės ir duomenų, gautų tiriant jos traukos greitį, matyt, mūsų galaktikos svoris yra dešimt kartų didesnis, nei manyta anksčiau.

Kosmologija ir kvantinė fizika

Šiandien nėra kosmologinių teorijų, kurios nebūtų pagrįstos kvantine mechanika. Galų gale, jame aprašomas atominės ir Kvantinės fizikos ir klasikinės (aiškino Niutonas) elgesys yra tas, kad antroji stebi ir aprašo materialius objektus, o pirmoji prisiima išimtinai matematinį paties stebėjimo ir matavimo aprašymą. . Kvantinės fizikos atžvilgiu materialinės vertybės nėra tiriamos, čia pats stebėtojas yra tiriamos situacijos dalis.

Remiantis šiomis savybėmis, kvantinei mechanikai sunku apibūdinti Visatą, nes stebėtojas yra Visatos dalis. Tačiau kalbant apie visatos atsiradimą, neįmanoma įsivaizduoti pašalinių stebėtojų. Bandymus sukurti modelį be pašalinio stebėtojo dalyvavimo vainikavo J. Wheelerio kvantinė Visatos atsiradimo teorija.

Jo esmė ta, kad kiekvienu laiko momentu Visata skyla ir susidaro begalinis skaičius kopijų. Dėl to galima stebėti kiekvieną paralelinę Visatą, o stebėtojai gali matyti visas kvantines alternatyvas. Be to, originalus ir naujas pasauliai yra tikri.

Infliacijos modelis

Pagrindinis uždavinys, kuriam spręsti skirta infliacijos teorija, yra atsakymų į klausimus, į kuriuos neatsakyta Didžiojo sprogimo teorijos ir plėtimosi teorijos, paieška. Būtent:

1. Dėl kokios priežasties Visata plečiasi?
2. Kas yra didysis sprogimas?

Šiuo tikslu infliacinė Visatos atsiradimo teorija apima plėtimosi ekstrapoliavimą iki nulinio laiko, apribojančią visą Visatos masę viename taške ir formuojant kosmologinį singuliarumą, kuris dažnai vadinamas didžiuoju sprogimu.

Išryškėja bendrosios reliatyvumo teorijos, kuri šiuo metu negali būti taikoma, nereikšmingumas. Dėl to tik teoriniai metodai, skaičiavimai ir išskaičiavimai gali būti taikomi kuriant bendresnę teoriją (arba „naują fiziką“) ir sprendžiant kosmologinio singuliarumo problemą.

Naujos alternatyvios teorijos

Nepaisant kosminės infliacijos modelio sėkmės, yra mokslininkų, kurie jam prieštarauja, vadindami jį nepagrįstu. Pagrindinis jų argumentas – teorijos siūlomų sprendimų kritika. Oponentai teigia, kad gautuose sprendiniuose trūksta kai kurių detalių, tai yra, užuot sprendusi pradinių reikšmių problemą, teorija jas tik sumaniai aprėpia.

Alternatyva yra kelios egzotiškos teorijos, kurių idėja grindžiama pradinių vertybių formavimu prieš Didįjį sprogimą. Naujas Visatos atsiradimo teorijas galima trumpai apibūdinti taip:

• Stygų teorija. Jos šalininkai, be įprastų keturių erdvės ir laiko matmenų, siūlo įvesti ir papildomus matmenis. Jie galėtų atlikti tam tikrą vaidmenį ankstyvosiose Visatos stadijose ir šiuo metu būti sutankintos būsenos. Atsakydami į klausimą apie jų sutankinimo priežastį, mokslininkai siūlo atsakymą, kad superstygų savybė yra T dvilypumas. Todėl stygos yra „suvyniotos“ į papildomus matmenis ir jų dydis yra ribotas.
• Brano teorija. Ji taip pat vadinama M teorija. Pagal jos postulatus, Visatos formavimosi pradžioje egzistuoja šaltas, statiškas penkiamatis erdvėlaikis. Keturios iš jų (erdvinės) turi apribojimus, arba sienos – trijų branų. Mūsų erdvė veikia kaip viena iš sienų, o antroji yra paslėpta. Trečiasis trijų branų yra keturių matmenų erdvėje ir yra ribojamas dviejų ribinių branų. Teorija numato, kad trečioji brana susiduria su mūsų ir išskiria daug energijos. Būtent tokios sąlygos tampa palankios didžiojo sprogimo atsiradimui.

