Shpërthimi fillestar. Konfirmohet Teoria e Big Bengut

Edhe shkencëtarët modernë nuk mund të thonë me siguri se çfarë ishte në Univers përpara Big Bengut. Ka disa hipoteza që heqin velin e fshehtësisë mbi një nga më çështje komplekse të universit.

Origjina e botës materiale

Deri në shekullin e 20-të, kishte vetëm dy përkrahës të këndvështrimit fetar, të cilët besonin se bota ishte krijuar nga Zoti. Shkencëtarët, përkundrazi, refuzuan të pranojnë natyrën e krijuar nga njeriu të Universit. Fizikanët dhe astronomët ishin mbështetës të idesë se hapësira ka ekzistuar gjithmonë, bota ishte statike dhe gjithçka do të mbetet e njëjtë si miliarda vjet më parë.

Megjithatë, i përshpejtuar përparimin shkencor në fund të shekullit çoi në faktin se studiuesit kishin mundësi të studionin hapësirat jashtëtokësore. Disa prej tyre ishin të parët që u përpoqën t'i përgjigjen pyetjes se çfarë ishte në Univers përpara Big Bengut.

Hubble Hubble

Shekulli i 20-të shkatërroi shumë teori të epokave të kaluara. Në hapësirën e zbrazur u shfaqën hipoteza të reja që shpjegonin mistere deri tani të pakuptueshme. E gjitha filloi me faktin se shkencëtarët vërtetuan faktin e zgjerimit të Universit. Kjo u bë nga Edwin Hubble. Ai zbuloi se galaktikat e largëta ndryshonin në dritën e tyre nga ato grupime kozmike që ishin më afër Tokës. Zbulimi i këtij modeli formoi bazën e ligjit të zgjerimit të Edwin Hubble.

Big Bengu dhe origjina e Universit u studiuan kur u bë e qartë se të gjitha galaktikat "shpëtojnë" nga vëzhguesi, pavarësisht se ku ishte ai. Si mund të shpjegohej kjo? Meqenëse galaktikat lëvizin, kjo do të thotë se ato shtyhen përpara nga një lloj energjie. Përveç kësaj, fizikanët kanë llogaritur se të gjitha botët dikur ishin vendosur në një pikë. Për shkak të disa shtytjes, ata filluan të lëvizin në të gjitha drejtimet me shpejtësi të paimagjinueshme.

Ky fenomen u quajt "Big Bang". Dhe origjina e Universit u shpjegua pikërisht me ndihmën e teorisë së kësaj ngjarje të lashtë. Kur ndodhi? Fizikanët përcaktuan shpejtësinë e lëvizjes së galaktikave dhe nxorrën një formulë që ata përdorën për të llogaritur kur ndodhi "shtytja" fillestare. Numrat e saktë Askush nuk do të marrë përsipër ta emërojë, por përafërsisht ky fenomen ka ndodhur rreth 15 miliardë vjet më parë.

Shfaqja e teorisë së Big Bengut

Fakti që të gjitha galaktikat janë burime drite do të thotë që Big Bengu u lëshua sasi e madhe energji. Ishte ajo që lindi vetë shkëlqimin që botët humbasin ndërsa largohen nga epiqendra e asaj që ndodhi. Teoria e Big Bengut u vërtetua për herë të parë nga astronomët amerikanë Robert Wilson dhe Arno Penzias. Ata zbuluan rrezatimin elektromagnetik kozmik të sfondit të mikrovalës, temperatura e të cilit ishte tre gradë në shkallën Kelvin (domethënë -270 Celsius). Ky zbulim mbështeti idenë se Universi fillimisht ishte jashtëzakonisht i nxehtë.

Teoria e Big Bengut iu përgjigj shumë pyetjeve të formuluara në shekullin e 19-të. Megjithatë, tani janë shfaqur të reja. Për shembull, çfarë ishte në Univers përpara Big Bengut? Pse është kaq homogjen, ndërsa me një çlirim kaq të madh energjie substanca duhet të shpërndahet në mënyrë të pabarabartë në të gjitha drejtimet? Zbulimet e Wilson dhe Arno hodhën dyshime mbi gjeometrinë klasike Euklidiane, pasi u vërtetua se hapësira ka lakimin zero.

Teoria inflacioniste

Pyetjet e reja të parashtruara e treguan këtë teori moderne origjina e botës është fragmentare dhe e paplotë. Megjithatë për një kohë të gjatë dukej se do të ishte e pamundur të avancohej përtej asaj që u zbulua në vitet '60. Dhe vetëm kërkimet shumë të fundit nga shkencëtarët bënë të mundur formulimin e një parimi të ri të rëndësishëm për fizikës teorike. Ishte një fenomen super i shpejtë zgjerim inflacioniste Universi. Është studiuar dhe përshkruar duke përdorur teoria kuantike fusha dhe teori e përgjithshme Relativiteti i Ajnshtajnit.

Pra, çfarë ishte në Univers përpara Big Bengut? Shkenca moderne e quan këtë periudhë "inflacion". Në fillim kishte vetëm një fushë që mbushte gjithë hapësirën imagjinare. Mund të krahasohet me një top bore të hedhur poshtë një kodre mal me borë. Gunga do të rrokulliset poshtë dhe do të rritet në madhësi. Në të njëjtën mënyrë, fusha, për shkak të luhatjeve të rastësishme, ndryshoi strukturën e saj në një kohë të paimagjinueshme.

