Начало і поклала край Вселенной

Введение

2 Рання Всесвіт. 2.

Назад до Великому вибуху. 3.

Абсолютна сингулярність. 7.

Роздування. 9.

Епоха адронов. 10.

Епоха лептонів. 10.

Епоха випромінювання. 11.

Фонове космічне випромінювання. 11.

Епоха галактик. 13 Подальша доля Всесвіту. 14.

Прихована маса. 15.

Доля замкнутої Всесвіту. 19.

Відскок. 20.

Доля відкритої Всесвіту. 20 Укладання. 21 Список літератури: 24 Словник термінів. 25.

Краса і велич темного нічного неба завжди хвилюють нас. Кожне світну цятку у ньому — образ зірки, її світло, який давно, може бути набагато раніше нашого народження, злетів з світила. Людині важко уявити неосяжні простори Всесвіту, які у ній складні і потужні процеси наводять нашій трепет. Світло від деяких видимих об'єктів рухався до Землі мільйони, але відстані ми до Місяця хоча б промінь світла долає менш як понад дві секунди. Наша Земля — лише піщинка, загублене в безкрайому просторі, одне з дев’яти планет, обертаються навколо непримітній жовтої зірки, званої Сонцем… Багато людей, вдивляючись у небо і дивлячись на зірки, думають, хоча їх життя й має власний кінець, але це все далекі зірки будуть завжди — Всесвіт нескінченна. Але тут інше. Усе цьому світі змінюється і Всесвіт не виняток. Та чи було у Всесвіту початок і було б кінець? Якщо було початок, то тут для Всесвіту було «» початком «»? У роботі мені хотілося б розглянути сучасні теорії виникнення та розвитку Всесвіту. Для даної роботи як основного матерьяла використовувалася книжки «» Мрія Ейнштейна, у пошуках єдиної теорії будівлі Всесвіту «», «» Фейманские лекцій з фізиці «», «» Всесвіт, життя, розум «» і «» Минуле і майбутнє Всесвіту «». Інші джерела їх як що доповнюють і поясняющие.

Ми розпочнемо з теорії виникнення Вселенной.

Рання Вселенная.

Ми в розширення Всесвіту, яка, відповідно до теорії Великого вибуху, виникло приблизно 18 мільярдів років тому у результаті неуявної сили. У найперші хвилини після вибуху було ні зірок, ні планет, ні галактик — нічого, крім частинок, випромінювання та чорних дір. Коротше кажучи, Всесвіт перебувала у стані цілковитого хаосу з такою високої енергією, що частки, котрі володіли гігантськими швидкостями, зіштовхувалися практично безупинно. То справді був, власне, колосальний прискорювач частинок, набагато потужніший від тих, що побудовані в наші дни.

Тепер вчені вибудовують дедалі потужніші установки, щоб розібратися, як взаємодіють высокоэнергичные частки. Але великі прискорювачі дуже дорогі, але в будівництво йдуть роки. Тому деякі особливо нетерплячі вчені звернулися до ранньої Всесвіту. Її жарт називають «прискорювачем бідним», хоча й не найкращий назва. Якби ми мусили будувати прискорювач таких характерні для ранньої Військової енергії, він протягнувся до найближчих звезд.

Якщо вже будівництво такий установки нас у плечу, то, узявши за зразок ранню Всесвіт чи, по крайнього заходу, її модель, можна спробувати зрозуміти, що відбувається за настільки великих энергиях.

Але що викликаний інтерес явищ, що відбувається при таких енергії? Насамперед, тим, що вони допомагають зрозуміти природу фундаментальних частинок, і навіть фундаментальних взаємодій. Встановлення зв’язок між ними істотно для з’ясування взаємозалежності космічних явищ, а відповідно до сучасним теоріям розуміння зв’язок між фундаментальними взаємодіями може пролити світло до процесів у ранній Всесвіту. Виникає, наприклад, питання: чому фундаментальних взаємодій чотири, а чи не одне, що начебто більш природним? Той самий питання можна поставити і фундаментальних частицах.

Звісно, одна фундаментальна сила і жодна фундаментальна частинка значно спростили б опис Всесвіту. Як побачимо, можливо, вона що саме так влаштована. Відповідно до що ще недавно теоріям, при енергії, притаманних ранньої Всесвіту, чотири фундаментальних взаємодії були «злиті воєдино. У міру розширення і остигання Всесвіту, певне, відбувалося поділ сил; як із зниженні температури замерзає вода, так, можливо, з єдиної сили могло «вымерзти» тяжіння, залишивши інші три. Невдовзі «вимерзло» слабке взаємодія, і, нарешті, розділилися сильне й електромагнітний. Якщо така ідея сповідує й при високих енергії справді відбувається об'єднання, дослідження ранньої Всесвіту представляє винятковий интерес.

На середину 1960;х років більшість астрономів прийняло концепцію походження Всесвіту внаслідок Великого Вибуху, що припускала, що у початку існування Всесвіт мала нескінченно малі розміри. Багатьом важко можу погодитися з думкою у тому, що все маса Всесвіту колись було передбачено у ядрі, менш як атом. Однак дещо набагато важче сприймається у цій ідеї первинного ядра. Нам здається, що його існувало у певному нескінченному просторі, що й вибухнуло, проте астрономи стверджують, що тут інше. Довкола цієї ядра був простору: ядро і це Всесвіту. Вибухнувши, воно створило простір, брешемо і матерію. Пізніше ми уважніше розглянемо цей вибух і побачимо, як потім із нього розвинулася Всесвіт, але, перш повернемося тому під часу до цього взрыву.

Назад до Великому взрыву.

На повернення до початку, треба знати вік Всесвіту. І це дуже складний і спірний питання. Протягом багатьох років вважалося, що вік Всесвіту становить приблизно 18 мільярдів років. Цю цифру наводилася переважно підручників, статей і книжок з космології і приймалася більшістю учених, оскільки виходила з роботі Хаббла, яку довгі роки розвивали Аллен Сэндейдж з Хейльской обсерваторії і Густав Там-ман з Базеля.

Не все, проте, були згодні з таким результатом. Жерар де Вокулер з Техаського університету I працював над цією проблемою, використовуючи подібну методику, і постійно отримував результат близько 20 мільярдів років. Сідні ван ден Берг з канадської обсерваторії в Вікторії також має близьке значення. Але чомусь цих результатів лишилися поза увагою. У 1979 року ще тільки троє астрономів оголосили у тому, що з допомогою інших методів отримали результати, близькі за значенням до отриманого Вокулером.

Вчені, нарешті, зауважили цих результатів, і дехто замислився, — зайве чи по-новому подивитись проблему віку Всесвіту. Більшість продовжувало дотримуватися колишнього результату — 18 мільярдів років, зате принаймні того, як з’являлися нові дані, які свідчили в користь 10 мільярдів років, починав розгорятися суперечка. Давайте трохи затримаємося цьому й розберемося по суті цієї суперечки. Ми вже бачили, що Хаббл, співвіднісши відстань до галактик зі своїми червоним зміщенням, передбачив розширення Всесвіту. На його діаграмі особливо важливим видається кут нахилу прямий, що проходить через точки; значення H називається постійної Хаббла. Важливість цієї постійної визначається її зв’язком із віком Всесвіту. Вона надає нам уявлення про швидкості розширення, і коли ми повернемо розширення чи, щось саме, час назад (припустивши, що воно тече до зворотний бік), то Всесвіт стиснеться. Тоді вік Всесвіту визначатиметься тим часом, яке знадобиться всьому речовини, щоб стиснутися до розмірів точки. Якби Всесвіт розширювалася рівномірно, що його вік було б зворотним величині H (1/H). Проте існує явне свідчення за те, що не відповідає дійсності: схоже, що розширення сповільнюється. Отже, щоб отримати реальний вік Всесвіту, нам слід про це й відповідно знати, як швидко розширення сповільнюється. [pic].

З допомогою своєї драбини, завдяки якій він обчислити відстань до далеких зірок, Хаббл одержав у 1929 року значення М, яке відповідало разюче малому віку — 2 мільярди років тому. Разючим може бути вважати оскільки результати геологічних досліджень дають значно більше значення, й інші дані дуже надійні. Замішання тривала недовго: Вальтер Бааде з обсерваторії Маунт-Вилсон невдовзі знайшов помилку у комунікативній методиці, з допомогою якої Хаббл визначав відстань. Він користувався залежністю період — світність для цефеид (ніж більше період цефеид, то більше вписувалося абсолютна світність) визначення відстані до найближчих галактик, але зірки перемінної світності у тих галактиках були звичайними цефеидами і, отже, зазначеної залежності не підпорядковувалися. З поправками вік Всесвіту подвоювався. Кілька років тому Сэндейдж зауважив, що Хаббл прийняв скупчення зірок за окремі зірки на більш віддалених галактиках. Із цією виправленнями вік вкотре подвоївся. Так вік Всесвіту було визначено у 10 мільярдів років. Проте Сэндейджа і Таммана це задовольнило. Вони старанно проведено аналіз роботи Хаббла, розширивши її рамки. У тому розпорядженні були новітня техніка і методика калібрування, а про 200-дюймовом телескопе-рефлекторе Паломар-ской обсерваторії. У результаті їхніх досліджень вік Всесвіту вкотре подвоївся і близько 18 мільярдів років, отже деяке час хто б смів і поміркувати то обчисленнях. Поки Сэндейдж і Тамман перевіряли й коректували роботи Хаббла, в Техаському університеті ретельно трудився де Вокулер. Подібно Сэндейджу, він користувався космічної сходами, йдучи сходах всередину до дедалі слабким галактикам. Однак його турбувало. Кілька років тому він уважно вивчив той групу галактик, звану місцевим скупченням, події і виявив, що вона є частиною вищою групи — скупчення скупчень. Домінуючим групи було гігантське скупчення, зване Дівою (розташоване напрямі сузір'я Діви). Де Вокулер дійшов висновку, що це колосальне скупчення впливає на форумі нашу галактику, тому і отримав набагато менше, ніж Сэндейдж і Тамман, які врахували цієї обставини. Проте не привертав до ідеї де Вокулера ані найменшого уваги. Напевно, легше було, що ми живемо у звичайній області Всесвіту, а де Вокулер запевняв, що це аномальна область. Щоб з протиріччя була потрібна якийсь зовсім нове метод. Такий метод (який, проте, перешкодив знайти остаточне рішення) виник 1979 року — Марк Ааронсон з обсерваторії Стюарда, Джон Хачра з Гарварда і Джеремі Моулд з національної обсерваторії Китт-Пик оголосили у тому, що яке вони посіли значення М лежить між значеннями, запропонованими де Вокулером і Сэндейджем. Проте оскільки більшість їх вимірів, як й вимірювання Сэндейджа, проводились напрямі скупчення Діви. Де Вокулер запропонував здійснити їхню в якомусь іншому ділянці неба, подалі від Діви. І, отримане значення виявилося дуже близькими до результату де Вокулера.