1. Ciklinės teorijos neigia Didžiojo sprogimo unikalumą, teigdamos, kad visata pereina iš vienos būsenos į kitą. Tokių teorijų problema yra entropijos padidėjimas pagal antrąjį termodinamikos dėsnį. Vadinasi, ankstesnių ciklų trukmė buvo trumpesnė, o medžiagos temperatūra – žymiai aukštesnė nei per didįjį sprogimą. Tikimybė, kad tai įvyks, yra labai maža.

Kad ir kiek yra teorijų apie visatos kilmę, tik dvi išlaikė laiko išbandymą ir įveikė vis didėjančios entropijos problemą. Juos sukūrė mokslininkai Steinhardt-Turok ir Baum-Frampton.

Šios palyginti naujos Visatos kilmės teorijos buvo pateiktos praėjusio amžiaus devintajame dešimtmetyje. Jie turi daug pasekėjų, kurie pagal tai kuria modelius, ieško patikimumo įrodymų ir stengiasi pašalinti prieštaravimus.

Stygų teorija

Viena populiariausių tarp Visatos atsiradimo teorijų – Prieš pereinant prie jos idėjos aprašymo, būtina suprasti vieno artimiausio jos konkurento – standartinio modelio – sąvokas. Daroma prielaida, kad materiją ir sąveiką galima apibūdinti kaip tam tikrą dalelių rinkinį, suskirstytą į kelias grupes:

• Kvarkai.
• Leptonai.
• Bozonai.

Šios dalelės iš tikrųjų yra visatos statybinės medžiagos, nes jos yra tokios mažos, kad negali būti suskirstytos į komponentus.

Išskirtinis stygų teorijos bruožas yra tvirtinimas, kad tokios plytos yra ne dalelės, o ultramikroskopinės stygos, kurios vibruoja. Tuo pačiu metu, svyruodamos skirtingais dažniais, stygos tampa įvairių dalelių, aprašytų standartiniame modelyje, analogais.

Norėdami suprasti teoriją, turėtumėte suprasti, kad stygos nėra bet kokia materija, jos yra energija. Todėl stygų teorija daro išvadą, kad visi visatos elementai yra pagaminti iš energijos.

Gera analogija būtų ugnis. Žvelgiant į jį susidaro įspūdis apie jo medžiagiškumą, bet jo negalima liesti.

Kosmologija moksleiviams

Visatos atsiradimo teorijos trumpai nagrinėjamos mokyklose per astronomijos pamokas. Mokiniams aprašomos pagrindinės teorijos, kaip susiformavo mūsų pasaulis, kas su juo vyksta dabar ir kaip jis vystysis ateityje.

Pamokų tikslas – supažindinti vaikus su elementariųjų dalelių, cheminių elementų ir dangaus kūnų susidarymo prigimtimi. Vaikams skirtos Visatos atsiradimo teorijos sumažinamos iki Didžiojo sprogimo teorijos pristatymo. Mokytojai naudoja vaizdinę medžiagą: skaidres, lenteles, plakatus, iliustracijas. Pagrindinė jų užduotis – pažadinti vaikų susidomėjimą juos supančiu pasauliu.

Ekpirotinė Visatos atsiradimo teorija

Visi žinome apie Didžiojo sprogimo teoriją. Neapsigalvokime, dabar to mokoma net mokyklose. Taigi, yra alternatyvi teorija, kuri bando paaiškinti mūsų Visatos kilmę šiek tiek kitaip.

Šios teorijos šalininkai mano, kad mūsų Visata yra lygiagreti, kuri laikas nuo laiko susiduria su savo „seserimi“. Susidūrimo energija sukelia didžiulius erdvės trikdžius, dėl kurių atsiranda dalelių, kurios vėliau sudaro dujų ūkus, galaktikas, žvaigždes ir kitus kosminius kūnus.

