MY.UAНовини
Народження Всесвіту: що приховує в собі таємниця Великого вибуху
Народження Всесвіту: що приховує в собі таємниця Великого вибуху

Народження Всесвіту: що приховує в собі таємниця Великого вибуху

Вчені довели, що все почалося з вибухової події мільярди років тому, але ще багато що залишається загадкою.

Люди сотні років задавалися питанням, яким чином все почалося? Тобто як саме з'явився Всесвіт? За останні 100 років учені знайшли відповідь: він з'явився внаслідок Великого вибуху. Ця теорія описує катастрофічний вибух, який стався 13,8 млрд років тому. За крихітну частку секунди спостережуваний Всесвіт збільшився з розміру приблизно бактерії до розмірів Чумацького Шляху. Ранній Всесвіт був надзвичайно гарячим і надзвичайно щільним. Але звідки вчені знають, що це сталося саме так? Про це пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Як почався Всесвіт?

Теорія про те, що все почалося з Великого вибуху, яка виникла на початку 20 століття, не знайшла масового визнання. Але потім з'явилися докази того, що космос розширюється і що Всесвіт існує приблизно 13,8 млрд років.

У 1964 році Арно Пензіас і Роберт Вілсон виявили особливий тип випромінювання, який заповнює весь космос — реліктове випромінювання. Це свого роду залишкове світло Великого вибуху, що виникло, коли космосу було 380 000 років. Саме реліктове випромінювання допомогло з'ясувати, що на початку Всесвіт був дуже гарячим і дуже щільним.

Зараз фізики вже знають, що в найперші моменти після Великого вибуху чотири фундаментальні сили природи, які існують сьогодні, спочатку були об'єднані в одну силу. Йдеться про гравітацію, електромагнетизм, а також про сильну слабку взаємодію.

У міру розширення Всесвіту і зниження його температури відбулися зміни, відомі як фазові переходи, коли одна фундаментальна сила була розділена на чотири. За кілька мільярдних часток секунди після Великого вибуху, як показують експерименти на прискорювачах частинок, відбулося розділення електромагнітної та слабкої взаємодії. Саме тоді вся матерія у Всесвіті набула своєї маси.

Найраніший Всесвіт був заповнений дивною субстанцією — кварк-глюонною плазмою. Тобто вона складалася з кварків і глюонів. Це субатомні частинки, які відповідають за сильну взаємодію. Кварки і глюони сильно притягуються один до одного і сьогодні пов'язані разом як протони і нейтрони, які, своєю чергою, є будівельними блоками атомів. Але в гарячому і щільному ранньому Всесвіті вони існували окремо.

Кварк-глюонна плазма проіснувала недовго. Лише через кілька мільйонних часток секунди після Великого вибуху, кварки і глюони об'єдналися в протони протони і нейтрони, і в такому відео вони існують і зараз.

У міру більшого охолодження і розширення Всесвіту виник нуклеосинтез Великого вибуху. Тоді зі щільної метрії, що складалася і з протонів, і з нейтронів, виникли перші ядра атомів унаслідок термоядерного синтезу.

У вчених немає прямих доказів того, що було до розпаду електромагнітної та слабкої взаємодії і це залишається таємницею Великого вибуху.

Сингулярність Великого вибуху

Вважається, що на самому початку історії космосу існувала точка з нескінченною густиною матерії і нескінченною густиною енергії — сингулярність.

Згідно із загальною теорією відносності викривлення простору-часу породжує гравітацію. Але розрахунки вчених показали, що у Всесвіті є місця, де кривизна простору-часу стає необмеженою. Такі сингулярності знаходяться в центрах чорних дір. Саме там неможливо застосувати рівняння загальної теорії відносності.

З 1965 до 1966 року британські фізики Стівен Гокінг і Роджер Пенроуз представили теорії, які показують, що простір-час Всесвіту, що розширюється, має починатися в сингулярності в минулому, тобто в сингулярності Великого вибуху.