Ааронсон з працівниками використовували метод, розроблений набагато раніше Брентом Талли з Гавайського університету та Річардом Фішером з Національної обсерваторії. Талли і Фішер визначали масу галактик, проводячи спостереження на довжині хвилі 21 див. Лінія спектра, відповідна цієї довжині хвилі під час обертання галактик розширюється, т. е. що більше швидкість обертання галактики, тим ширші відповідна лінія. Оскільки відомо, що масивні, найбільші галактики обертаються від інших, Талли і Фішеру залишалося лише виміряти ширину лінії цим визначити «вагу» галактики, та якщо з цього, своєю чергою, її справжню яскравість, чи світність. Дізнавшись світність і визначивши з спостережень видиму яскравість, легко знайти відстань до галактики.

Попри простоту, метод викликає практично ряд труднощів. Перш всього, зовсім на все галактики повернені до нас «обличчям»; зазвичай вони видно під якимось кутом, отже, більша частина світла поглинається пилом. Для урахування цієї обставини доводиться вводити відповідні поправки, що і зробив Талли з Фішером. Проте їх резуль-: таты зазнали суворої критиці. Зацікавившись цим методом, Ааронсон з працівниками вирішили вимірювати не видимий світло галактик, які інфрачервоне випромінювання, цим уникнувши запровадження поправок. Інфрачервоне випромінювання не затримується пилом, тож і не потрібно робити поправку на поворот галактик. У результаті вчені одержали значення Я, узгоджується результат виміру де Вокулера. Ааронсон та його колеги досить швидко переконалися, що ми насправді живемо в аномальною області Всесвіту. Ми в відстані 60 мільйонів світлових років від суперскопления в Діві і більше прагнемо щодо нього під дією тяжіння з дуже великий швидкістю. Отже, щоб отримати правильне значення постійної Хаббла, треба з швидкості розбігання галактик (із якою видаляються ми) відняти цю швидкість. Щоправда, Сэндейдж і Тамман не переконані, що ми живемо в аномальною області. Їх виміру, як автори, не дають підстав вважати, що ми рухаємося до скупченню в Діві, отже, непотрібно вводити відповідну поправку. Цікаво, що наш власна швидкість, вимірювана Ааронсоном, не збігається з значенням, отриманим де Вокулером. На думку Ааронсона, ми рухаємося до скупченню в Діві за прямий, а, по спіралі; такий висновок полягає в дуже складним моделі обертового суперскопления. Отже, виникають проблеми — чи справді ми живемо в аномальною області, свідчать останні результати, або ж мають рацію Сэндейдж і Тамман? Здається, розв’язати цю проблему досить легко, либонь у попередньої главі розповідалося про реліктовому випромінюванні, заполняющем весь Всесвіт, причому у різних напрямках його температура різна. За даними таких вимірів, ми рухаємося до сузір'я Льва зі швидкістю приблизно 600 км/с, але Лев віддалений від центру скупчення в Діві приблизно за 43°! Отже, одні виміру свідчать, що ми рухаємося у бік Льва, інші — що Діві. Які їх вірні? Поки невідомо. Схоже, що ми зайшли у глухий кут, в питанні про віці Всесвіту — 10 їй мільярдів років, або 20? На щастя, є решта 2 методу визначення віку Всесвіту. Проте й той і той дозволяють знайти лише вік нашої Галактики, але, оскільки досить ж добре відомо, наскільки Всесвіт старше Галактики, ці методи дуже надійні. У першому їх використовуються гігантські скупчення зірок, звані глобулярные скупчення; вони оточують нашу Галактику аналогічно, як бджоли оточують вулик. Якщо побудувати залежність абсолютної, чи істинної, яскравості від температури поверхні зірок, які входять у такі скупчення, відкриється вельми цікавий результат. (Такий графік називається діаграмою Герцшпрунга — Рессела, по іменам вперше збудували його ученых.).

[pic] Перш ніж розповісти про отриманому результаті, розглянемо типову діаграму Герцшпрунга — Рессела. Якщо скупчення щодо молоде, більшість точок лежить діагоналі, званої головною послідовністю; ще, кілька точок у верхній правом розі і зовсім небагато — в нижньому лівому. На головною послідовності представлені всі зірки — від невеликих червоних карликів до блакитних гігантів. Однією з особливостей цієї діаграми і те, що зірка, принаймні старіння, з головною послідовності. Найбільш верхні точки, відповідні блакитним гігантам, сходять першими, а, по ходу старіння скупчення з головної послідовності сходить дедалі більше зірок, причому завжди, починаючи згори діаграми. Це означає, що старші скупчення, тим коротше його головна послідовність. Особливого значення має той, що вищу точку, вище якого немає зірок (вона називається точкою повороту), дозволяє оцінити вік скопления.

Діаграма Герцшпрунга — Рессела для молодого скупчення (зліва) й та діаграма для старого скупчення (справа); показано точка поворота.

Зблизька діаграми Герцшпрунга — Рессела для глобулярных скупчень стає очевидним, що вони точка повороту перебуває майже внизу головною послідовності. Це означає, що вони старі; їх вік — від 8 до 18 мільярдів років, т. е. Всесвіту має перевищувати 10 мільярдів років. Другий метод залежить від спостереженні швидкостей розпаду різних радіоактивні речовини. Мірою швидкості цього процесу служить так званий період піврозпаду — час, протягом якого розпадається половина ядер данндго речовини. Вимірюючи періоди піврозпаду атомів радіоактивних елементів в Сонячну систему, можна визначити її вік, але в його основі — вік нашої Галактики. І потім знову результати зазначають, що Галактиці більше 10 мільярдів років. Співробітник Чиказького університету Девід Шрамм та інших вчені застосували ряд методів визначення віку Галактики, та був обробили результати щоб одержати найімовірнішого значення. Отже, вони отримали оцінку 15−16 мільярдів років. Але це переконало зовсім на всіх. Гаррі Шипмен з університету Делавэра недавно здійснив дослідження еволюції білі карлики і визначив їх кількість з нашого Галактиці; нині він стверджує, що Чумацькому Шляхи трохи більше 11 мільярдів років. З його висновками згодні Кен Джейнс з Бостонського університету та П'єр де Марк з Йєля. Вони уважно вивчили методику визначення віку глобулярных скупчень на основі графіків залежності світність — температура і дійшли висновку, що облік похибок у спостереженнях зірок, деяких теоретичних допущень дозволяє знизити оцінку віку до 12 мільярдів років. Отак стан справ. Поки що з упевненістю можна стверджувати лише те, що вік Всесвіту становить від 10 до 20 мільярдів лет.

Це означає, що майже 10−20 мільярдів років тому вони стався колосальний вибух, у результаті якого народилося наше Вселенная.

Зараз галактики розбігаються ми за всіма напрямами, і якщо уявити, що ми рухаємося у часі назад, то нам видасться, що Всесвіт стискається. Тепер галактики розташовані не треба друг від друга, що їх зближення знадобилося б близько 16 мільярдів років. Уявімо собі, що ми безсмертні істоти, що подорожують проти течії часу; нам мільярд років — одна хвилина. Ми побачимо які спалахують і згасаючі в нашої Галактиці зірки; вони утворюються з міжзоряних газу та пилу, проходять свій життєвий цикл та чи вибухають, розкидаючи речовина у просторі, або повільно згасають. Видала усе це схоже розцвічену вогнями новорічну ялинку. Рухаючись далі тому під часу, побачимо, що світність деяких галактик трохи зростає, але поступово усі вони тьмяніють тому, що мені стає дедалі більше газу та дедалі менше зірок. І ось згасла остання зірка, не залишилося нічого, крім гігантської шаленіючій маси газу. Кожна з величезних спіралей газу зростає у розмірах, поступово наближаючись решти спіралям, і потім, коли Всесвіту стає лише кілька сотень мільйонів років від народження, ці колосальні газові згустки розсіюються і всі простір виявляється заповненим дуже розрідженим, але дуже однорідним газом. Проте, в ньому ж таки є помітні флуктуації щільності. Астрономи поки що точно б не знають, чому вони утворилися, та, найшвидше це було викликано своєрідною ударної хвилею, пронесшейся за кілька секунд (чи хвилин) після взрыва.

У віці близько 20 мільйонів років Всесвіт мала температуру, яку ми сьогодні називаємо кімнатної. Може скластися враження, що вона у той час була абсолютно порожня і чорна, але насправді було сильно розрідженій речовина майбутніх галактик.

Чим ближче до на момент народження Всесвіту, то більше вписувалося розігрівається газ; протягом кількох мільйонів років доти події з’являється слабке світіння, яке поступово набуває темно-червоний відтінок, — температура у цьому етапі становить приблизно 1000 До. Всесвіт виробляє моторошне враження, але ще прозора і однорідна; поступово жовтим. І раптом за нормальної температури 3000 До. відбувається щось дивне — доти Всесвіт були прозорими (щоправда, дивитися ньому було немає що, але світло крізь нього проходив), тепер все затягнув сліпучо сяючий жовтий туман, з якого щось видно.

Рухаючись ще тому під часу, побачимо, що Всесвіт полягає майже повністю зі щільного випромінювання, у якому де-не-де поцяткували ядра атомів. В міру зростання температури яскравість туману зростає. Всюди з’являються легкі частинки й їх античастинки — Всесвіт цьому етапі є сумішшю випромінювання, електронів, нейтронів та його складу. Нарешті, при ще більше високих температур, з’являються важкі частки їх античастинки, і навіть чорні діри. Всесвіт перетворюється на неосягненну кашу — частинки й випромінювання врізаються один одного з колосальної силою. Тепер вона дуже мала, розміром із надувною м’яч, та ще через частку секунди може перетворитися на сингулярність. Але доти маємо закриється «завісу». Не може сказати, що насправді відбудеться революції у останню частку секунди до останньої частку секунди, бо ні може зазирнути за «завісу», про яку говорив, завісу нашого невідання. При такі умови відмовляє як загальна теорія відносності, але, можливо, і квантова теорія, тому ми бачимо поспіль не можемо сказати напевно, з’являється чи сингулярность.

Абсолютна сингулярность.

