13,8 milliárd évvel ezelőtt az univerzum szingularitásnak bizonyult - a nagy nyomás által végtelenül összenyomott tér. A másodperc milliárdrészének kevesebb, mint egy töredékében ez az apró pont hihetetlen méretűre bővült. Világegyetemünk klasszikus története kezdete, közepe és vége van. Tehát Albert Einstein általános relativitáselmélet (GR) szerint az univerzum tágulásának az idő múlásával lelassulnia kell. A valóság azonban teljesen más képet készít: az univerzum egyre gyorsabban és gyorsabban terjeszkedik. A tudósok úgy vélik, hogy ennek az eltérésnek a titokzatos sötét energiája van, de valószínű, hogy felül kell vizsgálnunk az univerzumot és annak fejlődését.
Sok feltevés létezik arról, hogy mi világegyetemünk származik és miért létezik.
Hogyan kezdődött ez az egész, és lehetne másképp?
Az univerzum a Big Bang után azonnal elkezdte terjeszkedni. A kibővülési ráta fejlődésének korai szakaszában - ezt a folyamatot kozmológiai inflációnak hívják - sokkal gyorsabb volt, mint az infláció vége után. Tehát fokozatosan az Univerzum kibővült és lehűlt, de csak a kezdeti sebesség egy részével. A következő 380 000 évben az univerzum annyira sűrű volt, hogy a tér átlátszatlan, szuper meleg plazma volt szétszórt részecskékből. Amikor az univerzum eléggé lehűlt ahhoz, hogy az első hidrogénatomok kialakuljanak, átlátszóvá vált, hogy a fény áthaladjon. Aztán a sugárzás minden irányba kitört, és az univerzum úton volt ahhoz, hogy olyanvá váljon, amelyet ma látunk - üres tér, amely felváltva a gáz- és porcsomókkal, csillagokkal, galaxisokkal, fekete lyukakkal és más anyag- és energiaformákkal váltakozik. Végül,egyes modellek szerint az anyag összes csomója olyan messze terjed, hogy fokozatosan eltűnnek. Az univerzum az izolált fotonok hideg, homogén levesévé válik. De mi lenne, ha a Nagy Bang nem az egész kezdete?
A Nagyrobbanás elmélete annyira széles körben elfogadott, hogy néha elfelejtheti, hogy ez csak egy elmélet, amelynek hibái vannak. Ez az oka annak, hogy a tudósok különféle lehetőségeket kínálnak az események kialakítására. Például azt sugallták, hogy a Big Bang valószínűleg inkább „Big Bounce” volt - fordulópont az univerzum folyamatos összehúzódási és bővülési ciklusában. Egy másik feltevés az, hogy a Nagyrobbanás a reflexió pontjává vált, amikor világegyetemünk tükörképe tágul a „másik oldalon”, ahol az antianyag helyettesíti az anyagot, és maga az idő ellentétes irányba áramlik. A harmadik feltevés szerint a Nagyrobbanás egy átmeneti pont az univerzumban, amely mindig is létezett, és határozatlan ideig tovább fog terjeszkedni. Ezek az elméletek kívül esnek a mainstream kozmológián,de mind támogatást találtak az elismert tudósok körében. Az egyre növekvő számú, egymással versengő elmélet azt sugallja, hogy ideje átgondolni azt a tényt, hogy a Nagyrobbanás a tér és az idő kezdete.
A jelenleg látható világegyetem gáz- és poroszlopokból, csillagokból, fekete lyukakból és galaxisokból áll.
Promóciós videó:
Mi lenne, ha a Nagyrobbanás valójában nem történne meg?
