20 фактов о «Теории большого взрыва» (сериал)

Расширение Вселенной, которое продолжается и сегодня Теория Большого взрыва: как зародилась Вселенная // ПостНаука [3:12] Naked Science. Big Bang. Теория Большого Взрыва [45:11] Гордон — Диалоги (№ 109). Происхождение Вселенной Гордон — Диалоги (№ 202). Модель Вселенной Что осталось от большого взрыва? // ПостНаука [2:39]
Большой взрыв

— гипотетическое начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии. Согласно моделям Большого взрыва, Вселенная была изначально очень горячей и плотной и быстро расширялась. Это расширение вызвало охлаждение Вселенной, и на сегодня она продолжает расширяться. На основе наилучших имеющихся измерений по состоянию на 2010 год, первоначальное состояние Вселенной существовало около 13,7 миллиардов лет назад[1], когда и произошел Большой взрыв[2]. Теория наиболее полно и точно объясняет научные данные и наблюдения[3].

Жорж Леметр предложил то, что сегодня известно как теория Большого Взрыва о происхождении Вселенной, он назвал ее «гипотезой первобытного атома». Теория опирается на общую теорию относительности Альберта Эйнштейна и на упрощенные допущения, как то однородность и изотропии пространства. Основные уравнения были сформулированы Александром Фридманом. В 1929 году Эдвин Хаббл обнаружил, что расстояние до галактики, как правило, пропорционально её красному смещению. Эта идея изначально была предложена Леметром в 1927 году. Наблюдениями Хаббла было выявлено, что все галактики имеют тенденцию на отдаление от нашей Галактики, причем, чем дальше находится галактика, тем больше скорость удаления[4].

Если расстояние между галактиками возрастает сегодня, тогда все должно было быть ближе друг к другу в прошлом. По этой идее в прошлом существовали крайние значения плотности и температуры[5]. Чтобы проверить эту теорию были построены большие ускорители частиц, которые должны были восстановить данные условия. В результате теория была частично подтверждена. Без каких-либо доказательств связанных с ранним моментом расширения, теория Большого Взрыва не может и не предусматривает какого-либо объяснения для таких начальных условий, а, скорее, она описывает и объясняет общую эволюцию Вселенной с того момента. Наблюдаемое богатство легких элементов в космосе точно соответствует расчетным прогнозам на формирование этих элементов в результате ядерных процессов при быстром росте и охлаждении Вселенной после первых минут взрыва, что логично и количественно соответствует нуклеосинтезу после Большого Взрыва.

Важным доказательством Большого Взрыва является его «эхо» — реликтовое излучение.

[править] Теоретические положения и импликации

Экстраполяция астрономических наблюдений в прошлое указывает на то, что Вселенная расширилась из начального состояния, в котором вся материя и энергия должны иметь огромную температуру и плотность. Физики не имеют единого взгляда на то, что именно предшествовало начальном состоянию. Одной из возможных гипотез является гравитационная сингулярность.

Термин «большой взрыв» в узком смысле употребляется для обозначения момента во времени, когда началось расширение известного нам Вселенной, — по подсчетам это произошло около 13,7 миллиарда лет назад. В более широком смысле «большим взрывом» называют космологическую парадигму, объясняет как расширение Вселенной, так и состав и образования первоначальной материи с помощью нуклеосинтеза.

Одним из последствий «большого взрыва» является то, что условия сегодняшнего Вселенной отличаются от условий в прошлом и будущем. На основании этой модели, в 1948 году Джордж Гамов качественно спрогнозировал существования космической микроволновой фоновой радиации, которую вскоре (в шестидесятых годах XX-го века) было обнаружено и которая стала подтверждением теории «Большого взрыва» в противовес теории стационарного вселенной.

Объясняя немало результатов астрономических наблюдений, теория «большого взрыва» не дает ответы на все вопросы, связанные с эволюцией Вселенной: она заготовка — и, безусловно, будет развиваться в дальнейшем.

Создание сериала

История создания

Идея создания подобного научного ситкома принадлежит Чаку Лорри и Биллу Прэди.

Пилотная серия была выпущена для телевизионного сезона 2006/07, но на экраны она не попала. Было решено немного отредактировать первоначальную задумку и заменить некоторых актеров, так главная героиня Кэти (Аманда Уолш — жесткая девушка с улицы) стала Пенни (Кейли Куоко — молодая, привлекательная, но немного глупая), роль Джильды сократили, зато добавили несколько новых. Первый эпизод в итоге полностью пересняли с оригинальным составом актеров: Джон Гэлеки, Джим Парсонс, Кейли Куоко, Саймон Хелберг и Кунал Найяр.

Первый эпизод распространялся в iTunes бесплатно и только после этого, 24 сентября 2007 года, состоялся официальный премьерный показ на канале CBS.