Вселенська сингулярність чи стан близький до ній, про чорної дірку. У на відміну від чорний дір, які мають безліч, рівну масі великої зірки; а тепер йдеться про сингулярності, яка містить усю масу Всесвіту. Але крім того є ще одне фундаментальне відмінність. Що стосується сколлапсировавшей зірки був обрій подій, у якого поміщалася сингулярність; інакше кажучи, чорна діра перебувала десь у Всесвіту. Що стосується вселенської чорної діри відразу ж потрапляє виникають труднощі - несли все наше Всесвіт сколлапсировала в чорну діру, отже, усе речовина і щезли у сингулярності, тобто не залишиться нічого, у яких можна було б перебуває - нічого очікувати Вселенной.

Понад те, у разі вселенської чорної діри (то, можливо, вірніше буде сказати, квазичерной діри) не можна бути впевненим у цьому, що маєш працювати з істинної сингулярностью.

Але якщо сингулярності був, залишається питання, що раніше, набагато раніше. Одне з відповіді нього такий вигляд: була інша Всесвіт, яка сколлапсировала, перетворившись або «майже перетворившись на сингулярність, з якою потім виникла наш Всесвіт. Можливо, такі коллапсы і відродження відбувалися неодноразово. Таку модель називають осциллирующей моделлю Вселенной.

Подивимося тепер, коли відмовляє загальна теорія відносності; це відбувається після 10(-43) з від початку відліку часу (інтервал, званий план-ковским часом). Це саме той час, коли задергивается «завісу»; після нього у Всесвіті панує повний хаос, але з допомогою квантової теорії ми можемо хоча б грубо уявити, що в ній происходило.

Раніше згадувалося про точки зору Стівена Хокінга, за якою самісінькому ранній стадії розвитку Всесвіту утворювалися маленькі чорні діри; він також довів, що це чорні «дірочки» випаровуються приблизно 10(-43) з. Звідси випливає, що після закінчення цього інтервалу часу у Всесвіту існувала дивна «піна» з чорних дір. Співробітник Чиказького університету Девід Шрамм так висловився з цього приводу: «…Ми дійшли уявленню про просторі-часі як і справу піні з чорних мини-дыр, які раптово з’являються… ре комбінують й утворяться наново». Саме тоді простір та палестинці час були не нагадують нинішні — де вони мали безперервністю. Ця піна являла собою щодо справи суміш простору, часу, чорних дір і «нічого», які пов’язані друг з одним. Про такому ж стані ми дуже мало.

Температура в останній момент, про який мова, було приблизно 10(32) До — цілком достатньо освіти частинок. Частинки можуть утворюватися Подивимося тепер, коли відмовляє загальна теорія відносності; це відбувається після 10(-43) з від початку відліку часу (інтервал, званий план-ковским часом). Це саме той час, коли задергивается «завісу»; після нього у Всесвіті панує повний хаос, але з допомогою квантової теорії ми можемо хоча б грубо уявити, що в ній відбувалося. Раніше згадувалося про точки зору Стівена Хокінга, відповідно до чим ранній стадії розвитку Всесвіту утворювалися маленькі чорні діри; він також довів, що це чорні «дірочки» випаровуються приблизно через 10(-43) з. Звідси випливає, що після закінчення цього інтервалу часу у Всесвіті існувала дивна «піна» з чорних дір. Співробітник Чиказького університету Девід Шрамм так висловився з цього приводу: «…Ми дійшли уявленню про просторі-часі як «про піні з чорних мінідір, які раптово з’являються… ре комбінують й утворяться наново». У народних обранців простір та палестинці час були не нагадують нинішні — де вони мали безперервністю. Ця піна являла собою щодо справи суміш простору, часу, чорних дір і «нічого», які пов’язані друг з іншому. Про таке стані ми дуже мало.

Температура в останній момент, про який мова, було приблизно 10(32) До — цілком достатньо освіти частинок. Частинки можуть утворюватися двома шляхами. У першому випадку за досить високої енергії (чи, щотой самий, за високої температури) народжуються електрони та його античастинки — це зване народження пар. Наприклад, за нормальної температури 6 мільярдів градусів зіткнення двох фотонів може дати пару електрон — позитрон. При ще більше високих температур можуть народжуватися пари протон — антипротон і таке інше; загалом, чим важче частка, то більша енергія потрібно народження, т. е. тим більша мусить бути температура.

[pic].

Спрощене зображення епох Всесвіту, починаючи з Большого.

Взрыва.

Раніше ми бачили, що є держава й другий спосіб освіти пар частинок — вони можуть з’являтися відразу ж потрапляє за обрієм подій чорних мини-дыр під дією припливних сил. Ми також казали про те, що з випаровуванні чорних мини-дыр народжувалися зливи частинок, а оскільки всесвітня чорна діра подібна мини-дыре, відбувалося той самий. Отже, є дві способу народження частинок. Яка ж їх можна вважати важливішим? На думку ас-1трономов, переважна більшість частинок утворилася за рахунок наявності високих енергій, бо тільки на етапі приливні було такі великі, щоб спричинить народженню частинок в значних кількостях. Проте багато тут неясно, і потім може бути, що другий метод теж відіграє істотну роль. Короткий період, наступний безпосередньо за моментом 10(-43) з, зазвичай називають квантової эпохой.

У цю епоху чотири фундаментальних взаємодії об'єднувалися. Невдовзі по моменту 10(-43) з єдине полі розпалася, від нього відокремилася перша з чотирьох сил. Пізніше почергово відокремились інші сили, які змінювалися за величиною. Зрештою вийшли чотири знайомих нам взаимодействия.

Раздувание.

Одна з труднощів, яку наштовхується традиційна теорія Великого вибуху, — необхідність пояснити, звідки ж береться дуже багато енергії, требующееся народження частинок. Не недавно вчених залучила видозмінена теорія Великого Вибуху, що пропонує I відповідь це питання. Вона називається теорії роздування і була запропонована в 1980 року співробітником Массачусетського технологічного інституту Аланом Гутом. Основне відмінність теорії роздування від традиційної теорії Великого вибуху залежить від описі періоду з 10(-35) до 10(-32) з. За теорією Гута приблизно 10(-35) з Всесвіт перетворюється на стан «псевдовакуума», у якому її енергія виключно велика. Через це відбувається надзвичайно швидке розширення, значно більше швидке, ніж у теорії Великого Вибуху (воно називається роздмухуванням). Через 10(-35) з після освіти Всесвіт не містила нічого, крім чорних мини-дыр і «шматків» простору, тому при різкому роздуванні утворилася жодна всесвіт, а безліч, причому, деякі, можливо, було вкладено один у друга. Кожен із ділянок піни перетворився на окрему всесвіт, і ми живемо на одній із них. Звідси випливає, це може існувати багато інших вселених, недоступних до нашого спостереження. Хоча у цієї теорії вдається обійти ряд труднощів традиційної теорії Великого Вибуху, він і сама є вільною недоліків. Наприклад, важко пояснити, чому, розпочавшись, роздування зрештою припиняється. Від цієї вади вдалося звільнитися з нового варіанті теорії роздування, який з’явився у 1981 року, але у ньому є свої трудности.

Эпоха адронов.

Через 10(-23) з Всесвіт вступив у епоху адронов, чи важких частинок. Оскільки адрони беруть участь у сильних взаємодію, цю епоху можна назвати періодом сильних взаємодій. Температура була досить висока у тому, щоб утворювалися пари адронов: мезони, протони, нейтрони тощо. п., і навіть їх античастинки. Проте за світанку цієї епохи температура була занадто висока, і досить важкі частки було неможливо існувати в звичайному вигляді; вони розміщувалися у вигляді своїх складових — кварків. На цьому етапі Всесвіт майже зовсім складалася з кварків і антикварков. Зараз вільні кварки не спостерігаються. З сучасних теорій слід, що вони потрапили до «мішки» не можуть їх залишити. Проте вчені вважають, що ще мають залишитися кварки, які дійшли до нас з тих далеких часів. Можливо, вони так само численні, як атоми золота, але поки виявити зірвалася. Відповідно до цієї теорією, по тому як температура досить впала (приблизно 10(-6) з), кварки швидко запланували на «мішки». Такий процес називається кваркадронного переходу. Тоді Всесвіт полягало у основному з мезонів, нейтронів, протонів, їх складу і фотонів; ще, змогли приїхати важчі частинки й трохи чорних дір. У цьому кожну частку припадала античастка, вони за зіткненні аннигилировали, перетворюючись на чи кілька фотонів. Фотони ж, своєю чергою, могли утворювати пари частинок, у результаті Всесвіт, поки пари народжувалися і аннигилировали приблизно від однаковою швидкістю, плекала равновесном стані. Проте з розширенням температура падала і народжувалося дедалі менше пар важких частинок. Поступово кількість анігіляції перевищила кількість народжень, й у результаті майже всі важкі частки зникли. Якби число частинок і складу був у точності однаково, всі вони зникнуть повністю. Насправді ділі це негаразд, і пряме свідчення тому — наше существование.

Нарешті температура впала настільки, що пари важких частинок не могли народжуватися. Енергії вистачало тільки до освіти легких частинок (лептонів). Всесвіт вступив у епоху, як у ній утримували переважно лептони та його античастицы.

Эпоха лептонов.

Приблизно через соту частку секунди після Великого Вибуху, коли температура впала до 100 мільярдів градусів, Всесвіт вступив у епоху лептонів. Тепер вона нагадувала густий суп з випромінювання (фотонів) і лептонів (переважно електронів, позитронів, нейтрино і антинейтрино). Тоді також спостерігалося теплове рівновагу, у якому електронпозитронні пари народжувалися і аннигилировали приблизно від однаковою швидкістю. Але цього, у Всесвіті перебували які від епохи адронов потроху протони і нейтрони — приблизно за однаковим на мільярд фотонів. Однак у вільному стані нейтрони через 13 хв розпадаються на протони і електрони, т. е. відбувався одне важливе процес — розпад нейтронів. Щоправда, температура на початку цього епохи була ще чимало висока народження нейтронів при зіткненні електронів з протонами, тому рівновагу зберігалося. І це коли температура впала до 30 мільярдів градусів, электронам вже бракувало енергії для освіти нейтронів, тому вони розпадалися багато. Ще одна важлива подія епохи лептонів — розведення економіки і звільнення нейтрино. Нейтріно і антинейтрино утворюються у реакціях з участю протонів і нейтронів. Коли температура була досить висока, всі ці частки були пов’язані між собою, а при зниженні температури нижче певного критичної позначки відбулося їх поділ, і всі частки вільно розлетілися у просторі. У міру розширення Всесвіту їх температура падала до того часу, доки досягла значення близько двох До. До справжнього часу знайти ці частки не удалось.