A tudományos körökben többször kifejezték azt az elgondolást, hogy a Nagyrobbanás nem létezik. Tehát Eric Lerner, az 1992-ben írt, azonos nevű könyv szerzője bemutatta a tanulmány eredményeit, amelyek szerint az Invers kiadvány szerint ellentmondás van a Nagyrobbanás elmélete és a megfigyelt tényadatok között. "A kozmológia fejlődéséhez el kell hagyni a Nagyrobbanás fő hipotézisét" - mondta Lerner nyilatkozatában. "A kozmológia valódi válsága az, hogy soha nem volt nagy robbanás."
A lítium űrben való jelenlétére vonatkozó bizonyítékok következetlenségéről beszélünk, mely csillagászok Lerner szerint már régóta ismertek. A tudósok ma úgy vélik, hogy a hélium, a deutérium és a lítium pontos mennyiségét fúziós reakciókkal állítják elő egy sűrű, nagyon forró kémiai elem felhőben, amely a Big Bang után jelent meg. Lerner, aki évtizedeket töltött az ilyen reakciók részletes megfigyelésével, azt mondja, hogy ő és más tudósok megállapításai nem esnek egybe a régebbi csillagok megfigyelésein alapuló régóta elméletekkel. Megállapította, hogy a hélium kevesebb mint felét és kevesebb mint egytized lítiumot figyelnek meg a régi csillagokban, mint ahogyan azt a Nagyrobbanás nukleoszintézis-elmélete előrejelezte, amely szerint az univerzum teljes tömegének egynegyede hélium. Lerner meg van győződve arról, hogy sem lítium, sem hélium nem jött létre azelőtt, hogy az első csillagok megjelentek a galaxisunkban.
Lehetséges, hogy a világegyetem semmiségből származik?
Ugyanakkor nem minden tudós ért egyet Lerner elméletével. Vae Perumyan, a dél-kaliforniai egyetem csillagászati professzora szerint Lerner ritkán idézi a recenzált cikkeket, és számos érve nem tartja fenn a vizet. Tehát Perumian úgy véli, hogy a mikrohullámú kozmikus háttér sugárzás (vagy ereklye sugárzás), amely a Nagyrobbanásból származó sugárzást jelzi, a kozmológiai elmélet oszlopja, amelyet Lerner nem vitathat. Sőt, ha ilyen súlyos hibák lennének a Big Bang elméletében, Lerner nem lett volna az egyetlen elmélete.
De Lerner nem egyedül. A Nobel-díjas kozmológus, James Peebles úgy véli, hogy abba kell hagyni világegyetemünk legkorábbi pillanatainak a "Nagyrobbanást". Az Agence France-Presse szerint Peebles úgy véli, hogy nincs jó módszer annak ellenőrzésére, hogy egy olyan esemény, mint például a Nagyrobbanás valóban megtörtént - a kozmológusoknak bizonyítéka van a gyors kifelé történő terjeszkedésnek, de semmi sem diszkrétebb, mint egy egyedüli pont, amely felrobbant, hogy mindent létrehozjon Az Univerzum. A Peeblesnek nincs alternatívája a Big Bang elméletének, de meg van győződve arról, hogy elegendő adat nélkül a tudósoknak nem szabad azt feltételezniük, hogy ez a kényelmes hipotézis helytálló. Ugyanakkor a tudós elismeri, hogy az univerzum kezdetének leírására szolgáló jobb módszer hiányában a Nagyrobbanás nagyszerűen mûködik. Számításai szerint Peebles betartja az általánosan elfogadott elméletet, bár valójában nem tetszik.
A nagy ugrál: Az univerzum kibontható-e végtelenül?
A tudományos életben a leggyakoribb Big Bounce-hipotézis a kozmológiai infláció gondolatával való elégedetlenség gyökerezik. A kozmikus mikrohullámú háttér-sugárzás alapvető tényező volt az univerzum minden modelljében, mióta először fedezték fel 1965-ben. Ezenkívül a CMB a fő információforrás arról, hogy a korai világegyetem hogyan nézett ki, és ugyanakkor rejtély a fizikusok számára. A helyzet az, hogy a relikviás sugárzás ugyanazon a térségben néz ki, amely úgy tűnik, hogy soha nem léphet kölcsönhatásba egymással az Univerzum teljes története során.