Двусмысленное название

Сериал получил свое название в честь современной космологической модели «Большой Взрыв». При этом, в английском языке слово «bang» имеет сексуальный подтекст. В сериале касаются тем не только науки, но и обычных человеческих отношений, именно поэтому слово «bang» в названии можно «читать» по-разному.

Соответствие науке

Первые сезоны сериала были буквально напичканы специфическими словами, формулами и определениями. Обычный человек достаточно быстро терялся в длинных диалогах героев и мог не замечать несоответствия науке, но создатели сериала решили изначально все делать «по науке».

Научным консультантом стал Дэвид Салтзберг, именно этот человек проверяет диалоги, сценарий, формулы и многое другое на наличие ошибок. Дэвида пригласили на должность, так как он является профессором астрономии и физики в Калифорнийском университете.

Оригинальный саундтрек

Его исполняет альтернативная рок-группа Barenaked Ladies, при этом в заставке звучит только один куплет. Полная версия песни была выпущена уже после выхода сериала — 9 октября 2007 года.

Эд Робертсон, солист группы Barenaked Ladies, прочитал книгу Саймона Сингха «Большой взрыв», а уже на следующем концерте сымпровизировал, прочитав фристайл-рэп о происхождении Вселенной. К счастью для создателей сериала, они были на том концерте и сразу же предложили Эду написать песню для их нового проекта.

Неудачный плагиат

Высокие рейтинги сериала привлекли внимание и некоторых недобросовестных компаний. Так в Белоруссии телеканал СТВ выпустил клон сериала под названием «Теоретики», но покупать авторские права для создания белорусского аналога никто не собирался.

Сам сериал был обречен на провал, так как в нескольких выпущенных сериях не было ничего оригинального, а многие шутки просто копировались из оригинального сериала. После выпуска четырех серий, было решено не снимать дальше, так как рейтинги были низкие, а создатели оригинального сериала призвали к справедливости.

В открытом письме Чак Лорри рассказал о схожести сериалов, невозможности привести государственный канал Белоруссии к ответу и попросил создателей выслать им хотя бы партию фетровых шляп.

Спин-офф

То что сериал просуществовала уже более десяти лет говорит о его уникальности, хорошей работе сценаристов, актеров и других сотрудников съемочной площадки. Но стоит признать, что со временем, все главные герои превратились во вполне обычных героев среднестатистического ситкома, за исключением Шелдона.

Подписка

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы первыми получать самые интересные статьи.
Шелдон Купер в исполнении Джима Парсонса основной герой сериала сейчас, его главная изюминка и именно то, на чем он еще держится. Всех других героев заменить можно, а вот Шелдон Купер — он такой один. Создатели сериала параллельно основному проекту запустили спин-офф под названием «Юный Шелдон». В этом сериале рассказывается о молодости Шелдона, его проблемах в средней школе, взаимоотношениях с мамой Мэри Купер, отцом Джорджем Купером, сестрой-близнецом Мисси и старшим братом Джорджем.

В создании сериала принимает участие Джим Парсонс, он выступает в роли закадрового рассказчика.

[править] Развитие событий

Панорамное изображение неба в инфракрасном диапазоне показывает распределение галактик за пределами Млечного Пути. Галактики обозначены цветом в соответствии с их красного смещения.
Современные представления о сценарии событий после «большого взрыва» такие. О начальном состоянии Вселенной в момент Большого взрыва нельзя сказать ничего. Очевидно Вселенная занимала чрезвычайно малый объем, в котором не действовали никакие или известные нам физические законы: они не действуют под критическим порогом, который известен как Комптоновская длина волны объекта. Поэтому события, которые инициировали взрыв остаются неизвестными. За 10−43 с Вселенная преодолела свою Комптоновскую длину волны, после чего начали действовать обычные законы физики. Из-за чрезвычайного сжатия температура была чрезвычайно большой. Примерно после 10−43 с (время Планка) после зарождения начинается Планковская эпоха: в это время гравитация отделилась от других полей. Промежуток времени между 10−43 и 10−36 c называют эпохой великого объединения. В конце этой эпохи в состоянии Вселенной произошел фазовый переход, приведший к следующей инфляционной эпохе — времени чрезвычайно быстрого экспоненциального расширения. Это было обусловлено появлением четырех сил, действующих в современной Вселенной — притяжение, электромагнитной, а также слабой и сильной взаимодействия на субатомном уровне. В жестких условиях Большого взрыва эти силы были одной сверхсилой. Гравитация сразу выделилась, но все три другие оставались связаны, пока Вселенной не исполнилось 10−35 с. После этого все силы начали действовать самостоятельно.

После инфляции (примерно 10−34 с), в течение которой Вселенная расширился крайней мере в 1026 раз, он состоял из кварк-глюонной плазмы. Где-то в промежутке времени до 10−34 с произошел процесс, который называют бариогенезисом — нарушение симметрии, в результате которого в мире вокруг нас больше частиц, чем античастиц. Инфляция закончила свое действие, когда вселенной было 10−12 с. Она была очень однородный, а расширение привело к падению температуры практически до −273° C.

