Kui küsida teadlaselt, kust tema arvates universum alguse sai, saate enamikul juhtudel vastuse: Suur pauk. Meie tähti, galaktikaid ja kosmilisi struktuure täis universum, mida eraldasid hiiglaslikud tühja ruumi avarused, ei olnud alati selline ega sündinud sellisel viisil. Universum muutus selliseks, paisudes ja jahtudes kuumast, tihedast, homogeensest olekust, kus puudusid galaktikad, tähed ega isegi aatomid. Kõike, mis eksisteerib praegusel kujul, ei eksisteerinud 13,8 miljardit aastat tagasi, kuid saime sellest teada alles viimase 100 aasta jooksul. Tundub, et pikka aega, kuid paljud inimesed ei tea Suure Paugu teooriat lihtsamatest asjadest - ja me oleme siin, et parandada seda tüütut arusaamatust.
Einstein eitas selle teooria võimalust esialgu täielikult
Einsteini üldrelatiivsusteooria oli revolutsiooniline gravitatsiooniteooria, mis tehti 1915. aastal ettepanek asendada Newtoni teooria. Ta ennustas Merkuuri orbiidi liikumist täpsusega, mida Newtoni teooria ei suutnud, ennustas tähevalguse kõverust massina, mis leidis kinnitust 1919. aastal, ja ennustas gravitatsioonilainete olemasolu, mis leidis kinnitust paar kuud tagasi. Ta ennustas ka, et universum, mis on aja jooksul täis staatilist või muutumatut ainet, on ebastabiilne. Kui Belgia preester ja teadlane Georges Lemaitre 1927. aastal soovitas, et Universumi aegruum võib olla väga suur ja laienev, kasvades minevikus väikesest, tihedamast ja homogeensemast olekust, saatis Einstein talle vastuseks kirja: „Teie arvutused on õiged, kuid teie füüsika on vastik!"
Hubble avastas laieneva universumi, muutis selle idee tõsiseks
Kui paljud teadlased uskusid, et taevas olevad spiraalsed udukogud olid kauged galaktikad juba ammu enne Einsteini, näitas 1920. aastatel Edwin Hubble'i töö, et see pole mitte ainult tõsi, vaid mida kaugemal galaktika, seda kiiremini ta meilt taandub. See fakt - Hubble'i seadus -, mis kirjeldas Universumi laienemist, viis Suure Paugu ideega kooskõlas väga lihtsa tõlgendamiseni: kui Universum laieneb täna, siis oli see minevikus väiksem ja tihedam!
Reklaamvideo:
See idee on olnud õhus alates 1922. aastast, kuid aastakümneid on selle vastu vaieldud
Nõukogude füüsik Alexander Fridman tuli selle teooria välja 1922. aastal, kuid Einstein kritiseeris seda. Lemaitre'i 1927. aasta teose lükkas tagasi ka Einstein ning isegi pärast Hubble'i 1929. aasta tööd ei võetud tõsiselt ideed, et universum oli minevikus väiksem, tihedam ja homogeensem. Kuid Lemaître lisas sellele ideele, et galaktikate punast nihet saab seletada täpselt ruumi laienemisega ja seal pidi olema algne "loomise hetk", mida aastakümneid tunti kui "ürgset aatomit" või "kosmilist muna".
Teooria saavutas tunnustuse 1940. aastatel pärast edukat ennustamist
Ameerika teadlane George Gamow, vaimustuses Lemaitre ideedest, mõistis, et kui Universum paisub, siis valguse lainepikkus selles aja jooksul suureneb, mistõttu Universum jahtub. Kui see täna jahtub, oleks see pidanud varem olema kuumem. Seljaosa ekstrapoleerides mõistis ta, et kunagi oli aeg, mil neutraalsete aatomite moodustamiseks oli liiga kuum. Seetõttu oleks universumi jahtumisel ja laienemisel pidanud see esimest korda moodustama kergeid elemente ja neutraalseid aatomeid, mis oleks jätnud jälje kosmilise taustaga külmakiirguseks, mille temperatuur on mitu kraadi üle absoluutse nulli.
Nime "Suur pauk" mõtles välja teooria kuumim vastane Fred Hoyle
Teooria koos paljude teiste ennustustega - statsionaarse universumi teooria - oli tegelikult juhtiv teooria 1940., 1950. ja 1960. aastatel, kuna ta väitis, et enamik aatomeid pärinesid tähtedest, mitte sellest kuumast tihedast olekust. tuumafüüsika. BBC-le rääkides tuli Hoyle 1949. aastal raadiointervjuus välja "Suur pauk", öeldes: "Üks idee oli see, et universum hakkas elama mõni aeg tagasi pärast ühte hiiglaslikku plahvatust ja praegune laienemine on selle vägivaldse plahvatuse pärand. See suure paugu idee jäi mulle mitterahuldavaks juba enne, kui lähedane uurimine näitas, et see toob kaasa tõsiseid raskusi."
Suure Paugu järelhelg avastati 1964. aastal tänu … lindude väljaheidetele
1964. aastal avastasid teadlased Arno Penzias ja Bob Wilson Bell Laboratories Holmdeli sarve antennis töötades kõikjalt taevast tulevat ühtset raadiosignaali. Mõistmata, et see oli Suure Paugu järeltuli, otsustasid nad, et probleem on antennis, ja proovisid seda “müra” eemaldades seda kalibreerida. Kui see ei õnnestunud, läksid nad antenni juurde ja leidsid seal pesitsenud tuvide pesad. Nad puhastasid antenni, ajasid tuvid välja, kuid signaal jäi. Pärast mõistmist, et see oli Gamowi ennustatud taust, mis kinnitas Suure Paugu mudelit, tuli selle teadusliku teooria tugevdamine meie universumi alguse selgitamiseks. Nii said Penziasest ja Wilsonist ainsad Nobeli preemia laureaadid, kes puhastasid Nobeli õpingute ajal lindude väljaheiteid.
Suure Paugu kinnitus annab meile põhjaliku ajaloo tähtede, galaktikate ja planeetide tekkest Universumis
Kui Universum algas kuuma, tiheda, paisuva ja homogeense olekuga, siis pidi ta mitte ainult jahutama ja moodustama aatomituumi ja neutraalseid aatomeid, vaid kulutama teatud aja ka objektide raskusjõu abil struktuuridesse tõmbamiseks. Esimesed tähed tekkisid 50-100 miljoni aasta pärast; esimesed galaktikad - 150–200 miljoni aasta pärast; Linnutee taolised galaktikad võivad võtta miljardeid aastaid ja esimesed kindlad planeedid tekkisid alles pärast seda, kui paljud tähepõlvkonnad elasid üle oma aja, põletasid kütust ja surid supernoova plahvatustes. See ei pruugi olla juhuslik, et vaatleme universumit praegu, 13,8 miljardit aastat pärast Suurt Pauku; võib-olla on nüüd aeg elu ilmuda.
Kosmilise mikrolaineausta kõikumine viitab sellele, et universum oli Suure Paugu alguses peaaegu täiesti ühtlane
Kosmilise mikrolaineausta keskmine temperatuur on täna vaid 2,725 K, kuid ülaltoodud kõikumised selles ulatuvad vaid 100 mikrokelvini. Asjaolu, et Suure Paugu järelhelel on antud suurusjärgus kerge karedus, viitab sellele, et universum oli neil varajastel aegadel praktiliselt homogeenne ja nendest kõikumistest kasvasid välja kõik struktuurid - tähed, galaktikad jms -, mida näeme tänapäeval universumis.
Suur pauk ise ei pruugi tähendada päris algust
Tahaksime selle tiheda, kuuma, paisuva oleku ekstrapoleerida algusest peale, väga ainsuse poole, nagu tegi seda Lemaitre 89 aastat tagasi. Kuid on mitmeid tähelepanekuid - sealhulgas need kõikumised -, mis ütlevad meile, et enne seda kõike oli teistsugune seisund, kui kogu universumi energia oli omane kosmosele endale ja see ruum paisus eksponentsiaalselt. Seda perioodi tuntakse kosmilise inflatsioonina ja selle üksikasju uurime endiselt. Teadus üritab jõuda aegade alguseni, kuid siiani pole nende alguste lõppu näha.
Kuidas universum algas, ei ütle meile, kuidas see lõpeb
Suur pauk ütleb meile, et gravitatsiooni, laieneva universumi kokkutõmbamise üritamise ja algse laienemise vahel oli võistlus. Kuid suur pauk iseenesest ei ütle meile, milline saab olema Universumi lõplik saatus - sest see vastutab juba selle eest, millest see Universum koosneb. Alles 18 aastat tagasi avastatud tumeda energia olemasolust oleme õppinud, et laienemine pole ainult võit, vaid kaugeimad galaktikad eemalduvad meist üha kiiremini. Praegu on Universumi kõige võimalikum saatus selle külm surm.
ILYA KHEL