Простір і час з'являються в сингулярності Великого вибуху, тому точно незрозуміло, що відбувалося до Великого вибуху. Хоча з іншого боку, вважається, що ніякого "до" не існує і Великий вибух є початком відліку часу.

Квантова фізика і Великий вибух

Загальна теорія відносності не може описати весь Всесвіт, тому його субатомний рівень описує квантова теорія. На відміну від класичної фізики, де певні початкові умови мають певний результат, у квантовій фізиці існують імовірності. Це означає, що певні початкові умови у Всесвіті можуть мати кілька результатів.

У переважній більшості випадків гравітація добре описується класичною фізикою. Класичний простір-час гладкий. Але, коли кривизна стає екстремальною, поблизу сингулярності, то квантову природу гравітації не можна ігнорувати. Тут простір-час більше не гладкий, а вузлуватий.

Таким чином, поблизу сингулярності Великого вибуху структура простору-часу перестає бути гладкою. Математичні розрахунки припускають, що простір-час стає переповненим петлями і бульбашками. Це називається просторово-часовою піною.

У просторово-часовій піні причинність не застосовується, тому що в просторі-часі існують замкнуті петлі, де майбутнє події також є її минулим. Тому її результат також може бути її причиною. Імовірнісна природа квантової теорії припускає, що коли ймовірності рівномірно розподілені, всі результати однаково можливі, і зручне поняття причинності втрачається.

Тому в сингулярності Великого вибуху квантові ефекти гравітації є домінуючими, а причинність не застосовується. Час перестає бути лінійним, переходячи від минулого до майбутнього, і замість цього стає згорнутим, хаотичним і випадковим. Це означає, що запитання "чому стався Великий вибух?" не має сенсу, тому що поза причинністю подіям не потрібна причина, щоб відбутися.

Щоб зрозуміти, як працює фізика в сингулярності, такій як Великий вибух, потрібна теорія того, як гравітація поводиться відповідно до квантової теорії. На жаль, її немає.

Космічна інфляція

То як же класичний Всесвіт вирвався із просторово-часової піни? Це сталося завдяки космічній інфляції, тобто періоду прискореного розширення в ранньому Всесвіті.

Згідно зі спостереженнями, інфляція зробила Всесвіт великим і однорідним. Ба більше, інфляція забезпечила природний механізм для створення первинних нерегулярностей у щільності Всесвіту, які необхідні для формування галактик і скупчень галактик.

Як з'ясували фізики, якщо умови для інфляції виникають випадково в ділянці простору-часу, що коливається, як це може статися з просторово-часовою піною, то ця ділянка роздувається і починає відповідати класичній фізиці. Інфляція є природним наслідком хаотичних початкових умов у ранньому Всесвіті.

Спостереження астрономів за реліктовим випромінюванням припускають, що початковий імпульс інфляції є вибуховим, оскільки розширення є експоненціальним під час інфляції. Тобто це механізм руху, який можна назвати Великим вибухом.

Цей вибух насправді є періодом вибухового розширення, який фізики називають космічною інфляцією. Але що відбувалося до інфляції? Чи є це просторово-часовою сингулярністю, чи є це просторово-часовою піною? Відповідь значною мірою невідома.

Як уже писав Фокус, астрономи побачили в глибокому космосі "вовка, що гарчить". Деякі астрономічні об'єкти мають дуже незвичайну форму, яка іноді нагадує, зокрема, і хижаків, що живуть на Землі.

