Кто создал нашу вселенную: Случай или сверхъестественные силы? Кто создал Вселенную

Случай или сверхъестественные силы? Кто создал Вселенную

https://ria.ru/20180818/1526515384.html

Случай или сверхъестественные силы? Кто создал Вселенную

Случай или сверхъестественные силы? Кто создал Вселенную – РИА Новости, 18.08.2018

Случай или сверхъестественные силы? Кто создал Вселенную

Наша Вселенная почти идеально приспособлена для того, чтобы в ней возник человек и другие разумные существа. Что за этим стоит — высшие силы или какие-то… РИА Новости, 18.08.2018

2018-08-18T08:00

2018-08-18T08:00

2018-08-18T08:01

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1526515384.jpg?15265028831534568480

великобритания

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2018

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

космос – риа наука, великобритания, стивен хокинг, физический институт ран

Наука, Космос – РИА Наука, Великобритания, Стивен Хокинг, Физический институт РАН

МОСКВА, 18 авг — РИА Новости. Наша Вселенная почти идеально приспособлена для того, чтобы в ней возник человек и другие разумные существа. Что за этим стоит — высшие силы или какие-то случайные факторы? Бернард Карр, друг и ученик Стивена Хокинга, рассказывает, как этот вопрос связан с параллельными мирами и можем ли мы убедиться в их существовании.

29 июня 2017, 11:49

Физики: гравитационные волны могут скрывать в себе следы иных измерений

Черный “корабль вечности”

Недавно профессор Карр посетил Москву и выступил в Физическом институте РАН с лекцией о том, как черные дыры могли возникнуть в первые мгновения жизни Вселенной и какую роль они сыграли в ее эволюции. Ученый объяснил РИА Новости, почему он пришел к выводу, что параллельные миры существуют и наша Вселенная — один из них.

“Мы пока плохо представляем, что было до Большого взрыва. С другой стороны, теория струн предсказывает, что мы сможем, благодаря наблюдениям за первичными гравитационными волнами, понять, как выглядела Вселенная в первые моменты своего существования. А на основе этого представить картину мира до начала времени”, — отмечает Карр, отвечая на вопросы РИА Новости.

К примеру, если наша Вселенная возникла не из пустоты, а внутри останков другой Вселенной, закончившей жизнь в ходе резкого сжатия пространства, то тогда ее “зародыш” должен содержать много черных дыр. Они, как поясняет Карр, могут пережить Большой взрыв и присутствовать в мироздании даже сегодня, хотя мы вряд ли определим, у каких из современных дыр столь экзотическое происхождение.

“Эти черные дыры, по сути, должны быть единственными объектами, способными пережить конец одной Вселенной. Все остальное — мы с вами, планеты, звезды и галактики — перемелется в “большом хлопке”. Если такие объекты существуют, то они сыграли важную роль в эволюции Вселенной, послужив зародышами, своеобразной “ДНК” сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Они, в свою очередь, “дирижировали” формированием звезд и управляют их жизнью сегодня”, — говорит профессор. 

4 октября 2017, 17:58

Физик: все события во Вселенной могут быть полностью предопределены

Проверить это, признает он, крайне сложно — многие ученые сомневаются, что это в принципе возможно. С другой стороны, по его словам, детекторы гравитационных волн способны увидеть другую важную вещь, потенциально объясняющую возникновение человечества в “удобной” для нас Вселенной.

Дело в том, что многие астрономы и космологи сегодня считают, что наша Вселенная обладает рядом уникальных характеристик, в том числе соотношением долей видимой, темной материи и энергии, благодаря которым в ней существуют звезды, планеты и подходящие условия для зарождения жизни.

© Фото : ФИАНБернард Карр в стенах Физического института РАН в Москве

© Фото : ФИАН

Малейшие отклонения в значениях этих и некоторых других физических констант, как полагают сторонники этой идеи, получившей название “антропный принцип”, сделают Вселенную безжизненной или сократят сроки ее жизни настолько, что ни человечество, ни “братья по разуму” в ней просто не успеют появиться.

При этом современные космологические теории говорят, что Вселенная совсем необязательно должна обладать подобным набором свойств. Соответственно, возникает вопрос — почему мы существуем и как возник наш мир?