Kur u formua një konfigurim homogjen, ndodhi një reagim. Ai përmban misteret më të mëdha të Universit. Çfarë ndodhi para Big Bengut? Një fushë inflacioniste që nuk i ngjante aspak çështjes aktuale. Pas reagimit filloi rritja e Universit. Nëse e vazhdojmë analogjinë me një top bore, atëherë pas të parës, topa të tjerë të borës u rrokullisën poshtë, duke u rritur gjithashtu në madhësi. Momenti i Big Bengut në këtë sistem mund të krahasohet me të dytin kur një bllok i madh ra në humnerë dhe më në fund u përplas me tokën. Në atë moment u lëshua një sasi kolosale energjie. Ende nuk mund të mbarojë. Për shkak të vazhdimit të reagimit nga shpërthimi, Universi ynë po rritet sot.

Materia dhe fusha

Universi tani përbëhet nga një numër i paimagjinueshëm yjesh dhe të tjerë trupat kozmikë. Ky agregat i materies nxjerr energji të madhe, e cila bie ndesh me ligjin fizik të ruajtjes së energjisë. Çfarë thotë ajo? Thelbi i këtij parimi vjen në faktin se për një periudhë të pafundme kohore sasia e energjisë në sistem mbetet e pandryshuar. Por si mund të përshtatet kjo me Universin tonë, i cili vazhdon të zgjerohet?

Teoria e inflacionit ishte në gjendje t'i përgjigjej kësaj pyetjeje. Është jashtëzakonisht e rrallë që mistere të tilla të Universit të zgjidhen. Çfarë ndodhi para Big Bengut? Fushë inflacioniste. Pas shfaqjes së botës, materia e njohur për ne zuri vendin e saj. Megjithatë, përveç tij, ekziston edhe në Univers që ka energji negative. Vetitë e këtyre dy entiteteve janë të kundërta. Kjo kompenson energjinë që vjen nga grimcat, yjet, planetët dhe materiet e tjera. Kjo marrëdhënie shpjegon edhe pse Universi ende nuk është kthyer në një vrimë të zezë.

Kur ndodhi Big Bengu për herë të parë, bota ishte shumë e vogël që asgjë të shembet. Tani, kur Universi është zgjeruar, vrimat e zeza lokale janë shfaqur në pjesë të caktuara të tij. Fusha e tyre gravitacionale thith gjithçka rreth tyre. As drita nuk mund të dalë prej saj. Kjo është arsyeja pse vrima të tilla bëhen të zeza.

Zgjerimi i Universit

Edhe pse bazë teorike teoria e inflacionit, është ende e paqartë se si dukej Universi para Big Bengut. Imagjinata njerëzore nuk mund ta imagjinojë këtë foto. Fakti është se fusha e inflacionit është e paprekshme. Nuk mund të shpjegohet me ligjet e zakonshme të fizikës.

Kur ndodhi Big Bengu, fusha e inflacionit filloi të zgjerohej me një ritëm që tejkalonte shpejtësinë e dritës. Sipas treguesve fizikë, nuk ka asgjë materiale në Univers që mund të lëvizë më shpejt se ky tregues. Drita përhapet në të gjithë bota ekzistuese me shifra të pabesueshme. Fusha inflacioniste u përhap me shpejtësi edhe më të madhe, pikërisht për shkak të natyrës së saj jomateriale.

Gjendja aktuale e universit

Periudha aktuale në evolucionin e Universit është e përshtatshme në mënyrë ideale për ekzistencën e jetës. Shkencëtarët e kanë të vështirë të përcaktojnë se sa do të zgjasë kjo periudhë kohore. Por nëse dikush ndërmerrte llogaritje të tilla, shifrat që rezultuan ishin jo më pak se qindra miliarda vjet. Për një jeta njerëzore një segment i tillë është aq i madh sa edhe në llogaritja matematikore duhet të shkruhet duke përdorur fuqi. E tashmja është studiuar shumë më mirë se parahistoria e Universit. Ajo që ndodhi para Big Bengut, në çdo rast, do të mbetet vetëm objekt i kërkimit teorik dhe i llogaritjeve të guximshme.

Në botën materiale, edhe koha mbetet një vlerë relative. Për shembull, kuazarët (një lloj objekti astronomik), që ekzistojnë në një distancë prej 14 miliardë vjet dritë nga Toka, janë 14 miliardë vite dritë prapa "tani" tonë të zakonshme. Ky hendek kohor është i madh. Është e vështirë të përkufizohet edhe matematikisht, për të mos përmendur faktin se është thjesht e pamundur të imagjinohet qartë një gjë e tillë me ndihmën e imagjinatës njerëzore (madje edhe më të zjarrtë).

Shkenca moderne mund të shpjegojë teorikisht tërë jetën tonë bota materiale, duke filluar nga fraksionet e para të sekondave të ekzistencës së tij, kur Big Bengu sapo kishte ndodhur. Historia e plotë Universi është ende duke u rimbushur. Astronomët po zbulojnë të reja fakte të mahnitshme me pajisje kërkimore të modernizuara dhe të përmirësuara (teleskopë, laboratorë etj.).

Megjithatë, ka edhe fenomene që ende nuk janë kuptuar. Një pikë e tillë e bardhë, për shembull, është energjia e saj e errët. Thelbi i kësaj mase të fshehur vazhdon të ngacmojë ndërgjegjen e fizikantëve më të arsimuar dhe më të avancuar të kohës sonë. Për më tepër, asnjë këndvështrim i vetëm nuk është shfaqur në lidhje me arsyet pse ka akoma më shumë grimca në Univers sesa antigrimca. Për këtë çështje janë formuluar disa. teoritë themelore. Disa nga këto modele janë më të njohurat, por asnjë prej tyre nuk është pranuar ende nga komuniteti shkencor ndërkombëtar si

Në shkallën e njohurive universale dhe zbulimeve kolosale të shekullit të 20-të, këto boshllëqe duken mjaft të parëndësishme. Por historia e shkencës tregon me rregullsi të lakmueshme se shpjegimi i fakteve dhe fenomeneve të tilla "të vogla" bëhet baza për të gjithë të kuptuarit e njerëzimit të disiplinës në tërësi (në në këtë rast ne po flasim për rreth astronomisë). Prandaj, brezat e ardhshëm të shkencëtarëve me siguri do të kenë diçka për të bërë dhe diçka për të zbuluar në fushën e njohjes së natyrës së Universit.

