В начале XX века астрономы Эдвин Хаббл и Милтон Хьюмасон обнаружили, что галактики постепенно удаляются от Млечного Пути. А точнее, все галактики удаляются друг от друга — а это значит, что Вселенная расширяется. Стало быть, когда-то в далеком прошлом вся наша Вселенная была намного меньше, жарче и плотнее.
Это описание — известное сегодня как теория Большого взрыва — вынесло испытание временем, справляясь с новыми открытиями и альтернативными объяснениями на протяжении всего прошлого века. Так что же такое этот Большой взрыв?
Большой взрыв произошел везде сразу
Вселенная не имеет ни центра, ни края. Каждая часть космоса постоянно расширяется, а это значит, что если мы отмотаем часы назад, то сможем выяснить, когда именно все было собрано вместе — 13,8 миллиарда лет назад. Поскольку каждое место, которое мы отобразим на карте Вселенной сегодня, занимало ту же самую точку и тогда, а наша Вселенная целиком вышла из Большого взрыва, то и у самого взрыва не было «точки на карте» — он произошел везде одновременно.
Большой взрыв не объясняет начало всего
Большой взрыв, как правило, отсылает к теории расширения космоса и ранней горячей стадии возникновения Вселенной. Однако, несмотря на это, даже ученые зачастую злоупотребляют этим термином, описывая вероятный момент времени, когда все было «упаковано» в одну точку. Проблема в том, что не существует ни наблюдений, ни даже складной научной теории о том, что представляет собой этот отрезок времени, который принято называть космологической сингулярностью.
Вот что говорил по этому поводу Стивен Хокинг, теоретически доказавший в 1967 году возможность возникновения такой сингулярности при пересчете назад во времени расширения Вселенной:
«Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определенный момент времени. Однако сам момент начала творения — сингулярность — не подчиняется ни одному из известных законов физики».
Таким образом, космологическая сингулярность является отправной точкой для Вселенной, которую мы наблюдаем, но могло быть что-то, чтобыло и до нее.
Сложность здесь состоит в том, что сильно перегретая Вселенная и ее невероятно быстрое расширение, последовавшие за сингулярностью, стерли все следы того, что могло происходить до Большого взрыва. Ученые сегодня пытаются найти способ обнаружения признаков более ранней Вселенной — и, хотя пока ни одного найти не удалось, исключать это неразумно.
Схема эволюции Вселенной
Большой взрыв — это прежде всего водород и гелий
Что именно решает научная теория Большого взрыва? В основе теории, в первую очередь, лежит объяснение химического состава нашей Вселенной — это же и остается ее самым успешным и точным предсказанием. Все началось в 40-х годах прошлого века, когда Ральф Альфер и Джордж Гамов провели подсчеты, подтвердившие, что ранняя Вселенная была достаточно горячая и плотная, чтобы в точности произвести весь объем гелия, лития и дейтерия, наблюдаемого в космосе; поздние наблюдения подтвердили происхождение водорода. Это открытие стало известно как нуклеосинтез Большого взрыва.
Ральф Альфер и Джордж Гамов
Одним из людей, стоявших у истоков теории, был католический священник
Как это ни странно, одним из первых, кто подводил основу под теорию Большого взрыва — научное объяснение мирообразования, был католический священник. Помимо своей религиозной подготовки, Жорж Леметр был физиком, изучавшим теорию относительности и высчитавшим некоторые из условий образования раннего космоса в 30-е годы. Правда, его варианты обозначения теории не прижились, иначе бы вы сейчас читали статью о теории «космического яйца» или «первобытного атома».
Жорж Леметр — священник и ученый
Альберт Эйнштейн и Жорж Леметр
Никому на самом деле не нравится название «Большой взрыв»
Вплоть до 60-х годов прошлого века идея о Вселенной, имеющей начало во времени, являлась весьма спорной среди физиков. «Большой взрыв» — изначально шуточное обозначение для теории — было предложено астрономом Фредом Хойлом, который был ведущим сторонником альтернативной теории о бесконечно существовавшей Вселенной.
Астроном пытался подчеркнуть кажущуюся простоту идеи о возникновении Вселенной в результате взрыва — иронично, но похоже, что шутка прижилась, и сегодня «теория Большого взрыва» уже никому не кажется странным или неуместным названием.
Физик Фред Хойл на радио BBC в 1950 году
06.03.2018