“У этого вопроса есть два ответа, из которых нам придется выбрать только один. Во-первых, уникальные свойства Вселенной могли быть заданы “свыше”, что лично я, в отличие от многих коллег, полностью не исключаю. С другой стороны, возможно и существование так называемой Мультивселенной. К этому, как мне постоянно приходится подчеркивать, я склоняюсь больше, чем к наличию неких сверхъестественных сил”, — объясняет космолог.

4 декабря 2015, 11:40

Физики: опыт не подтвердил того, что Вселенная является голограммойФизики из США попытались обнаружить следы того, что Вселенная является плоской двумерной голограммой, чего им, однако, не удалось сделать. А это свидетельствует о трехмерной природе мироздания.

Карр и многие другие космологи думают, что наша Вселенная — лишь один из бесчисленного множества параллельных миров, входящих в более крупную структуру, Мультивселенную. Эти “иные пространства” могут обладать самыми разными наборами свойств, что избавляет ученых от необходимости объяснять уникальные черты нашей Вселенной.

Возможность их существования следует из теории струн и ряда других математических концепций, предполагающих наличие большого числа измерений, часть из которых “свернута” в нашей Вселенной, но “развернута” в Мультивселенной.

“Как мне кажется, мы обязательно обнаружим следы других измерений и параллельных миров, указывающие на Мультивселенную. Вопрос лишь в том, какими свойствами они будут обладать. В некоторых случаях дополнительные измерения будут достаточно большими для того, чтобы они влияли и на нашу Вселенную — в частности, на формирование черных дыр”, — говорит ученый.

Ключ к Мультивселенной

Эту идею удастся проверить, если астрономы подсчитают, сколько черных дыр возникло в нашей Вселенной в тот момент, когда ее границы начали стремительно расширяться в первые секунды после Большого взрыва.

“Число первичных, или примордиальных, черных дыр не может быть случайным. При их избытке во Вселенной просто не хватит материи для образования галактик, звезд и планет, а при их малом количестве свойства темной материи будут не такими, как показывают текущие наблюдения за относительно молодыми галактиками”, — продолжает профессор Карр.

Почти все первичные черные дыры, как предполагают астрономы, обладали относительно небольшой массой. По этой причине они должны были давно испариться и взорваться в далеком прошлом, как это предсказывает теория Стивена Хокинга. Большие примордиальные дыры испаряются медленнее и поэтому могли дожить до наших дней.

19 марта 2018, 13:50

Ученые рассказали о последнем открытии Стивена Хокинга

“Я давно хотел спросить Стивена, что было бы более интересным — открытие следов взрывов первичных черных дыр (это подтвердило бы существование излучения Хокинга) или же обнаружение необычно больших объектов такого типа в современной Вселенной. Их открытие, в свою очередь, означало бы то, что мы нашли темную материю, — вспоминает физик.  — Стивену больше бы понравился первый вариант, однако лично я склоняюсь в сторону второго. Он не только интереснее для меня, но и более вероятен в реальности. Это стало бы еще одним великим открытием”.

Самые маленькие черные дыры, чей диаметр меньше, чем так называемая планковская длина, будут, по мнению Карра, вести себя не как сингулярности, а как “червоточины”, тоннели в структуре пространства-времени. Они могут соединять не только разные вселенные, но и разные времена — прошлое, настоящее и будущее.

© Фото : Volker Springel, Virgo ConsortiumКосмическая паутина, состоящая из обычной и темной материи

© Фото : Volker Springel, Virgo Consortium

Следы первичных черных дыр, как считает Карр, уже могли быть найдены человечеством. Дело в том, что фактически все вспышки гравитационных волн, открытые телескопами LIGO и VIRGO, порождены необычно крупными черными дырами, чье существование и объединение в пары достаточно сложно объяснить. 

Еще один возможный след — недавно открытые загадочные быстрые радиосигналы (FRB-всплески), исходящие из далеких уголков Вселенной, а также некоторые слабые гамма-вспышки, подобные событию, которое было зафиксировано в августе прошлого года вместе со всплеском гравитационных волн.

Если первичные черные дыры когда-нибудь обнаружат, то они, как предполагает ученый, могут стать окном в мир Мультивселенной и одним из ключей к ответу на главный вопрос астрономии — как работает гравитация.