Дальнейшее расширение до времен порядка 10−11 с повлекло переход материи в состояние, о котором можно говорить уверенно, поскольку он изучается физикой высоких энергий. В настоящее время примерно через 10−6 c в охлажденной при расширении кварк-глюонной плазмы начали образовываться барионы — протоны и нейтроны. Энергии этих частиц уже не хватало для рождения пар, поэтому началась массовая аннигиляция — уцелела только одна частица на 1010, античастицы исчезли совсем.

Менее чем за 1 секунду Большой взрыв и инфляция образовали все вещество Вселенной 1050 т. В результате распада X-бозонов образовывались электроны и нейтрино. через 1 секунду после взрыва температура во вселенной достигала 1010° C и кварки слились в протоны и нейтроны. В следующие 3 минуты начали образовываться химические элементы. После падения температуры до 109° C создались условия для существования стабильных ядер. протоны и нейтроны сталкиваясь образовывали ядра гелия и легкого металла лития и тяжелых изотопов водорода. Пока протоны и нейтроны НЕ разлетелись далеко, Вселенная напоминал ядро огромной звезды, в которой происходил синтез элементов.

Через несколько минут после взрыва начался первичный нуклеосинтез с образованием более тяжелых богатонуклонных ядер. Нейтральные атомы стали образовываться примерно через 400 тыс. лет. Этот процесс сопровождался образованием реликтового излучения, поскольку в плазме электромагнитное поле неотрывно связано с заряженными частицами, а при образовании нейтральных частиц оно отделяется. Постепенно в однородном газе нейтрального вещества начали образовываться газовые туманности, а еще позже — галактики и отдельные звезды.

Вселенная рождается

Появление Вселенной и всего сущего люди в основном связывали с божественным замыслом. Такая версия называется креационистской.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Теория Большого взрыва 440 руб.
  • Реферат Теория Большого взрыва 260 руб.
  • Контрольная работа Теория Большого взрыва 250 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость
Что касается попыток научного объяснения, то есть объяснения с опорой на конкретные факты и доказательства, то на данный день превалирующей теорией происхождения всего сущего является теория Большого взрыва.

Надо сказать, что ещё не так давно, в начале ХХ века, научное сообщество считало, что наша галактика под названием Млечный Путь является единственной во Вселенной и включает в себя все остальные галактики.

Однако, американский астроном Эдвин Хаббл, занимавшийся также и космологией, смог кардинально изменить взгляды всего научного сообщества.

В 1929 году американский специалист представил доказательства того, что кроме нашей галактики существуют иные, очень далёкие звездные скопления, другие галактики.

Но что ещё более важно Эдвин Хаббл смог обнаружить расширение Вселенной. Расширение Вселенной означает постоянное и непрерывное изотропного характера увеличение масштабов обозримого космического пространства, которое началось ещё в момент Большого взрыва.

Почти параллельно с работами и изысканиями Эдвина Хаббла над вопросами космологии Вселенной работали различные специалисты.

Лень читать?

Задай вопрос специалистам и получи ответ уже через 15 минут!

Задать вопрос

Так, нельзя не отметить работы знаменитого физика Альберта Эйнштейна создавшего теорию относительности в начале ХХ века. На основе его теории голландский астроном де Ситтер создал космологическую модель всей Вселенной. Последующие работы вели отсчёт именно от данной модели.

Отметим здесь русского и советского физика А. А. Фридмана, который ещё в 1922 году счёл нужным допустить мысль о расширении Вселенной, а также сделал выводы о том, что начало всей существующей материи было в одной единственной точке, отличавшейся безграничной плотностью, а толчок последующему развитию мироздания дал как раз Большой Взрыв.

В 1923 году немецкий математик Вейль предположил, что вещество, которое расположено в космическом пространстве, должно расширяться.

А как уже отмечалось, в 1929 году американский исследователь Эдвин Хаббл смог привести основательные доказательства того, что скорость, с которой разлетаются галактики, пропорциональна расстоянию от наблюдателя. И чем дальше галактики находятся, тем они с большой скоростью удаляются от нас.

Замечание 1

Такое соотношение стало называться Законом Хаббла.

[править] Будущее

Есть несколько сценариев эволюции Вселенной в будущем в зависимости от её параметров, в частности плотности. Проблема предсказания будущего осложняется тем, что результаты наблюдений последних десятилетий не совсем укладываются в стандартную модель Большого взрыва. Объяснение этих явлений, в частности плоской формы Вселенной, ускорение его расширения и т. п., можно дать, введя дополнительные параметры в теорию, предположив, что во Вселенной, кроме обычной материи частиц и античастиц, существует так называемая темная материя, к тому же ее даже больше, чем обычной, а также, что существует так называемая темная энергия.

До сих модификаций считалось, что при достаточной плотности вещества во Вселенной расширение прекратится, и он начнет сжиматься и разогреваться — процесс двинется в обратном направлении. При недостаточной плотности Вселенная будет продолжать расширяться со все меньшей скоростью.