Эпоха излучения.

За кілька секунд після Більшого вибуху, коли температура становить близько 10 мільярдів градусів, Всесвіт вступив у епоху випромінювання. На початку цього епохи були ще значна частина лептонів, але за зниженні температури до 3 мільярдів градусів (граничного значення для народження пар лептонів) вони швидко зникли, випустивши безліч фотонів. У той час Всесвіт полягала майже зовсім з фотонів. У період випромінювання відбулася подія виняткової ваги — в результаті синтезу утворилося перше ядро. Це саме те подія, яке намагався обґрунтувати Гамов; про нього мова йшла раніше. Приблизно через три хвилини від початку відліку часу, за нормальної температури майже мільярд градусів, Всесвіт вже охолонула у тому, щоб які зіштовхнулися протон і нейтрон з'єдналися, утворивши ядро дейтерію (важчій різновиду водню). При зіткненні двох ядер дейтерію утворювалися ядра гелію. Так, за короткий термін, приблизно за 200 хв, близько 25% речовини Всесвіту перетворилася на гелій. Поза тим, перетворення водню в гелій відбувається у надрах зірок, але там утворюється лише близько 1% всієї маси гелію. У цю епоху виникли також інші елементи: трохи тритію і літію, а більш важкі ядра утворитися було неможливо. Оскільки всі, що тут йшлося, природно, належить до області теорії, читач вправі засумніватися: а чи так це у дійсності? Певне, так, теорія ж чудово цілком узгоджується з спостереженнями, тому їй можна довіряти. Наприклад, відповідно до цієї теорії гелій має становити близько 25% речовини у Всесвіту, що підтверджено наблюдением.

Фоновое космічне излучение.

Всесвіт продовжувала розширюватися і псуватися протягом тисяч років. Тоді вона полягало у основному з випромінювання з додатком деяких частинок (нейтронів, протонів, електронів, нейтрино плодів та овочів простих атомів). Це була досить тужлива Всесвіт, непрозора через густого світного туману, у ній майже було. Непрозорість викликалася рівновагою між фотонами і речовиною; у своїй фотони були хіба що прив’язані до. Нарешті, за нормальної температури 3000 До внаслідок об'єднання електронів і протонів утворилися атоми водню, отже фотони змогли відірватися від речовини. Як раніше нейтрино, то тепер фотони відокремились і унеслись у просторі. Напевно, це на диво — густий туман раптово розсіявся і Всесвіт стала прозорою, хоч і яскраво червоною, оскільки температура випромінювання була досить висока (трохи нижче 3000 До). Та поступово вона падала — спочатку до 1000 До, потім до 100 До і, нарешті досягла нинішнього значення 3 До. Існування такого фонового випромінювання передбачив в 1948 року Р. Гамов, але у своїх міркувань він допустив масу помилок, як про чисельні, і значеннєвих. Через кілька років його студент виправив них і розрахував, що температура фонового випромінювання нині має бути майже п’ять До. Вважалося, проте, що це випромінювання знайти вдасться, зокрема, зза світла зірок. Саме тому минуло 17 років, як фонове випромінювання було зареєстровано. На початку 1960;х років компанія «Белл телефон» побудувала в Холмделе, прим. НьюДжерсі, спеціальний радіотелескоп прийому мікрохвильового випромінювання. Він використовувався задля забезпечення зв’язку з супутником «Телстар». Двоє працювали у ньому учених, Арно Пензіас і Роберт Уїлсон, вирішили також досліджувати з його допомогою мікрохвильове випромінювання нашої Галактики. Проте на початок досліджень їм було знайти й усунути всі можливі перешкоди як від самої телескопа, і від оточуючих наземних джерел. Вчені вирішили попрацювати хвилі 7,35 див, але незабаром виявили, що у ній є постійною якийсь шум. Попри все зусилля, позбутися його не вдавалося, хоча спочатку дослідникам здавалося, що це буде важко. Шум так заважав роботі, що Пензіас і Уїлсон вирішили перевірити, чи його джерелом саме небо, Хоч як дивно, але з’ясувалося, що це. Хоч куди вчені не наводили телескоп, шум не исчезал.

[pic].

Вони і підозрювали у тому, що поруч, в Прінстонському університеті, два фізика, Роберт Дікке і Джим Пиблз, обговорювали можливість наявності в Всесвіту випромінювання, дійшов до нас моменту Великого Вибуху. Пиблз розрахував, що його температура мусить бути майже п’ять До, і науковці звернулися до своїх колег-журналістів П. Роллу і Д. Уилкинсону з проханням спробувати знайти це випромінювання. Як бачимо, ніхто їх не чула про пророкуванні Гамова, зроблене багато років жив назад.

Крива випромінювання. Якщо фонове космічне випромінювання справді сягнуло нас від Великого Вибуху, він повинен описуватися той самий зависимостью.

Пензіас дізнався про ідеї Дікке і зателефонував йому, щоб повідомити про реєстрації «шуму», — схоже, це саме те, що він шукає. Дікке приїхав до Холмдел, і зрозуміли, що перешкоди справді є дані випромінювання. Вчені опублікували отримані результати, не згадавши ні Гамова, і його студента. Коли Гамов познайомився з цим публікацією, він направив Дікке дуже сердите лист. Пізніше Пензіас і Уїлсон були визнані гідними за своє відкриття Нобелівської премії. Природно, були потрібні додаткові докази, що зареєстрований шум був фонове космічне випромінювання, адже Пензіас і Уїлсон отримали на кривою випромінювання лише один точку при довжині хвилі 7,35 див. Раніше ми бачили, що будь-який нагріте тіло випромінює енергію, а крива випромінювання (залежність кількості випромінюваної енергії від довжини хвилі) має суворо певний вид. Якщо якесь тіло повністю поглинає падаючу нею енергію випромінювання, така крива носить назва кривою випромінювання чорного тіла. При плавному переході від великих довжин хвиль до меншим крива піднімається вгору, проходить через пік і далі різко опускається вниз. За розрахунками, крива, відповідна фоновому космічному випромінюванню, мусила мати таку ж форму, що у чорного тіла. Пензіас і Уїлсон отримали першу точку на кривою, а невдовзі Ролл і Уилкинсон поставили другу. Дізнавшись звідси, інші вчені стали проводити додаткові виміру в різних довжинах хвиль. Була тут, проте, одна труднощі. Річ у тім, що точки лягали з одного боку піка, а важливо давалися їх і з інший бік, аби переконатися, що крива такий, як треба. Атмосфера не пропускає випромінювання таких довжин хвиль, т. е. на Землі проробити ці виміру неможливо. Яке було потрясіння учених, коли точка, отримана встановленої на ракеті апаратурою, виявилася значно вищий розрахункової кривою. І як було їх полегшення, коли з’ясувалося, що детектор випадково зареєстрував теплове випромінювання двигуна ракети. Наступні виміру підтвердили, що з піком дійсно, йдеться спад, як випливає з теорії. Отже, з певною часткою впевненості можна стверджувати, що це випромінювання сягнуло нас від часів Великого Вибуху. У першому наближенні виходило, що фонове (чи, як він ще називають, реліктове) випромінювання має однакові характеристики за всіма напрямами, т. е. изотропно. Не спростують цей результат точніші виміру? Поставимо і таке питання: що якщо випромінювання анизотропно (різна у різних напрямах)? Трохи поміркувавши, ми зрозуміємо, що й температура реліктового випромінювання вище у якомусь одному напрямку, то, отже, ми рухаємося у бік зростання температури. Це і з туманом, — коли він зсідається, отже, ми рухаємося у бік, де зараз його щільніше, і навпаки, — коли він тане, ми рухаємося у протилежний бік. Перші виміру, виконані 1969 і 1971 роках, давали підстави вважати наявність анизотропии, тому дві значної групи вчених, одне з Каліфорнійського університету у Берклі, іншу з Прінстона, вирішили провести детальні виміру поза атмосфери. Група дослідників з Берклі виконала перші виміру перетворилася на 1976 року з допомогою літака-шпигуна У-2. І на насправді, виявилося, що є невеличка анізотропія, за величиною якій вдалося встановити, що ми рухаємося у бік сузір'я Льва зі швидкістю близько 600 км/с. Пізніше з’ясувалося, туди летить як Сонячна система, а й уся наша Галактика, і навіть що з сусідніх галактик.

Эпоха галактик.