17 июня 2017, 15:00

Физик: мы близки к получению первых данных о параллельных Вселенных

“Ли Смолин, Питер Войт и другие скептики постоянно твердят, что у теории струн чисто математическая, абстрактная природа, никак не связанная ни с реальным миром, ни с физикой. По тем же причинам они критикуют и теорию Мультивселенной, которую поддерживаю не только я, но и многие именитые физики, такие как Леонард Сасскинд и Мартин Риз. Да, у нас проблемы с тем, что следы этих миров почти невозможно найти, однако нельзя говорить наверняка, что нам никогда не удастся это сделать. Мы потратили 100 лет на открытие гравитационных волн. Вполне вероятно, столько же времени потребуется на открытие параллельных измерений и подтверждение теории струн. И примордиальные черные дыры, как я считаю, послужат ключом к их открытию”, — заключает Карр.

Известный физик предположил, что нашу вселенную могли создать в лаборатории

18 октября 2021 15:22 Ольга Мурая

Довольно трудно представить, что Вселенная была рождена из великого “ничто”. Откуда же взялся мир, каким мы его знаем?
Иллюстрация NASA, ESA, HEIC, STScI/AURA.

Известный физик-теоретик из США Ави Лёб опубликовал статью, в которой всерьёз предполагает возможность существования цивилизаций, гораздо более развитых, чем человеческая.

Американский астрофизик Ави Лёб (Avi Loeb) привлёк внимание общественности, опубликовав в журнале Scientific American статью со смелым предположением: что, если наша Вселенная была создана в лаборатории?

Ави Лёб — безусловно неординарная личность.

Руководитель Института теории и вычислений Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, член Совета президента США по науке и технологиям уже не раз поражал как научное сообщество, так и широкий круг любителей астрономии своим неординарным подходом к исследованию космоса и места человека в нём.

В этот раз астрофизик предложил рассмотреть с новой точки зрения загадку сотворения мира.

Даже далёкие от науки люди знают, что наша вселенная была рождена в ходе Большого взрыва. Но что же было до него? Что спровоцировало это рождение всего из ничего?

В научной литературе ранее озвучивалось множество разных предположений о происхождении космоса. Так, Вселенная могла появиться в результате флуктуации вакуума или из-за коллапса материи внутри чёрной дыры. А может быть, расширение и сжатие Вселенной носит циклический характер. Ещё есть антропный принцип, несколько весьма любопытных выводов теории струн и гипотеза мультивселенной. А вот с бесконечным разнообразием вселенных всё не так просто.

Лёб в своей статье рассуждает о наименее изученной из существующих гипотез происхождения всего того, что мы наблюдаем: наша вселенная могла быть создана в лаборатории развитой технологической цивилизации.

“Поскольку наша вселенная имеет плоскую геометрию с нулевой чистой энергией, развитая цивилизация могла бы разработать технологию, которая создала бы дочернюю вселенную из ничего посредством квантового туннелирования”, пишет он.

Звучит это предположение, безусловно, захватывающе.

Эта гипотеза происхождения мира объединяет религиозные представления о творце со светскими представлениями о квантовой гравитации.

Лёб предполагает, что некая передовая цивилизация могла создать технологию “производства” дочерних вселенных. В таком случае можно предположить, что и в нашей вселенной может появиться достаточно развитая цивилизация, способная породить новую “плоскую” вселенную.

Подобная система напоминает биологическую и так же, как биологическая, гипотетически позволяет разным поколениям высокоразвитых цивилизаций “передавать генетический материал” далее в этом бесконечном цикле создания.

С этой точки зрения автор статьи предлагает оценивать технологический уровень цивилизаций не по тому, сколько энергии они используют, как это было предложено в 1964 году Николаем Кардашёвым.

Вместо этого Лёб предлагает измерять уровень развития цивилизации её способностью воспроизводить астрофизические условия, которые привели к её существованию. Кстати, в 2018 году учёные Земли фактически воспроизвели Большой взрыв в ультрахолодном веществе.

По такой оценочной космической шкале человеческая цивилизация относится к классу C, так как мы пока ещё не можем воссоздать условия, пригодные для жизни на нашей планете в случае смерти нашего солнца.

Возможно, наше положение в этом рейтинге даже ниже, поскольку мы бездумно разрушаем естественную среду обитания на Земле, ускоряя изменение климата. По такому принципу человечество вполне можно отнести уже к классу D.

Цивилизация класса B, в свою очередь, может регулировать условия в своей среде обитания так, чтобы быть независимой от своей звезды-хозяина (в нашем случае, Солнца).

Цивилизация, относящаяся к классу А, способна воссоздать космические условия, которые привели к её существованию, а именно создать в лаборатории дочернюю вселенную.

