L-isplużjoni kbira u l-oriġini tal-univers. Misteri ta 'l-Univers: X'kienet fl-Univers qabel il-Big Bang?

Anki xjenzati moderni ma jistgħux jgħidu b'ċertezza dak li kien fl-univers qabel il-Big Bang. Hemm diversi ipoteżijiet li juru l-velu ta 'segretezza fuq waħda mill-iktar mistoqsijiet diffiċli ta' l-univers.

L-oriġini tad-dinja materjali

Sa l-20 seklu, kien hemm biss żewġ teoriji ta 'l-oriġini ta' l-univers. Supporters tal-fehma reliġjuża jemmnu li d-dinja kienet maħluqa minn Alla. Ix-xjentisti, għall-kuntrarju, irrifjutaw li jirrikonoxxu l-univers magħmul mill-bniedem. Fiżiċi u astronomiċi kienu partitarji tal-idea li l-Kosmos dejjem kien jeżisti, id-dinja kienet statika u kollox se jibqa 'l-istess bħal biljuni ta' snin ilu.

Madankollu, progress xjentifiku mgħaġġel matul is-seklu wassal għall-fatt li r-riċerkaturi għandhom l-opportunità li jistudjaw spazji extraterrestri. Uħud minnhom kienu l-ewwel biex jippruvaw iwieġbu l-mistoqsija, dak li kien fl-Univers qabel il-Big Bang.

Riċerka Hubble

Is-seklu 20 qered ħafna teoriji ta 'eras tal-passat. Fuq il-post mitluf, dehru ipoteżi ġodda, li spjegaw misteri li s'issa ma kinux magħrufa. Kollox beda bil-fatt li x-xjentisti stabbilew il-fatt ta 'l-espansjoni ta' l-univers. Dan sar minn Edwin Hubble. Huwa sab li l-galaxies imbiegħda jvarjaw fid-dawl tagħhom minn dawk ir-raggruppamenti kożmiċi li kienu eqreb lejn id-Dinja. L-iskoperta ta 'din il-liġi kienet tifforma l-bażi tal-liġi ta' espansjoni ta 'Edwin Hubble.

L-isplużjoni kbira u l-oriġini tal-univers ġew studjati meta deher ċar li l-galaxies kollha "jaħarbu" mill-osservatur, irrispettivament minn fejn kien. Kif jista 'jiġi spjegat dan? Peress li l-galaxies qed jimxu, dan ifisser li huma mbuttati 'l quddiem b'xi enerġija. Barra minn hekk, il-fiżiċi kkalkulaw li d-dinjiet kollha darba kienu fl-istess punt. Minħabba ċerta pressjoni, bdew jiċċaqalqu fid-direzzjonijiet kollha b'veloċità inkonċepibbli.

Dan il-fenomenu kien imsejjaħ il- "Big Bang". U l-oriġini ta 'l-univers ġie spjegat b'mod preċiż bl-għajnuna tat-teorija ta' dan l-avveniment li ilu għaddej. Meta kien jiġri? Il-fiżiċi ddeterminaw il-veloċità tal-moviment tal-galaxies u kisbu formula li biha huma kkalkulaw meta seħħ l-ewwel "push". Ħadd ma jista 'jidentifika ċifri eżatti, iżda madwar dan il-fenomenu seħħ madwar 15-il biljun sena ilu.

Il-ħolqien tat-teorija Big Bang

Il-fatt li l-galaxies kollha huma sorsi ta 'dawl ifisser li ammont kbir ta' enerġija ġie rilaxxat matul l-Esplussjoni l-Kbira. Kienet hi li welldet il-luminozza qawwija li d-dinjiet jitilfu waqt id-distanza tagħhom mill-epiċentru ta 'dak li ġara. It-teorija tal-Big Bang kienet ippruvata għall-ewwel darba mill-astronomisti Amerikani Robert Wilson u Arno Penzias. Huma sabu radjazzjoni elettro-manjetika tar - reliġjon, li t- temperatura tagħha kienet ta 'tliet gradi fuq l-iskala Kelvin (jiġifieri -270 Celsius). Din is-sejba kkonfermat l-idea li għall-ewwel l-univers kien estremament sħun.