Теги за темою
Космос
Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
В США объявили, чем закончится война в Украине
Известия Киев
2024-10-24T17:50:30Z
"Возвращаются в оккупацию": Украина провалила политику по поддержке ВПЛ, — Шуляк
Фокус
2024-10-23T21:06:39Z
Сикорский ответил Зеленскому по поводу МиГов: Мы сделали больше, чем любая другая страна
Европейская правда
2024-11-01T13:30:58Z
Северокорейские военные начали действовать в Украине, – разведка США
Хвиля
2024-10-29T21:39:41Z
Потеря территорий. Сценарии войны от Запада
Корреспондент
2024-11-01T22:21:47Z
Во время председательства Польши состоится саммит ЕС - Британия
Хвиля
2024-11-01T22:06:43Z
СБУ задержала кремлевских агитаторов, среди которых – «политэксперт» Медведчука
Comments UA
2024-11-01T16:43:19Z
ВСУ уже уничтожили 40 "элитных" солдат КНДР в Курской области, — СМИ
Фокус
2024-11-01T17:31:26Z
"Это реально": военные США оценили план Зеленского по передаче ракет Tomahawk
Фокус
2024-10-30T19:27:58Z
Стояли, ждали и заскучали: девушка нашла, чем занять свой рот с мужчиной в очереди
Знай
2024-10-22T19:51:44Z
Привлечете беду: какой день недели считается опасным для стрижки
Marie Claire
2024-10-25T22:00:38Z
Медиков из военных госпиталей переводят в пехоту: что происходит
Comments UA
2024-10-28T11:06:38Z
Россияне ставят на свои БПЛА линзы Люнеберга: зачем они нужны и есть ли такие у ВСУ
Фокус
2024-10-21T14:21:24Z
Стало известно, сколько месяцев еще смогут воевать ВСУ
Comments UA
2024-11-01T22:18:24Z
"Третья мировая покажет": рейтинги армий мира очень далеки от реальности, — Жорин
Фокус
2024-11-01T22:06:23Z
Какие доплаты получат пенсионеры в 2025 году
Знай
2024-10-20T18:36:01Z
26 октября 2024 года: Димитрия Мироточца - что сегодня нельзя делать
Фокус
2024-10-25T23:21:02Z
Какой блин нельзя есть 26 октября и кому нужно постоять под березой: приметі и запреті на Дмитров день
Знай
2024-10-26T02:03:36Z
Российская певица официально бросила своего четвертого мужа
Comments UA
2024-10-22T19:51:54Z
8 главных трендов 2025 года
Marie Claire
2024-10-21T18:01:22Z
10 самых красивых мужчин мира по версии пластических хирургов
Marie Claire
2024-10-19T11:00:38Z
Цыбульская уехала за границу с девятилетним сыном
Корреспондент
2024-10-29T11:06:30Z
Джордж Лукас изменил «Звездные войны» в последние минуты — один из джедаев был не тем, кем назвался
ITC
2024-11-01T21:16:34Z
Дочери Оли Поляковой сделали предложение: как она отреагировала
Фокус
2024-11-01T21:06:11Z
Актер Руслан Мирошниченко об оккупации Изюма, выезде родных за границу и военной подготовке: интервью для Фокуса
Фокус
2024-10-20T09:15:59Z
5 ошибок в стиле, которые визуально старят даже молодых женщин
Фокус
2024-10-20T06:30:33Z
"Мой ангел": девушка Лиама Пейна эмоционально прокомментировала его смерть
Фокус
2024-10-19T15:29:00Z
В Тернополе возле студенческого общежития умер работник университета
Корреспондент
2024-10-21T14:03:13Z
На Киевщине еще одно попадание БПЛА – соцсети
Корреспондент
2024-10-25T23:09:01Z
Россияне ударили по кладбищу в Одессе - повреждено более 100 могил
Апостроф
2024-11-01T15:22:12Z
"По горячим следам": в Киеве задержали поджигателя отделений Укрпочты
Апостроф
2024-10-30T16:36:16Z
Удар по отделению полиции в Харькове: число пострадавших выросло
Корреспондент
2024-11-01T22:21:05Z