Поэтому Лёб заключает, что человечеству важно позволить себе предположение, что где-то во Вселенной есть цивилизации, гораздо более развитые, чем наша.

При этом рассуждения учёного остаются теоретическими и слабо подтверждёнными какими-либо исследованиями. Что, впрочем, всегда отличало футурологов.

Сегодня физики усердно трудятся над поиском тёмной энергии и тёмной материи, строят сложные теоретические модели, разбираются с загадками строения самых малых составляющих нашего мира. Трудятся, не покладая рук, чтобы получить хотя бы крупицу информации о великой тайне создания Вселенной.

При этом скудные данные, которые получают учёные в ходе кропотливых многолетних исследований, из года в год привлекают меньше общественного внимания, чем громкие заявления некоторых учёных в СМИ.

Однако нельзя отрицать и того факта, что такие “мечтатели” как Лёб вносят большой вклад в развитие научной мысли. Ведь бывает и такое, что одна смелая идея прокладывает дорогу для больших научных и технологических свершений.

Поэтому идеи Ави Лёба хоть и не относятся к области чистой науки, однако могут сослужить добрую службу в качестве вдохновения для дальнейших научных достижений.

Ранее мы рассказывали о проекте Лёба, посвящённому поиску инопланетных цивилизаций. Писали мы и о более ранних исследованиях учёного: поиске чёрных дыр, возникших в первые минуты после Большого взрыва, и предположении о том, что тёмная материя может иметь электрический заряд.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе “Наука” на медиаплатформе “Смотрим”.

наука теория Вселенная мнение астрофизика общество новости

Была ли наша Вселенная создана в лаборатории?

Самая большая загадка в истории нашей вселенной — это то, что произошло до Большого взрыва. Откуда взялась наша Вселенная? Почти столетие назад Альберт Эйнштейн искал стационарные альтернативы модели большого взрыва, потому что начало во времени не удовлетворяло его с философской точки зрения.

В научной литературе существует множество предположений о нашем космическом происхождении, в том числе идеи о том, что наша Вселенная возникла в результате флуктуации вакуума, или что она циклична с повторяющимися периодами сжатия и расширения, или что она была выбрана антропный принцип из ландшафта теории струн мультивселенной — где, как говорит космолог Массачусетского технологического института Алан Гут, «все, что может произойти, произойдет… бесконечное число раз», или что он возник в результате коллапса материи в внутренность черной дыры.

Менее исследованная возможность состоит в том, что наша вселенная была создана в лаборатории высокоразвитой технологической цивилизации. Поскольку наша Вселенная имеет плоскую геометрию с нулевой чистой энергией, развитая цивилизация могла бы разработать технологию, которая создала бы дочернюю вселенную из ничего посредством квантового туннелирования.

Эта возможная история происхождения объединяет религиозное представление о создателе со светским представлением о квантовой гравитации. У нас нет прогностической теории, объединяющей два столпа современной физики: квантовую механику и гравитацию. Но более развитая цивилизация могла бы совершить этот подвиг и освоить технологию создания дочерних вселенных. Если бы это произошло, то это могло бы не только объяснить происхождение нашей Вселенной, но и предположить, что вселенная, подобная нашей, — в которой на этом рисунке находится развитая технологическая цивилизация, дающая начало новой плоской вселенной, — подобна биологической. система, которая поддерживает долговечность своего генетического материала на протяжении нескольких поколений.

Если это так, то наша Вселенная была выбрана не для того, чтобы мы могли в ней существовать, как это следует из общепринятых антропных рассуждений, а, скорее, она была выбрана таким образом, чтобы дать начало цивилизациям, намного более развитым, чем мы. Те «более умные дети в нашем космическом блоке», которые способны разработать технологию, необходимую для создания дочерних вселенных, являются движущими силами космического дарвиновского процесса отбора, тогда как мы пока не можем обеспечить возрождение космических условий, которые привели к к нашему существованию. Можно сказать, что наша цивилизация по-прежнему космологически бесплодна, поскольку мы не можем воспроизвести мир, создавший нас.

С этой точки зрения технологический уровень цивилизаций не должен измеряться тем, сколько энергии они потребляют, как предполагает шкала, предложенная в 1964 году Николаем Кардашевым. Вместо этого его следует измерять способностью цивилизации воспроизводить астрофизические условия, которые привели к ее существованию.