Puna e kursit në temën " Bazat teorike teknologjitë progresive"

Përfunduar nga: Larisa Mirzodzhonovna Belozerskaya, Kursi I

Shteti i Moskës universitet i hapur, degë

Kozmologjia është një studim fizik i Universit, i cili përfshin teorinë e gjithçkaje të mbuluar nga vëzhgimet astronomike të botës si pjesë e Universit.

Arritja më e madhe kozmologji moderne u bë një model i një universi në zgjerim, i quajtur teoria e Big Bengut.

Sipas kësaj teorie, e gjithë hapësira e vëzhgueshme po zgjerohet. Por çfarë ndodhi në fillim? E gjithë lënda në Kozmos në një moment fillestar u ngjeshur fjalë për fjalë në asgjë - e ngjeshur në një pikë të vetme. Ai kishte një dendësi fantastike të madhe - është pothuajse e pamundur të imagjinohet, ai shprehet si një numër në të cilin ka 96 zero pas një - dhe një temperaturë po aq të lartë të paimagjinueshme. Astronomët e quajtën këtë gjendje një singularitet.

Për disa arsye, ky ekuilibër i mahnitshëm u shkatërrua papritmas nga veprimi forcat gravitacionale- Është e vështirë edhe të imagjinohet se si duhet të kenë qenë, duke pasur parasysh dendësinë pafundësisht të madhe të "materies primare"!

Shkencëtarët i dhanë këtij momenti emrin "Big Bang". Universi filloi të zgjerohej dhe të ftohet.

Duhet të theksohet se çështja se çfarë lloj lindjeje ishte Universi - "i nxehtë" ose "i ftohtë" - nuk u zgjidh menjëherë pa mëdyshje dhe pushtoi mendjet e astronomëve për një kohë të gjatë. Interesi për problemin ishte larg nga boshe - në fund të fundit, nga gjendjen fizike materia në momentin fillestar varet, për shembull, nga mosha e Universit. Përveç kësaj, reaksionet termonukleare mund të ndodhin në temperatura të larta. Prandaj, përbërjen kimike Universi "i nxehtë" duhet të ndryshojë nga përbërja e Universit "të ftohtë". Dhe kjo, nga ana tjetër, përcakton madhësinë dhe ritmin e zhvillimit trupat qiellorë...

Për disa dekada, të dy versionet - lindja "e nxehtë" dhe "e ftohtë" e Universit - ekzistonin në kozmologji në kushte të barabarta, duke pasur si mbështetës ashtu edhe kritikë. Çështja mbeti "e vogël" - ishte e nevojshme që ato të konfirmoheshin me vëzhgime.

Astronomia moderne mund t'i japë një përgjigje pozitive pyetjes nëse ka prova për hipotezën e një universi të nxehtë dhe Big Bengut. Në vitin 1965 u bë një zbulim, i cili, sipas shkencëtarëve, konfirmon drejtpërdrejt se në të kaluarën lënda e Universit ishte shumë e dendur dhe e nxehtë. Doli se në hapësirën e jashtme ka valë elektromagnetike që kanë lindur në atë epokë të largët kur nuk kishte yje, galaktika, jo sistemi diellor.

Mundësia e ekzistencës së një rrezatimi të tillë ishte parashikuar nga astronomët shumë më herët. Në mesin e viteve 1940. fizikan amerikan George Gamow (1904-1968) mori problemet e shfaqjes së universit dhe origjinës elementet kimike. Llogaritjet e kryera nga Gamow dhe studentët e tij bënë të mundur të imagjinohet se në Univers në sekondat e para të ekzistencës së tij kishte shumë temperaturë të lartë. Substanca e nxehtë "shkëlqeu" - lëshoi ​​valë elektromagnetike. Gamow sugjeroi që ato gjithashtu duhet të vëzhgohen në epokës moderne në formën e valëve të dobëta të radios, dhe madje parashikoi temperaturën e këtij rrezatimi - afërsisht 5-6 K.

Në vitin 1965, shkencëtarët amerikanë, inxhinierët e radios Arno Penzias dhe Robert Wilson u regjistruan rrezatimi kozmik, e cila nuk mund t'i atribuohej asnjë të njohur atëherë burim kozmik. Astronomët kanë arritur në përfundimin se ky rrezatim, i cili ka një temperaturë prej rreth 3 K, është një relikt (nga latinishtja "mbetja", prandaj emri i rrezatimit - "relikt") i atyre kohërave të largëta kur Universi ishte në mënyrë fantastike. nxehtë. Tani astronomët ishin në gjendje të bënin një zgjedhje në favor të lindjes "të nxehtë" të Universit. A. Penzias dhe R. Wilson morën çmimin Nobel në 1978 për zbulimin e sfondit kozmik të mikrovalës (si p.sh. emër zyrtar rrezatimi kozmik i sfondit të mikrovalës) në një valë prej 7,35 cm.

Big Bang është emri që i është dhënë origjinës së Universit. Brenda këtij koncepti, besohet se gjendja fillestare e Universit ishte një pikë e quajtur pika e singularitetit, në të cilën ishin përqendruar e gjithë lënda dhe energjia. Ajo u karakterizua pafundësisht dendësi të lartëçështje. Vetitë specifike të pikës së singularitetit janë të panjohura, ashtu si ajo që i parapriu gjendjes së singularitetit është e panjohur.