Войти на сайт

Как появилась наша Вселенная? Как она превратилась в кажущееся на первый взгляд бесконечное пространство? И чем она станет спустя многие миллионы и миллиарды лет? Эти вопросы терзали (и продолжают терзать) умы философов и ученых, кажется, еще с начала времен, породив при этом множество интересных и порой даже безумных теорий. Сегодня большинство астрономов и космологов пришли к общему согласию относительно того, что Вселенная, которую мы знаем, появилась в результате гигантского взрыва, породившего не только основную часть материи, но явившегося источником основных физических законов, согласно которым существует тот космос, который нас окружает. Все это называется теорией Большого взрыва.

Основы теории Большого взрыва относительно просты. Если кратко, согласно ей вся существовавшая и существующая сейчас во Вселенной материя появилась в одно и то же время — около 13,8 миллиарда лет назад. В тот момент времени вся материя существовала в виде очень компактного абстрактного шара (или точки) с бесконечной плотностью и температурой. Это состояние носило название сингулярности. Неожиданно сингулярность начала расширяться и породила ту Вселенную, которую мы знаем.

Стоит отметить, что теория Большого Взрывая является лишь одной из многих предложенных гипотез возникновения Вселенной (например, есть еще теория стационарной Вселенной), однако она получила самое широкое признание и популярность. Она не только объясняет источник всей известной материи, законов физики и большую структуру Вселенной, она также описывает причины расширения Вселенной и многие другие аспекты и феномены.

Хронология событий в теории Большого Взрыва

Основываясь на знаниях о нынешнем состоянии Вселенной, ученые предполагают, что все должно было начаться с единственной точки с бесконечной плотностью и конечным временем, которые начали расширяться. После первоначального расширения, как гласит теория, Вселенная прошла фазу охлаждения, которая позволила появиться субатомным частицам и позже простым атомам. Гигантские облака этих древних элементов позже, благодаря гравитации, начали образовывать звезды и галактики.

Все это, по догадкам ученых, началось около 13,8 миллиарда лет назад, и поэтому эта отправная точка считается возрастом Вселенной. Путем исследования различных теоретических принципов, проведения экспериментов с привлечением ускорителей частиц и высокоэнергетических состояний, а также путем проведения астрономических исследований дальних уголков Вселенной ученые вывели и предложили хронологию событий, которые начались с Большого взрыва и привели Вселенную в конечном итоге к тому состоянию космической эволюции, которое имеет место быть сейчас.

Ученые считают, что самые ранние периоды зарождения Вселенной — продлившиеся от 10-43 до 10-11 секунды после Большого взрыва, — по прежнему являются предметом споров и обсуждений. Если учесть, что те законы физики, которые нам сейчас известны, не могли существовать в это время, то очень сложно понять, каким же образом регулировались процессы в этой ранней Вселенной. Кроме того, экспериментов с использованием тех возможных видов энергий, которые могли присутствовать в то время, до сих пор не проводилось. Как бы там ни было, многие теории о возникновении Вселенной в конечном итоге согласны с тем, что в какой-то период времени имелась отправная точка, с которой все началось.

Эпоха сингулярности

Также известная как планковская эпоха (или планковская эра) принимается за самый ранний из известных периодов эволюции Вселенной. В это время вся материя содержалась в единственной точке бесконечной плотности и температуры. Во время этого периода, как считают ученые, квантовые эффекты гравитационного взаимодействия доминировали над физическим, и ни одна из физических сил не была равна по силе гравитации.

Планковская эра предположительно длилась от 0 до 10-43 секунды и названа она так потому, что измерить ее продолжительность можно только планковским временем. Ввиду экстремальных температур и бесконечной плотности материи состояние Вселенной в этот период времени было крайне нестабильным. После этого произошли периоды расширения и охлаждения, которые привели к возникновению фундаментальных сил физики.

Приблизительно в период с 10-43 до 10-36 секунды во Вселенной происходил процесс столкновения состояний переходных температур. Считается, что именно в этот момент фундаментальные силы, которые управляют нынешней Вселенной, начали отделяться друг от друга. Первым шагом этого отделения явилось появление гравитационных сил, сильных и слабых ядерных взаимодействий и электромагнетизма.

В период примерно с 10-36 до 10-32 секунды после Большого взрыва температура Вселенной стала достаточно низкой (1028 К), что привело к разделению электромагнитных сил (сильное взаимодействие) и слабого ядерного взаимодействия (слабого взаимодействия).

Эпоха инфляции

С появлением первых фундаментальных сил во Вселенной началась эпоха инфляции, которая продлилась с 10-32 секунды по планковскому времени до неизвестной точки во времени. Большинство космологических моделей предполагают, что Вселенная в этот период была равномерно заполнена энергией высокой плотности, а невероятно высокие температура и давление привели к ее быстрому расширению и охлаждению.