На данный момент мы низкоуровневая технологическая цивилизация, класс C по космической шкале, так как мы не можем воссоздать даже пригодные для жизни условия на нашей планете на тот момент, когда солнце умрет. Хуже того, мы можем быть помечены как класс D , поскольку мы небрежно разрушаем естественную среду обитания на Земле из-за изменения климата, вызванного нашими технологиями. Цивилизация класса B может регулировать условия в своем непосредственном окружении, чтобы быть независимыми от своей родительской звезды. Цивилизация с рангом класса А могла воссоздать космические условия, которые привели к ее существованию, а именно создать в лаборатории детскую вселенную.

Достижение отличия цивилизации класса А нетривиально по меркам физики, какой мы ее знаем. Связанные с этим проблемы, такие как создание достаточно большой плотности темной энергии в небольшой области, уже обсуждались в научной литературе.

Поскольку в самовоспроизводящейся вселенной должна быть только одна цивилизация класса А, а наличие многих других маловероятно, наиболее распространенной будет та вселенная, в которой цивилизаций класса А практически нет. Что-то большее, чем это минимальное требование, гораздо менее вероятно, потому что это требует дополнительных редких обстоятельств и не обеспечивает большей эволюционной выгоды для дарвиновского процесса отбора дочерних вселенных.

То, что наша цивилизация не особенно умна, не должно нас удивлять. Когда я говорю студентам Гарвардского университета, что половина из них ниже среднего уровня своего класса, они расстраиваются. Упрямая реальность вполне может заключаться в том, что статистически мы находимся в центре колоколообразного распределения вероятностей нашего класса разумных форм жизни в космосе, даже если принять во внимание наше знаменитое открытие бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере.

Мы должны позволить себе смиренно смотреть в новые телескопы, предусмотренные недавно объявленным проектом Галилео, и искать более умных детей в нашем космическом квартале. В противном случае путешествие нашего эго может закончиться плохо, подобно опыту динозавров, которые господствовали на Земле, пока объект из космоса не омрачил их иллюзию.

Большой взрыв: что на самом деле произошло при рождении нашей Вселенной?

(Изображение предоставлено: MARK GARLICK / SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Потребовалось чуть больше семи дней, чтобы создать вселенную, какой мы ее знаем сегодня. SPACE.com рассматривает тайны небес в нашей серии из восьми частей: История и будущее космоса . Это 5 часть из этой серии.

Наша Вселенная родилась около 13,7 миллиардов лет назад в результате массивного расширения, которое взорвало пространство, как гигантский воздушный шар.

Вкратце это и есть теория Большого Взрыва, которую поддерживают практически все космологи и физики-теоретики. Доказательства, подтверждающие эту идею, обширны и убедительны. Мы знаем, например, что Вселенная продолжает расширяться даже сейчас с постоянно ускоряющейся скоростью.

Ученые также обнаружили предсказанный тепловой отпечаток Большого взрыва, пронизывающее вселенную космическое микроволновое фоновое излучение. И мы не видим никаких объектов явно старше 13,7 миллиардов лет, что позволяет предположить, что наша Вселенная возникла примерно в это время.

«Все эти вещи ставят теорию Большого взрыва на чрезвычайно прочную основу», — сказал астрофизик Алекс Филиппенко из Калифорнийского университета в Беркли. «Большой взрыв — чрезвычайно успешная теория».

Чему учит нас эта теория? Что на самом деле произошло при рождении нашей Вселенной и как она приняла форму, которую мы наблюдаем сегодня?

Связанный:  История Вселенной: от Большого взрыва до наших дней за 10 простых шагов

Начало

Традиционная теория Большого взрыва утверждает, что наша Вселенная началась с сингулярности — точки бесконечной плотности и температуры, природа которой сложна для нашего разума, чтобы понять. Однако это может не совсем точно отражать реальность, говорят исследователи, потому что идея сингулярности основана на общей теории относительности Эйнштейна.

«Проблема в том, что нет никаких причин верить в общую теорию относительности в этом режиме», — сказал Шон Кэрролл, физик-теоретик из Калифорнийского технологического института. «Это будет неправильно, потому что не принимает во внимание квантовую механику. А квантовая механика, безусловно, будет важна, как только вы доберетесь до этого места в истории Вселенной».

Итак, самое начало вселенной остается довольно туманным. Ученые считают, что они могут воспроизвести историю примерно через 10 с минус 36 секунд — одну триллионную от триллионной триллионной доли секунды — после Большого взрыва.