Një kronologji e përafërt e ngjarjeve që pasuan nga pika zero në kohë - fillimi i zgjerimit - është paraqitur më poshtë:

Nuk ka asnjë informacion të besueshëm në lidhje me kushtet dhe ngjarjet që kanë ndodhur para momentit 5·10-44 sekonda - fundi i kuantit të parë të kohës. RRETH parametrat fizikë të asaj epoke, mund të themi vetëm se atëherë temperatura ishte 1,3·1032 K, dhe dendësia e materies ishte rreth 1096 kg/m3. Vlerat e dhëna janë kufijtë e aplikimit teoritë ekzistuese. Ato rrjedhin nga marrëdhëniet midis shpejtësisë së dritës, konstantës gravitacionale, konstantave të Planck dhe Boltzmann dhe quhen "Planck's".

Ngjarjet e periudhës nga 5·10-44 deri në 10-36 sekonda pasqyrohen nga modeli “ univers inflacioniste”, një përshkrim i vështirë dhe nuk mund të jepet në kuadër të këtij prezantimi. Sidoqoftë, duhet të theksohet se sipas këtij modeli, zgjerimi i universit ndodhi pa një ulje të përqendrimit vëllimor të energjisë dhe nën presion negativ të përzierjes parësore të materies dhe energjisë, d.m.th., si të thuash, zmbrapsja e objekteve materiale. nga njëri-tjetri, gjë që shkaktoi zgjerimin e Universit, i cili vazhdon edhe sot e kësaj dite.

Për të kuptuar proceset që ndodhën në periudhën 10-36-10-4 sekonda nga fillimi i shpërthimit, kërkohet një njohuri e thellë e fizikës së grimcave elementare. Gjatë kësaj periudhe, rrezatimi elektromagnetik dhe grimcat elementare - lloje të ndryshme mezonet, hiperonet, protonet dhe antiprotonet, neutronet dhe antineutronet, neutrinot dhe antineutrinet, etj. ekzistonte në ekuilibër, d.m.th. përqendrimet e tyre në vëllim ishin të barabarta. Shumë rol të rëndësishëm Në këtë kohë, së pari luanin fushat e ndërveprimeve të forta dhe më pas të dobëta.

Në periudhën 10-4 - 10-3 sekonda, ndodhi formimi i të gjithë grupit të grimcave elementare, të cilat, duke u shndërruar njëra në tjetrën, tani përbëjnë të gjithë Universin. Ndodhi asgjësimi i shumicës dërrmuese të grimcave elementare dhe antigrimcave që ekzistonin më parë. Ishte gjatë kësaj periudhe që u shfaq asimetria e barioneve, e cila doli të ishte rezultat i një tepricë shumë të vogël, vetëm një miliardëshe, të numrit të barioneve mbi antibarionet. Ajo u shfaq, me sa duket, menjëherë pas epokës së zgjerimit inflacioniste të Universit. Në një temperaturë prej 1011 gradë, dendësia e Universit ishte ulur tashmë në një vlerë karakteristike të bërthamave atomike Gjatë kësaj periudhe, temperatura u përgjysmua në të mijtët e sekondës. Në të njëjtën kohë, lindi rrezatimi neutrino ekzistues dhe tani relikt. Megjithatë, pavarësisht nga dendësia e tij e konsiderueshme prej jo më pak se 400 copë/cm3, dhe aftësia për të marrë me ndihmën e saj informacion jetik për atë periudhë të formimit të Universit, regjistrimi i tij nuk është ende i realizueshëm.

Në periudhën nga 10-3 deri në 10-120 sekonda si rezultat reaksionet termonukleare u formuan bërthamat e heliumit dhe një numër shumë i vogël bërthamash të disa elementëve të tjerë kimikë të lehtë, dhe një pjesë e konsiderueshme e protoneve - bërthamat e hidrogjenit - nuk u bashkuan në bërthamat atomike. Të gjithë mbetën të zhytur në "oqean" elektronet e lira dhe fotone rrezatimi elektromagnetik. Nga ky moment, në gazin primar u vendos një raport: 75-78% hidrogjen dhe 25-22% helium - në masë të këtyre gazeve.

Në periudhën midis 300 mijë dhe 1 milion vjet, temperatura e Universit ra në 3000 - 45000 K dhe filloi epoka e rikombinimit. Më parë elektronet e lira u bashkuan me ato të lehta bërthamat atomike dhe protonet. U formuan atomet e hidrogjenit, heliumit dhe një sërë atomesh litiumi. Lënda u bë transparente dhe rrezatimi kozmik i sfondit mikrovalor, i vëzhguar deri më tani, u "nda" prej tij. Të gjitha tiparet e vëzhguara aktualisht të rrezatimit kozmik të sfondit mikrovalor, për shembull, luhatjet në temperaturën e rrjedhave të tij që vijnë nga zona të ndryshme në sfera qiellore ose polarizimi i tyre pasqyron një pamje të vetive dhe shpërndarjes së materies në atë kohë.

Gjatë miliarda viteve të mëvonshme të ekzistencës së Universit, temperatura e tij u ul nga 3000 - 45000 K në 300 K. Për shkak të faktit se në këtë periudhë kohore, burimet e rrezatimit elektromagnetik - yjet, kuazarët, etj. nuk është formuar ende në Univers Rrezatimi relikt tashmë është ftohur kjo epokë quhet "Epoka e Errët" e Universit.

Shpërthim i madh

Shpërthim i madh. Ky është emri i teorisë, ose më mirë një prej teorive, të origjinës ose, nëse dëshironi, krijimit të Universit. Emri është ndoshta shumë joserioz për një ngjarje kaq të tmerrshme dhe të frikshme. Veçanërisht e frikshme, nëse e keni pyetur ndonjëherë veten shumë pyetje të vështira në lidhje me universin.

Për shembull, nëse Universi është gjithçka që është, atëherë si filloi? Dhe çfarë ndodhi para kësaj? Nëse hapësira nuk është e pafundme, atëherë çfarë ka përtej saj? Dhe ku duhet të përshtatet në të vërtetë kjo diçka? Si mund ta kuptojmë fjalën "i pafund"?