Після відриву випромінювання від речовини Всесвіт як і складалася з досить однорідної суміші частинок і випромінювання. У ньому містилося речовина, з яких згодом утворилися галактики, але її розподіл залишалося переважно рівномірним. Відомо, проте, що пізніше настав етап неоднорідності, інакше тепер було б галактик. Але звідки ж взялися флуктуації, що призвели до появи галактик? Астрономи вважають, що вони проявилися дуже рано, відразу ж після Великого Вибуху. Що викликало? Достеменно невідомо і, то, можливо, ніколи достеменно відомо, але де вони якимось чином з’явилися практично у момент. Можливо, спочатку вони були досить великі, та був згладилися, і може бути, навпаки, збільшувалися часом. Відомо, проте, що після закінчення епохи випромінювання ці флуктуації зростають. З часом вони розірвали хмари частинок на частини. Ці велетенські клуби речовини розширювалися разом із Всесвіту, але поступово почали відставати. Потім під впливом взаємного тяжіння частинок початок відбуватися їх ущільнення. Більшість цих утворень спочатку повільно оберталося, і в міру ущільнення їхнє обертання зростала. Турбулентність у кожному з фрагментів була дуже значна, і хмару дробилося ще більше, до того часу, доки залишилися області розміром із зірку. Вони ущільнювалися і утворювали звані протозвезды (хмару в цілому називається протогалактикой). Потім почали загорятися зірки й галактики придбали свій вигляд. Ця картина досить правдоподібна, проте залишається низка невирішених проблем. Як, наприклад, виглядали ранні форми галактик (їх зазвичай називають первинними галактиками)? Оскільки жодна їх не спостерігалася, порівнювати теоретичні побудови ні з чим. Є й інші труднощі. Замислимося з того, що бачимо, та вдивляючись у глибини космосу. Зрозуміло, що заодно ми зазираємо до минулого. Чому? Так оскільки швидкість світла не нескінченна, а має межа; щоб дістатися нас від віддаленого об'єкта, світу потрібно кілька днів. Наприклад, галактику, що знаходиться ми з відривом 10 мільйонів світлових років, бачимо такий вона була 10 мільйонів років як розв’язано; галактику на відстані 3 мільярда світлових років ми бачимо віддаленої ми у часу на 3 мільярди років тому. Вдивляючись ще, бачимо дедалі більше тьмяні галактики, і, нарешті вони стають зовсім не від видно — за певної кордоном можна спостерігати лише таким чином звані радіогалактики, які, схоже, у часто нині напівживі вибуху. Поза межами цієї кордоном розташовані особливо дивні галактики — потужні джерела радіовипромінювання з надзвичайно щільними ядрами. Нарешті, околиці Всесвіту можна розгледіти лише квазари. Їх знайшли у початку 1960;х років, і відтоді вони нам загадкою. Вони випускають більше енергії, ніж ціла галактика (а в неї входять сотні мільярдів зірок), за дуже малому розмірі — максимум Сонячної системи. У порівняні з кількістю випромінюваної енергії такий розмір просто сміховинний. Як може так малий об'єкт давати стільки енергії? Цю тему останніми роками багато міркували, переважно стосовно чорним дірам, але відповіді наразі немає. Відповідно до найприйнятнішої моделлю, квазар — це щільний згусток газу та зірок, що поблизу від чорної діри. Енергія виділяється, коли і зоряне речовина поглинаються чорної дірою. Важливо пам’ятати, що бачимо всі ці об'єкти такими, якими вони були давним-давно, коли Всесвіту було, скажімо, лише кілька мільйонів років від народження. Оскільки околиці видно лише квазари, напрошується висновок, що що є сама рання форма галактик. Ближче до нас перебувають радіогалактики, так, то, можливо, вони походять від квазарів? Ще ближче звичайні галактики, які, отже, походять від радиогалактик? Виходить, як б ланцюг еволюції: квазари, радіогалактики та звичайні галактики. Хоча такі міркування здаються цілком розумними, більшість астрономів із нею не погоджується. Один із заперечень — різниця у розмірах між квазарами і галактиками. Слід, проте, згадати, що «нещодавно навколо деяких квазарів виявлено туманності. Можливо, ці туманності потім конденсуються в зірки, які об'єднують у галактики. Через згаданого вище та інших труднощів більшість астрономів воліє вважати, що й найвіддаленіших рубежах є первинні галактики, але де вони занадто слабкі й тому невеликі. Понад те, недавно виявлено нові свідоцтва, що підтверджують таке припущення, — зареєстровано кілька галактик, що є на 2 мільярда світлових років далі, ніж сама далека з відомих галактик. Вони здаються настільки слабкі, що з отримання їх зображення на фотопластинці знадобилася експозиція 40 год. Ми розглянули теорії виникнення Всесвіту. Тепер на її можливу подальшу судьбу.

Подальша доля Вселенной.

Питання подальшу долю Всесвіту — безсумнівно, важливу складову повної єдиної теорії. Теорія Фрідмана — просто одне з її складових; єдина теорія зобов’язана рухатися далі. З теорії Фрідмана слід лише, що Всесвіт, залежно середньої щільності речовини, або розширюватися вічно, або припинить розширення й почне стискатися. Теорія не каже, як саме відбуватиметься. Звісно, ми маємо деякі здогади, що здаються справедливими, але, щоправда, це лише припущення. Отже, розпочнемо з розгляду альтернатив, запропонованих теорією Фрідмана. Щоб їх легше було зрозуміти, вдамося до аналогії. Припустимо, що вгору підкидають кулька; його рух буде поступово сповільнюватися, потім він зупиниться і починає падати вниз. Висота її підйому залежить від початковій швидкості, і навіть від сили тяжкості. Якщо кинути його з досить великий швидкістю, він, у принципі, може не впасти на грішну землю. Ця швидкість називається швидкістю утікання. Приблизно так само ж само і з Всесвіту. Близько 18 мільярдів років тому вони стався Великий вибух, у результаті якого виник Всесвіт. Осколки розлетілися врізнобіч з неймовірної швидкістю і досі летять вигляді галактик. І тут немає якогось об'єкта типу Землі, яка приваблювала до собі кулька, але є гравітаційна взаємодія всіх галактик. Це тяжіння уповільнює розширення Всесвіту, у результаті сповільнюється і розбігання галактик. Найбільш віддалені за відстанню, а отже, й часово, уповільнюються найбільше. Природно, виникає запитання: чи вистачить цього уповільнення, щоб розбігання галактик зупинилося повністю? Інакше кажучи, чи достатньо взаємного гравітаційного тяжіння задля подолання розширення? Легко бачити, що це від напруженості гравітаційного поля, яка, в своє чергу, залежить середньої щільності речовини у Всесвіті (кількості речовини в одиниці обсягу). Інакше це можна сформулювати так: чи достатньо велика середня щільність речовини у Всесвіту, щоб зупинити її? Поки дати певний відповідь неможливо, але, як ми бачили раніше, схоже, що сьогодні середня щільність близька до так званої критической.

В Інституті відкрито чи замкнута Всесвіт залежить від цього, наскільки її щільність відрізняється від критичної, рівної приблизно 0,5 • 10(-30) г/см3. Якщо щільність більше цього значення, то Всесвіт замкнута і наприкінці кінців стиснеться в точку; Якщо ж менше, вона відкрита і розширюватиметься вічно. Може скластися враження, що розв’язати питання замкнутості чи відкритості Всесвіту зовсім неважко, цього потрібно лише виміряти середню щільність і порівняти її з критичної. На жаль, тут виникають труднощі, і дуже серйозні. Можна досить вдало оцінити щільність видимого речовини, але дуже далекою від критичної — у тому, щоб Всесвіт була замкнутої, видимого речовини має бути разів у 100 більше. Відомо, проте, що є дуже багато «невидимою матерії» — невеликих слабких зірок, пилу, уламків каменів, чорних дір і випромінювання. Забезпечує вона замкнутість Всесвіту? На перший погляд видається, що немає, і такий висновок підтверджували дослідження, проведені у 70-ті роки Готтом, Гуном, Шраммом і Тинсли. Проте після 1980 року було зроблено низку дуже важливих відкриттів, що змусили переглянути відносини до цієї проблеме.

Скрытая масса.

Додаткова маса, требующаяся у тому, щоб Всесвіт була замкнутої, називається прихованої масою. Не дуже вдала назва, оскільки цілком може опинитися, що її взагалі немає. Проте є серйозні дані про те, що вони існують, але у дивному, незвичному вигляді. Давно відомо, що у галактиках є багато невидимого речовини, частину його належить до окремим галактикам, а частина — до скупчень. Розглянемо ці випадки почергово й почнемо з окремих галактик. Визначити повну масу галактики досить легко. І тому зовсім потрібне розраховувати середні маси зірок, та був підсумувати їхній з усього простору; це надто важко, або навіть неможливо. Застосовується інший метод, і аби його, розглянемо спочатку у Сонячній системі. Відомо, що планети рухаються навколо Сонця по орбітам, параметри яких підпорядковуються трьом законам, відкритим Йоганном Кеплером кілька століть тому. Одне з цих законів дозволяє визначити швидкість планети, якщо відома маса всього речовини, укладеного у межі її орбіти (у разі Сонячної системи майже всю масу зосереджена Сонце). Закон, природно, працює й у інший бік — знаючи швидкість планети, можна визначити повну масу об'єктів, що є всередині її орбіти. Такий їхній підхід повністю прийнятний і до галактикам. Наше Сонце, наприклад, перебуває в відстані приблизно 3/5 від центру Галактики. Вимірявши його орбітальну швидкість, можна дізнатися масу всіх зірок, розташованих між нами і центр Галактики. Розрахунок, звісно, не дозволить обчислити повну масу Галактики, при цьому знадобиться якась зірка їхньому периферии.

Насправді при цьому навіть потрібна зірка, годиться будь-який об'єкт. Астрономи кілька років тому я виміряли швидкість зовнішніх хмар водню у сусідніх із нами спіралях галактик і виявили, що вони рухаються набагато швидше, що мали б відповідно до прийнятої оцінці маси галактики. Вивчивши цієї проблеми глибше, вони дійшли висновку, що у околицях цих галактик має бути значну кількість речовини у вигляді гало. На подив учених з’ясувалося, що маса таких гало перевищує масу звезд.

З чого вони складаються? Зрозуміло, що ні із зірок, інакше: вони було б видно. Можливо, це надзвичайно слабкі зірки чи уламки, пил, газ. Якщо гало на відзнаку всіх галактик, то, звісно, маса їх значно зросте, отже, збільшиться і безліч усього Всесвіту. Але виявиться цього йому досить, щоб «замкнути» Всесвіт? Обчислення показали, що немає, але історія у цьому не кончается.

Більшість галактик у Всесвіті утворюють скупчення; іноді у скупчення входять лише дві-три галактики, але вулицю значно більше. У наш скупчення, наприклад, їх входить близько тридцяти. Навчившись визначати масу окремих галактик, астрономи звернулися до скупчень. Підсумувавши маси окремих галактик, вони виявили, що й замало того, щоб сили тяжіння утримували скупчення разом як єдине ціле. Проте він менш вони року збиралися розпадатися — ніщо не вказувало на розліт окремих галактик. Деяким скупчень бракувало сотень власних мас, аби утримати їх, разом силами гравітаційного тяжіння. Навіть додавання додаткової маси, закладеною у гало, не рятувало становища. З огляду на це, легко зрозуміти, чому вчені говорять про прихованої масі. Якщо вона справді є, то жодній формі? Вочевидь, у такому, яку важко побачити. Це то, можливо, наприклад, газоподібний водень — або нейтральний атомарний, або ионизованный (т. е. який одержав заряд в результаті втрати електронів). Проте за докладнішому вивченні виявляється, що нейтральний водень з цього роль не підходить. Він випромінює хвилі 21 див й формує відповідні спостереження показали, що і між ближніми, і між далекими галактиками водню зовсім небагато. Певний час вважалося, що підійде ионизованный водень, оскільки фонове рентгенівське випромінювання у Всесвіті пов’язувалося саме з нею. Та краще пізно з’ясувалося, що це випромінювання швидше за все викликається квазарами. Тоді настала черга нейтронних зірок, білі карлики і чорних дір, але вони зрештою відпали. Чорні діри мала б бути сверхмассивными (мати масу порядку галактичної) або ж зустрічатися часто-густо, що мало ймовірно. Дослідження засвідчили, хоча у центрі багатьох, а то й всіх, галактик може бути масивні чорні діри, немає свідчень існування таких ізольованих дір у скупчення, інакше була б ймовірність помітити їх й у нашій Галактиці. Як імовірних кандидатів розглядалися і фотони, адже енергія є одне з форм існування матерії. Проте й цьому випадку розрахунки показали, що й внесок явно недостаточен.