Это началось на 10-37 секунде, когда за фазой перехода, вызвавшей отделение сил, последовало расширение Вселенной в геометрической прогрессии. В этот же период времени Вселенная находилась в состоянии бариогенезиса, когда температура была настолько высокой, что беспорядочное движение частиц в пространстве происходило с околосветовой скоростью.

В это время образуются и сразу же сталкиваясь разрушаются пары из частиц — античастиц, что, как считается, привело к доминированию материи над антиматерией в современной Вселенной. После прекращения инфляции Вселенная состояла из кварк-глюоновой плазмы и других элементарных частиц. С этого момента Вселенная стала остывать, начала образовываться и соединяться материя.

Эпоха охлаждения

Со снижением плотности и температуры внутри Вселенной начало происходить и снижение энергии в каждой частице. Это переходное состояние длилось до тех пор, пока фундаментальные силы и элементарные частицы не пришли к своей нынешней форме. Так как энергия частиц опустилась до значений, которые можно сегодня достичь в рамках экспериментов, действительное возможное наличие этого временного периода вызывает у ученых куда меньше споров.

Например, ученые считают, что на 10-11 секунде после Большого взрыва энергия частиц значительно уменьшилась. Примерно на 10-6 секунде кварки и глюоны начали образовывать барионы — протоны и нейтроны. Кварки стали преобладать над антикварками, что в свою очередь привело к преобладанию барионов над антибарионами.

Так как температура была уже недостаточно высокой для создания новых протонно-антипротонных пар (или нейтронно-антинейтронных пар), последовало массовое разрушение этих частиц, что привело к остатку только 1/1010 количества изначальных протонов и нейтронов и полному исчезновению их античастиц. Аналогичный процесс произошел спустя около 1 секунды после Большого взрыва. Только «жертвами» на этот раз стали электроны и позитроны. После массового уничтожения оставшиеся протоны, нейтроны и электроны прекратили свое беспорядочное движение, а энергетическая плотность Вселенной была заполнена фотонами и в меньшей степени нейтрино.

В течение первых минут расширения Вселенной начался период нуклеосинтеза (синтез химических элементов). Благодаря падению температуры до 1 миллиарда кельвинов и снижения плотности энергии примерно до значений, эквивалентных плотности воздуха, нейтроны и протоны начали смешиваться и образовывать первый стабильный изотоп водорода (дейтерий), а также атомы гелия. Тем не менее большинство протонов во Вселенной остались в качестве несвязных ядер атомов водорода.

Спустя около 379 000 лет электроны объединились с этими ядрами водорода и образовали атомы (опять же преимущественно водорода), в то время как радиация отделилась от материи и продолжила практически беспрепятственно расширяться через пространство. Эту радиацию принято называть реликтовым излучением, и она является самым древнейшим источником света во Вселенной.

С расширением реликтовое излучение постепенно теряло свою плотность и энергию и в настоящий момент его температура составляет 2,7260 ± 0,0013 К (-270,424 °C), а энергетическая плотность 0,25 эВ (или 4,005×10-14 Дж/м³; 400–500 фотонов/см³). Реликтовое излучение простирается во всех направлениях и на расстояние около 13,8 миллиарда световых лет, однако оценка его фактического распространения говорит примерно о 46 миллиардах световых годах от центра Вселенной.

Эпоха структуры (иерархическая эпоха)

В последующие несколько миллиардов лет более плотные регионы почти равномерно распределенной во Вселенной материи начали притягиваться друг к другу. В результате этого они стали еще плотнее, начали образовывать облака газа, звезды, галактики и другие астрономические структуры, за которыми мы можем наблюдать в настоящее время. Этот период носит название иерархической эпохи. В это время та Вселенная, которую мы видим сейчас, начала приобретать свою форму. Материя начала объединяться в структуры различных размеров — звезды, планеты, галактики, галактические скопления, а также галактические сверхскопления, разделенные межгалактическими перемычками, содержащими всего лишь несколько галактик.

Детали этого процесса могут быть описаны согласно представлению о количестве и типе материи, распределенной во Вселенной, которая представлена в виде холодной, теплой, горячей темной материи и барионного вещества. Однако современной стандартной космологической моделью Большого взрыва является модель Лямбда-CDM, согласно которой частицы темной материи двигаются медленнее скорости света. Выбрана она была потому, что решает все противоречия, которые появлялись в других космологических моделях.

Согласно этой модели на холодную темную материю приходится около 23 процентов всей материи/энергии во Вселенной. Доля барионного вещества составляет около 4,6 процента. Лямбда-CDM ссылается на так называемую космологическую постоянную: теорию, предложенную Альбертом Эйнштейном, которая характеризует свойства вакуума и показывает соотношение баланса между массой и энергией как постоянную статичную величину. В этом случае она связана с темной энергией, которая служит в качестве акселератора расширения Вселенной и поддерживает гигантские космологические структуры в значительной степени однородными.