В этот момент, по их мнению, Вселенная претерпела чрезвычайно короткий и драматический период расширения, расширяясь со скоростью, превышающей скорость света. Он удвоился в размере, возможно, в 100 или более раз, и все это в течение нескольких крошечных долей секунды.

(Может показаться, что инфляция нарушает специальную теорию относительности, но это не так, говорят ученые. Специальная теория относительности утверждает, что никакая информация или материя не могут переноситься между двумя точками в пространстве со скоростью, превышающей скорость света. Но инфляция была расширение самого пространства.)

«Инфляция была «взрывом» Большого Взрыва, — сказал Филиппенко SPACE.com. — До инфляции было немного вещества, которое, вполне возможно, немного расширилось. Нам нужно было что-то вроде инфляции, чтобы сделать Вселенная большая».

Эта быстро расширяющаяся вселенная практически не содержала материи, но, согласно теории, содержала огромное количество темной энергии. Темная энергия — это таинственная сила, которая, по мнению ученых, является движущей силой нынешнего ускоряющегося расширения Вселенной.

Во время инфляции темная энергия заставила Вселенную сгладиться и ускориться. Но это не задержалось надолго.

«Это была просто временная темная энергия», — сказал Кэрролл SPACE. com. «Он превратился в обычную материю и излучение посредством процесса, называемого повторным нагревом. Вселенная превратилась из холодной во время инфляции в снова горячую, когда вся темная энергия исчезла».

Ученые не знают, что могло вызвать инфляцию. По словам Филиппенко, это остается одним из ключевых вопросов космологии Большого взрыва.

На этом рисунке показана временная шкала Вселенной, основанная на теории Большого взрыва и моделях инфляции. (Изображение предоставлено NASA/WMAP)

Большой отскок

Большинство космологов считают инфляцию ведущей теорией для объяснения характеристик Вселенной — в частности, того, почему она относительно плоская и однородная, с примерно одинаковым количеством вещества, равномерно распределенным во всех направлениях.

Различные доказательства указывают на реальность инфляции, сказал физик-теоретик Энди Альбрехт из Калифорнийского университета в Дэвисе.

«Все они прекрасно сочетаются с картиной инфляции», — сказал Альбрехт, один из создателей теории инфляции. «Инфляция сделала невероятно хорошо».

Однако инфляция — не единственная идея, пытающаяся объяснить структуру Вселенной. Теоретики придумали другую, названную циклической моделью, которая основана на более ранней концепции, называемой экпиротической вселенной.

Эта идея гласит, что наша Вселенная не возникла из одной точки или чего-то подобного. Скорее, она отскочила в сторону расширения — гораздо более спокойными темпами, чем предсказывает теория инфляции — из ранее существовавшей Вселенной, которая сжималась. Если эта теория верна, наша Вселенная, вероятно, претерпела бесконечную череду взрывов и схлопываний.

«Начало нашей вселенной было бы прекрасным и конечным», — сказал Берт Оврут из Пенсильванского университета, один из создателей экпиротической теории.

Циклическая модель утверждает, что наша Вселенная состоит из 11 измерений, из которых мы можем наблюдать только четыре (три пространственных и одно временное). Наша четырехмерная часть Вселенной называется браной (сокращение от мембраны).

Согласно этой идее, в 11-мерном пространстве могут скрываться и другие браны. Столкновение двух бран могло привести к тому, что Вселенная перешла от сжатия к расширению, спровоцировав Большой взрыв, свидетельство которого мы наблюдаем сегодня.

На этом изображении всего неба космического микроволнового фона, созданном спутником “Планк” Европейского космического агентства, видны отголоски Большого взрыва, оставшиеся со времен зарождения Вселенной. (Изображение предоставлено ESA/LFI & HFI Consortia)

Известная нам Вселенная обретает форму

Но, во-первых, как наша Вселенная возникла из ничего? Космологи подозревают, что четыре силы, управляющие Вселенной — гравитация, электромагнетизм, слабое и сильное ядерное взаимодействие — были объединены в единую силу при рождении Вселенной, сжатые вместе из-за связанных с этим экстремальных температур и плотностей.

Но все изменилось, когда Вселенная расширилась и остыла. Примерно во время инфляции сильное взаимодействие, вероятно, отделилось. И примерно через 10 триллионных долей секунды после Большого взрыва электромагнитное и слабое взаимодействия также стали различаться.

