Pirms 13,8 miljardiem gadu Visumam bija raksturīgums - kosmosu bezgalīgi saspiež augsts spiediens. Tomēr mazāk nekā vienas sekundes miljardās daļas laikā šis niecīgais punkts izauga līdz neticamam izmēram. Mūsu Visuma klasiskajai vēsturei ir sākums, vidus un beigas. Tātad, saskaņā ar Alberta Einšteina vispārējo relativitātes teoriju (GR), Visuma paplašināšanai laika gaitā vajadzētu palēnināties. Tomēr realitāte glezno pavisam citu ainu: Visums turpina paplašināties arvien ātrāk. Zinātnieki uzskata, ka šīs neatbilstības iemesls ir noslēpumainā tumšā enerģija, taču ir iespējams, ka ir jāpārskata mūsu izpratne par Visumu un tā attīstību.
Ir daudz pieņēmumu par to, kā radās mūsu Visums un kāpēc tas pastāv.
Kā tas viss sākās un vai varēja būt savādāk?
Visums sāka paplašināties tūlīt pēc lielā sprādziena. Izplešanās ātrums tās attīstības agrīnajā posmā - šo procesu sauc par kosmoloģisko inflāciju - bija daudz straujāks nekā pēc inflācijas beigām. Tātad, pakāpeniski Visums paplašinājās un atdzisa, bet tikai ar nelielu daļu no sākotnējā ātruma. Nākamos 380 000 gadus Visums bija tik blīvs, ka kosmoss bija necaurspīdīga, super karsta izkliedētu daļiņu plazma. Kad Visums bija pietiekami atdzisis, lai veidotos pirmie ūdeņraža atomi, tas kļuva caurspīdīgs, lai gaisma varētu iziet cauri. Tad starojums izcēlās visos virzienos, un Visums bija ceļā uz to, ko mēs šodien redzam - tukša telpa, kas mijas ar gāzes un putekļu, zvaigznīšu, galaktiku, melno caurumu un citu matērijas un enerģijas veidu pārpalikumiem. Visbeidzotpēc dažiem modeļiem visi matērijas šķembas izkliedēsies tik tālu viena no otras, ka tās pakāpeniski izzudīs. Visums kļūs par aukstu, viendabīgu izolētu fotonu zupu. Bet ko tad, ja Lielais sprādziens nebūtu tā visa sākums?
Lielā sprādziena teorija ir tik plaši pieņemta, ka dažreiz jūs varat aizmirst, ka šī ir tikai teorija, kurai ir trūkumi. Tieši šī iemesla dēļ zinātnieki piedāvā dažādus scenārijus. Piemēram, ir ierosināts, ka Lielais sprādziens varētu būt drīzāk bijis “Lielais atlēciens” - pagrieziena punkts notiekošajā Visuma saraušanās un paplašināšanās ciklā. Vēl viens pieņēmums ir tāds, ka Lielais sprādziens kļuva par pārdomu punktu, kad mūsu Visuma spoguļattēls izplešas ārpus “otras puses”, kurā antimateriāls aizvieto matēriju, un laiks pats plūst pretējā virzienā. Saskaņā ar trešo pieņēmumu, Lielais sprādziens ir pārejas punkts Visumā, kas vienmēr ir pastāvējis un turpinās paplašināties bezgalīgi. Visas šīs teorijas ir ārpus vispārējās kosmoloģijas,bet viņi visi atrada atbalstu cienījamu zinātnieku vidū. Pieaugošais jauno, konkurējošo teoriju skaits liek domāt, ka varētu būt laiks pārdomāt to pašu faktu, ka Lielais sprādziens iezīmē telpas un laika sākumu.
Visumu, kuru mēs šobrīd redzam, veido gāzes un putekļu kopas, zvaigznes, melnie caurumi un galaktikas.
Reklāmas video:
Ko darīt, ja lielais sprādziens īsti nenotika?