РФ ударила беспилотником по многоэтажке в Сумах, есть пострадавшие
Корреспондент
2024-11-01T21:24:22Z
В роССии молотком убили пилота, причастного к ударам по Украине
Известия Киев
2024-10-21T13:50:21Z
Удар по Днепру: есть жертвы и много раненых
Корреспондент
2024-10-25T22:12:43Z
Житель Херсонщины взорвался на российской мине
Корреспондент
2024-10-26T16:01:52Z
Оккупанты массово заходят в Селидово - украинские дроноводы не успевают за потоком
Апостроф
2024-10-24T12:27:39Z
Пора готовить оборону Павлограда: Безуглая прогнозирует катастрофу на фронте
Comments UA
2024-10-25T21:12:12Z
Удар по Харькову: число жертв возросло
Корреспондент
2024-10-29T03:36:52Z
Киевщину ждут массовые отключения электроэнергии: где не будет света по 10-11 часов
Хвиля
2024-10-20T18:15:42Z
РФ ударила по месту дислокации полицейских в Харькове: есть погибший и раненые
Comments UA
2024-11-01T22:00:33Z
Разобщенность и преимущество в "крыльях": комбат рассказал о причинах отступления ВСУ
Фокус
2024-11-01T22:00:25Z
Лунный гороскоп на 29 октября, вторник
Marie Claire
2024-10-28T21:06:41Z
Как стоимость пачки сигарет: коммунальщики аргументировали очередное повышение тарифов
Знай
2024-10-26T02:12:28Z
Следующая цель - Запорожье? Прогнозы хода войны
Корреспондент
2024-10-23T19:45:57Z
Почему пожилые люди меньше спят: названы главные причины
Comments UA
2024-10-25T22:36:15Z
Польза и вред свежих соков: кому не следует употреблять фреши
Comments UA
2024-10-25T23:42:36Z
Самые распространенные причины рака кожи: какие симптомы указывают на болезнь
Comments UA
2024-10-26T00:33:18Z
Почему не хватает воздуха: смертельные болезни, при которых возникает удушье
Comments UA
2024-10-26T02:36:33Z
Осторожно, токсично: 10 средств для уборки, которые никогда нельзя смешивать
Marie Claire
2024-11-01T19:30:49Z
Стало известно, какие изменения введут наряду с ликвидацией МСЭК
Comments UA
2024-11-01T18:42:29Z
Польза речной рыбы: какие виды следует добавить в рацион
Comments UA
2024-10-26T00:09:17Z
Отказаться раз и навсегда: как избавиться от вредных привычек
Comments UA
2024-10-26T02:09:34Z
Как правильно готовить имбирный чай: 4 совета, которые сделают напиток полезнее
Фокус
2024-11-01T18:15:18Z
"Тысяча Зеленского": в Минэкономики рассказали, куда начислят деньги
Фокус
2024-10-26T22:24:07Z
Солнечная электростанция: сколько стоит ее установить
ZN UA
2024-10-26T02:34:25Z
Правительство изменило критерии бронирования работников
Корреспондент
2024-10-23T15:15:22Z
Литва отключится от российской электросети
Корреспондент
2024-10-26T00:00:19Z
Укрзализныця забыла во Львове вагон на ночной поезд
UAToday
2024-11-01T21:36:48Z
Украинским морским коридором экспортировали более 79 млн тонн продукции
Хвиля
2024-11-01T21:36:00Z
Пенсия при минимальной зарплате: какой размер выплат можно получить
ZN UA
2024-10-26T05:04:09Z
Paxos запустила регулируемый стейблкоин USDG и назвала его «глобальный доллар»
ITC
2024-11-01T21:16:25Z
Счета за электроэнергию: в YASNO призвали оплачивать по-новому
Знай
2024-11-01T21:12:43Z
Мы все не идеальны: худшие черты всех знаков Зодиака
Знай
2024-10-28T16:51:23Z
Почти вечные: продукты, которые не портятся годами
Comments UA
2024-10-26T01:42:46Z
Зачем замораживать джинсы: секреты стирки, о которых вы точно не знали
Знай
2024-10-27T20:51:34Z
Домашний грушевый пирог: простой рецепт с орехами и шоколадом