Долгосрочные прогнозы относительно будущего Вселенной

Гипотезы относительно того, что эволюция Вселенной обладает отправной точкой, естественным способом подводят ученых к вопросам о возможной конечной точке этого процесса. Если Вселенная начала свою историю из маленькой точки с бесконечной плотностью, которая вдруг начала расширяться, не означает ли это, что расширяться она тоже будет бесконечно? Или же однажды у нее закончится экспансивная сила и начнется обратный процесс сжатия, конечным итогом которого станет все та же бесконечно плотная точка?

Ответы на эти вопросы были основной целью космологов с самого начала споров о том, какая же космологическая модель Вселенной является верной. С принятием теории Большого взрыва, но по большей части благодаря наблюдению за темной энергией в 1990-х годах, ученые пришли к согласию в отношении двух наиболее вероятных сценариев эволюции Вселенной.

Согласно первому, получившему название «большое сжатие», Вселенная достигнет своего максимального размера и начнет разрушаться. Такой вариант развития событий будет возможен, если только плотность массы Вселенной станет больше, чем сама критическая плотность. Другими словами, если плотность материи достигнет определенного значения или станет выше этого значения (1-3×10-26 кг материи на м³), Вселенная начнет сжиматься.

Альтернативой служит другой сценарий, который гласит, что если плотность во Вселенной будет равна или ниже значения критической плотности, то ее расширение замедлится, однако никогда не остановится полностью. Согласно этой гипотезе, получившей название «тепловая смерть Вселенной», расширение продолжится до тех пор, пока звездообразования не перестанут потреблять межзвездный газ внутри каждой из окружающих галактик. То есть полностью прекратится передача энергии и материи от одного объекта к другому. Все существующие звезды в этом случае выгорят и превратятся в белых карликов, нейтронные звезды и черные дыры.

Постепенно черные дыры будут сталкиваться с другими черными дырами, что привет к образованию все более и более крупных. Средняя температура Вселенной приблизится к абсолютному нулю. Черные дыры в итоге «испарятся», выпустив свое последнее излучение Хокинга. В конце концов термодинамическая энтропия во Вселенной станет максимальной. Наступит тепловая смерть.

Современные наблюдения, которые учитывают наличие темной энергии и ее влияние на расширение космоса, натолкнули ученых на вывод, согласно которому со временем все больше и больше пространства Вселенной будет проходить за пределами нашего горизонта событий и станет невидимым для нас. Конечный и логичный результат этого ученым пока не известен, однако «тепловая смерть» вполне может оказаться конечной точкой подобных событий.

Есть и другие гипотезы относительно распределения темной энергии, а точнее, ее возможных видов (например фантомной энергии). Согласно им галактические скопления, звезды, планеты, атомы, ядра атомов и материя сама по себе будут разорваны на части в результате ее бесконечного расширения. Такой сценарий эволюции носит название «большого разрыва». Причиной гибели Вселенной согласно этому сценарию является само расширение.

История теории Большого взрыва

Самое раннее упоминание Большого взрыва относится к началу 20-го века и связано с наблюдениями за космосом. В 1912 году американский астроном Весто Слайфер провел серию наблюдений за спиральными галактиками (которые изначально представлялись туманностями) и измерил их доплеровское красное смещение. Почти во всех случаях наблюдения показали, что спиральные галактики отдаляются от нашего Млечного Пути.

В 1922 году выдающийся российский математик и космолог Александр Фридман вывел из уравнений Эйнштейна для общей теории относительности так называемые уравнения Фридмана. Несмотря продвижения Эйнштейном теории в пользу наличия космологической постоянной, работа Фридмана показала, что Вселенная скорее находится в состоянии расширения.

В 1924 году измерения Эдвина Хаббла дистанции до ближайшей спиральной туманности показали, что эти системы на самом деле являются действительно другими галактиками. В то же время Хаббл приступил к разработке ряда показателей для вычета расстояния, используя 2,5-метровый телескоп Хукера в обсерватории Маунт Вилсон. К 1929 году Хаббл обнаружил взаимосвязь между расстоянием и скоростью удаления галактик, что впоследствии стало законом Хаббла.

В 1927 году бельгийский математик, физик и католический священник Жорж Леметр независимо пришел к тем же результатам, какие показывали уравнения Фридмана, и первым сформулировал зависимость между расстоянием и скоростью галактик, предложив первую оценку коэффициента этой зависимости. Леметр считал, что в какой-то период времени в прошлом вся масса Вселенной была сосредоточена в одной точке (атоме).

Эти открытия и предположения вызывали много споров между физиками в 20-х и 30-х годах, большинство из которых считало, что Вселенная находится в стационарном состоянии. Согласно устоявшейся в то время модели, новая материя создается наряду с бесконечным расширением Вселенной, равномерно и равнозначно по плотности распределяясь на всей ее протяженности. Среди ученых, поддерживающих ее, идея Большого взрыва казалась больше теологической, нежели научной. В адрес Леметра звучала критика о предвзятости на основе религиозных предубеждений.