Po susidūrimo Visatos išsisklaido, bet kuo toliau, tuo labiau pradeda viena kitą traukti (o kodėl gi ne?). Pamažu jie vėl pradeda artėti ir iki to laiko abiejose Visatose nebėra nei žvaigždžių, nei kitų objektų, viskas pasiskirsto tolygiai pagal Antrąjį termodinamikos dėsnį.

Visatos vėl susiduria, ir vėl susidūrimo energija sukuria daleles, ir taip toliau, tai yra nesibaigiantis ciklas.

Baltos skylės

Visi esame girdėję apie juodųjų skylių egzistavimą. Apskritai šiuo metu jų egzistavimą galima numanyti tik pagal gravitacinių laukų sutrikimą/šviesos nukreipimą. Tačiau mokslininkai jau kalba apie baltųjų skylių egzistavimą. Galų gale, jei materiją sugeria juodoji skylė, ji turi būti kažkur išmesta, tiesa?

Ir teoriškai taškai, kuriuose medžiaga išstumiama, o ne absorbuojama, egzistuoja. Kol kas jų neaptikta, tačiau šios teorijos šalininkai nepraranda vilties artimiausiu metu aptikti baltąją skylę.

Paprastai tariant, baltųjų skylių egzistavimas, jei jos iš tikrųjų yra aptiktos, pažeidžia keletą pagrindinių fizikos dėsnių. O jei iš tiesų bus atrasta baltoji skylė, tai dabartinio mokslo pamatus teks lopyti ir labai kruopščiai (beje, dar kartą).

Visata yra „Matrica“

Taip, taip, pasirodo, to paties pavadinimo filmas buvo sukurtas remiantis viena iš labai ekstravagantiškų teorijų, pagal kurią visa Visata gali būti galingos kompiuterinės programos, sukurtos nepažįstamo žmogaus, produktas. Tiesą sakant, niekas neįsivaizduoja tokio kompiuterio. Žinoma, kol kas tokia teorija gali būti tik mokslinės fantastikos filmo dalis, ji neturi daug šalininkų tarp mokslininkų. Tačiau jų yra, todėl į teoriją reikia atsižvelgti, ji nusipelno teisės egzistuoti.

Visata yra juodosios skylės produktas

Labai įdomi teorija, pagal kurią juodosios skylės, išstumiančios medžiagą į nežinomą tikslą, iš tikrųjų sukuria naujas Visatas, kurios atsiranda net greičiau nei grybai po lietaus. Kiekviena juodosios skylės sugerta dalelė gali būti naujos Visatos pradžia, po to, kai dalelė, apdovanota milžiniška energija, sprogs. Tai bus Didysis sprogimas, ir tokių sprogimų yra daug.

Kiekviena sukurta Visata savo ruožtu sukuria naujas juodąsias skyles, o tos - naujas Visatas. Apskritai man sukasi galva, labai sunku įsivaizduoti visą šį begalinį sūkurį. Bet niekas nežadėjo, kad viskas bus paprasta, tiesa?

Kvantinė pasaulių teorija

Šią teoriją savo darbuose labai dažnai naudoja mokslinės fantastikos rašytojai. Jo esmė slypi nuolatiniame variacijų šakojime. Pavyzdžiui, dabar sprendžiate, ar eiti į parduotuvę, ar įsijungti televizorių. Viename invariante eini į parduotuvę, kitu įsijungi televizorių. Jau turime dvi Visatas, kurios labai mažai skiriasi viena nuo kitos, bet kuo toliau, tuo skirtumai stiprėja.

Ir apskritai variacijos „atsišakoja“ priklausomai nuo daugelio faktorių, įskaitant atomų, kurie juda skirtingomis kryptimis, elgseną ir pan. Dėl to kiekvieną akimirką atsiranda milijardai milijardų naujų invariantų ir kuo toliau viena nuo kitos, tuo šios Visatos skiriasi.

Vaizdžiai tariant, tai galima įsivaizduoti kaip ventiliatorių, kurio kiekviena mentė yra be galo padalinta, o kiekviena iš sekančių dalių vėl dalijama, ir taip toliau...