Сразу после инфляции Вселенная, вероятно, была заполнена горячей плотной плазмой. Но примерно за 1 микросекунду (от 10 до минус 6 секунд) или около того он достаточно остыл, чтобы позволить сформироваться первым протонам и нейтронам, считают исследователи.

В первые три минуты после Большого взрыва эти протоны и нейтроны начали сливаться вместе, образуя дейтерий (также известный как тяжелый водород). Затем атомы дейтерия соединились друг с другом, образовав гелий-4.

Рекомбинация: Вселенная становится прозрачной

Все вновь созданные атомы были положительно заряжены, поскольку Вселенная была еще слишком горячей, чтобы способствовать захвату электронов.

Но все изменилось примерно через 380 000 лет после Большого Взрыва. В эпоху, известную как рекомбинация, ионы водорода и гелия начали захватывать электроны, образуя электрически нейтральные атомы. Свет значительно рассеивается на свободных электронах и протонах, но гораздо меньше на нейтральных атомах. Так что теперь фотоны могли свободно путешествовать по Вселенной.

Рекомбинация кардинально изменила облик Вселенной; это был непрозрачный туман, а теперь он стал прозрачным. Космическое микроволновое фоновое излучение, которое мы наблюдаем сегодня, относится к этой эпохе.

Тем не менее, Вселенная долгое время была довольно темной после рекомбинации, по-настоящему осветившись только тогда, когда первые звезды начали сиять примерно через 300 миллионов лет после Большого Взрыва. Они помогли отменить многое из того, что было достигнуто рекомбинацией. Эти ранние звезды — и, возможно, некоторые другие загадочные источники — испускали достаточно радиации, чтобы расщепить большую часть водорода во Вселенной обратно на составляющие его протоны и электроны.

Этот процесс, известный как реионизация, похоже, завершился примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Вселенная сегодня не непрозрачна, как это было до рекомбинации, потому что она так сильно расширилась. По словам ученых, вещество во Вселенной очень разбавлено, поэтому взаимодействия, связанные с рассеянием фотонов, относительно редки.

Со временем звезды притягивались друг к другу, образуя галактики, что приводило к образованию все более крупномасштабных структур во Вселенной. Планеты объединились вокруг некоторых недавно образовавшихся звезд, включая наше собственное Солнце. А 3,8 миллиарда лет назад на Земле зародилась жизнь.

До Большого Взрыва?

Хотя многое о первых мгновениях Вселенной остается спекулятивным, вопрос о том, что предшествовало Большому Взрыву, еще более загадочен и труден для решения.

Во-первых, сам вопрос может быть бессмысленным. Если Вселенная возникла из ничего, как считают некоторые теоретики, то Большой взрыв отмечает момент, когда началось само время. В этом случае не было бы такого понятия, как «раньше», сказал Кэрролл.

Но некоторые концепции рождения вселенной могут предложить возможные ответы. Циклическая модель, например, предполагает, что нашей расширяющейся Вселенной предшествовала сжимающаяся Вселенная. Кэрролл тоже может вообразить, что что-то существовало до Большого взрыва.

«Это может быть просто пустое пространство, которое существовало до того, как произошел наш Большой Взрыв, а затем какая-то квантовая флуктуация породила вселенную, подобную нашей», — сказал он. «Вы можете представить себе небольшой пузырь пространства, оторвавшийся в результате флуктуации и наполнившийся крошечной каплей энергии, которая затем может вырасти во вселенную, которую мы видим благодаря инфляции».

Филиппенко тоже подозревает, что что-то в этом роде может быть правдой.

«Я думаю, что время в нашей вселенной началось с Большого взрыва, но я думаю, что мы были отклонением от предшественника, материнской вселенной», — сказал Филиппенко.

Узнаем ли мы когда-нибудь?

Миссия Европейского космического агентства “Планк”, которая вращалась вокруг Земли с 2009 по 2013 год, помогла космологам уточнить свои представления о природе нашей Вселенной и ее происхождении. Подробная карта космического микроволнового фона, созданная космическим кораблем, показала, что наша Вселенная, даже если она возникла от предшественницы, вряд ли снова сожмется в будущем, сказал Space.com астрофизик Дэйв Клементс из Имперского колледжа Лондона.

«Планк не может полностью исключить концепцию прыгающей Вселенной, но, учитывая текущие значения космологических параметров, наша Вселенная не собирается повторно коллапсировать», — сказал Клементс. «Компонент темной энергии, который в данный момент ускоряет расширение Вселенной, должен измениться, чтобы обратить это расширение вспять и привести к большому сжатию».

