Теории за произхода на Вселената. Колко теории съществуват за произхода на Вселената? Теорията за Големия взрив: произхода на Вселената. Религиозната теория за произхода на Вселената

Величието и разнообразието на околния свят могат да учудят всяко въображение. Всички обекти и предмети, които заобикалят човека, а други, разнообразие от растителни и животински видове, частиците, които могат да се видят само с микроскоп, както и звездни купове неразбираеми: всички те са обединени от идеята за "Вселена".

Теории за произхода на Вселената са разработени отдавна от човека. Въпреки липсата на дори елементарни понятия за религия и наука, любознателни умове на древните хора са имали въпроси относно принципите на световния ред и за това, което положението на лицето, в пространството, което го заобикаля. Колко теории за произхода на вселената съществуват днес, трудно е да се има предвид, някои от тях са изследвани от водещи учени със световни имена, други са откровено фантастични.

Космология и нейните предмети

Съвременната космология - науката за структурата и развитието на Вселената - разглежда въпроса за нейния произход като една от най-интересните и все още недостатъчно изучени загадки. Естеството на процесите, които са допринесли за появата на звезди, галактики, слънчеви системи и планети, тяхното развитие, източник на вселената, както и неговия размер и граници: всичко това е само кратък списък с въпроси се разглеждат от съвременните учени.

Търсенето на отговори на основната загадка за образуването на света доведе до факта, че днес съществуват различни теории за произхода, съществуването, развитието на Вселената. Развълнуването на специалисти, търсещи отговори, конструиране и тестване на хипотези, е оправдано, защото надеждна теория за раждането на вселената ще разкрие на целия човек вероятността за съществуване на живот в други системи и планети.

Теориите за произхода на вселената имат характер на научни понятия, индивидуални хипотези, религиозни учения, философски идеи и митове. Всички те обикновено са разделени на две основни категории:

1. Теории, според които вселената е създадена от създателя. С други думи, тяхната същност се крие във факта, че процесът на създаване на Вселената е съзнателно и духовно действие, проява на волята на висшия ум.
2. Теории за произхода на вселената, изградени въз основа на научни фактори. Техните постулати категорично отхвърлят съществуването на създателя и възможността за съзнателно сътворяване на света. Такива хипотези често се основават на това, което се нарича принцип на посредственост. Те приемат вероятността да имат живот не само на нашата планета, но и на другите.

Креационизмът е теорията за създаването на света от Създателя

Както подсказва името, креационизмът е религиозна теория за произхода на Вселената. Този светоглед се основава на концепцията за създаване на вселената, планетата и човека от Бог или от Твореца.

Идеята за дълъг период от време е бил доминиращ до края на XIX век, когато ускоряването на процеса на натрупване на знания в различни области на науката (биология, астрономия, физика), както и широко разпространената теория на еволюцията. Креационизмът стана един вид реакция на християни, които се придържат към консервативните възгледи за текущите открития. Доминиращата идея за еволюционно развитие по това време укрепва противоречията, съществуващи между религиозни и други теории.

Разликата между научните и религиозните теории

Основните различия между теориите на различните категории са предимно в термините, които техните привърженици използват. Така че, в научните хипотези, вместо създателя - природата и вместо създаването - произходът. Заедно с това има въпроси, които по подобен начин са осветени от различни теории или дори напълно дублирани.

Теории за произхода на вселената, отнасящи се до противоположните категории, датират съвсем различно. Например, според най-честата хипотеза (теорията за Големия взрив), вселената се е формирала преди около 13 милиарда години.

Обратно, религиозната теория за произхода на вселената дава доста различни цифри:

• Според християнските източници, възрастта на вселената, създадена от Бог по времето на раждането на Исус Христос, е 3483-6984 години.
• Хиндуизмът предполага, че нашият свят е на около 155 трилиона години.

Кант и неговия космологичен модел

До 20-и век повечето учени са заемали мнение за безкрайността на Вселената. С това качество те характеризираха времето и пространството. Освен това според тях вселената е статична и хомогенна.

Идеята за безкрайността на вселената в космоса беше представена от Исак Нютон. Развитието на това предположение беше Емануел Кант, Той разработи теория за липсата на времеви граници. Придвижвайки се, в теоретичните предположения Кант разшири безкрайността на вселената с броя на възможните биологични продукти. Този постулат означаваше, че в един древен и огромен свят без край и начало може да има неизброимо количество възможни варианти, в резултат на което появата на някакви биологични видове е реална.

Въз основа на на тази теория евентуалната поява на форми на живот по-късно е разработена от теорията на Дарвин. Наблюденията на звездното небе и резултатите от изчисленията на астрономите потвърдиха космологичния модел на Кант.

Размисли на Айнщайн

В началото на 20-ти век Алберт Айнщайн публикува своя модел на Вселената. Според неговата теория на относителността два противоположни процеси се срещат едновременно във Вселената: разширяване и свиване. Той обаче е съгласен с мнението на повечето учени за стационарността на Вселената, така че той въведе концепцията за космическа отблъскваща сила. Неговото въздействие има за цел да балансира привличането на звездите и да спре процеса на движение на всички небесни тела, за да запази статичната природа на Вселената.

Моделът на вселената - според Айнщайн - има определен размер, но в това няма граници. Такава комбинация е осъществима само ако пространството е извито по същия начин, както в сферата.

Характеристиките на пространството на този модел са:

• Триизмерността.
• Затваряне на себе си.
• Хомогенност (липса на център и край), в която галактиките са равномерно разположени.

А. А. Фридман: Вселената се разширява

Създателят на революционния разширяващ се модел на вселената А. А. Фридман (СССР) изгради своята теория на базата на уравнения, които характеризират общата теория на относителността. Вярно е, че общоприетото мнение в научния свят на времето е статичният характер на нашия свят, така че работата му не се обръщаше с необходимото внимание.

Няколко години по-късно астрономът Едуин Хъбъл прави откритие, което потвърждава идеите на Фридман. Бе открито отстраняването на галактики от близкия Млечен път. В същото време фактът, че скоростта на тяхното движение е пропорционална на разстоянието между тях и нашата галактика, е станало неопровержимо.

Това откритие обяснява постоянното "напускане" на звездите и галактиките във връзка един с друг, което води до заключение за разширяването на Вселената.

В края на краищата констатациите на Фридман бяха признати от Айнщайн, а по-късно споменаваше заслугите на съветския учен като основател на хипотезата за разширяване на Вселената.

Не може да се каже, че има противоречия между тази теория и общата теория на относителността, но с разширяването на Вселената трябва да е имало първоначален импулс, който предизвиква полета на звездите. По аналогия с експлозията идеята се нарича "Големият взрив".

Стивън Хокинг и антроповия принцип

Резултатът от изчисленията и откритията на Стивън Хокинг е антропоцентричната теория за произхода на Вселената. Неговият създател твърди, че съществуването на планета, така добре подготвена за човешкия живот, не може да бъде случайно.

Теорията за произхода на вселената на Стивън Хокинг също предвижда постепенното изпаряване на черни дупки, загубата на енергия и емисиите Хокинг радиация.

В резултат на търсенето на доказателства са избрани и проверени над 40 характеристики, спазването на които е необходимо за развитието на цивилизацията. Американският астрофизик Хю Рос оцени вероятността от такова несъзнателно съвпадение. Резултатът е фигура 10^-53.

Нашата вселена включва трилион галактики, всяка от които е 100 милиарда звезди. Според изчисленията, направени от учените, общият брой на планетите трябва да бъде 10²⁰. Тази цифра е с 33 порядъка по-малка от предварително изчислената. Следователно никоя от планетите във всички галактики не може да комбинира условия, които биха били подходящи за спонтанната поява на живот.

Теорията за Големия взрив: появата на вселената от безгранична частица

Учените, подкрепящи теорията на големия взрив, споделят хипотезата, че вселената е последица от голяма експлозия. Основният постулат на теорията е твърдението, че преди това събитие всички елементи на настоящата Вселена са били затворени в частица с микроскопични измерения. Вътре в него елементите се характеризират с единствено състояние, в което не могат да бъдат измерени показатели като температура, плътност и налягане. Те са безкрайни. Законите на физиката не влияят върху материята и енергията в това състояние.

Причината за експлозията, която настъпи преди 15 милиарда години, се нарича нестабилност вътре в частицата. Разпръснатите елементи на минутата полагат основите на света, който познаваме днес.

Първоначално вселената беше мъглявина, образувана от малки частици (по-малки от атома). След това, свързвайки се, те образуват атоми, които служат като основа на звездните галактики. Отговорът на въпросите за това, което се случи преди експлозията, а също и причината за нея, са най-важните задачи на тази теория за произхода на Вселената.

Таблицата схематично изобразява етапите във формирането на Вселената след Големия взрив.

Както се вижда от горните данни, Вселената продължава да се разширява и да се охлажда.

Постоянното увеличаване на разстоянието между галактиките е основният постулат: това, което отличава теорията за големия взрив. Появата на Вселената по този начин може да бъде потвърдена от намерените доказателства. Съществуват и основания да се опровергае това.

Проблем на теорията

Като се има предвид, че теорията за големия взрив не е доказана на практика, не е изненадващо, че има няколко въпроса, които не е в състояние да отговори:

1. Singularity. Тази дума показва състоянието на Вселената, компресирано до една точка. Проблемът на теорията за голяма експлозия е невъзможността да се опишат процесите, протичащи в материята и пространството в такова състояние. Общият закон за относителността не е приложим тук, така че е невъзможно да се състави математическо описание и уравнения за моделиране.
   Основната невъзможност да се получи отговор на въпроса за първоначалното състояние на вселената дискредитира теорията от самото начало. Нейните популярни научни сведения предпочитат да мълчат или да споменават тази трудност само небрежно. Въпреки това, за учените, работещи върху довеждането на математическата база до теорията за големия взрив, такава трудност се признава за основна пречка.
2. Астрономия. В тази сфера теорията на Големия взрив се сблъсква с факта, че не може да опише процеса на произхода на галактиките. Въз основа на текущите версии на теориите е възможно да се предскаже как изглежда хомогенен облак от газ. В същото време плътността му сега трябва да бъде около един атом на кубичен метър. За да получите нещо повече, не можете да направите, без да коригирате първоначалното състояние на Вселената. Липсата на информация и практически опит в тази област са сериозни пречки за по-нататъшното моделиране.

Съществува и несъответствие в експонентите на изчислената маса на нашата галактика и тези, получени от изследването на скоростта на нейното привличане към галактиката Андромеда. Очевидно теглото на нашата галактика е десет пъти по-голямо от предполагаемото.

Космология и квантова физика

Днес няма космологични теории, които не разчитат на квантовата механика. В края на краищата тя се занимава с описанието на поведението на атомните и субатомните частици. Разликата между квантовата физика и класическата (описана от Нютон) е, че втората наблюдава и описва материални обекти, а първата предполага изключително математическо описание на самата наблюдение и измерване. За квантовата физика материалните ценности не представляват обект на изследване, тук самият наблюдател е част от изследваната ситуация.

Въз основа на тези характеристики, квантовата механика изпитва затруднения с описанието на Вселената, защото наблюдателят е част от Вселената. Въпреки това, когато говорим за произхода на Вселената, не е възможно да си представим външни наблюдатели. Опитите за разработване на модел без участието на външен наблюдател са короновани с квантовата теория за произхода на Вселената Дж. Уилър.

Същността му е, че във всеки един момент има разделяне на Вселената и формирането на безкраен брой копия. В резултат на това всяка паралелна Вселена може да бъде наблюдавана и наблюдателите могат да видят всички квантови алтернативи. В същото време оригиналните и новите светове са реални.

Инфлационен модел

Основната задача, която теорията на инфлацията трябва да реши, е да търси отговори на въпросите, оставени от неразгледаната теория за големия взрив и теорията за разширяването. А именно:

1. По каква причина вселената се разширява?
2. Какво представлява голяма експлозия?

За тази цел инфлационната теория за произхода на вселената осигурява екстраполация на експанзията в нулева точка във времето, завършването на цялата маса на вселената в една точка и формирането на космологична сингулярност, която често се нарича голяма експлозия.

Очевидно е ирелевантността на общата теория на относителността, която не може да бъде приложена в този момент. В резултат на това могат да се използват само теоретични методи, изчисления и заключения за разработване на по-обща теория (или "нова физика") и решаване на проблема за космологичната сингулярност.

Нови алтернативни теории

Въпреки успеха на модела на космическата инфлация, има учени, които се противопоставят, като го наричат ​​несъстоятелна. Основният им аргумент е критиката към предлаганите от теорията решения. Противниците твърдят, че получените решения оставят някои детайли липсващи, с други думи, вместо да решават проблема с първоначалните стойности, теорията само ги умело затваря.

Една алтернатива са няколко екзотични теории, чиято идея се основава на формирането на първоначални стойности преди големия взрив. Новите теории за произхода на Вселената могат да бъдат описани накратко, както следва:

• Теория на низовете. Неговите привърженици предлагат, освен обичайните четири измерения на пространството и времето, да въведат допълнителни размери. Те биха могли да играят роля в ранните стадии на вселената и в момента са в едно компактно състояние. Отговаряйки на въпроса за причината за тяхното компактифициране, учените предлагат отговор, в който се посочва, че собствеността на суперструните е Т-дуалност. Следователно струните са "увити" в допълнителни размери и техният размер е ограничен.
• Теорията на подправките. Тя се нарича М-теория. В съответствие със своите постулати, в началото на формирането на Вселената има студена статика петмерно пространство-време. Четири от тях (пространствени) имат ограничения, или стени - три-brane. Нашето пространство е една от стените, а втората е скрита. Третата три брана е разположена в четиримерно пространство, ограничена е от две гранични брани. Теорията разглежда сблъсъка на третата брана с нашата и освобождаването на голямо количество енергия. Тези условия са благоприятни за появата на голям взрив.

1. Цикличните теории отричат ​​уникалността на големия взрив, като твърдят, че вселената преминава от една държава в друга. Проблемът на такива теории е нарастването на ентропията, съгласно втория закон на термодинамиката. Следователно продължителността на предходните цикли е по-малка и температурата на веществото е значително по-висока, отколкото в случай на голяма експлозия. Вероятността за това е изключително малка.

Независимо колко теории съществуват за произхода на Вселената, само двама от тях са издържали теста на времето и преодоляват проблема с все по-голямата ентропия. Те са разработени от учените Steinhardt-Tyurok и Baum-Frampton.

Тези относително нови теории за произхода на вселената бяха представени през 80-те години. Те имат много последователи, които разработват модели, основаващи се на него, търсене на доказателства за надеждност и работа по премахване на противоречията.

Теория на низовете

Един от най-популярните сред теорията за произхода на Вселената е струнната теория. Преди да преминем към описание на нейната идея, е необходимо да разберем концепциите на един от най-близките конкуренти - стандартния модел. Предполага, че материята и взаимодействията могат да бъдат описани като специфичен набор от частици, които са разделени на няколко групи:

• Кварките.
• Лептоните.
• Бозоните.

Тези частици всъщност са тухлите на Вселената, тъй като те са толкова малки, че не могат да бъдат разделени на компоненти.

Отличителна черта на струнната теория е твърдението, че такива тухли не са частици, а ултрамикроскопични струни, които се колебаят. В същото време, вариращи при различни честоти, струните стават аналози на различни частици, описани в стандартния модел.

За да разберем теорията, трябва да разберем, че низовете не са никакви въпроси, то е енергия. Ето защо, теория на струните заключава, че всички елементи на Вселената се състоят от енергия.

Добра аналогия е огънят. Когато го погледнете, вие получавате впечатление за неговата същественост, но не можете да го докоснете.

Космология за ученици

Теориите за произхода на вселената се изследват за кратко в училищата по уроците по астрономия. Учениците описват основните теории за това как се формира нашият свят, какво се случва сега и как ще се развие в бъдеще. Целта на уроците е да запознаят децата с естеството на образуването на елементарни частици, химически елементи и небесни тела. Теориите за произхода на вселената за деца намаляват до представянето на теорията на големия взрив. Учителите използват визуален материал: диапозитиви, маси, плакати, илюстрации. Основната им задача е пробуждането на интереса на децата към света, който ги заобикаля.