Akadēmiskajās aprindās vairākkārt ir izteikta ideja, ka Lielais sprādziens … neeksistēja. Tātad Ēriks Lerners, tā paša nosaukuma grāmatas, kuru viņš uzrakstīja 1992. gadā, autors, iepazīstināja ar pētījuma rezultātiem, saskaņā ar kuru, saskaņā ar publikāciju Invers, pastāv neatbilstība starp Lielā sprādziena teoriju un novērotajiem faktiskajiem datiem. "Kosmoloģijas attīstībai ir jāatsakās no Lielā sprādziena galvenās hipotēzes," - teikts paziņojumā Lerners. "Īstā krīze kosmoloģijā ir tāda, ka nekad nav bijis Lielais sprādziens."
Mēs runājam par pierādījumu neatbilstību litija klātbūtnei kosmosā, par kuriem astronomi, pēc Lernera vārdiem, ir zināmi jau sen. Zinātnieki šodien uzskata, ka precīzi hēlija, deitērija un litija daudzumi tika iegūti saplūšanas reakcijās blīvā, ļoti karstā ķīmisko elementu mākonī, kas parādījās pēc Lielā sprādziena. Tomēr Lerners, kurš gadu desmitiem ir pavadījis, detalizēti novērojot šādas reakcijas, saka, ka viņa un citu zinātnieku atradumi nesakrīt ar ilgstošām teorijām, kas balstītas uz vecāku zvaigžņu novērojumiem. Viņš atklāja, ka vecajās zvaigznēs ir novērota mazāk nekā puse hēlija un mazāk nekā viena desmitā daļa litija, nekā prognozēja Lielā sprādziena nukleosintēzes teorija, saskaņā ar kuru ceturtdaļa no visas Visuma masas ir hēlijs. Lerners ir pārliecināts, ka ne litijs, ne hēlijs netika izveidoti, pirms mūsu galaktikā parādījās pirmās zvaigznes.
Vai mūsu Visums varēja rasties no nekā?
Tomēr ne visi zinātnieki piekrīt Lernera teorijai. Kā pastāstīja Dienvidkalifornijas universitātes astronomijas profesors Vae Perumjans, Lerners reti citē recenzētus rakstus, un daudziem viņa argumentiem nav ūdens. Tātad Perumians uzskata, ka mikroviļņu kosmiskais fona starojums (vai relikvijas starojums), kas norāda uz lielā sprādziena radīto starojumu, ir kosmoloģiskās teorijas pīlārs, kuru Lerners nevar apstrīdēt. Turklāt, ja Lielā sprādziena teorijā būtu bijuši tik nopietni trūkumi, Lerners nebūtu bijis šīs teorijas vienīgais kritiķis.
Bet Lerners nav viens. Nobela prēmijas laureāts kosmologs Džeimss Peebles uzskata, ka ir jāpārtrauc saukt par Visuma agrākajiem mirkļiem par “Lielo sprādzienu”. Saskaņā ar Agence France-Presse teikto, Peebles uzskata, ka nav laba veida, kā pārbaudīt, vai tāds notikums kā Lielais sprādziens patiešām notika - kosmologiem ir pierādījumi par strauju izplešanos uz āru, taču nekas nav diskrētāks par atsevišķu punktu, kas eksplodēja, lai izveidotu visu Visums. Peeblesam nav alternatīvas Lielā sprādziena teorijai, taču viņš ir pārliecināts, ka bez pietiekamiem datiem zinātniekiem nevajadzētu uzskatīt, ka šī ērtā hipotēze ir pareiza. Tajā pašā laikā zinātnieks atzīst, ka, ja nav labāka veida, kā aprakstīt Visuma sākumu, Lielais sprādziens darbojas lieliski. Savos aprēķinos Peebles arī ievēro vispārpieņemto teoriju, lai gan viņam tas patiešām nepatīk.
Lielais lielījums: vai Visums var izplesties bezgalīgi?
Akadēmiskajā vidē visizplatītākā Big Bounce hipotēze sakņojas neapmierinātībā ar kosmoloģiskās inflācijas ideju. Kosmiskais mikroviļņu fona starojums ir būtisks faktors visos Visuma modeļos kopš tā atklāšanas 1965. gadā. Turklāt CMB ir galvenais informācijas avots par to, kā izskatījās agrīnais Visums, un tajā pašā laikā noslēpums fiziķiem. Fakts ir tāds, ka relikvijas starojums izskatās vienādi pat reģionos, kas, šķiet, nekad nevarētu savstarpēji mijiedarboties visā Visuma vēsturē.
Rētas, kuras Lielais sprādziens atstājis vājā relikvijas starojumā, kas caurstrāvo visu kosmosu, sniedz norādes par to, kā izskatījās agrīnais Visums.
Saskaņā ar Big Bounce hipotēzi Visums paplašināsies, līdz tas samazinās līdz vienam bezgalīgam punktam - ciklam, kas ilgst mūžīgi. 2007. gadā Pensilvānijas universitātes fiziķis Martins Bodjalds, pamatojoties uz Einšteina modeli, izvirzīja Loop kvantu gravitācijas teoriju - kvantu fizikas lauku, kas apraksta ārkārtīgi augstās enerģijas, kas dominēja agrīnajā Visumā, tādējādi pētnieki secināja, ka Visums nerodas no nekā un nepaplašināsies uz nenoteiktu laiku. Tomēr Bozhawald pētījumi rāda, ka hipotētiskais iepriekšējais Visums nebija tieši tāds pats kā mūsējais. Kopumā Lielā atsitiena hipotēze sasaucas ar karstā, blīvā Visuma Lielā sprādziena attēlu, kas sākās pirms 13,8 miljardiem gadu un sāka paplašināties un atdzist. Bet tā vietāLai kļūtu par telpas un laika sākumu, lielais sprādziens bija Visuma pārejas brīdis no agrākas eksistences fāzes, kuras laikā kosmoss slēdzās.
Tomēr kritiķi uzskata, ka ir maz pierādījumu šīs teorijas atbalstam. Piemēram, Pīters Voitsts, Kolumbijas universitātes matemātiķis, savā blogā nav rakstījis pat nepareizi: "Lai šādus apgalvojumus uzskatītu par likumīgu teoriju, tie ir jāpamato ar pierādījumiem."
Meklē atbildes: Visi ceļi ved uz tumšo enerģiju
Ņemot vērā faktu, ka vispārpieņemtā Visuma parādīšanās un evolūcijas teorija ir Lielā sprādziena teorija, zinātnieki cenšas rast atbildi uz jautājumu, kāpēc Visums paplašinās ar paātrinājumu.
Tumšā matērija un tumšā enerģija, iespējams, ir atslēgas, lai izprastu mūsu Visumu.
Kad pētnieki analizēja zvaigžņu un galaktiku kustību, viņi secināja, ka ir neredzamas daļiņas, kuras viņi sauca par tumšo matēriju. Un pastāvīgais Visuma paplašināšanās paātrinājums (Habla konstante) liecināja, ka to izraisīja noteikta parādība, ko pētnieki sauca par tumšo enerģiju. Tumšā enerģija un tumšā matērija ir galvenie mūsu laika zinātniskie noslēpumi, tāpēc pētnieki no starptautiskās grupas tumšās enerģijas izpētei (DES) meklē atbildes. DES sākās 2004. gadā, un šobrīd tajā piedalās 400 zinātnieki no 26 dažādām zinātniskām institūcijām septiņās valstīs. Zinātnieki meklē tumšo enerģiju, izmantojot visjūtīgāko astronomisko digitālo kameru ar 570 megapikseļu izšķirtspēju. Kamera ir uzstādīta uz Viktora Blanco teleskopu Cerro Toledo observatorijā Čīles Andos. Tas ir sava veida skalpelis, kas aprīkots ar piecām lēcām.
Pētnieki uzskata, ka atbildes uz pamatjautājumiem par to, kā radās Visums un kāda ir tumšā matērija un tumšā enerģija, plašākai sabiedrībai būtu jāsniedz apmēram piecu gadu laikā. DES mērķis ir analizēt 100 000 galaktiku, kas atrodas līdz 8 miljardiem gaismas gadu attālumā. Tā kā tumšo enerģiju nevar redzēt, pētnieki mēra Habla konstanci, lai precīzi noteiktu, vai tumšā enerģija pastāv un no kā tā ir veidota. Tā vai citādi, mums vienkārši jāgaida starptautiskas zinātnieku grupas darba rezultāti un jāizdara pieņēmumi par to, kāds ir mūsu Visums.
Ļubova Sokovikova