Складалося враження, що у Всесвіті просто недостатньо матерію та тому вона незамкнута. Проте деякі вчені були впевнені, що наприкінці кінців відсутня маса знайдеться. І тепер настала кульмінація… У попередній главі говорилося, що все дейтерій у Всесвіті утворився за кілька хвилин після Великого Вибуху. Хоча його частина швидко перетворилася на гелій, певна кількість все-таки залишилося, і якщо його виміряти, можна з відповіддю, замкнута чи Всесвіт. Щоб осягнути чому, подивимося, що у той час. Відомо, що з зіткненні ядер дейтерію утворюється гелій. Якщо щільність Всесвіту була висока, то зіткнень було багато і утворилося значну кількість гелію; Якщо ж щільність була низька, то залишилося ще багато дейтерію. Оскільки кількість дейтерію у Всесвіті згодом змінилося незначно, вимір його має засвідчити, замкнута чи Всесвіт. Такі виміру, ясна річ, були пророблені, і вже їх результат — Всесвіт не замкнута. У роки такого результату здавався цілком переконливим, а коли аналогічні оцінки були пророблені для гелію і збіглися з цими по дейтерію, питання, здавалося, було вирішено остаточно — Всесвіт відкрита. Проте кілька років вчені знайшли недолік у цій аргументації. З неї слід було лише те, що Всесвіт неспроможна виявитися замкнутої частинками, званими барионами. До барионам належить і протони і нейтрони, з яких тільки більшість відомих нам об'єктів — зірки, космічна пил, водень і навіть які утворилися внаслідок колапсу зірок чорні діри. Може запитати: а чи є що-небудь, крім баріонів? Так, це лептони так звані екзотичні частки. Лептони надто легкі, щоб помітно збільшити масу, тоді як екзотичні частки останнім часом привертають до собі багато уваги. Першими на зору потрапили нейтрино, і протягом якогось часу астрономи були впевнені, що ця частка допоможе «замкнути» Всесвіт. Нейтріно схоже ж поширені, як фотони, близько мільярда за кожен атом речовини; довгий час вважали, що й маса спокою дорівнює нулю. Звісно, масою ті таки мають, адже будь-яка форма енергії має багато, та її забракне, щоб зупинити розширення Всесвіту. Та ось кінці 1970;х років було висловлено припущення, що нейтрино мають безліч спокою. Хай мала вона була, з теорій слід було, що у цілому вона не може зробити значний внесок у масу Всесвіту. Експеримент з перевірці цього припущення було виконано групою учених, до якої належали Ф. Рейнес, X. Собел і Еге. Пасиерб. Не вимірювали масу безпосередньо, а вибрали інший шлях. Раніше було знайдено, що фактично існує три типу нейтрино — один, пов’язані з електроном, інший — з важчій, хоч і як і електрону часткою, званий мюоном, а третій — з театром ще важчій часткою, «тау», виявленої в 1977 року. Відповідно до теорії, все три різновиду нейтрино можуть перетворюватися один одного. Іншими словами, можуть змінювати тип, але у разі, якщо їх маса більше нуля. Рейнес, Собел і Пасиерб провели відповідний експеримент і прийшли висновку, що їм удалося зареєструвати перехід від однієї типу нейтрино до іншому. Проте інші вчені, що намагалися повторити експеримент, ми змогли підтвердити цей результат. Стало вже здаватися, що Рейнес із колегами припустилися помилки, але прийшла звістка у тому, що групі радянських учених вдалося виміряти масу нейтрино безпосередньо. Але й не все просто. Багато хто пробував перевірити отриманий СРСР результат, але ще безуспішно. Питання масі спокою нейтрино досі залишається открытым.

Звісно, навіть якщо в нейтрино бракуватиме маси спокою, є інші екзотичні частки, і з них заслуговують пильної уваги. Так, передбачається, що гравітаційного поля переноситься гіпотетичними частинками — гравітонами. Наразі вони не виявлено, та деякі вчені переконані у тому існуванні. З теорії супергравитации слід, що гравитону має супроводжувати гравитино; більше, з її випливає, що партнери мають бути в всіх частинок: у фотона — фотино, а й у W — вино. Усі такі частицы-партнеры мають під назвою «інв». Деякі учені гадають, завдяки основному можуть внести значний внесок у середню щільність речовини у Всесвіті. Але якщо навіть ці частки не підійдуть для уготованої їм ролі (чи взагалі знайдуть), тобто кандидата, яке поки, щоправда, є тільки на папері. Томськ називають аксионом, і він дуже відрізняється від «інв», зокрема вона значно легше. Поки що ці частки — лише плід уяви учених, проте вони приваблюють серйозну увагу. Інша частка, яку останнім часом багато говорилося, — магнітний монополь. Це дуже масивна частка з однією магнітним полюсом. Кожен, хто знає про, що таке магніт, скаже, що це пояснити неможливо. Відомо, що з розрізуванні полосового магніту на частини виходять два магніту, кожен із яких має північний і південний полюси. Розтинаючи такий магніт, ми отримувати хоча б результат, хоч би скільки оскільки ми це повторювали. Одержати, в такий спосіб, ізольований північний чи південний магнітний полюс не можна. Але ще 1930;ті роки Дірак передбачив, що ця частка має бути. Багато експериментатори кинулися перевіряти його теорію, але пошуки монополей нічого не привели, та поступово інтерес до них згаснув. Та ось 1974 року співробітник Державного університету Утрехта Нідерланди Дж. Хофт навіть від нього радянський учений А. Поляков показали, що існування монополей випливає з деяких єдиних теорій поля. Це відродило інтерес до монополям, і з відновили їх пошук. У тому числі був співробітник Стан-фордского університету Блас Кабрера, який, провівши детальні розрахунки, дійшов висновку, які можна реєструвати приблизно за однаковим монополю на рік. Він побудував встановлення та чекав. Нарешті його терпіння було працьовитість будуть винагороджені: 14 лютого 1982 року установка зареєструвала перший монополь. Повідомлення схвилювало науковий світ, хоча й зустрінуте з неабияким скептицизмом, бо як другий монополь знайти зірвалася, скептицизму не меншало. Понад те, інші спроби знайти монополі результатів не дали. Варта нагадування іще одна, останній кандидат. Це особливі інші чорні діри, звані реліктові. Непоганими кандидатами вважаються все чорні діри, що утворилися раніше дейтерію. Щоправда, повинно бути щодо невеликі, та все ж з їхньої масу можна розраховувати. Обмеження накладає ще й випаровування Хокінга; а також, що це чорні діри, маса що у момент освіти була за 10(15) р, до сьогоденню повинні були випаруватися. Звідси випливає, що уваги заслуговують лише з них, маса яких складає від 10(15) до 10(32) р. Оскільки приблизно такий діапазон мас планет, їх називають планетарними чорних дірок. Коли ж врахувати внесок всіх перерахованих вище видів мас, вона може видатися, що сумарною маси цілком достатньо забезпечення замкнутості Всесвіту. Проте співробітник Чиказького університету Девід Шрамм з не згоден; з розрахунків його групи слід, що сьогодні середня щільність речовини дуже близька до прикордонної — тієї, що лежить за українсько-словацьким кордоном між замкнутої й відкритої Вселенной.

Інші на методи вирішення замкнутості Вселенной.

Певне, найнадійнішим способом відповіді питання, замкнута чи відкрита Всесвіт, є точне вимір її середньої щільності, й у останнє час саме його приваблює найбільшу увагу. Але це зовсім не єдиний спосіб; можна, наприклад, використовувати діаграму Хаббла. Якщо прискорення галактик однаково аж до далеких околиць Всесвіту, то, на діаграмі вийде пряма; Якщо ж галактики уповільнюються, лінія буде скривлена. За рівнем цього викривлення можна було зрозуміти, чи достатньо уповільнення припинення розширення Всесвіту. Метод видається досить-таки простим — досить побудувати графік, охоплюючий найвіддаленіші, «прикордонні» райони Всесвіту, і побачити ступінь викривлення получившейся лінії. Але як і за визначенні середньої щільності, тут не обходиться легко. Вже зазначалося, що з віддалених районів Всесвіту провести точні виміру дуже важко; крім того, з’являються і інші проблеми. Вглядаючись у космічні дали, ми зазираємо до минулого, отже, бачимо галактики такими, якими вони були давним-давно. У цьому, природно, постає запитання, пов’язані з еволюцією Всесвіту: щоб ці галактики виглядають сьогодні, наскільки вони змінилися? З багатьох теорій слід, що галактики (особливо еліптичні) раніше були значно яскравіше, т. е. ми вважаємо, що вони перебувають ближче, ніж насправді. Серед інших ж теорій випливає, що деякі галактики можуть рости, поглинаючи сусідні, тому зараз вона набагато яскравіше, ніж торік, і отже, здаються нам розташованими далі. Дослідження далеких кордонів Всесвіту дає багато свідчень процесу еволюції. За деяким межею простежуються вже лише радіогалактики, але в самих околицях видно лише квазари. Спроба використовувати ці об'єкти для нанесення точок на діаграму Хаббла цілком безглузда; такі точки виявляються у далекому не стоїть осторонь прямий, відповідної звичайним галактикам. Понад те, раз достеменно відомо, що таке квазари, навряд чи очікується від нього допомоги. Оскільки вони далекими (і мають невеличкий вік), то, мабуть, можуть бути первинними формами галактик, і з таким поданням згодні лише одиниці астрономи. Ще одна метод рішення нашої проблеми грунтується на так званому підрахунку чисел. Як і попередніх випадках, стрижневу ідею проста, але, на жаль, призводить до неоднозначним результатам. Потрібно лише підрахувати в заданому напрямі, наскільки вистачить очей, кількість галактик чи об'єктів інших типів, та був побудувати графік залежності числа зареєстрованих об'єктів від відстані. Отже, можна визначити глобальну кривизну; якщо вона позитивна, Всесвіт замкнута, і якщо негативною — відкрита. У пласкою Всесвіту крапки над побудованому графіці було б розподілені рівномірно на усіх напрямах і всіх відстаней. При позитивної кривизні можна очікувати надлишку точок в близьких районах, а при негативною — навпаки, їх нестачі. Широкомасштабні дослідження, проведені у 70-ті роки в університеті штату Огайо, начебто, продемонстрували надлишок точок, отже, і замкнутість Всесвіту, проте недавні перевірки не підтверджують цього вывода.