It-teorija Big Bang wieġbet bosta mistoqsijiet ifformulati fis-seklu 19. Imma issa hemm oħrajn ġodda. Per eżempju, dak li kien fl-univers qabel il-Big Bang? Għaliex hija tant omoġenja, filwaqt li b'tali rilaxx ta 'enerġija enormi s-sustanza għandha tifrex b'mod irregolari fid-direzzjonijiet kollha? L-iskoperti ta 'Wilson u Arno jitfa' dubju fuq il-ġeometrija klassika Euclidean, billi ġie ppruvat li l-ispazju għandu kurvatura żero.

It-teorija tal-inflazzjoni

Mistoqsijiet ġodda ppreżentati wrew li t-teorija moderna tal-ħolqien tad-dinja hija frammentarja u mhux kompluta. Madankollu, għal żmien twil dehret li jkun impossibbli li wieħed imur lil hinn mill-miftuħ fis-snin 60. U biss studji reċenti ħafna ta 'xjenzati ppermettewna nifilħu prinċipju importanti ġdid għall-fiżika teoretika. Dan kien il-fenomenu ta 'espansjoni inflazzjonarja ultra-rapida ta' l-univers. Ġie studjat u deskritt bl-għajnuna tat-teorija tal-kamp quantum u t-teorija ġenerali tar-relatività ta 'Einstein.

Allura dak li kien fl-univers qabel il-Big Bang? Ix-xjenza moderna titlob dan il-perjodu "l-inflazzjoni". Għall-ewwel kien hemm biss qasam li kien jimla l-ispazju immaġinarju kollu. Jista 'jitqabbel ma' boll ta 'l-ilma imniedi fl-inklinazzjoni ta' muntanji tal-borra. Com se jinżel u jżid id-daqs. Bl-istess mod, il-qasam bidel l-istruttura tiegħu minħabba oxxillazzjonijiet każwali għal ħin inkonċepibbli.

Meta ġiet iffurmata konfigurazzjoni uniformi, seħħet reazzjoni. Fih l-akbar riddles ta 'l-univers. X'inhu qabel il-Big Bang? Il-qasam tal-inflazzjoni, li ma kienx jixbah il-kwistjoni attwali. Wara r-reazzjoni, l-univers beda jikber. Jekk inkomplu l-analoġija mal-valanga, imbagħad wara l-ewwel waħda minnhom, il-valanga oħra wkoll niżlu, u żdiedu wkoll fid-daqs. Il-mument tal-Big Bang f'din is-sistema jista 'jitqabbel mal-mument meta blokk enormi waqa' fl-abyss u finalment ħabat ma 'l-art. F'dak il-mument ġie allokat ammont kbir ta 'enerġija. Ma jistax jispiċċa s'issa. Huwa minħabba l-kontinwazzjoni tar-reazzjoni mill-isplużjoni li l-univers tagħna qed jikber illum.

Materja u qasam

Issa l-univers jikkonsisti f'numru inkonċepibbli ta 'stilel u korpi kożmiċi oħra. Dan is-sett ta 'materja joħroġ minn enerġija tremenda, li tikkontradixxi l-liġi fiżika tal-konservazzjoni tal-enerġija. Xi jfisser? L-essenza ta 'dan il-prinċipju tgħodd għall-fatt li għal żmien infinit is-somma ta' l-enerġija fis-sistema tibqa 'mhux mibdula. Imma kif dan jista 'jingħaqad mal-univers tagħna, li qed ikompli jespandi?

It-teorija tal-inflazzjoni setgħet twieġeb din il-mistoqsija. Tali riddles ta 'l-Univers huma estremament rari. X'inhu qabel il-Big Bang? Qasam ta 'inflazzjoni. Wara l-ħolqien tad-dinja fil-post tagħha daħal il-familjari għalina kwistjoni. Madankollu, minbarra dan, hemm ukoll qasam gravitazzjonali fl-univers li għandu enerġija negattiva. Il-proprjetajiet ta 'dawn iż-żewġ entitajiet huma opposti. Għalhekk, l-enerġija rilaxxata minn partiċelli, stilel, pjaneti u materja oħra hija kkumpensata. Din ir-relazzjoni tispjega wkoll għalfejn l-univers għadu ma rriżultax f'toqba sewda.