Čia yra tik nedidelė dalis šiuo metu egzistuojančių teorijų. Būtų įdomu sužinoti apie tas teorijas, kurios jums žinomos. Jei turite ką pasakyti, kviečiame komentuoti.

Šiuo metu yra daug žmogaus kilmės teorijos mūsų planetoje. Protingos gyvybės atsiradimo Žemėje klausimas visada traukė įvairių sričių mokslininkų dėmesį. Šioje paskaitoje bus aptariamos pagrindinės žmogaus kilmės versijos, nors nė viena iš jų neturi 100% garantijos dėl jų tikrumo. Archeologijos mokslininkai kartu su įvairių šalių astrologais tyrinėjo pačius įvairiausius gyvybės kilmės šaltinius (morfologinius, biologinius, cheminius). Tačiau visos šios pastangos, deja, nepadėjo išsiaiškinti, kuriame amžiuje prieš Kristų. pasirodė pirmieji žmonės.

Darvino teorija

Labiausiai tikėtina ir artimiausia tiesai žmogaus kilmės versija yra Charleso Darwino (britų mokslininko) teorija. Būtent šiam mokslininkui pavyko įnešti didžiulį indėlį į biologijos mokslą. Darvino teorija remiasi natūralios atrankos apibrėžimu. Jo nuomone, natūrali atranka vaidina didelį vaidmenį evoliucijoje. Darvino teorijos pagrindas buvo sukurtas iš daugybės gamtos stebėjimų keliaujant aplink pasaulį. Projektas prasidėjo 1837 m. ir tęsėsi daugiau nei 20 metų. Kitas mokslininkas A. Wallace'as pritarė Darvinui XIX amžiaus pabaigoje. Savo pranešime Londone jis teigė, kad jį įkvėpė Charlesas, po kurio atsirado judėjimas, vadinamas „darvinizmu“.

Visi šio judėjimo pasekėjai teigia, kad kiekvienas floros ir faunos atstovas yra kintantis ir kilęs iš jau egzistuojančių rūšių. Pasirodo, Darvino teorija remiasi gyvų būtybių gamtoje nepastovumu, o šio proceso priežastis – natūrali atranka. Pasirodo, planetoje išgyvena tik stipriausios formos, galinčios greitai prisitaikyti prie aplinkos. Žmogus yra viena iš šių būtybių. Evoliucija ir noras išgyventi prisidėjo prie įvairių įgūdžių ir gebėjimų ugdymo.

Evoliucijos teorija

Pasak šios teorijos pasekėjų, žmonių atsiradimas Žemėje yra susijęs su primatų modifikacija. Šiais laikais evoliucijos teorija yra viena iš labiausiai aptarinėjamų ir plačiai paplitusių. Jo esmė slypi tame, kad žmonės yra tam tikrų beždžionių rūšių palikuonys. Kalbant apie pačią evoliuciją, ji prasidėjo nuo neatmenamų laikų, veikiama natūralios atrankos ir kitų išorinių veiksnių. Šią žmogaus kilmės versiją patvirtina daugybė liudijimų ir įrodymų (psichologinių, paleontologinių, archeologinių). Kita vertus, daugelio faktų dviprasmiškumas nesuteikia teisės to laikyti 100% teisingu.

Ryžiai. 1 – Žmogaus kilmės evoliucijos teorija

Erdvės anomalijos

Ši teorija yra pati fantastiškiausia ir prieštaringiausia. Jos pasekėjai įsitikinę, kad žmogus Žemės planetoje atsirado atsitiktinai. Jo esmė slypi tame, kad žmogus yra lygiagrečių anomalių erdvių produktas. Šiuolaikinių žmonių protėviai buvo kitų civilizacijų atstovai, atstovaujantys energijos, auros ir materijos derinį. Teorija daro prielaidą, kad Visatoje yra daugybė planetų, turinčių tokias pačias biosferas kaip ir Žemė, kurias sukūrė informacinė medžiaga. Jei sąlygos tam buvo palankios, tada jos prisidėjo prie gyvybės atsiradimo.

Ši šaka vadinama „kreacionizmu“. Visi jo pasekėjai neigia pagrindines žmogaus atsiradimo teorijas. Jie įsitikinę, kad visus žmones sukūrė Dievas, kuris yra aukščiausia grandis. Kartu jis sukūrė žmogų pagal savo paveikslą.