Следует отметить, что в то же время существовали и другие теории. Например, модель Вселенной Милна и циклическая модель. Обе основывались на постулатах общей теории относительности Эйнштейна и впоследствии получили поддержку самого ученого. Согласно этим моделям Вселенная существует в бесконечном потоке повторяющихся циклов расширений и коллапсов.

После Второй мировой войны между сторонниками стационарной модели Вселенной (которая фактически была описана астрономом и физиком Фредом Хойлом) и сторонниками теории Большого взрыва, быстро набиравшей популярность среди научного сообщества, разгорелись жаркие дебаты. По иронии судьбы, именно Хойл вывел фразу «большой взрыв», впоследствии ставшую названием новой теории. Произошло это в марте 1949 года на британском радио BBC.

В конце концов дальнейшие научные исследования и наблюдения все больше и больше говорили в пользу теории Большого взрыва и все чаще ставили под сомнение модель стационарной Вселенной. Обнаружение и подтверждение реликтового излучения в 1965 году окончательно укрепили Большой взрыв в качестве лучшей теории происхождения и эволюции Вселенной. С конца 60-х годов и вплоть до 1990-х астрономы и космологи провели еще больше исследований вопроса Большого взрыва и нашли решения для многих теоретических проблем, стоящих на пути у данной теории.

Среди этих решений, например, работа Стивена Хокинга и других физиков, которые доказали, что сингулярность являлась неоспоримым начальным состоянием общей относительности и космологической модели Большого взрыва. В 1981 году физик Алан Гут вывел теорию, описывающую период быстрого космического расширения (эпохи инфляции), которая решила множество ранее нерешенных теоретических вопросов и проблем.

В 1990-х наблюдался повышенный интерес к темной энергии, которую рассматривали как ключ к решению многих нерешенных вопросов космологии. Помимо желания найти ответ на вопрос о том, почему Вселенная теряет свою массу наряду с темной матерей (гипотеза была предложена еще в 1932 году Яном Оортом), также было необходимо найти объяснение тому, почему Вселенная по-прежнему ускоряется.

Дальнейший прогресс изучения обязан созданию более продвинутых телескопов, спутников и компьютерных моделей, которые позволили астрономам и космологам заглянуть дальше во Вселенной и лучше понять ее истинный возраст. Развитие космических телескопов и появление таких, как, например, Cosmic Background Explorer (или COBE), космический телескоп Хаббла, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) и космическая обсерватория Планка, тоже внесло бесценный вклад в исследование вопроса.

Сегодня космологи могут с довольно высокой точностью проводить измерения различных параметров и характеристик модели теории Большого взрыва, не говоря уже о более точных вычислениях возраста окружающего нас космоса. А ведь все началось с обычного наблюдения за массивными космическими объектами, расположенными во многих световых годах от нас и медленно продолжающих от нас отдаляться. И несмотря на то, что мы понятия не имеем, чем это все закончится, чтобы выяснить это, по космологическим меркам на это потребуется не так уж и много времени.

Источник

[править] Источники

  1. Komatsu, E.; et al. (2009). «Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations: Cosmological Interpretation». Astrophysical Journal Supplement 180 (2): 330.
  2. «Origins: CERN: Ideas: The Big Bang». The Exploratorium. 2000
  3. Feuerbacher, B.; Scranton, R. (25 January 2006). «Evidence for the Big Bang». TalkOrigins.
  4. Hubble, E. (1929). «A Relation Between Distance and Radial Velocity Among Extra-Galactic Nebulae». Proceedings of the National Academy of Sciences 15 (3): 168-73.
  5. Gibson, C.H. (21 January 2001). «The First Turbulent Mixing and Combustion». IUTAM Turbulent Mixing and Combustion.

[править] Ссылки

  • Большой взрыв — юмористическая статья в Абсурдопедии на Викии
[+]

Взрывы

МетаВзрыв • Цепная реакция
Виды и сопутствующееАккумулятора мобильного телефона • В интернет-кафе • Памятника Ленину • Телевизора • Горение и взрыв газа • Термобарический • Ядерный • Взрывчатка • Граната • Мина • Тринитротолуол • Пояс шахида
Известные случаиАвария на Чернобыльской АЭС • На улице Бен-Йехуда (1948) • Бензовоза в ДР Конго • На иранском НПЗ 24 мая 2011 года • Рядом со зданием ГИБДД Волгограда • Ту-154 в Сургуте • В Могадишо (2017) • В магазине «Перекрёсток» (СПб) • Кареты скорой помощи в Кабуле • На КПП «Джильвегезю» • Теракт в Домодедово • Убийство Ахмата Кадырова
Природное и теорииБольшой Взрыв • Взрыв планет-гигантов (ледяной оболочки спутников) • Жаманшин • Сероводорода в Чёрном море • Столкновение кометы с солнцем • Шаровая молния • Ядерный взрыв на Марсе
В культуре1000 тонный взрыв заряда ВВ (фильм) • Взрыв (телеигра) • Взрыв через 10 000 лет, или Как цивилизация ускоряла эволюцию человека

Лучшие камео в «Теории большого взрыва»

Будучи неординарным сериалом, «Теория большого взрыва» славится и неординарными гостями. А, поскольку сценаристы этих гостей искренне любят, им достаются самые смешные сценки.