Meta l-Big Bang ġara biss, id-dinja kienet żgħira wisq biex xejn ikkollassa. Issa, meta l-univers estiż, it-toqob suwed lokali deher fuq is-sezzjonijiet separati tiegħu. Il-kamp gravitazzjonali tagħhom jassorbi kollox madwarhom. Minnha, anki dawl ma jistax jaħrab. Fil-fatt minħabba dan, it-toqob bħal dawn isiru suwed.

Espansjoni tal-Univers

Anki minkejja l-bażi teoretika tat-teorija tal-inflazzjoni, għadu mhux ċar kif l-univers ħares qabel il-Big Bang. L-immaġinazzjoni tal-bniedem ma tistax timmaġina din l-istampa. Il-fatt hu li l-qasam inflazzjonarju huwa immaterjali. Ma jistax jiġi spjegat mil-liġijiet tas-soltu tal-fiżika.

Meta seħħet il-Big Bang, il-qasam inflazzjonarju beda jespandi b'pass li qabeż il- veloċità tad-dawl. Skond l-indikaturi fiżiċi, m'hemm xejn materjal fl-univers li jista 'jiċċaqlaq aktar malajr minn dan l-indikatur. Id-dwal jinfirxu mad-dinja eżistenti b'numri projbittivi. Il-qasam inflazzjonarju infirex b'ħeffa akbar, sempliċement minħabba n-natura mhux materjali tiegħu.

Id-daqs ta 'l-univers qabel il-Big Bang kien mikroskopiku. Biex tkejjel id-daqs attwali tagħha, il-matematiċi għandhom jibnu ċifri fil-biċċa l-kbira. Skond it-teorija ġenerali tar-Relatività, l-osservatur ġewwa d-dinja materjali ma jistax jara x'qed jiġri barra minnu. Din ir-regola testendi għal dak li kien qabel il-Big Bang fl-univers. Ritratt fil-kotba dwar l-astronomija jista 'juri biss il-finzjoni ta' l-artisti.

Partiċelli u antipartiċelli

L-univers espandiex tant li anke d-dawl m'għandux ħin biex jilħaq il-kantunieri l-aktar remoti tiegħu. Fl-istess ħin, il-qasam inflazzjonarju barra d-dinja għadu jeżisti, għalkemm mhuwiex aċċessibbli għall-persuna li tgħix fid-dinja materjali. L-univers li qed jikber qed jikber hekk kif jikber. It-temperatura tar-radjazzjoni tinżel, minħabba li l-wavelength isir ikbar, u dan ifisser li jeħtieġ li jqatta 'aktar enerġija fuqha.

L-istat tal-univers qabel il-Big Bang kien omoġenju. Imma meta beda jespandi, elementi ġodda u partikoli dehru fih. Dawn huma quarks, newtroni, protoni, elettroni u fotoni. Hemm ukoll antipartiċelli, li n-numru tagħhom ma jistax ikun ugwali għan-numru ta 'partiċelli ordinarji. Jekk din l-identità seħħet, allura l-univers kollu jkun meqrud minnu nnifsu.

In-natura għamlet dak kollu meħtieġ biex tiżgura li n-numru ta 'partiċelli kien kemmxejn akbar mill-għadd ta' antipartiċelli. Minħabba din ir-relazzjoni, hemm dinja materjali. Ir-radjazzjoni reliġjuża, li tkompli tinfirex mill-firxiet tal-univers, ħarġet biss bħala riżultat tal-qerda reċiproka ta 'xi partikoli u antipartiċelli. Fil-lexicon xjentifiku dan il-proċess jissejjaħ annihilation. Maż-żmien, l-enerġija tas-CMB tonqos. Issa huwa madwar għaxart elef darbiet inqas minn indiċi simili ta 'partiċelli massivi elementari.