Используя данные Планка, ученые смогли уточнить свои оценки возраста Вселенной, а также количества видимой материи, темной материи и темной энергии в ней. По словам Клементса, миссия не преподнесла никаких сюрпризов и в основном подтвердила существующие теории.

“Это показывает, что это максимально скучная вселенная”, сказал Клементс.

Тем не менее, по его результатам возникло несколько новых вопросов. Например, постоянная Хаббла, описывающая скорость расширения Вселенной, незначительно отличается, измеренная Планком в далекой Вселенной, по сравнению с ее значением, полученным космическим телескопом Хаббла на основе измерений в ближней Вселенной, сказал Клементс.

Вся эта информация помогает космологам лучше моделировать эволюцию Вселенной и приближаться к ответам на важные вопросы о происхождении всего сущего. Ожидается, что предстоящая миссия Европейского космического агентства под названием «Евклид» , запуск которой запланирован на 2023 год, сделает дальнейшие шаги в этом направлении.

Что дальше

Миссия Евклид будет изучать, как скопления и галактики разбросаны по Вселенной в больших масштабах, чтобы помочь астрономам лучше понять эффекты темной энергии. Он также будет изучать то, что астрономы называют слабым гравитационным линзированием, искривление света, вызванное гравитационным притяжением очень массивных объектов. Поскольку более 80% материи во Вселенной невидимы, сила линзирования может дать астрономам подсказки о распределении темной материи.

«Евклид сможет измерить это в гораздо, гораздо больших масштабах, возможно, почти на половине внегалактического неба или даже больше», — сказал Клементс.

Дальнейшие фрагменты этой космической головоломки могут появиться при изучении гравитационных волн, пульсаций пространства-времени, возникающих при столкновениях сверхмассивных объектов, таких как черные дыры и нейтронные звезды.

Гравитационные волны, сказал Клементс, должны были возникнуть во время инфляции, периода быстрого расширения в первые моменты существования Вселенной. Таким образом, обнаружение этих ранних гравитационных волн и расшифровка их свойств могут дать беспрецедентные знания о рождении Вселенной.

«Это расскажет нам кое-что о физике, которая привела к раннему очень быстрому расширению Вселенной», — сказал Клементс. «Мы действительно возвращаемся к самым, самым ранним моментам, и если мы лучше поймем инфляцию, мы, надеюсь, сможем лучше понять, был ли Большой взрыв единичным событием или эта прыгающая идея может быть правильной».

Вы можете следить за старшим писателем SPACE.com Майком Уоллом в Твиттере: @michaeldwall. Подписывайтесь на SPACE.com, чтобы быть в курсе последних новостей космической науки и исследований, в Twitter @Spacedotcom и на Facebook.

Дополнительные ресурсы

Чтобы узнать больше о миссии «Планк» и ее стремлении понять происхождение Вселенной, посетите веб-сайт Европейского космического агентства. Для получения информации о предстоящей миссии EUCLID перейдите сюда.

Для получения дополнительной информации об изучении первичных гравитационных волн и о том, как они могут помочь раскрыть тайны рождения Вселенной, прочитайте эту статью Массачусетского технологического института.

Библиография

Муиа, Ф., Большой взрыв: как мы пытаемся его «слушать» и какую новую физику он может открыть, The Conversation, 15 июля 2021 г.                                  
https://theconversation.com/big-bang-how-we-are-trying-to-listen-to-it-and-the-new-physics-it-could-unveil-164502

Кастельвекки, Д. , Как гравитационные волны могут разгадать некоторые из глубочайших загадок Вселенной, Природа, 11 апреля 2018 г.

https://sci.esa.int/web/planck.0177 https://sci.esa.int/web/euclid

Эта справочная статья, первоначально опубликованная 21 октября 2011 г., была обновлена ​​4 февраля 2022 г.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Майкл Уолл — старший космический писатель Space.com (открывается в новой вкладке) , присоединился к команде в 2010 году. В основном он освещает экзопланеты, космические полеты и военный космос, но, как известно, увлекается космическим искусством. Его книга о поисках инопланетной жизни «Out There» была опубликована 13 ноября 2018 года. Прежде чем стать научным писателем, Майкл работал герпетологом и биологом дикой природы. У него есть докторская степень.

Оставить комментарий