Këto gjëra janë të vështira për t'u kuptuar. Për më tepër, kur filloni të mendoni për këtë, ju keni një ndjenjë të frikshme të diçkaje madhështore dhe të tmerrshme. Por pyetjet rreth universit janë një nga pyetjet më të rëndësishme që njerëzimi i ka bërë vetes gjatë historisë së tij.

Cili ishte fillimi i ekzistencës së Universit?

Shumica e shkencëtarëve janë të bindur se ekzistenca e Universit filloi me një shpërthim të madh të madh të materies që ndodhi rreth 15 miliardë vjet më parë. Për shumë vite, shumica e shkencëtarëve ndanë hipotezën se fillimi i Universit u hodh nga një shpërthim madhështor, të cilin shkencëtarët e quajtën me shaka "Big Bang". Sipas mendimit të tyre, e gjithë materia dhe e gjithë hapësira, e cila tani përfaqësohet nga miliarda e miliona galaktika dhe yje, 15 miliardë vjet më parë përshtaten në një hapësirë ​​të vogël jo më të madhe se disa fjalë në këtë fjali.

Materiale të ngjashme:

Më së shumti planetet kryesore Universi

Si u formua Universi?

Shkencëtarët besojnë se 15 miliardë vjet më parë ky vëllim i vogël shpërtheu në grimca të vogla më të vogla se atomet, duke krijuar kështu ekzistencën e Universit. Fillimisht ishte një mjegullnajë e grimcat e imta. Më vonë, kur këto grimca u bashkuan, u formuan atomet. Galaktikat e yjeve u formuan nga atomet. Që nga ai Big Bang, Universi ka vazhduar të zgjerohet, si një tullumbace që fryhet.

Dyshime rreth Teorisë së Big Bengut

Por gjatë viteve të fundit, shkencëtarët që studiojnë strukturën e Universit kanë bërë disa zbulime të papritura. Disa prej tyre vënë në dyshim teorinë e Big Bengut. Çfarë mund të bëni, bota jonë jo gjithmonë korrespondon me idetë tona të përshtatshme për të.

Shpërndarja e lëndës gjatë një shpërthimi

Një problem është mënyra se si materia shpërndahet në të gjithë universin. Kur një objekt shpërthen, përmbajtja e tij fluturon në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet. Me fjalë të tjera, nëse materia fillimisht ishte e ngjeshur në një vëllim të vogël dhe më pas shpërtheu, atëherë lënda duhej të ishte shpërndarë në mënyrë të barabartë në të gjithë hapësirën e Universit.

Realiteti, megjithatë, është shumë i ndryshëm nga idetë e pritura. Ne jetojmë në një Univers të mbushur shumë në mënyrë të pabarabartë. Kur shikoni në hapësirë, grumbullimet individuale të materies shfaqen në një distancë nga njëra-tjetra. Galaktika të mëdha janë të shpërndara aty-këtu hapësira e jashtme. Midis galaktikave ka zona të mëdha zbrazëtie të paplotësuara. Për më shumë nivel të lartë galaktikat grupohen në grupime - grupime, dhe këto të fundit - në mega grupime. Sido që të jetë, shkencëtarët nuk kanë arritur ende një marrëveshje për pyetjen se si dhe pse saktësisht u formuan struktura të tilla. Përveç kësaj, një problem i ri, edhe më serioz, së fundmi është shfaqur me gjithçka.

Shkenca që studion universin si një tërësi e vetme dhe metagalaksinë si pjesë e universit quhet kozmologji. George Gamow, një fizikan teorik amerikan, sugjeron që Universi ynë, d.m.th. Metagalaksi, e lindur në një gjendje të nxehtë me një temperaturë prej rreth 10 32 K. Gamow e quajti këtë model "Kozmologjia e Big Bang".

Perceptimi i njerëzve për botën rreth tyre ka qenë gjithmonë i paqartë. Disa njerëz ende nuk besojnë në ekzistencën univers i madh rreth nesh, disa njerëz mendojnë se Toka është e sheshtë. Para përparimit shkencor në shekullin e 20-të, kishte vetëm disa versione të origjinës së botës. Ndjekësit pikëpamjet fetare besonte në ndërhyrjen dhe krijimin hyjnor inteligjencë më të lartë, ata që nuk ishin dakord ndonjëherë digjeshin. Kishte një anë tjetër që besonte se bota përreth nesh, si dhe Universi, është e pafundme.

Për shumë njerëz, gjithçka ndryshoi kur Albert Ajnshtajni mbajti një fjalim në 1917, duke paraqitur veprën e jetës së tij - Teorinë e Përgjithshme të Relativitetit - për publikun e gjerë. Gjeniu i shekullit të 20-të e lidhi hapësirë-kohën me çështjen e hapësirës duke përdorur ekuacionet që nxori. Si rezultat, doli që Universi është i fundëm, i pandryshuar në madhësi dhe ka formën e një cilindri të rregullt.

Në agimin e përparimit teknik, askush nuk mund t'i mohonte fjalët e Ajnshtajnit, pasi teoria e tij ishte shumë komplekse edhe për mendjet më të mëdha fillimi i shekullit të 20-të. Meqenëse nuk kishte mundësi të tjera, modeli i një Universi cilindrike të palëvizshme u pranua nga komuniteti shkencor si modeli i pranuar përgjithësisht i botës sonë. Sidoqoftë, ajo ishte në gjendje të jetonte vetëm disa vjet. Pasi fizikanët ishin në gjendje të shëroheshin nga punimet shkencore Ajnshtajni dhe filloi t'i ndante ato, paralelisht me këtë filluan të bëhen rregullime në teorinë e relativitetit dhe llogaritjet specifike të shkencëtarit gjerman.