L-iżvilupp ta 'liġijiet fiżiċi

Meta l-età tal-univers laħqet minuta, in-newroni u l-protoni bdew jingħaqdu ma 'elju, tritju u dewterju. Dawn kienu l-ewwel sustanzi li qamu fid-dinja materjali. Il-proċess ta 'sinteżi kien dovut għal reazzjonijiet nukleari. Fis-seklu 20, il-fiżiċisti studjaw dan il-fenomenu u saħansitra tgħallmu kif jismawh. Peress li r-reazzjoni nukleari tipproduċi ammont enormi ta 'enerġija, l-umanità adattat dan il-proċess għall-ħtiġijiet ekonomiċi tiegħu. Kien hemm impjanti nukleari. Illum qegħdin iġġeneraw eluf ta 'bliet.

Ir-reazzjoni nukleari ntużat ukoll bħala arma. Fl-aħħar tat-Tieni Gwerra Dinjija, l-Amerikani l-ewwel waqqgħu bombi atomiċi fuq il-Ġappun. L-impatt fatali tad-daqqa kien biss fl-allokazzjoni enormi ta 'l-enerġija. Iżda l-figuri rreġistrati f'Hiroshima huma negliġibli ż-żgħar meta mqabbla ma 'dawk il-proċessi li seħħew fl-ewwel minuti tal-eżistenza tad-dinja materjali.

Minħabba l-fatt li xjentisti moderni diġà jafu ħafna dwar ir-reazzjoni nukleari użata fl-ekonomija u l-gwerra, ir-riċerkaturi setgħu jirrestawraw stampa approssimattiva ta 'dak l-univers qabel il-Big Bang. Bl-użu ta 'kalkoli matematiċi, ġie kkalkulat kemm elementi u li dehru fl-ewwel minuti wara l-bidu tar-reazzjoni fil-qasam inflazzjonarju.

Fatt ieħor huwa sorprendenti. Il-kalkoli kollha tax-xjentisti, ibbażati fuq indikaturi moderni tan-natura, kienu eżattament applikabbli għall-mudell tad-dehra tal-univers. Din il- "koinċidenza" tissuġġerixxi li l-liġijiet tal-fiżika bdew jaġixxu immedjatament wara l-apparenza tad-dinja materjali. Minn dakinhar, il-formuli immutabbli kollha qatt ma nbidlu. Huma qegħdin jaġixxu issa. Per eżempju, nistgħu ngħidu dwar it-teorija ta 'Einstein tar-Relatività. In-natura innegabbli tal-liġijiet tiffaċilita x-xogħol ta 'xjentisti li jippruvaw jifhmu dak li kien qabel il-Big Bang fl-univers.

L-oriġini tal-galaxies

Bl-għajnuna tat-teorija Big Bang, ix-xjentisti setgħu jispjegaw l-oriġini tal-galaxies. Meta d-dinja dehret l-ewwel, id-distanzi kollha fi ħdanha malajr kibru. Madankollu, f'xi postijiet dan il-proċess ħa f'forom speċjali. Dan kien minħabba l-fatt li f'punti spazjali differenti d-densità tal-enerġija kienet eċċellenti.

Minħabba dan, f'xi partijiet ta 'univers kbir wieħed, aktar partiċelli akkumulaw. Dan il-proċess ġie deskritt fid-dettall minn xjentisti Amerikani tas-seklu 20. Fil-forma tax-xjenza popolari, it-teorija ġiet spjegata f'serje ta 'films "L-Univers Qabel il-Big Bang". Fid-dawl tal-misteru. "

F'żoni b'densità ta 'enerġija akbar, it-temperatura varjat sewwa. Dan il-fenomenu kien sinjal ta 'kompressjoni tal-materja minn qasam gravitazzjonali. Il-perjodu ta 'inflazzjoni wera żoni b'densità akbar. Wara l-emerġenza tal-univers, il-qasam gravitazzjonali affettwa dawn iż-żoni b'intensità akbar. Kien hawn li oriġinaw galaxies - raggruppamenti ta 'stilel li madwarhom ġew iffurmati l-pjaneti. Id-Dinja tagħna taqbel kompletament f'din is-sistema. Hija ddur madwar l-istilla tagħha stess (ix-Xemx) u tidħol fil- galaxie Way Ħalib.