Стивен Хокинг

5 сезон, 21 серия

8 сезон, 14 серия

Фильмы.

Гениальный теоретик всего Стивен Хокинг появляется в сериале аж два раза. Мы рады были бы увидеть его и третий раз, и четвертый. Оба эпизода с ним безумно остроумны — он явно вдохновляет сценаристов. Например, шикарный момент, когда Шелдон добивается встречи со своим кумиром, получает от него похвалу в адрес своей работы, а потом узнает, что допустил в расчетах глупую ошибку, и падает в обморок. «Ну вот, еще один припадочный», — заключает Хокинг.

Джеймс Эрл Джонс и Кэрри Фишер

7 сезон, 14 серия

Warner Bros. Television

Шелдон хочет устроить свой собственный конвент и пытается зазвать туда Джеймса Эрла Джонсона, чьим голосом говорил Дарт Вейдер в «Звёздных войнах». Они весело проводят вместе время и даже забегают к Кэрри Фишер — позвонить в дверь и удрать.

Уил Уитон

3 сезон, 5 серия (первое появление)

Warner Bros. Television

Уил Уитон вообще постоянный житель шоу. Он появляется довольно регулярно и играет роль самого себя, то есть актера Уила Уитона, который в 80-90-е годы исполнял в сериале «Звездный путь: Следующее поколение» роль вундеркинда Уэсли Крашера. В сериале он впервые появился во время турнира по игре «Мистические воины Ка’a» и обдурил Шелдона, который и так был на него с детства зол.

Леонард Нимой

5 сезон, 20 серия

Warner Bros. Television

Поучаствовал в сериале и легендарный вулканец Спок 60-х годов Леонард Нимой. Правда, на тот момент ему было уже 80 лет и неважно со здоровьем, поэтому он участвовал только в озвучке, а в кадре вместо него работала коллекционная фигурка Спока.

Саммер Глау

2 сезон, 17 серия

Warner Bros. Television

Другой ключевой сериал для четверых друзей-физиков — «Светлячок». И первой в гости заглянула актриса Саммер Глау, которая играла в нем Ривер Тэм — девушку с телепатическими способностями, за которой гонялись по всему космосу злые люди. А в 2009 году, когда вышел эпизод «Теории» с ее участием, она как раз снималась в сериале «Терминатор: Битва за будущее». Поэтому Говард и Радж называют ее Терминаторшей.

Натан Филлион

8 сезон, 15 серия

Warner Bros. Television

Значительно позже в «Теорию» заглянул другой актер «Светлячка» — Натан Филлион, храбрый и обаятельный капитан «Серенити». «Чувак, — сказал Радж, — кажется, это Натан Филлион! И он выковыривает помидорки из салата, прям как я. Я всегда чувствовал эту нашу с ним связь». Отличная сценка была.

Стэн Ли

3 сезон, 16 серия

Warner Bros. Television

Создатель ключевых персонажей вселенной Marvel Стэн Ли появляется во всех супергеройских фильмах. Так что для «Теории большого взрыва» было делом чести затащить Стэна Ли хотя бы в один эпизод. Гики-физики мечтали о встрече с ним, и в третьем сезоне это случилось. А, поскольку Шелдон не смог попасть на эту встречу, он пошел доставать своего кумира у него дома и стал счастливым обладателем судебного запрета приближаться к Стэну Ли.

Нил Деграсс Тайсон

4 сезон, 7 серия

Помимо Стивена Хокинга, в гости приходили и многие другие физики. Наш любимый — Нил Деграсс Тайсон. Его рассказы об астрофизике не только интересны, но и остроумны, что роднит его с духом первых сезонов сериала. Шелдон выразил ему свое возмущение тем, что Плутон лишили статуса планеты.

Илон Маск

9 сезон, 9 серия

Warner Bros. Television

А еще в 9 сезон приходил знаменитый инженер-миллиардер Илон Маск, создатель компании по разработке частных космических кораблей SpaceX и электромобилей Tesla, инициатор проекта полетов на Марс. В общем — обалденный чувак. Мыл посуду с Говардом в День Благодарения в столовке для бездомных. Говард к нему подлизывался, просил взять на Марс или хотя бы усыновить.

Кристофер Ллойд

10 сезон, 11 серия

А в серии, которая выйдет 1 декабря 2020 года, будет участвовать Кристофер Ллойд, сумасшедший профессор из фильма «Назад в будущее». Что задумали создатели сериала, пока неизвестно, но обещали «нечто забавное», что «непременно понравится фанатам».
24 ноября 2020

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: