Veličina in raznolikost sveta okolice lahko presenetita vsako domišljijo. Vsi predmeti in predmeti, ki obkrožajo človeka, druge ljudi, različne vrste rastlin in živali, delci, ki jih je mogoče videti le z mikroskopom, pa tudi nerazumljive zvezdne kopice: vse jih združuje koncept "vesolja".
Teorije o nastanku vesolja je človek razvijal že dolgo. Kljub odsotnosti niti začetnega koncepta religije ali znanosti so se v radovednih glavah starih ljudi pojavljala vprašanja o načelih svetovnega reda in o položaju človeka v prostoru, ki ga obdaja. Težko je prešteti, koliko teorij o nastanku vesolja obstaja danes, nekatere od njih preučujejo vodilni svetovno znani znanstveniki, druge so odkrito fantastične.
Kozmologija in njen predmet
Modernokozmologija - znanost o zgradbi in razvoju vesolja - obravnava vprašanje njegovega izvora kot eno najbolj zanimivih in še vedno premalo raziskanih skrivnosti. Narava procesov, ki so prispevali k nastanku zvezd, galaksij, sončnih sistemov in planetov, njihov razvoj, vir nastanka vesolja, pa tudi njegova velikost in meje: vse to je le kratek seznam preučenih vprašanj. sodobnih znanstvenikov.
Iskanje odgovorov na temeljno uganko o nastanku sveta je pripeljalo do tega, da danes obstajajo različne teorije o nastanku, obstoju, razvoju Vesolja. Navdušenje strokovnjakov, ki iščejo odgovore, gradijo in preizkušajo hipoteze, je upravičeno, saj bo zanesljiva teorija rojstva vesolja vsemu človeštvu razkrila verjetnost obstoja življenja v drugih sistemih in planetih.
Teorije o nastanku vesolja imajo značaj znanstvenih konceptov, posameznih hipotez, verskih naukov, filozofskih idej in mitov. Vsi so pogojno razdeljeni v dve glavni kategoriji:
- Teorije, po katerih je vesolje ustvaril stvarnik. Z drugimi besedami, njihovo bistvo je, da je bil proces ustvarjanja Vesolja zavestno in poduhovljeno dejanje, manifestacija volje višjega uma.
- Teorije o nastanku vesolja, zgrajene na podlagi znanstvenih dejavnikov. Njihovi postulati kategorično zavračajo tako obstoj ustvarjalca kot možnost zavestnega ustvarjanja sveta. Takšne hipoteze pogosto temeljijo na tako imenovanem načelu povprečnosti. Predpostavljajo možnost, daživljenje ne samo na našem planetu, ampak tudi na drugih.
Kreacionizem - teorija stvarjenja sveta s strani Stvarnika
Kot že ime pove, je kreacionizem religiozna teorija nastanka vesolja. Ta pogled na svet temelji na konceptu stvarjenja vesolja, planeta in človeka od Boga ali Stvarnika.
Ideja je bila prevladujoča dolgo časa, vse do konca 19. stoletja, ko se je pospešil proces kopičenja znanja na različnih področjih znanosti (biologija, astronomija, fizika) in se je razširila evolucijska teorija. Kreacionizem je postal nekakšna reakcija kristjanov, ki se držijo konzervativnih pogledov na odkritja. Prevladujoča ideja evolucijskega razvoja v tistem času je le še stopnjevala nasprotja, ki so obstajala med verskimi in drugimi teorijami.
Kakšna je razlika med znanstvenimi in verskimi teorijami
Glavne razlike med teorijami različnih kategorij so predvsem v izrazih, ki jih uporabljajo njihovi privrženci. Torej, v znanstvenih hipotezah namesto stvarnika - narava in namesto stvarstva - izvor. Poleg tega obstajajo vprašanja, ki jih podobno pokrivajo različne teorije ali celo popolnoma podvojene.
Teorije o nastanku vesolja, ki pripadajo nasprotnim kategorijam, datirajo njegov pojav na različne načine. Na primer, glede na najpogostejšo hipotezo (teorija velikega poka) je nastalo vesolje pred približno 13 milijardami let.
V nasprotju s tem religiozna teorija nastanka vesolja daje popolnoma drugačne številke:
- Po Christianupo virih je bila starost vesolja, ki ga je ustvaril Bog ob rojstvu Jezusa Kristusa, 3483-6984 let.
- Hinduizem nakazuje, da je naš svet star približno 155 bilijonov let.
Kant in njegov kozmološki model
Do 20. stoletja je večina znanstvenikov menila, da je vesolje neskončno. To lastnost so zaznamovali čas in prostor. Poleg tega je bilo po njihovem mnenju vesolje statično in enotno.
Idejo o neskončnosti vesolja v vesolju je predstavil Isaac Newton. Razvoj te predpostavke je opravil Emmanuel Kant, ki je razvil teorijo, da tudi časovnih omejitev ni. Nadalje, v teoretičnih predpostavkah je Kant razširil neskončnost vesolja na število možnih bioloških produktov. Ta postulat je pomenil, da je v razmerah starodavnega in ogromnega sveta, brez konca in začetka, lahko nešteto možnih možnosti, zaradi katerih je videz katere koli biološke vrste resničen.
Na podlagi te teorije o možnem izvoru življenjskih oblik se je kasneje razvila Darwinova teorija. Opazovanja zvezdnega neba in rezultati astronomskih izračunov so potrdili Kantov kozmološki model.
Einsteinove misli
Na začetku 20. stoletja je Albert Einstein objavil svoj model vesolja. Po njegovi teoriji relativnosti se v vesolju hkrati odvijata dva nasprotna procesa: širjenje in krčenje. Vendar pa onse strinjal z mnenjem večine znanstvenikov o stacionarnosti Vesolja, zato je uvedel pojem kozmične odbojne sile. Njegov vpliv je zasnovan tako, da uravnoteži privlačnost zvezd in ustavi proces gibanja vseh nebesnih teles, da bi ohranil statično naravo vesolja.
Model vesolja - po Einsteinu - ima določeno velikost, vendar ni meja. Takšna kombinacija je izvedljiva le, če je prostor ukrivljen na enak način, kot se zgodi v krogli.
Karakteristike prostora takega modela so:
- tridimenzionalno.
- Zapira se.
- Homogenost (pomanjkanje središča in roba), v kateri so galaksije enakomerno razporejene.
A. A. Friedman: Vesolje se širi
Ustvarjalec revolucionarnega širitvenega modela vesolja A. A. Fridman (ZSSR) je svojo teorijo zgradil na podlagi enačb, ki označujejo splošno teorijo relativnosti. Res je, splošno sprejeto mnenje v takratnem znanstvenem svetu je bila statična narava našega sveta, zato njegovemu delu niso posvečali ustrezne pozornosti.
Nekaj let pozneje je astronom Edwin Hubble odkril odkritje, ki je potrdilo Friedmanove ideje. Odkrili so odstranitev galaksij iz bližnje Rimske ceste. Hkrati je postalo neizpodbitno dejstvo, da je hitrost njihovega gibanja sorazmerna z razdaljo med njimi in našo galaksijo.
To odkritje pojasnjuje nenehni "umik" zvezd in galaksij v odnosu med seboj, kar vodi do sklepa oširitev vesolja.
Končno je Friedmanove zaključke priznal Einstein, kasneje je omenil zasluge sovjetskega znanstvenika kot utemeljitelja hipoteze o širjenju vesolja.
Ne moremo reči, da obstajajo protislovja med to teorijo in splošno teorijo relativnosti, vendar je s širitvijo vesolja moral obstajati začetni impulz, ki je izzval razpršitev zvezd. Po analogiji z eksplozijo se je ideja imenovala "Big Bang".
Stephen Hawking in antropsko načelo
Rezultat izračunov in odkritij Stephena Hawkinga je bila antropocentrična teorija o nastanku vesolja. Njegov ustvarjalec trdi, da obstoj planeta, tako dobro pripravljenega za človeško življenje, ne more biti naključen.
Teorija Stephena Hawkinga o nastanku vesolja predvideva tudi postopno izhlapevanje črnih lukenj, njihovo izgubo energije in oddajanje Hawkingovega sevanja.
Kot rezultat iskanja dokazov je bilo ugotovljenih in preverjenih več kot 40 značilnosti, katerih upoštevanje je potrebno za razvoj civilizacije. Ameriški astrofizik Hugh Ross je ocenil verjetnost takšnega nenamernega naključja. Rezultat je bila številka 10-53.
Naše vesolje vključuje bilijon galaksij, vsaka po 100 milijard zvezd. Po izračunih znanstvenikov bi moralo biti skupno število planetov 1020. Ta številka je za 33 vrst manjša od prej izračunane. Zato noben planet v vseh galaksijah ne more združiti pogojev, ki bi bili primerni za spontani nastanek.življenje.
Teorija velikega poka: nastanek vesolja iz zanemarljivega delca
Znanstveniki, ki podpirajo teorijo velikega poka, delijo hipotezo, da je vesolje rezultat velikega poka. Glavni postulat teorije je trditev, da so bili pred tem dogodkom vsi elementi trenutnega Vesolja zaprti v delcu, ki je imel mikroskopske dimenzije. Medtem ko so bili znotraj njega, so bili elementi označeni s singularnim stanjem, v katerem kazalnikov, kot so temperatura, gostota in tlak, ni bilo mogoče meriti. Neskončne so. Na snov in energijo v tem stanju zakoni fizike ne vplivajo.
Vzrok eksplozije, ki se je zgodila pred 15 milijardami let, se imenuje nestabilnost, ki je nastala v notranjosti delca. Raztreseni drobni elementi so zaznamovali začetek sveta, ki ga poznamo danes.
Na začetku je bilo Vesolje meglica, ki so jo tvorili drobni delci (manjši od atoma). Nato so, ko so se združili, tvorili atome, ki so služili kot osnova zvezdnih galaksij. Odgovarjanje na vprašanja o tem, kaj se je zgodilo pred eksplozijo in kaj je povzročilo, so najpomembnejše naloge te teorije o nastanku vesolja.
Tabela shematično prikazuje faze nastanka vesolja po velikem poku.
| Stanje vesolja | Časovna os | Pričakovana temperatura |
| Širitev (inflacija) | Od 10-45do10-37 sekund | Več1026K |
| Pojavijo se kvarki in elektroni | 10-6 c | Več kot 1013 K |
| Nastanejo protoni in nevtroni | 10-5 c | 1012K |
| Nastanejo jedra helija, devterija in litija | Od 10-4 od do 3 min | Od 1011 do 109 K |
| Atomi so nastali | 400 tisoč let | 4000 K |
| Plinski oblak se še naprej širi | 15 milijonov let | 300 K |
| Rojene so prve zvezde in galaksije | 1 milijarda let | 20 K |
| Eksplozije zvezd izzovejo nastanek težkih jeder | 3 milijarde let | 10 K |
| Proces rojstva zvezd se ustavi | 10-15 milijard let | 3 K |
| Energija vseh zvezd je izčrpana | 1014 let | 10-2 K |
| Črne luknje so izčrpane in rojeni so elementarni delci | 1040 let | -20 K |
| Izhlapevanje vseh črnih lukenj se konča | 10100 let | Od 10-60 do 10-40 K |
Kot izhaja iz zgornjih podatkov, se vesolje še naprej širi in ohlaja.
Nenehno povečevanje razdalje med galaksijami je glavni postulat: kaj razlikuje teorijo velikega poka. Nastanek vesolja na ta način je mogoče potrditi z najdenimi dokazi. Obstajajo tudi razlogi zazavrnitve.
Problematika teorije
Glede na to, da teorija velikega poka v praksi ni dokazana, ni presenetljivo, da obstaja več vprašanj, na katera ne more odgovoriti:
- Singularnost. Ta beseda označuje stanje vesolja, stisnjenega na eno točko. Problem teorije velikega poka je nezmožnost opisovanja procesov, ki se dogajajo v snovi in prostoru v takem stanju. Splošni zakon relativnosti tukaj ne velja, zato je nemogoče narediti matematični opis in enačbe za modeliranje. sam začetek. Njene neumetnostne ekspozicije ponavadi to zapletenost zakrivajo ali le mimogrede omenjajo. Vendar pa je za znanstvenike, ki si prizadevajo zagotoviti matematično podlago za teorijo velikega poka, ta težava prepoznana kot velika ovira.
- Astronomija. Na tem področju se teorija velikega poka sooča z dejstvom, da ne more opisati procesa nastanka galaksij. Na podlagi sodobnih različic teorij je mogoče predvideti, kako se pojavi homogen oblak plina. Hkrati bi morala biti njegova gostota do zdaj približno en atom na kubični meter. Če želite dobiti nekaj več, ne morete storiti brez prilagoditve začetnega stanja Vesolja. Pomanjkanje informacij in praktičnih izkušenj na tem področju postane resna ovira za nadaljnje modeliranje.
Obstaja tudi neskladje v smislu izračunamaso naše galaksije in podatke, pridobljene s preučevanjem stopnje njene privlačnosti v galaksijo Andromeda. Očitno je teža naše galaksije desetkrat večja, kot se je prej mislilo.
Kozmologija in kvantna fizika
Danes ni kozmoloških teorij, ki ne bi temeljile na kvantni mehaniki. Navsezadnje se ukvarja z opisom obnašanja atomskih in subatomskih delcev. Razlika med kvantno fiziko in klasično fiziko (ki jo je razložil Newton) je v tem, da druga opazuje in opisuje materialne predmete, prva pa predpostavlja izključno matematični opis samega opazovanja in merjenja. Za kvantno fiziko materialne vrednosti niso predmet raziskovanja, tukaj je opazovalec sam del proučevane situacije.
Na podlagi teh lastnosti ima kvantna mehanika težave pri opisovanju vesolja, ker je opazovalec del vesolja. Vendar, ko govorimo o nastanku vesolja, si je nemogoče predstavljati tujce. Poskusi razvoja modela brez sodelovanja zunanjega opazovalca so okronali s kvantno teorijo nastanka vesolja J. Wheelerja.
Njegovo bistvo je, da v vsakem trenutku pride do razcepitve Vesolja in nastanka neskončnega števila kopij. Posledično je mogoče opazovati vsako od vzporednih vesolj in opazovalci lahko vidijo vse kvantne alternative. Hkrati sta izvirni in novi svet resnični.
Vzorec inflacije
Glavna naloga, ki jo naj bi rešila teorija inflacije, postajaiskanje odgovorov na vprašanja, ki jih teorija velikega poka in teorija širitve puščata neraziskana. In sicer:
- Zakaj se vesolje širi?
- Kaj je veliki pok?
V ta namen inflacijska teorija nastanka vesolja predvideva ekstrapolacijo širjenja na ničelno točko v času, zaključek celotne mase Vesolja na eni točki in nastanek kozmološke singularnost, ki jo pogosto imenujemo veliki pok.
Očitna je nepomembnost splošne teorije relativnosti, ki je trenutno ni mogoče uporabiti. Posledično je mogoče uporabiti le teoretične metode, izračune in odbitke za razvoj splošnejše teorije (ali "nove fizike") in reševanje problema kozmološke singularnosti.
Nove alternativne teorije
Kljub uspehu modela kozmične inflacije, obstajajo znanstveniki, ki mu nasprotujejo in ga imenujejo nevzdržnega. Njihov glavni argument je kritika rešitev, ki jih predlaga teorija. Nasprotniki trdijo, da pri dobljenih rešitvah manjkajo nekatere podrobnosti, z drugimi besedami, namesto da bi rešila problem začetnih vrednosti, jih teorija le spretno drapira.
Alternativa je več eksotičnih teorij, katerih ideja temelji na oblikovanju začetnih vrednosti pred velikim pokom. Nove teorije o nastanku vesolja lahko na kratko opišemo takole:
- Teorija strun. Njegovi privrženci predlagajo, da se poleg običajnih štirih dimenzij prostora in časa uvedejo dodatne dimenzije. Lahko igrajo vlogozgodnjih fazah vesolja in je trenutno v zgoščenem stanju. Na vprašanje o razlogu njihove kompaktifikacije znanstveniki ponujajo odgovor, da je lastnost superstrun T-dvojnost. Zato so strune "navite" na dodatne dimenzije in njihova velikost je omejena.
- Teorija otrobi. Imenuje se tudi M-teorija. V skladu s svojimi postulati na začetku nastajanja Vesolja obstaja hladen statični petdimenzionalni prostor-čas. Štirje od njih (prostorski) imajo omejitve ali stene - tribrane. Naš prostor je ena od sten, druga pa je skrita. Tretja tribrana se nahaja v štiridimenzionalnem prostoru, omejena je z dvema robnima branama. Teorija obravnava tretjo brano, ki trči v našo in sprosti veliko količino energije. Prav ti pogoji postanejo ugodni za nastanek velikega poka.
Ciklične teorije zanikajo edinstvenost velikega poka in trdijo, da vesolje prehaja iz enega stanja v drugo. Problem takšnih teorij je povečanje entropije v skladu z drugim zakonom termodinamike. Posledično je bilo trajanje prejšnjih ciklov krajše, temperatura snovi pa bistveno višja kot med velikim pokom. Verjetnost, da se to zgodi, je izjemno majhna
Ne glede na to, koliko teorij obstaja o nastanku vesolja, sta le dve od njih prestali preizkus časa in premagali problem vedno večje entropije. Razvila sta jih znanstvenika Steinhardt-Turok in Baum-Frampton.
Te relativno nove teorije o nastanku vesolja so bile predstavljene v 80. letih prejšnjega stoletja. Imajo veliko privržencev, ki na podlagi tega razvijajo modele, iščejo dokaze o veljavnosti in delajo na odpravljanju nedoslednosti.
teorija strun
Ena izmed najbolj priljubljenih med teorijami nastanka vesolja je teorija strun. Preden nadaljujemo z opisom njene ideje, je treba razumeti koncepte enega od najbližjih konkurentov, standardnega modela. Predpostavlja, da lahko snov in interakcije opišemo kot določen niz delcev, razdeljenih v več skupin:
- Quarks.
- Leptoni.
- Bozoni.
Ti delci so pravzaprav gradniki vesolja, saj so tako majhni, da jih ni mogoče razdeliti na komponente.
Posebnost teorije strun je trditev, da takšne opeke niso delci, ampak ultramikroskopske strune, ki vibrirajo. Hkrati, ki nihajo na različnih frekvencah, strune postanejo analogi različnih delcev, opisanih v standardnem modelu.
Da bi razumeli teorijo, se moramo zavedati, da strune niso nobena snov, ampak energija. Zato teorija strun sklepa, da so vsi elementi vesolja sestavljeni iz energije.
Ogenj je dobra analogija. Pogled nanj daje vtis njegove materialnosti, vendar se ga ni mogoče dotakniti.
Kozmologija za šolarje
Teorije o nastanku vesolja se na kratko preučujejo v šolah pri pouku astronomije. Za študenteopišite glavne teorije o tem, kako je nastal naš svet, kaj se z njim dogaja zdaj in kako se bo razvijal v prihodnosti.
Namen pouka je otroke seznaniti z naravo nastajanja elementarnih delcev, kemičnih elementov in nebesnih teles. Teorije o nastanku vesolja za otroke so zreducirane na predstavitev teorije velikega poka. Učitelji uporabljajo vizualni material: diapozitive, tabele, plakate, ilustracije. Njihova glavna naloga je prebuditi zanimanje otrok za svet, ki jih obdaja.