Ryžiai. 2 – Kūrimo teorija

Jei svarstysime Biblijos teorija apie žmogaus kilmę Žemėje, tada pirmieji žmonės yra Adomas ir Ieva. Pavyzdžiui, tokiose šalyse kaip Egiptas religija gilinasi į senovės mitus. Daugelis skeptikų mano, kad ši versija yra neįmanoma. Ši versija nėra paremta jokiais įrodymais, ji tiesiog yra.

Šios versijos pagrindas – svetimų civilizacijų veikla. Kitaip tariant, žmonės yra svetimų būtybių palikuonys, kurie į mūsų planetą atkeliavo prieš milijonus metų. Yra keletas šios žmonijos kilmės versijos pabaigos. Vienas iš jų – sukryžminti protėvius su ateiviais. Dėl kitų rezultatų kalta aukštesnio intelekto genų inžinerija, kuri iš savo DNR sukūrė mąstantį žmogų. Versija apie ateivių įsikišimą į žmonių evoliucinį vystymąsi laikoma labai įdomia. Archeologai iki šiol randa įvairių įrodymų (įrašų, piešinių), kad antgamtinės jėgos padėjo senovės žmonėms.

Ryžiai. 3 – Intervencijos teorija

Evoliucijos etapai

Kad ir kokia būtų žmogaus kilmės istorija, dauguma mokslininkų sutaria dėl vystymosi etapų tapatumo. Australopitecinai laikomi pirmaisiais žmonių prototipais. Jie bendravo rankomis, o ūgis neviršijo 130 cm.

Kitame evoliucijos etape atsiranda Pitekantropas, kuris jau išmoko naudotis ugnimi ir panaudoti gamtos dovanas savo reikmėms (kaulams, odoms, akmenims). Kitas evoliucijos etapas yra paleoantropas. Tokie žmonių prototipai jau mokėjo kolektyviai mąstyti ir bendrauti naudojant garsus.

Prieš atsirandant mąstančiam žmogui, neoantropai laikomi paskutiniu evoliucijos etapu. Vizualiai jie buvo labai panašūs į šiuolaikinius žmones, kūrė įrankius, rinko lyderius, susijungė į gentis ir t.t.

Žmonių tėvynė

Nors vyksta diskusijos, kuri žmogaus kilmės teorija yra teisinga, buvo įmanoma nustatyti, kur tiksliai kilo protas. Kalbame apie Afrikos žemyną. Daugelis archeologų mano, kad vietą galima saugiai susiaurinti iki šiaurės rytinės žemyno dalies. Nors yra mokslininkų, teigiančių, kad žmonija pradėjo vystytis iš Azijos, būtent iš Indijos ir kitų kaimyninių šalių.

Tai, kad pirmieji žmonės gyveno būtent Afrikoje, patvirtina daugybė radinių didelio masto kasinėjimų metu. Taip pat galima pastebėti, kad tuo metu buvo keletas žmonių prototipų tipų.

Didžiojo sprogimo teorija tapo beveik taip pat plačiai pripažintu kosmologiniu modeliu, kaip ir Žemės sukimasis aplink Saulę. Remiantis teorija, maždaug prieš 14 milijardų metų spontaniški virpesiai absoliučioje tuštumoje paskatino Visatos atsiradimą. Kažkas savo dydžiu panašaus į subatominę dalelę, kuri per sekundės dalį išsiplėtė iki neįsivaizduojamo dydžio. Tačiau šioje teorijoje yra daug problemų, su kuriomis kovoja fizikai, iškeldami vis daugiau naujų hipotezių.

Kas negerai su Didžiojo sprogimo teorija

Iš teorijos išplaukia kad visos planetos ir žvaigždės susidarė iš dulkių, išsibarsčiusių po visą erdvę dėl sprogimo. Tačiau kas buvo prieš tai, neaišku: čia nustoja veikti mūsų matematinis erdvės ir laiko modelis. Visata atsirado iš pradinės išskirtinės būsenos, kuriai šiuolaikinė fizika negali būti pritaikyta. Teorija taip pat nenagrinėja singuliarumo priežasčių arba jo atsiradimo materijos ir energijos. Manoma, kad atsakymą į pradinio singuliarumo egzistavimo ir kilmės klausimą pateiks kvantinės gravitacijos teorija.

Dauguma kosmologinių modelių numato kad visa Visata yra daug didesnė nei stebima dalis – sferinė sritis, kurios skersmuo yra maždaug 90 milijardų šviesmečių. Matome tik tą Visatos dalį, iš kurios šviesa Žemę pasiekė per 13,8 mlrd. Tačiau teleskopai tobulėja, atrandame vis daugiau nutolusių objektų ir nėra pagrindo manyti, kad šis procesas sustos.

Nuo Didžiojo sprogimo Visata plečiasi vis sparčiau. Sunkiausia šiuolaikinės fizikos paslaptis yra klausimas, kas sukelia pagreitį. Remiantis darbo hipoteze, Visatoje yra nematomas komponentas, vadinamas „tamsiąja energija“. Didžiojo sprogimo teorija nepaaiškina, ar Visata plėsis neribotai, o jei taip, prie ko tai prives – jos išnykimą ar dar ką nors.

Nors Niutono mechaniką išstūmė reliatyvistinė fizika, jo negalima vadinti klaidingu. Tačiau pasaulio suvokimas ir Visatos aprašymo modeliai visiškai pasikeitė. Didžiojo sprogimo teorija numatė daugybę dalykų, kurie anksčiau nebuvo žinomi. Taigi, jei ją pakeistų kita teorija, ji turėtų būti panaši ir išplėsti pasaulio supratimą.

Mes sutelksime dėmesį į įdomiausias teorijas, apibūdinančias alternatyvius Didžiojo sprogimo modelius.

Visata yra tarsi juodosios skylės miražas

Perimetro teorinės fizikos instituto mokslininkų teigimu, Visata atsirado dėl žvaigždės žlugimo keturių matmenų Visatoje. Jų tyrimo rezultatus paskelbė „Scientific American“. Niayesh Afshordi, Robert Mann ir Razi Pourhasan teigia, kad mūsų trimatė Visata tapo savotišku „holografiniu miražu“, kai žlugo keturių dimensijų žvaigždė. Skirtingai nuo Didžiojo sprogimo teorijos, teigiančios, kad Visata atsirado iš itin karšto ir tankaus erdvėlaikio, kur standartiniai fizikos dėsniai netaikomi, nauja keturmatės visatos hipotezė paaiškina ir jos kilmę, ir greitą plėtimąsi.

Pagal Afshordi ir jo kolegų suformuluotą scenarijų, mūsų trimatė Visata yra tam tikra membrana, plūduriuojanti per dar didesnę visatą, kuri jau egzistuoja keturiose dimensijose. Jei ši keturmatė erdvė turėtų savo keturmates žvaigždes, jos taip pat sprogtų, kaip ir trimatės mūsų Visatoje. Vidinis sluoksnis taptų juodąja skyle, o išorinis būtų išmestas į erdvę.

Mūsų Visatoje juodąsias skyles supa sfera, vadinama įvykių horizontu. Ir jei trimatėje erdvėje ši riba yra dvimatė (kaip membrana), tada keturmatėje visatoje įvykių horizontas bus apribotas sfera, kuri egzistuoja trijų dimensijų. Keturmatės žvaigždės žlugimo kompiuterinis modeliavimas parodė, kad jos trimatis įvykių horizontas palaipsniui plėsis. Kaip tik tai ir stebime, 3D membranos augimą vadindami Visatos plėtimu, mano astrofizikai.

Didysis užšalimas

Didžiojo sprogimo alternatyva yra Didysis užšalimas. Melburno universiteto fizikų komanda, vadovaujama Jameso Kvatcho, pristatė Visatos gimimo modelį, kuris labiau primena laipsnišką amorfinės energijos užšalimo procesą, o ne jos išsiskyrimą ir plėtimąsi trimis erdvės kryptimis.

Beformė energija, pasak mokslininkų, kaip ir vanduo, atvėso iki kristalizacijos, sukurdama įprastus tris erdvinius ir vieną laiko matmenis.

