Acum 13,8 miliarde de ani, universul era o singularitate - spațiu comprimat infinit de presiune înaltă. Cu toate acestea, în mai puțin de o fracțiune de o miliardime de secundă, acest punct minuscul s-a extins la o dimensiune incredibilă. Istoria clasică a universului nostru are un început, un mijloc și un sfârșit. Deci, conform teoriei generale a relativității (GR) de Albert Einstein, expansiunea Universului ar trebui să încetinească în timp. Cu toate acestea, realitatea pictează o imagine complet diferită: universul continuă să se extindă din ce în ce mai repede. Oamenii de știință cred că motivul acestei discrepanțe este energia misterioasă a întunericului, dar este posibil ca înțelegerea noastră despre univers și evoluția sa să fie revizuită.
Există multe ipoteze despre cum a luat naștere universul nostru și de ce există.
Cum a început totul și putea fi altfel?
Universul a început să se extindă imediat după Big Bang. Rata de expansiune la începutul evoluției sale - acest proces se numește inflație cosmologică - a fost mult mai rapid decât după încheierea inflației. Deci, treptat Universul s-a extins și s-a răcit, dar numai cu o fracțiune din viteza inițială. Pentru următorii 380.000 de ani, universul a fost atât de dens încât spațiul a fost o plasmă opacă, super-fierbinte de particule împrăștiate. Când universul s-a răcit suficient pentru ca primii atomi de hidrogen să se formeze, a devenit transparent pentru ca lumina să treacă. Apoi radiația a izbucnit în toate direcțiile, iar universul a fost pe cale să devină ceea ce îl vedem astăzi - spațiu gol care alternează cu aglomerații de gaz și praf, stele, galaxii, găuri negre și alte forme de materie și energie. In cele din urma,conform unor modele, toate aglomerațiile de materie se vor răspândi până acum, încât vor dispărea treptat. Universul va deveni o supă rece, omogenă de fotoni izolați. Dar dacă Big Bang-ul nu ar fi începutul tuturor?
Teoria Big Bang-ului este atât de larg acceptată încât uneori poți uita că aceasta este doar o teorie care are defecte. Din acest motiv oamenii de știință oferă o varietate de opțiuni pentru dezvoltarea evenimentelor. De exemplu, s-a sugerat că Big Bang-ul ar fi putut fi mai mult un „Big Bounce” - un moment de cotitură în ciclul continuu de contracție și extindere a universului. O altă presupunere este că Big Bang-ul a devenit un punct de reflecție, când imaginea în oglindă a Universului nostru se extinde dincolo de „cealaltă parte”, în care antimateria înlocuiește materia, iar timpul în sine curge în direcția opusă. Conform celei de-a treia presupuneri, Big Bang-ul este un punct de tranziție în univers care a existat întotdeauna și va continua să se extindă la nesfârșit. Toate aceste teorii sunt în afara cosmologiei mainstream,dar cu toții au găsit sprijin în rândul oamenilor de știință respectați. Numărul tot mai mare de teorii noi, concurente, sugerează că poate fi timpul să regândești faptul că Big Bang-ul marchează începutul spațiului și al timpului.
Universul pe care îl vedem în prezent este format din ciorchini de gaz și praf, stele, găuri negre și galaxii.
Video promotional:
Ce se întâmplă dacă Big Bang-ul nu s-a întâmplat cu adevărat?
În cercurile academice, ideea a fost exprimată în mod repetat că Big Bang … nu exista. Deci, Eric Lerner, autorul cărții cu același nume, pe care a scris-o în 1992, a prezentat rezultatele studiului, potrivit cărora, conform ediției Invers, există o discrepanță între teoria Big Bang și datele faptice observate. "Pentru dezvoltarea cosmologiei, este necesar să se renunțe la ipoteza principală a Big Bang-ului", a spus într-o declarație Lerner. „Adevărata criză în cosmologie este că nu a existat niciodată un Big Bang.”
Vorbim despre inconsecvența dovezilor pentru prezența litiului în spațiu, despre care astronomii, potrivit Lerner, sunt cunoscuți de multă vreme. Oamenii de știință cred astăzi că cantitățile exacte de heliu, deuteriu și litiu au fost produse prin reacții de fuziune într-un nor dens și foarte fierbinte de elemente chimice apărute după Big Bang. Cu toate acestea, Lerner, care a petrecut zeci de ani observând în detaliu astfel de reacții, spune că descoperirile sale și ale altor oameni de știință nu coincid cu teoriile de lungă durată bazate pe observații ale stelelor mai vechi. El a descoperit că mai puțin de jumătate din heliu și mai puțin de o zecime de litiu sunt observate la stelele vechi decât cele prevăzute de teoria nucleosintezei Big Bang, conform căreia un sfert din întreaga masă a universului este heliu. Lerner este convins că nici litiu, nici heliu nu au fost create înainte ca primele stele să apară în galaxia noastră.
Universul nostru ar fi putut să apară din nimic?
Cu toate acestea, nu toți oamenii de știință sunt de acord cu teoria lui Lerner. Potrivit lui Vae Perumyan, profesor de astronomie la Universitatea din California de Sud, Lerner citează rar articole revizuite de la egal la egal și multe dintre argumentele sale nu dețin apă. De exemplu, Perumian consideră că radiațiile cosmice de fundal (sau radiații relicve), care indică radiația emanată de Big Bang, este un pilon al teoriei cosmologice, pe care Lerner nu îl poate contesta. Mai mult, dacă ar fi existat astfel de defecte grave în teoria Big Bang, Lerner nu ar fi fost singurul critic al acestei teorii.
Dar Lerner nu este singur. Cosmologul laureat Nobel James Peebles consideră că este necesar să nu mai numim cele mai timpurii momente ale universului nostru „Big Bang”. Potrivit Agence France-Presse, Peebles consideră că nu există o modalitate bună de a verifica dacă într-adevăr a avut loc un eveniment precum Big Bang - cosmologii au dovezi ale unei extinderi externe rapide, dar nimic nu este mai discret decât un punct singular care a explodat pentru a crea totul în Universul. Peebles nu are nicio alternativă la teoria Big Bang, dar este convins că, fără date suficiente, oamenii de știință nu ar trebui să presupună că această ipoteză convenabilă este corectă. În același timp, savantul recunoaște că, în absența unui mod mai bun de a descrie începutul universului, Big Bang funcționează grozav. În calculele sale, Peebles respectă și teoria general acceptată, deși chiar nu îi place.
Marele saritura: Universul se poate extinde la infinit?
Cea mai comună ipoteză Big Bounce în mediul academic este înrădăcinată în nemulțumirea față de ideea inflației cosmologice. Radiația cosmică de fundal cu microunde a fost un factor fundamental în fiecare model al universului de când a fost descoperită pentru prima dată în 1965. Mai mult, CMB este principala sursă de informații despre cum arăta universul timpuriu și, în același timp, un mister pentru fizicieni. Cert este că radiațiile relicve arată la fel chiar și în regiunile care, s-ar părea, nu ar putea interacționa niciodată între ele în întreaga istorie a Universului.
Cicatricile lăsate de Big Bang în slaba radiație relicvă care pătrunde întregul cosmos oferă indicii despre cum arăta universul timpuriu.
Conform ipotezei Big Bounce, universul se va extinde până când se va descompune până la un punct infinitesimal - un ciclu care durează pentru totdeauna. În 2007, Martin Bojald, fizician la Universitatea din Pennsylvania, bazat pe modelul lui Einstein, a prezentat teoria gravității cuantice Loop - un câmp al fizicii cuantice care descrie energiile extrem de ridicate care au dominat universul timpuriu. Astfel, cercetătorii au concluzionat că universul nu provine din nimic. și nu se va extinde la nesfârșit. Cu toate acestea, cercetările lui Bozhawald arată că universul anterior ipotetic nu a fost exact același ca al nostru. În general, ipoteza Big Rebound este în concordanță cu imaginea Big Bang a unui univers cald și dens, care a început în urmă cu 13,8 miliarde de ani și a început să se extindă și să se răcească. Dar în loc depentru a deveni începutul spațiului și al timpului, big bang-ul a fost momentul tranziției universului dintr-o fază anterioară a existenței, în timpul căreia spațiul se contracta.
Cu toate acestea, criticii cred că există puține dovezi care să susțină această teorie. De exemplu, Peter Voight, matematician la Universitatea Columbia, a scris pe blogul său Nici măcar greșit: „Pentru a fi considerate o teorie legitimă, astfel de afirmații trebuie să fie susținute de dovezi”.
În căutarea de răspunsuri: toate căile duc la energia întunecată
Pornind de la faptul că teoria general acceptată a aspectului și evoluției Universului este teoria Big Bang, oamenii de știință încearcă să găsească un răspuns la întrebarea de ce Universul se extinde cu accelerația.
Materia întunecată și energia întunecată sunt probabil cheile înțelegerii universului nostru.
Pe măsură ce cercetătorii au analizat mișcarea stelelor și a galaxiilor, au ajuns la concluzia că există particule invizibile, pe care le-au numit materie întunecată. Și accelerarea constantă a expansiunii Universului (constanta Hubble), a sugerat că a fost cauzată de un anumit fenomen, pe care cercetătorii l-au numit energia întunecată. Energia întunecată și materia întunecată sunt principalele mistere științifice ale timpului nostru, așa că cercetătorii grupului internațional pentru studiul energiei întunecate (DES) caută răspunsuri. DES a început în 2004 și are în prezent 400 de oameni de știință din 26 de instituții științifice diferite din șapte țări care participă la proiect. Oamenii de știință caută energie întunecată folosind cea mai sensibilă cameră digitală astronomică cu o rezoluție de 570 megapixeli. Aparatul foto este montat pe telescopul Viktor Blanco de la observatorul Cerro Toledo din Anii chilieni. Este un fel de bisturiu echipat cu cinci lentile.
Cercetătorii consideră că răspunsurile la întrebările fundamentale despre cum a luat naștere universul și ce materie întunecată și energie întunecată trebuie prezentate publicului larg în aproximativ cinci ani. DES își propune să analizeze 100.000 de galaxii care se află până la 8 miliarde de ani lumină. Deoarece energia întunecată nu poate fi văzută, cercetătorii măsoară constanta Hubble pentru a determina exact dacă există energie întunecată și din ce este făcută. Într-un fel sau altul, trebuie doar să așteptăm rezultatele activității unei echipe internaționale de oameni de știință și să facem presupuneri despre ce este Universul nostru.
Lyubov Sokovikova