L-Istat Preżenti tal-Univers

Il-perjodu attwali tal-evoluzzjoni tal-univers huwa l-iktar adattat għall-eżistenza tal-ħajja. Ix-xjentisti jsibuha diffiċli biex jiddeterminaw kemm se jdum dan l-intervall ta 'ħin. Iżda jekk xi ħadd ħa kalkoli bħal dawn, iċ-ċifri li rriżultaw kienu mhux inqas minn mijiet ta 'biljuni ta' snin. Għal ħajja umana waħda, segment bħal dan huwa tant kbir li anke fil-kalkulu matematiku għandu jiġi miktub bl-użu ta 'gradi. Il-preżent ġie studjat ħafna aħjar mill-preistorja tal-univers. Dak li kien qabel il-Big Bang, fi kwalunkwe każ jibqa 'biss suġġett ta' riċerka teoretika u kalkoli kuraġġużi.

Fid-dinja materjali, anke l-ħin jibqa 'valur relattiv. Per eżempju, quasars (tip ta 'oġġetti astronomiċi), li jeżistu f'distanza ta' 14-il biljun sena ħafifa mid-Dinja, għadhom lura mis-soltu tagħna "issa" mill-14-il biljun sena ħfief ħafna. Din id-differenza fil-ħin hija kolossali. Huwa diffiċli li wieħed jiddetermina anki b'mod matematiku, biex ma nsemmux li huwa sempliċement impossibbli li timmaġina tali ħaġa bl-għajnuna ta 'l-immaġinazzjoni tal-bniedem (anke l-aktar qawwija).

Ix-xjenza moderna tista teoretikament tispjega lilha nfisha l-ħajja kollha tad-dinja materjali tagħna, u tibda bl-ewwel ftit sekondi tal-eżistenza tagħha, meta l-Big Bang għadu kif ġara. L-istorja kompluta ta 'l-univers qed tkun supplimentata s'issa. L-astronomisti jiskopru fatti aqwa ġodda bl-għajnuna ta 'tagħmir ta' riċerka modernizzat u mtejjeb (teleskopji, laboratorji, eċċ).

Madankollu, għad m'hemmx fenomeni mifhuma. Post abjad bħal dan, pereżempju, huwa materja skura u l-enerġija skura tagħha. L-essenza ta 'din il-massa moħbija tkompli tqajjem il-kuxjenza tal-fiżiċisti l-aktar edukati u avvanzati tal-ħin tagħna. Barra minn hekk, ma kienx hemm fehma waħda dwar ir-raġunijiet għalfejn għad hemm aktar partikoli fl-univers milli antipartiċelli. F'din l-okkażjoni, ġew ifformulati diversi teoriji fundamentali. Xi wħud minn dawn il-mudelli huma l-aktar popolari, iżda ħadd minnhom għadu ma ġiex aċċettat mill-komunità xjentifika internazzjonali bħala verità inkontestabbli.

Fuq l-iskala tal-għarfien universali u l-iskoperti kolossali tal-għoxrin sekli, dawn in-nuqqasijiet jidhru pjuttost insinifikanti. Iżda l-istorja tax-xjenza turi b'regolarità enviable li l-ispjegazzjoni ta 'fatti u fenomeni "żgħar" issir il-bażi għar-rappreżentazzjoni sħiħa tal-umanità dwar id-dixxiplina b'mod ġenerali (f'dan il-każ qed nitkellmu dwar l-astronomija). Għalhekk, naturalment, ġenerazzjonijiet futuri ta 'xjentisti se jkollhom xi ħaġa x'jagħmlu u x'għandhom jiskopru fil-qasam tal-għarfien tan-natura tal-univers.