Варта нагадування і метод визначення кутових розмірів. Суть його полягає у ретельному вимірі діаметра галактик конкретної; потім аналогічне вимір виробляється іншої галактики тієї самої типу, розташованої набагато далі, але відомому відстані. Якщо простір викривлене, то вимір діаметра хіба що вноситься помилка — його величина здаватиметься більше при позитивної кривизні і від при отрицательной.

Судьба замкнутої Вселенной.

Мабуть, Всесвіт так близька до «вододілу», що, обговорюючи її подальшу долю, доводиться розглядати, як відкритий, і замкнутий варіанти. Спочатку, припустимо, що Всесвіт замкнута. У разі протягом 40−50 мільярдів років нічого істотного не станеться. У міру збільшення розмірів Всесвіту галактики дедалі далі розбігатися друг від друга, поки якусь мить найвіддаленіші їх не зупиняться і Всесвіт не почне стискатися. На зміну червоному зміщення спектральних ліній прийде синє. На момент максимального розширення більшість зірок в галактиках погасне, і залишаться у основному невеликі зірки, білі карлики і нейтронні зірки, і навіть чорні діри, оточені риємо частинок — в здебільшого фотонів і нейтронів. Нарешті, через приблизно 100 м мільярдів років почнуть зливатися воєдино галактичні скупчення; окремі об'єкти спочатку будуть зіштовхуватися дуже рідко, але тільки згодом Всесвіт перетвориться на однорідне «море» скупчень. Потім почнуть зливатися окремі галактики, і наприкінці кінців Всесвіт являтиме однорідне розподіл зірок та інших подібних об'єктів. Протягом усього колапсу внаслідок акреції і зіткнень стануть утворюватися, і рости чорні діри. Буде підвищуватися температура фонового випромінювання; зрештою, її практично досягне температури поверхні Сонця і почнеться процес випаровування зірок. Переміщуючись і натомість сліпучо яскравого неба, вони подібно кометам залишатимуть у себе що з парів слід. Але незабаром усе заповнить розсіяний туман і світло зірок поблякне. Всесвіт втратить прозорість, як відразу після Великого Вибуху. (У гол. 6 ми бачили, что/ранняя Всесвіт була непрозорою, поки температура не впала приблизно до 3000 До; тоді світло почали поширювати без помех.).

Принаймні стискування Всесвіт, природно, проходитиме самі стадії, що й за створенні Всесвіту, але у зворотному напрямку. Температура зростатиме, і сокращающиеся інтервали часу почнуть відігравати дедалі більшу роль. Нарешті галактики теж випаруються і перетворяться на первинний «суп» з ядер, та був розпадуться і ядра. Всесвіт швидко проскочить через лептонную і адронную епохи до хаосу. У період адронов ядра розваляться на кварки. Аналізуючи цей етап Всесвіт стане крихітної та яка перебуває тільки з випромінювання, кварків і чорних дір. У останню частку секунди колапс дійде майже сингулярності, та був станеться «великий пшик».

Отскок.

Що буде під час «великого пшика» — невідомо, оскільки немає теорії, яка годилося для описи надвеликих плотностей, виникаючих до появи сингулярності; можна лише робити припущення. Більшість їх грунтується ідеї «відскоку» — раптового припинення стискування, нового Великого Вибуху і нового розширення. Однією з причин їхнього початкового запровадження ідеї відскоку можна було обійти неприємну з погляду багатьох астрономів проблему виникнення Всесвіту. Якщо відскок стався одного разу, він міг случатися неодноразово, то, можливо, незліченну кількість раз, тому потрібно й турбуватися про початку часів. На жаль, при докладної опрацюванні такий ідеї виявилося, як і відскок не розв’язує проблеми. У інтервалах між отскоками зірки випромінюють значну кількість енергії, які потім концентрується при досягненні стану, близького до сингулярності. Ця енергія повинна поступово накопичуватися, що робить проміжок часу між послідовними отскоками зростатиме. Отже, у минулому ці проміжки були коротше, а колись, в межі, проміжку і не було, т. е. ми дійшли тому, чого намагалися уникнути, — проблемі початку Всесвіту. За розрахунками, з початку нас має відокремлювати трохи більше 100 циклів розширень і стисків. Багато пробували обійти цієї проблеми. Томмі голд, наприклад, розробив теорію, відповідно до якої момент найбільшого розширення час починає повертати назад. Випромінення заходиться назад до зірок і Всесвіт «омолодится». У разі вона рівномірно осциллировать між колапсом і максимальним розширенням. Дуже цікаву, але дуже не спірну теорію запропонував Джон Уилер. Скориставшись ідеєю Хо-кинга, за якою фундаментальні константи «втрачають» свої числові значення за досить високих плотностях, він показав, що цикл осциляції необов’язково повинен подовжуватись. Через принципу невизначеності значення констант втрачаються, коли Всесвіт стискається до майже безкінечною щільності. Після можливого відскоку і нового розширення ці константи можуть одержати зовсім інші значення. Тривалість циклів у такі обставини також змінюватися, але випадково; одні цикли стануть довжелезними, інші короткими.

Судьба відкритої Вселенной.

На противагу замкнутої, відкрита Всесвіт продовжує розширюватися вічно. Основною відмінністю пива від реальних процесів, описаних у попередньому розділі, є різниця в добі. Раніше йшлося і про періодах в 50 чи 100 мільярдів років, і тепер доведеться розглядати такі великі часові відтинки, що потрібні будуть числа з великим показником ступеня, наприклад, будуть згадуватися інтервали до 10(100) років. Якщо важко уявити 100 мільярдів років, про такому однині і годі й говорити. Перші події, звісно, аналогічні тим, які у замкнутої Всесвіту. Зірки поступово постаріють, перетворившись із поліциклічним перебігом часу у червоних гігантів, або вибухнуть, або повільно сколлапсируют і помруть. Деякі їх, як погаснути, зіштовхнуться коїться з іншими зірками. Такі зіткнення дуже рідкісні, і із часу створення нашої Галактики (по крайнього заходу, у її зовнішніх областях, куди ми живемо) їх було зовсім небагато. Однак за тих трильйони і трильйони трильйонів років таких сутичок станеться безліч. Частина лише скине у просторі планети, а результаті інших зірки виявляться на зовсім інших орбітах, навіть поза межами нашої Галактики. Якщо почекати досить довго, то нам видасться, що зовнішні області галактик випаровуються. Не викинуті з галактик зірки внаслідок сутичок, скоріш всього, будуть притягатися до центра, що наприкінці кінців перетвориться на гігантську чорну діру. Приблизно через 10(18) років більшість галактик складатиметься з масивних чорних дір, оточених риємо білі карлики, нейтронних зірок, чорних дір, планет і різних частинок. Подальші події випливають із сучасної єдиної теорії поля, званої теорією великого объединения, 1 неї йтиметься нижче. З цієї теорії слід, що протон розпадається приблизно за 10(31) років. Нині провадиться кілька експериментів з виявлення такого розпаду, отже, і з перевірці теорії, Відповідно до неї, протони повинні розпадатися на електрони, позитроны, нейтрино і фотони. Звідси випливає, що, зрештою, усе, що полягає у Всесвіті з протонів і нейтронів (які не утримують тільки чорні діри), розпадеться ці частки. Всесвіт перетвориться на суміш із неї і чорних дір, і перебуватиме у такому ж стані дуже, дуже довго. Колись випаруються маленькі чорні діри, тоді як з більшими на виникнуть труднощі. Фонове випромінювання на той час буде, дуже холодним, проте його температура залишиться трохи вище, ніж в чорних дір. Однак у міру розширення Всесвіту ситуація зміниться — температура випромінювання стане нижче, ніж поверхні чорних дір, й ті почнуть випаровуватися, повільно зменшуючись у розмірі; цього потребує приблизно 10(100) років. Потім Всесвіт заповнять електрони і позитроны, які, обертаючись друг навколо друга, утворюють величезні «атоми». Та поступово позитроны і електрони, рухаючись у спіралі, зіштовхнуться і анігілюють, у результаті залишаться лише фотони. У Всесвіті нічого очікувати нічого, крім випромінювання. Ми розглянули долю як відкритої, і закритою Всесвіту. Що її чекає, поки що невідомо. Навіть якщо Всесвіт коли-небудь сколлапсирует, невідомо, чи відбудеться потім «отскок».

Заключение

.

В цій роботі я постарався розглянути сучасні погляди на виникнення, подальшого існування і поклала край Всесвіту. Тепер узагальнимо вище викладений матерьял.

Колись наш Всесвіт була перша з своїм розмірам менше атома. Вона початку своє існування як особлива точка, яка має ні розмірів, ні маси. Теорія «Великого Вибуху «- найпоширеніша в наші дні теорія, пояснює походження Всесвіту — передбачає, що Всесвіт початку своє існування приблизно п’ятнадцять мільярдів років тому вони. Спочатку вона являла собою неймовірно малий, яскравий, гарячий і щільний объект.

Потім стався Великим Вибухом, у результаті якого виділилося дуже багато енергії. У перші хвилини вибуху утворилися водень і гелій — самі легені частки в таблиці Менде-лєєва. Мабуть, вони сконцентрувалися як хмарних утворень, які приблизно чотирнадцять мільярдів років тому почали згущуватися завдяки власній массе.

Протягом наступних два мільярди років із цих хмар утворилися перші галактики. Наша галактика — Чумацький Шлях утворилася приблизно десять мільярдів років як розв’язано. Усередині неї утворилися зірки і планети, зокрема й нашу Землю, виникнувши з навколишніх її газових хмар. Зараз радіус Всесвіту становить близько 15 мільярдів світлових років. У процесі розширення певна частина маси Всесвіту сконденсировалась і утворила незліченні мільярди зірок, які зосереджено галактиках. Відома Всесвіт включає 10 мільярдів галактик, об'єднаних в скупчення, інші ж, своєю чергою, в сверхскопления, отделённые друг від друга величезними відстанями космічного пространства.

Крім теорії Великого Вибуху не дуже популярна користується теорія стабільного стану. Щоправда, відкриття 1965 року КМФИ (космічне мікрохвильове фонове випромінювання) сильно похитнуло її позиції. Відповідно до цієї теорії у Всесвіту був початку будівництва і нічого очікувати кінця. Вона також стверджує, що щільність її залишається незмінною завдяки постійному створення нової речовини (водню — кожні 20 років за атома на 1 літр простору), яке компенсує її расширение.