Në vitin 1922, një artikull u botua papritur në revistën Izvestia Physics Matematikan rus Alexander Friedman, në të cilin ai deklaron se Ajnshtajni kishte gabuar dhe Universi ynë nuk është i palëvizshëm. Friedman shpjegon se deklaratat e shkencëtarit gjerman në lidhje me pandryshueshmërinë e rrezes së lakimit të hapësirës janë koncepte të gabuara, rrezja ndryshon në lidhje me kohën; Prandaj, Universi duhet të zgjerohet.

Për më tepër, këtu Friedman dha supozimet e tij në lidhje me saktësisht se si mund të zgjerohej Universi. Kishte tre modele gjithsej: një Univers pulsues (supozimi se Universi zgjerohet dhe tkurret me një periodicitet të caktuar në kohë); Universi në zgjerim nga masa dhe modeli i tretë - zgjerimi nga një pikë. Meqenëse në atë kohë nuk kishte modele të tjera, me përjashtim të ndërhyrjes hyjnore, fizikanët shpejt morën parasysh të tre modelet e Friedman-it dhe filluan t'i zhvillojnë ato në drejtimin e tyre.

Puna e matematikanit rus e goditi pak Ajnshtajnin dhe në të njëjtin vit ai botoi një artikull në të cilin shprehte komentet e tij në lidhje me punën e Friedman. Në të, një fizikan gjerman përpiqet të provojë korrektësinë e llogaritjeve të tij. Kjo doli të ishte mjaft jo bindëse dhe kur dhimbja nga goditja e vetëvlerësimit u qetësua pak, Ajnshtajni botoi një shënim tjetër në revistën Izvestia Physics, në të cilën ai thoshte:

« Në një postim të mëparshëm kam kritikuar punën e mësipërme. Mirëpo, kritika ime, siç u binda nga letra e Friedman-it, që më komunikoi zoti Krutkov, ishte e bazuar në një gabim në llogaritje. Mendoj se rezultatet e Friedman janë të sakta dhe hedhin dritë të re».

Shkencëtarët duhej të pranonin se të tre modelet e Friedman-it të paraqitjes dhe ekzistencës së Universit tonë janë absolutisht logjike dhe kanë të drejtën e jetës. Të treja shpjegohen me llogaritje të qarta matematikore dhe nuk lënë asnjë pyetje. Përveç një gjëje: pse Universi do të fillonte të zgjerohej?

Teoria që ndryshoi botën

Deklaratat e Ajnshtajnit dhe Friedmanit e shtynë komunitetin shkencor të vërë në dyshim seriozisht origjinën e Universit. Falë teorisë së përgjithshme të relativitetit, pati një shans për të hedhur dritë mbi të kaluarën tonë dhe fizikantët nuk munguan ta shfrytëzonin atë. Një nga shkencëtarët që u përpoq të paraqiste një model të botës sonë ishte astrofizikani Georges Lemaitre nga Belgjika. Vlen të përmendet se Lemaitre ishte një prift katolik, por në të njëjtën kohë ai studioi matematikë dhe fizikë, gjë që është marrëzi e vërtetë për kohën tonë.

Georges Lemaitre u interesua për ekuacionet e Ajnshtajnit dhe me ndihmën e tyre ai ishte në gjendje të llogariste se Universi ynë u shfaq si rezultat i kalbjes së një supergrimce të caktuar, e cila ishte jashtë hapësirës dhe kohës përpara se të fillonte ndarja, e cila në fakt mund të konsiderohet një shpërthim. Në të njëjtën kohë, fizikanët vërejnë se Lemaitre ishte i pari që hodhi dritë mbi lindjen e Universit.

Teoria e një superatom të shpërthyer u përshtatet jo vetëm shkencëtarëve, por edhe klerit, të cilët ishin shumë të pakënaqur me zbulimet moderne shkencore, për të cilat u duhej të dilnin me interpretime të reja të Biblës. Big Bengu nuk ra në konflikt të rëndësishëm me fenë, ndoshta kjo u ndikua nga edukimi i vetë Lemaître, i cili ia kushtoi jetën jo vetëm shkencës, por edhe shërbimit ndaj Zotit.

Më 22 nëntor 1951, Papa Piu XII bëri një deklaratë se Teoria e Big Bengut nuk bie ndesh me Biblën dhe dogmën katolike për origjinën e botës. Edhe klerikët ortodoksë deklaruan se e shohin pozitivisht këtë teori. Kjo teori u prit në mënyrë relativisht neutrale nga ithtarët e feve të tjera, madje disa prej tyre thanë se në shkrimet e shenjta ka referenca për Big Bengun.

Megjithatë, përkundër faktit se Teoria e Big Bengut është për momentinështë një model kozmologjik i pranuar përgjithësisht, ai ka çuar shumë shkencëtarë në një rrugë pa krye. Nga njëra anë, shpërthimi i një supergrimcash përshtatet në mënyrë të përkryer në logjikë fizika moderne, por nga ana tjetër, si pasojë e një shpërthimi të tillë, kryesisht vetëm metalet e rënda, në veçanti hekuri. Por, siç doli, Universi përbëhet kryesisht nga gazra ultra të lehta - hidrogjen dhe helium. Diçka nuk u bashkua, kështu që fizikanët vazhduan të punonin në teorinë e origjinës së botës.

Fillimisht, termi "Big Bang" nuk ekzistonte. Lemaître dhe fizikantë të tjerë ofruan vetëm emrin e mërzitshëm "modeli dinamik evolucionar", i cili shkaktoi gogësira te studentët. Vetëm në vitin 1949, në një nga leksionet e tij, astronomi dhe kozmologu britanik Freud Hoyle tha:

“Kjo teori bazohet në supozimin se Universi u ngrit në procesin e një të vetme shpërthim i fuqishëm dhe për këtë arsye ekziston vetëm koha e përfundimit… Kjo ide e Big Bang-ut më duket krejtësisht e pakënaqshme.”.