Didžiojo užšalimo teorija ginčija šiuo metu priimtą Alberto Einšteino teiginį, kad erdvė ir laikas yra nenutrūkstami ir sklandūs. Gali būti, kad erdvė turi komponentų – nedalomų statybinių blokų, kaip mažyčiai atomai ar pikseliai kompiuterinėje grafikoje. Šie blokai yra tokie maži, kad jų neįmanoma stebėti, tačiau vadovaujantis nauja teorija galima aptikti defektus, kurie turėtų laužyti kitų dalelių srautą. Mokslininkai tokius efektus apskaičiavo naudodamiesi matematika, o dabar bandys juos aptikti eksperimentiniu būdu.

Visata be pradžios ir pabaigos

Ahmedas Faragas Ali iš Benha universiteto Egipte ir Saurya Das iš Letbridge universiteto Kanadoje pasiūlė naują singuliarumo problemos sprendimą, atsisakydami Didžiojo sprogimo. Jie įvedė garsaus fiziko Davido Bohmo idėjas į Friedmanno lygtį, apibūdinančią Visatos plėtimąsi ir Didįjį sprogimą. „Nuostabu, kad nedideli pataisymai gali išspręsti tiek daug problemų“, – sako Das.

Gautas modelis sujungė bendrąją reliatyvumo teoriją ir kvantinę teoriją. Ji ne tik neigia išskirtinumą, buvusį prieš Didįjį sprogimą, bet ir nepripažįsta, kad Visata galiausiai susitrauks į pradinę būseną. Remiantis gautais duomenimis, Visata turi ribotą dydį ir begalinį gyvenimą. Fizine prasme modelis apibūdina Visatą, užpildytą hipotetiniu kvantiniu skysčiu, kurį sudaro gravitonai – dalelės, užtikrinančios gravitacinę sąveiką.

Mokslininkai taip pat tvirtina, kad jų išvados atitinka naujausius Visatos tankio matavimus.

Begalinė chaotiška infliacija

Sąvoka „infliacija“ reiškia greitą Visatos plėtimąsi, kuri įvyko eksponentiškai pirmosiomis akimirkomis po Didžiojo sprogimo. Pati infliacijos teorija nepaneigia Didžiojo sprogimo teorijos, o tik interpretuoja ją skirtingai. Ši teorija išsprendžia keletą pagrindinių fizikos problemų.

Pagal infliacinį modelį, netrukus po gimimo Visata eksponentiškai plėtėsi labai trumpą laiką: jos dydis padvigubėjo daug kartų. Mokslininkai mano, kad per 10–36 sekundes Visata išaugo mažiausiai 10–30–50 kartų, o gal ir daugiau. Pasibaigus infliacijos fazei, Visata buvo užpildyta itin karšta laisvųjų kvarkų, gliuonų, leptonų ir didelės energijos kvantų plazma.

Sąvoka reiškia kas egzistuoja pasaulyje daugybė viena nuo kitos izoliuotų visatų su skirtingu įrenginiu

Fizikai priėjo prie išvados, kad infliacinio modelio logika neprieštarauja nuolatinio daugybinio naujų visatų gimimo idėjai. Kvantiniai svyravimai – tokie patys, kaip ir tie, kurie sukūrė mūsų pasaulį – gali kilti bet kokio kiekio, jei sąlygos jiems yra tinkamos. Visai gali būti, kad mūsų visata iškilo iš svyravimų zonos, kuri susiformavo pirmtake pasaulyje. Taip pat galima daryti prielaidą, kad kada nors ir kažkur mūsų Visatoje susiformuos svyravimas, kuris „išpūs“ jauną visai kitokio pobūdžio Visatą. Remiantis šiuo modeliu, dukterinės visatos gali nuolat žydėti. Be to, visai nebūtina, kad naujuose pasauliuose būtų nustatyti tie patys fiziniai dėsniai. Ši koncepcija reiškia, kad pasaulyje yra daug visatų, izoliuotų viena nuo kitos ir turinčių skirtingas struktūras.