Отже, відповідно до теорії стабільного стану Всесвіт буде розширюватися нескінченно. Але є ще дві теорії. За однією з них Всесвіт припинить розширення й стабілізується, коли досягне певних розмірів. Вона теорія стверджує, що, зрештою, Всесвіт перестане розширюватися, та був під впливом гравітаційних сил почне стискатися до однієї точку. Через війну відбудеться так званий «Великий Тріскіт». Але теорія Великого Вибуху викликає більшу довіру й у це є причины.

Деякі явища у Всесвіті є прямий наслідок подій й далекого минулого. Їх називають реліктовими. Основні їх такі: 1) фонове випромінювання (температура близько 3 До); 2) надлишок гелію (близько 25% загальної маси); 3) однорідність і ізотропність простору; 4) наявність флуктуації, таке з існування галактик; 5) співвідношення між речовиною і випромінюванням. У ідеалі теорія, запропонована вченими (у разі теорія Великого вибуху), повинна пророкувати певні події, скажімо, наявність випромінювання з температурою 3000 До. Застосовуючи нашу теорію, можна простежити зміна цієї температури донині. Теорія пророкує, що зараз вона має становити близько 3 До. Ми розпочинаємо пошуки випромінювання та, як вже говорилося, знаходимо його. Те саме стосується і до гелію: теорія пророкує, що гелій має становити близько 25% всього речовини у Всесвіті, і ми бачимо, що їх кількість дуже близько до реальному. З іншими реліктами, втім, виникають проблеми: наприклад, до цього часу не знаємо точно, в результаті яких флуктуації з’явилися галактики. З іншого боку, теорія Великого Вибуху пророкує існування значної частини магнітних монополей (магнітні монополі — це частки з магнітним полюсом, тоді як в звичайного магніту полюсів завжди два — північний і південний). Проте досі жодного монополя нема. Теорія роздування допомагає розв’язати дехто з тих проблем, але ж породжує нові трудности.

Вивчення далеких галактик надає ще ще один доказ істинності теорії «Великого Вибуху ». Деякі з наведених даних галактик віддалені ми на відстань 13 мільярдів світлових років. Ці галактики бачимо оскільки вони мали через 2 мільярди років тому після Великого Вибуху. Той факт, що вони теж мають вид більш уплотнённый, ніж ближні галактики, доводить, що Всесвіт згодом збільшується обсягом, а колись була набагато менше (і плотнее.

Сподіваючись визначити походження Всесвіту вчені намагаються відтворити умови, виниклі безпосередньо відразу після вибуху. У спеціальному прискорювачі частинок розганяються два пучка субатомних частинок. Поступово їх швидкості наближаються до швидкості світла, пучки направляються назустріч одне одному і зіштовхуються. Завдяки енергії зіткнення з’являються нові частки, залишають сліди, помітні детектором, в пузырьковой камере.

За результатами досліджень вчені можуть будувати висновки про ранньої Всесвіту, оскільки енергія зіштовхуваних частинок подібна енергії частинок, існували у перших секунди після Великого Взрыва.

Отже, Всесвіт відбулася у вигляді Великого Вибуху і є безліч доказів. Теорія ж «Стабільного Стану «стоїть вже майже повністю спростована і з кожним роком втрачає своїми панівними позиціями. Але все-таки космос досі залишається таємницею. Ми ще обмаль знаємо про нашу Всесвіту, тоді як невідомо: то, можливо наш Всесвіт є лише малої точкою у величезній безодні космосу. Можливо, що є безліч всесвітів, а можливо, й нет.

У майбутньому з недостатнім розвитком нових технологій будуть висунуті нові теорії, доведені чи спростовані старі - це людства до майбутньому, до прогресу, істини. Ось не давно для чергового докази Великого Вибуху 30 червня 2001 року в мисі Канаверал стартувала ракета Delta 2, яке на орбіту американський дослідницький супутник MAP (Microwave Anisotropy Probe). Він займатися вимірами послесвечения Великого Вибуху, у результаті якого утворився наш Всесвіт. MAP має становити об'ємну картину того вибуху, і зазирнути у той час, коли було жодних зірок і галактик. Він також має запитання: як після Великого Вибуху утворилися такі складні структури як сучасні галактики? було б Всесвіт розширюватися і далі чи кілька днів станеться її коллапс?

1. Белостоцкий Ю. Г. «» Єдина основа Мировоздания ««.

СПб, 2001 — 304 з. 2. Паркер Б., «» Мрія Эйншейна, у пошуках єдиної теорії Всесвіту ««.

СПб: Амфора, 2001 — 333 з. 3. Пригожин І.Н. «» Минуле і майбутнє Всесвіту ««.

М: Знання, 1986 4. Рузавин Г. Н., «» Концепція сучасного природознавства ««.

М: ЮНИТИ, 1997 — 214 з. 5. Фейман Р., Лейтон Р., Сэндс М. «» Фейманские лекцій з фізиці ««.

М: Світ, 1977 — 439 з. 6. Гокінг З., «» Коротким історія часу, від великого вибуху до чорних дір ««.

СПб: Амфора, 2001 — 268 з. 7. Шкловський І.С. «» Всесвіт, життя, розум. ««.

М: Наука, 1980 — 325 з. 8. internet 9. internet 10. internet 11. internet 12. internet 13. internet.

Словник терминов.

Абсолютний нуль температури — найнижче з усе можливих значень температури. Попри абсолютну нулі речовина не має тепловою енергією. Авт.: анігіляція — процес, у якому частка і його античастка, зіштовхуючись, взаємно знищують одне одного. Античастка — в кожній частки матерії є відповідна античастка. При зіткненні частинки й античастинки відбувається їх анігіляція, в результаті якої виділяється енергія і народжуються інші частки. Антропный принцип — бачимо Всесвіт таким, якою вона є, оскільки, якби була інший, нас не було, і ми було неможливо її спостерігати. Атом — найменша частка звичайного речовини. Атом складається з крихітного ядра (що складається з протонів і ній тронів) і обертаються навколо неї електронів. Великий вибух — сингулярність в останній момент виникнення Всесвіту. Великий бавовну — сингулярність в кінцевої точки існування Всесвіту. Гама- (у-)излучение — електромагнітне випромінювання з дуже малій довжиною хвилі, испускаемое при радіоактивному розпаді або за соударениях елементарних частинок. Гола сингулярність — сингулярність в просторі-часі, не які перебувають всередині чорної діри. Гравітаційне взаємодія — найслабше з чотирьох фундаментальних взаємодій, що має великим радіусом дії. У гравітаційному взаємодії беруть участь все частки матерії. Довжина хвилі — відстань між двома сусідніми гребенями хвилі чи торгівлі між двома її сусідніми западинами. Закон збереження енергії — закон науки, за яким енергія (чи його масовий еквівалент) неспроможна ні створюватися, ні знищуватись. Квант — мінімальна порція, якої вимірюється випущення чи поглинання хвиль. Квантова механіка — теорія, розроблена з урахуванням квантовомеханічного принципу Планка принципу невизначеності Гейзенберга. Квантово-механический принцип Планка (закон випромінювання Планка) — полягає у тому, що світло (чи будь-які інші класичні хвилі) може испускаться чи поглинатися лише дискретними порціями — квантами — з енергією, пропорційної їх частоті. Кварк — елементарна (заряджена) частка, що у сильному взаємодії. Протони і нейтрони складаються кожен із трьох кварків. Конфайнмент — невылетание, утримання кольорових кварків і глюонів всередині адронов. Координати — числа, що визначають становище точки у просторі й у часу. Космологія — наука, що вивчає Всесвіту в цілому. Червоне усунення — викликане ефектом Доплера почервоніння світла, испускаемого віддалюваною ми зіркою. Маса — кількість речовини, що міститься у тілі. Міра інерції тіла чи ступінь його опору прискоренню. Нейтріно — легчайшая (можливо, безмассовая) елементарна частка речовини, бере участі лише у слабких і гравітаційних взаємодію. Нейтрон — незаряджена частка, дуже близька як до протону. Нейтрони становить більше половини частинок, входять до складу більшості атомних ядер. Нейтронна зірка — холодна зірка, існуюча внаслідок відштовхування нейтронів, обумовленого принципом Паулі. Загальна теорія відносності — створена Ейнштейном теорія, основу якої лежить те, що науки повинні бути однаковими всім спостерігачів незалежно від цього, як рухаються ці спостерігачі. У ОТО існування гравітаційного взаємодії пояснюється перекрученням четырехмерного простору-часу. Позитрон — античастка (позитивно заряджена) електрона. Поле — щось, існуюче переважають у всіх точках простору й часу, в на відміну від частки, що є тільки у точці у кожний момент часу. Протон — позитивно заряджена частка. Протони утворюють приблизно половину всіх частинок, входять до складу ядер більшості атомів. Радіоактивність — мимовільна перетворення одного атомного ядра в інше. Світлова секунда (світловий рік) — відстань, прохідне світлом за секунду (протягом року). Сильне взаємодія — найсильніше і саме короткодействующее з чотирьох фундаментальних взаємодій. Завдяки сильному взаємодії кварки утримуються всередині протонів і нейтронів, а протони і нейтрони, зібравшись разом, утворюють атомні ядра. Сингулярність — точка простору-часу, у якій кривизна його стає безкінечною. Слабка взаємодія — друге через слабкість з чотирьох відомих взааимодействий. Володіє дуже коротким радіусом дії. У слабкому взаємодії беруть участь все частки матерії, але у ньому беруть участь частки — переносники взаємодії. Спектр — розщеплення хвилі (наприклад, електромагнітної) на частотні компоненти. Теорему про сингулярності — теорема, у якій доводиться, що з певних умов сингулярність має існувати й що, зокрема, початком Всесвіту мусить бути сингулярність. Прискорення — швидкість зміни швидкості будь-якого об'єкта. Прискорювач частинок — пристрій, який з допомогою електромагнітів дає можливість прискорювати рухомі заряджені частки, постійно збільшуючи їх енергію. Фаза — для хвилі — становище точки в циклі в момент часу: міра того, перебуває чи точка на гребені, у западині чи десь у проміжку. Фон мікрохвильового випромінювання — випромінювання, що виник при світіння гарячої ранньої Всесвіту (називається реліктовим). Саме тепер воно відчуває таке сильне червоне усунення, що реєструється над вигляді світла, а вигляді хвиль мікрохвильового діапазону (радіохвилі з сантиметровыми довжинами хвиль). Фотон — квант світла. Частично-волновой дуалізм — лежаче основу квантової механіки уявлення у тому, що немає різницю між частинками і хвилями, частки можуть іноді поводитися, як хвилі, а хвилі — як частки. Частота — для хвилі їх кількість повних циклів у секунду.