Që atëherë, termi është përdorur gjerësisht në qarqet shkencore dhe në kuptimin e publikut të gjerë për strukturën e Universit.

Nga erdhën hidrogjeni dhe heliumi?

Prania e elementeve të dritës i ka habitur fizikanët dhe shumë adhurues të Teorisë së Big Bengut u nisën për të gjetur burimin e tyre. Për shumë vite nuk ia dolën dot sukses të veçantë, derisa në vitin 1948 shkencëtari brilant George Gamow nga Leningradi më në fund arriti të krijojë këtë burim. Gamow ishte një nga studentët e Friedman-it, kështu që ai mori me kënaqësi zhvillimin e teorisë së mësuesit të tij.

Gamow u përpoq të imagjinonte jetën e Universit në drejtim të kundërt dhe e ktheu kohën në momentin kur sapo filloi të zgjerohej. Në atë kohë, siç e dimë, njerëzimi kishte zbuluar tashmë parimet e shkrirjes termonukleare, kështu që teoria Friedmann-Lemaitre fitoi të drejtën e jetës. Kur Universi ishte shumë i vogël, ishte shumë nxehtë, sipas ligjeve të fizikës.

Sipas Gamow, vetëm një sekondë pas Big Bengut, hapësira univers i ri të mbushura me grimca elementare që filluan të ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Si rezultat i kësaj, filloi shkrirja termonukleare e heliumit, të cilën matematikani Odessa Ralph Asher Alpher ishte në gjendje të llogariste për Gamow. Sipas llogaritjeve të Alferit, vetëm pesë minuta pas Big Bengut, Universi u mbush me helium aq shumë sa që edhe kundërshtarët e vendosur të Teorisë së Big Bengut do të duhet të pajtohen dhe ta pranojnë këtë model si modelin kryesor në kozmologji. Me kërkimin e tij, Gamow jo vetëm që hapi mënyra të reja për të studiuar Universin, por gjithashtu ringjalli teorinë e Lemaître.

Pavarësisht stereotipeve për shkencëtarët, atyre nuk mund t'u mohohet romantizmi. Gamow publikoi kërkimin e tij mbi teorinë e Universit Superhot në kohën e Big Bengut në vitin 1948 në veprën e tij "Origjina e Elementeve Kimike". Si bashkëpunëtorë, ai tregoi jo vetëm Ralph Asher Alpher, por edhe Hans Bethe, një astrofizikan amerikan dhe laureat i ardhshëm. Çmimin Nobel. Në kopertinën e librit doli: Alpher, Bethe, Gamow. Nuk ju kujton asgjë?

Sidoqoftë, përkundër faktit se veprat e Lemaître morën një jetë të dytë, fizikanët ende nuk mund të përgjigjen më së shumti pyetje emocionuese: çfarë ndodhi para Big Bengut?

Përpjekjet për të ringjallur Universin e palëvizshëm të Ajnshtajnit

Jo të gjithë shkencëtarët u pajtuan me teorinë Friedman-Lemaître, por pavarësisht kësaj, ata duhej të mësonin të pranuara përgjithësisht modeli kozmologjik. Për shembull, astronomi Fred Hoyle, i cili vetë shpiku termin "Big Bang", në fakt besonte se nuk kishte asnjë shpërthim dhe ia kushtoi jetën përpjekjes për ta provuar atë.
Hoyle u bë një nga ata shkencëtarë që në kohën tonë propozojnë pamje alternative në bota moderne. Shumica e fizikanëve janë mjaft të lezetshëm në lidhje me pretendimet njerëz të ngjashëm, por kjo nuk i shqetëson aspak.

Për të vënë në turp Gamow dhe arsyetimin e tij për Teorinë e Big Bang-ut, Hoyle dhe njerëzit e tjerë me mendje vendosën të zhvillojnë modelin e tyre të origjinës së Universit. Si bazë, ata morën propozimet e Ajnshtajnit se Universi është i palëvizshëm dhe bënë disa rregullime duke sugjeruar arsye alternative për zgjerimin e Universit.

Nëse adhuruesit e teorisë Lemaitre-Friedmann besonin se Universi u ngrit nga një pikë e vetme superdendur me një rreze infiniteminale, atëherë Hoyle sugjeroi që materia po formohet vazhdimisht nga pikat që ndodhen midis galaktikave që largohen nga njëra-tjetra. Në rastin e parë, i gjithë Universi u formua nga një grimcë, me të numër i pafund yjet dhe galaktikat. Në një rast tjetër, një pikë siguron substancë të mjaftueshme për të prodhuar vetëm një galaktikë.

Dështimi i teorisë së Hoyle është se ai kurrë nuk ishte në gjendje të shpjegonte se nga vjen vetë substanca që vazhdon të krijojë galaktika që përmbajnë qindra miliarda yje. Në fakt, Fred Hoyle sugjeroi që të gjithë të besojnë se struktura e universit shfaqet nga askund. Përkundër faktit se shumë fizikanë u përpoqën të gjenin një zgjidhje për teorinë e Hoyle, askush nuk ia doli ta bënte këtë dhe pas nja dy dekadash ky propozim humbi rëndësinë e tij.

Pyetje pa përgjigje

Në fakt, Teoria e Big Bengut nuk na jep përgjigje as për shumë pyetje. Për shembull, në mendje njeri i zakonshëm Ne nuk mund ta kuptojmë faktin se e gjithë lënda rreth nesh dikur ishte e ngjeshur në një pikë singulariteti, e cila është shumë më e vogël në madhësi se një atom. Dhe si ndodhi që kjo supergrimcë u nxeh deri në atë masë sa filloi një reaksion shpërthimi.