Ciklinė teorija

Paulas Steinhardtas, vienas iš fizikų, padėjusių infliacinės kosmologijos pamatus, nusprendė šią teoriją plėtoti toliau. Prinstono Teorinės fizikos centrui vadovaujantis mokslininkas kartu su Neilu Turoku iš Perimetro teorinės fizikos instituto knygoje „Endless Universe: Beyond the Big Bang“ išdėstė alternatyvią teoriją. („Begalinė visata: už didžiojo sprogimo“). Jų modelis pagrįstas kvantinės superstygų teorijos, žinomos kaip M teorija, apibendrinimu. Pagal ją fizinis pasaulis turi 11 dimensijų – dešimt erdvinių ir vieną laiko. Jame „plaukioja“ žemesnių matmenų erdvės, vadinamosios branos. ("membranos" trumpinys). Mūsų Visata yra tiesiog viena iš šių branų.

Steinhardto ir Turoko modelis teigia, kad Didysis sprogimas įvyko mūsų branai susidūrus su kita brana – nežinoma visata. Pagal šį scenarijų susidūrimai vyksta be galo. Pagal Steinhardto ir Turoko hipotezę, šalia mūsų branos „plaukioja“ kita trimatė brana, atskirta nedideliu atstumu. Ji taip pat plečiasi, išsilygina ir ištuštėja, tačiau po trilijono metų branos pradės judėti arčiau viena kitos ir galiausiai susidurs. Taip išsiskirs didžiulis kiekis energijos, dalelių ir radiacijos. Šis kataklizmas sukels dar vieną Visatos plėtimosi ir aušinimo ciklą. Iš Steinhardto ir Turoko modelio matyti, kad šie ciklai egzistavo praeityje ir tikrai kartosis ateityje. Teorija tyli apie tai, kaip šie ciklai prasidėjo.

Visata
kaip kompiuteris

Kita hipotezė apie visatos sandarą teigia, kad visas mūsų pasaulis yra ne kas kita, kaip matrica ar kompiuterinė programa. Idėją, kad Visata yra skaitmeninis kompiuteris, pirmasis iškėlė vokiečių inžinierius ir kompiuterių pradininkas Konradas Zuse savo knygoje „Kosmoso skaičiavimas“. („Skaičiavimo erdvė“). Tarp tų, kurie Visatą taip pat laikė milžinišku kompiuteriu, yra fizikai Stephenas Wolframas ir Gerardas 't Hooftas.

Skaitmeninės fizikos teoretikai teigia, kad visata iš esmės yra informacija, todėl ją galima apskaičiuoti. Iš šių prielaidų išplaukia, kad Visata gali būti laikoma kompiuterinės programos arba skaitmeninio skaičiavimo įrenginio rezultatu. Šis kompiuteris gali būti, pavyzdžiui, milžiniškas korinis automatas arba universali Tiuringo mašina.

Netiesioginiai įrodymai virtuali visatos prigimtis kvantinėje mechanikoje vadinamas neapibrėžtumo principu

Remiantis teorija, kiekvienas objektas ir įvykis fiziniame pasaulyje atsiranda užduodant klausimus ir įrašant „taip“ arba „ne“ atsakymus. Tai yra, už visko, kas mus supa, slypi tam tikras kodas, panašus į dvejetainį kompiuterio programos kodą. Ir mes esame tam tikra sąsaja, per kurią atsiranda prieiga prie „universaliojo interneto“ duomenų. Netiesioginis virtualios Visatos prigimties įrodymas kvantinėje mechanikoje vadinamas neapibrėžtumo principu: materijos dalelės gali egzistuoti nestabilioje formoje ir „fiksuoti“ konkrečioje būsenoje tik tada, kai jas stebima.

Skaitmeninis fizikas Johnas Archibaldas Wheeleris rašė: „Būtų neprotinga įsivaizduoti, kad informacija slypi fizikos branduolyje kaip kompiuterio šerdyje. Viskas iš trupučio. Kitaip tariant, viskas, kas egzistuoja – kiekviena dalelė, kiekvienas jėgos laukas, netgi pats erdvės ir laiko kontinuumas – gauna savo funkciją, prasmę ir, galiausiai, patį egzistavimą.