A nagy robbanás által az egész kozmoszt átitató halvány ereklye-sugárzásból származó hegek utalnak arra, hogy a korai világegyetem hogyan nézett ki.
A Big Bounce hipotézis szerint az univerzum addig terjeszkedik, amíg egy végtelen pontra esik - egy ciklus, amely örökké tart. 2007-ben Martin Bojald, a Pennsylvaniai Egyetem fizikusa, Einstein modelljére építve, a Loop kvantum gravitációjának elméletét terjesztette elő - a kvantumfizika olyan területét, amely leírja a korai világegyetemben uralkodó rendkívül magas energiákat, tehát a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az univerzum nem semmiből származik. és nem fog kibővülni határozatlan ideig. Bozhawald kutatása azonban azt mutatja, hogy a hipotetikus korábbi világegyetem nem volt pontosan ugyanaz, mint a miénk. Összességében a Big Rebound hipotézise megegyezik a forró, sűrű világegyetem Big Bang képével, amely 13,8 milliárd évvel ezelőtt kezdődött és kibővült és lehűlt. De ehelyetthogy a tér és az idő kezdete legyen, a nagy robbantás az volt a pillanat, amikor a világegyetem átalakult a létezés egy korábbi szakaszából, amelynek során a tér összehúzódott.
A kritikusok szerint azonban kevés bizonyíték támasztja alá ezt az elméletet. Például Peter Voight, a Columbia Egyetem matematikusa blogjában írta: Nincs még rossz: "Ahhoz, hogy legitim elméletnek lehessen lenni, az ilyen állításokat bizonyítékokkal kell alátámasztani."
Válaszok keresése: Minden út vezet a sötét energiához
Tekintettel arra, hogy az univerzum megjelenésének és evolúciójának általánosan elfogadott elmélete a Nagyrobbanás elmélete, a tudósok megkísérelnek választ találni arra a kérdésre, hogy az univerzum miért bővül gyorsulással.
A sötét anyag és a sötét energia valószínűleg a világegyetem megértésének kulcsa.
Mivel a kutatók a csillagok és galaxisok mozgását elemezték, arra a következtetésre jutottak, hogy láthatatlan részecskék vannak, amelyeket sötét anyagnak hívnak. És az Univerzum terjeszkedésének állandó gyorsulása (Hubble-állandó) arra utalt, hogy egy bizonyos jelenség okozta, amelyet a kutatók sötét energiának neveztek. A sötét energia és a sötét anyag a kor legfontosabb tudományos rejtélye, tehát a sötét energia kutatásával foglalkozó nemzetközi csoport (DES) kutatói választ keresnek. A DES 2004-ben indult, és jelenleg 400 tudós dolgozik a projektben hét ország 26 26 tudományos intézményéből. A tudósok a sötét energiát a legérzékenyebb csillagászati digitális fényképezőgép segítségével keresik, 570 megapixeles felbontással. A kamerát a Viktor Blanco távcsőre szerelik a chilei Andokban, a Cerro Toledo obszervatóriumban. Ez egyfajta szike, amely öt lencsével van felszerelve.
A kutatók úgy vélik, hogy az univerzum kialakulásáról és a sötét anyagról és a sötét energiáról szóló alapvető kérdésekre adott válaszokat körülbelül öt év alatt meg kell adni a nagyközönség számára. A DES célja 100 000 galaxis elemzése, akár 8 milliárd fényév távolságra is. Mivel a sötét energia nem látható, a kutatók megmérik a Hubble-állandót, hogy pontosan meghatározzák, létezik-e sötét energia és miből készül. Így vagy úgy, csak meg kell várnunk egy nemzetközi tudóscsoport munkájának eredményeit, és feltételezéseket kell tennünk arról, hogy mi az univerzumunk.
Lyubov Sokovikova