Политека
2024-10-30T00:00:38Z
Сытный мясной рулет в лаваше: готовим без проблем за полчаса
Политека
2024-11-01T18:48:08Z
К чаю и в школу детям: рецепт супер простого бананового хлеба с ягодами
Marie Claire
2024-11-01T18:30:25Z
Пара из Британии разочарована самым дорогим завтраком в своей жизни
Фокус
2024-10-29T07:06:17Z
Как сделать компостную яму для листьев: советы опытных дачников
Политека
2024-10-26T00:06:26Z
Как подготовить виноград к зиме: советы опытных садоводов
Политека
2024-11-01T18:15:40Z
Невесту Роналду госпитализировали из-за серьезной болезни
Корреспондент
2024-10-25T14:12:07Z
Возлюбленная Роналду провела четыре дня в больнице - шокирующие детали
Корреспондент
2024-10-26T07:39:06Z
Харден присоединился к клубу игроков, набравших 26 000 очков за карьеру
Корреспондент
2024-11-01T18:36:55Z
После покупки Криштиану Роналду Ан-Наср проиграл девять турниров
Известия Киев
2024-11-01T18:34:28Z
Стал известен новый главный тренер "Манчестер Юнайтед"
ZN UA
2024-11-01T16:30:42Z
АПЛ: расписание и результаты матчей 10-го тура чемпионата Англии по футболу, турнирная таблица
TSN
2024-11-01T15:34:10Z
Месси рассказал, сыграет ли на ЧМ-2026
UAToday
2024-11-01T15:12:46Z
"Я учусь на "гидеозию" - не могу произнести это слово": игрок Вереса - о мобилизации
Корреспондент
2024-11-01T13:51:34Z
Леннокс Льюис назвал нового короля бокса - бывший соперник Усика
Корреспондент
2024-11-01T11:39:41Z
Предлагают сэкономить, а в итоге вы останетесь без денег: клиенты Vodafone поднимают бунт
Знай
2024-10-27T20:30:18Z
Батареи останутся в прошлом: создана пленка, превращающая движения в энергию
Фокус
2024-10-20T18:57:52Z
Лучшие складные смартфоны 2024 года: какие "раскладушки" пользуются успехом
Фокус
2024-10-25T13:06:53Z
Четыре опасных астероида сблизятся с Землей в ближайшие 24 часа - заявление NASA
Апостроф
2024-10-24T05:30:17Z
Магнитные бури: прогноз на выходные, 2-3 ноября
UAToday
2024-11-01T21:36:08Z
Нашелся очередной «Сатоши Накамото» из Лондона, который уже получил прозвище «Фейктоши»
ITC
2024-11-01T21:16:43Z
Жители России вновь могут скачать драйвера с сайта Nvidia
GameMag
2024-10-23T23:43:09Z
Российских игроков приглашают на консольный фестиваль CGF — Console Gaming Festival — Яша Хаддажи рассказал, чего от него ждать
GameMag
2024-10-24T17:16:19Z
Ученый рассчитал оптимальную форму бокала для сохранения пива холодным
ITC
2024-11-01T21:16:23Z
«Это аномалия» ─ руководитель разработки ПО Rivian о кнопках в автомобилях
ITC
2024-11-01T21:16:54Z
980-сильное внедорожное купе: дебютировал самый мощный и странный "Гелендваген"
Фокус
2024-11-01T16:57:47Z
Искусственный интеллект подсчитал: сколько украинцам нужно времени, чтобы купить авто без кредита
Comments UA
2024-11-01T15:03:08Z
Geely выпустили недорогой кроссовер для бездорожья с оригинальным дизайном
Фокус
2024-11-01T14:57:01Z
В Украине сменился лидер продаж новых легковых автомобилей
Корреспондент
2024-11-01T13:03:46Z
Семейный экспресс: тест-драйв нового Mitsubishi Outlander
Фокус
2024-11-01T12:27:46Z
С начала года продажи новых авто в Украине выросли более чем на 20%
Известия Киев
2024-11-01T11:31:38Z
В интернете показали неизвестный родстер BMW с мотором как у Ferrari и Lamborghini
Фокус
2024-10-31T20:15:28Z
Suzuki Jimny получил стильную прощальную модификацию
Фокус
2024-10-31T14:51:56Z