Deri në mesin e shekullit të 20-të, teoria e universit në zgjerim nuk u konfirmua kurrë eksperimentalisht, dhe për këtë arsye nuk ishte e përhapur në institucionet arsimore. Gjithçka ndryshoi në vitin 1964, kur dy astrofizikanë amerikanë - Arno Penzias dhe Robert Wilson - vendosën të studiojnë sinjalet e radios nga qielli me yje.

Gjatë skanimit të rrezatimit të trupave qiellorë, përkatësisht Cassiopeia A (një nga burimet më të fuqishme të emetimit të radios në qiellin me yje), shkencëtarët vunë re një zhurmë të jashtme që vazhdimisht ndërhynte në regjistrimin e të dhënave të sakta të rrezatimit. Kudo që drejtonin antenën e tyre, pavarësisht se në cilën orë të ditës fillonin kërkimet e tyre, kjo zhurmë karakteristike dhe e vazhdueshme i ndiqte gjithmonë. I zemëruar më parë në një masë të caktuar, Penzias dhe Wilson vendosën të studionin burimin e kësaj zhurme dhe papritur bënë një zbulim që ndryshoi botën. Ata zbuluan rrezatim relikt, i cili është një jehonë e të njëjtit Big Bang.

Universi ynë po ftohet shumë më ngadalë se një filxhan çaj të nxehtë, dhe CMB sugjeron që lënda rreth nesh dikur ishte shumë e nxehtë dhe tani po ftohet ndërsa Universi zgjerohet. Kështu, të gjitha teoritë që lidhen me univers i ftohtë, u lanë pas dhe më në fund u miratua Teoria e Big Bengut.

Në shkrimet e tij, Georgy Gamow supozoi se në hapësirë ​​do të ishte e mundur të zbuloheshin fotonet që kanë ekzistuar që nga Big Bengu, gjithçka që nevojitet është më e avancuar pajisje teknike. Rrezatimi relikt konfirmoi të gjitha supozimet e tij në lidhje me ekzistencën e Universit. Ishte gjithashtu e mundur të vërtetohej se mosha e Universit tonë është afërsisht 14 miliardë vjet.

Si gjithmonë, kur prova praktikeçdo teori, lind menjëherë një mori opinione alternative. Disa fizikanë talleshin me zbulimin e rrezatimit kozmik të sfondit të mikrovalës si dëshmi e Big Bengut. Përkundër faktit se Penzias dhe Wilson u bënë laureatë të çmimit Nobel për ta zbulim historik, kishte shumë që nuk ishin dakord me hulumtimin e tyre.

Argumentet kryesore në favor të dështimit të zgjerimit të Universit ishin mospërputhjet dhe gabime logjike. Për shembull, shpërthimi përshpejtoi në mënyrë të barabartë të gjitha galaktikat në hapësirë, por në vend që të largohet nga ne, galaktika e Andromedës po afrohet ngadalë por me siguri. Rruga e Qumështit. Shkencëtarët sugjerojnë se këto dy galaktika do të përplasen me njëra-tjetrën në vetëm 4 miliardë vjet. Fatkeqësisht, njerëzimi është ende shumë i ri për t'iu përgjigjur kësaj dhe pyetjeve të tjera.

Teoria e ekuilibrit

Në ditët e sotme fizikantët sugjerojnë modele te ndryshme ekzistenca e Universit. Shumë prej tyre nuk i durojnë dot as kritikat e thjeshta, ndërsa të tjerët marrin të drejtën e jetës.

Në fund të shekullit të 20-të, astrofizikani amerikan Edward Tryon, së bashku me kolegun e tij australian Warren Kerry, propozuan një model i ri Universe, dhe e bëri këtë në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri. Shkencëtarët e bazuan kërkimin e tyre në supozimin se gjithçka në Univers është e ekuilibruar. Masa shkatërron energjinë dhe anasjelltas. Ky parim filloi të quhet parim Zero Univers. Brenda këtij Universi, materia e re lind në pikat e singularitetit midis galaktikave, ku tërheqja dhe zmbrapsja e materies janë të balancuara.

Teoria e universit zero nuk u shqye për shkak se pas disa kohësh shkencëtarët ishin në gjendje të zbulonin ekzistencën materie e errët- një substancë misterioze që përbën pothuajse 27% të Universit tonë. Një tjetër 68.3% e Universit përbëhet nga energjia e errët më misterioze dhe misterioze.

Falë efektet gravitacionale energji e errët dhe vlerësohet me përshpejtimin e zgjerimit të universit. Nga rruga, prania e energjisë së errët në hapësirë ​​u parashikua nga vetë Ajnshtajni, i cili pa se diçka në ekuacionet e tij nuk konvergonte Universi. Prandaj, ai futi konstanten kozmologjike në ekuacione - termin Lambda, për të cilin ai më pas fajësoi vazhdimisht veten dhe urrente veten.

Kështu ndodhi që hapësira teorikisht e zbrazët në Univers është megjithatë e mbushur me një fushë të veçantë, e cila vë në veprim modelin e Ajnshtajnit. Në një mendje të matur dhe sipas logjikës së atyre kohërave, ekzistenca e një fushe të tillë ishte thjesht e pamundur, por në fakt fizikani gjerman thjesht nuk dinte ta përshkruante energjinë e errët.

***
Ne mund të mos e dimë kurrë se si dhe nga çfarë lindi Universi ynë. Do të jetë edhe më e vështirë të përcaktohet se çfarë ka ndodhur para ekzistencës së saj. Njerëzit priren të kenë frikë nga ajo që nuk mund ta shpjegojnë, kështu që është e mundur që deri në fund të kohës njerëzimi të besojë, ndër të tjera, ndikimi hyjnor për të krijuar botën rreth nesh.