Как образовалась Вселенная
Что же такое Вселенная? Если емко, то это сумма всего существующего. Это все время, пространство, материя и энергия, образовавшиеся и расширяющиеся вот уже 13.8 миллиардов лет. Никто не может точно сказать, насколько обширны просторы нашего мира и пока нет точных предсказаний финала.
Определение Вселенной
Само слово «Вселенная» происходит от латинского «universum». Впервые его использовал Цицерон, а уже после него оно стало общепринятым у римских авторов. Понятие обозначало мир и космос. На тот момент люди в этих словах видели Землю, все известные живые существа, Луну, Солнце, планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) и звезды.
Иногда вместо «Вселенная» используют «космос», которое с греческого переводится как «мир». Кроме того, среди терминов фигурировали «природа» и «все».
В современном понятии вмещают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.
Одним из основных вопросов, которые не выходят из сознания человека, всегда был и является вопрос: «как появилась Вселенная?». Конечно же, однозначного ответа на данный вопрос нет, и вряд ли будет получен в скором времени, однако наука работает в этом направлении и формирует некую теоретическую модель зарождения нашей Вселенной.
Теории происхождения Вселенной
Креационизм: все создал Господь Бог
Среди всех теорий о происхождении Вселенной эта появилась самой первой. Очень хорошая и удобная версия, которая, пожалуй, будет иметь актуальность всегда. Кстати, многие ученые физики, несмотря на то что наука и религия часто представляются понятиями противоположными, верили в Бога.
Например, Альберт Эйнштейн говорил:
«Каждый серьезный естествоиспытатель должен быть каким-то образом человеком религиозным. Иначе он не способен себе представить, что те невероятно тонкие взаимозависимости, которые он наблюдает, выдуманы не им.»
Теория Большого Взрыва (модель горячей Вселенной)
Пожалуй, самая распространенная и наиболее признанная модель происхождения нашей Вселенной. Отвечает на вопрос — каким образом образовались химические элементы и почему распространённость их именно такая, какая сейчас наблюдается.
Согласно этой теории, около 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью – в сингулярности. Однажды из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает.
Теория Большого взрыв
Первые 10 -43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон.
Теория Большого Взрыва тверже встала на ноги после открытия космологического красного смещения и реликтового излучения. Два этих явления — самые весомые доводы в пользу правильности теории.
Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
Модель расширяющейся Вселенной
Сейчас доподлинно известно, что Галактики и иные космические объекты удаляются друг от друга, а значит, Вселенная расширяется.
Модель расширяющейся Вселенной описывает сам факт расширения. В общем случае не рассматривается, когда и почему Вселенная начала расширяться. В основе большинства моделей лежит общая теория относительности и её геометрический взгляд на природу гравитации.
Красное смещение – это наблюдаемое для далеких источников понижение частот излучения, которое объясняется отдалением источников (галактик, квазаров) друг от друга. Данный факт свидетельствует о том, что Вселенная расширяется.
Реликтовое излучение – это как бы отголоски большого взрыва. Ранее Вселенная представляла собой горячую плазму, которая постепенно остывала. Еще с тех далеких времен во Вселенной остались так называемые блуждающие фотоны, которые образуют фоновое космическое излучение. Ранее при более высоких температурах Вселенной данное излучение было гораздо мощнее. Сейчас же его спектр соответствует спектру излучения абсолютно твердого тела с температурой всего 2,7 Кельвин.
Теория эволюции крупномасштабных структур
Как показывают данные по реликтовому фону, в момент отделения излучения от вещества Вселенная была фактически однородна, флуктуации вещества были крайне малыми, и это представляет собой значительную проблему.
Вторая проблема — ячеистая структура сверхскоплений галактик и одновременно сфероподобная — у скоплений меньших размеров. Любая теория, пытающаяся объяснить происхождение крупномасштабной структуры Вселенной, в обязательном порядке должна решить эти две проблемы.
Современная теория формирования крупномасштабной структуры, как впрочем и отдельных галактик, носит названия «иерархическая теория».
Суть — вначале галактики были небольшие по размеру (примерно как Магеллановы облака ), но со временем они сливаются, образуя всё большие галактики.
В последнее время верность теории поставлена под вопрос.
Теория струн
Эта гипотеза в некоторой степени опровергает Большой взрыв в качестве начального момента возникновения элементов открытого космоса.
Согласно теории струн, Вселенная существовала всегда. Гипотеза описывает взаимодействие и структуру материи, где существует определенный набор частиц, которые делятся на кварки, бозоны и лептоны. Говоря простым языком, эти элементы являются основой мироздания, поскольку их размер настолько мал, что деление на другие составляющие стало невозможным.
Отличительной чертой теории о том, как образовалась Вселенная, становится утверждение о вышеупомянутых частицах, которые представляют собой ультрамикроскопические струны, которые постоянно колеблются. Поодиночке они не имеют материальной формы, являясь энергией, которая в совокупности создает все физические элементы космоса.
Примером в данной ситуации послужит огонь: глядя на него, он кажется материей, однако он неосязаем.
Хаотическая теория инфляции — теория Андрея Линде
Согласно данной теории существует некоторое скалярное поле, которое неоднородно во всем своем объеме. То есть в различных областях вселенной скалярное поле имеет разное значение. Тогда в областях, где поле слабое – ничего не происходит, в то время как области с сильных полем начинают расширяться (инфляция) за счет его энергии, образуя при этом новые вселенные.
Такой сценарий подразумевает существование множества миров, возникших неодновременно и имеющих свой набор элементарных частиц, а, следовательно, и законов природы.
Теория Ли Смолина
Эта теория достаточно известна и предполагает, что Большой Взрыв не является началом существования Вселенной, а – лишь фазовым переходом между двумя ее состояниями. Так как до Большого Взрыва Вселенная существовала в форме космологической сингулярности, близкой по своей природе к сингулярности черной дыры, Смолин предполагает, что Вселенная могла возникнуть из черной дыры.
Эволюция Вселенной
Как происходил процесс развития и эволюции Вселенной? В течение следующих миллиардов лет гравитация заставила более плотные области притягиваться. В этом процессе формировались газовые облака, звезды, галактические структуры и прочие небесные объекты.
Этот период именуют Структурной Эпохой, так как именно в этот временной отрезок зарождалась современная Вселенная. Видимое вещество распределялось на различные формирования (звезды в галактики, а те в скопления и сверхскопления).
Что было до появления Вселенной
Сложно представить время за 13,7 миллиардов лет до сегодняшнего дня, когда вся Вселенная представляла собой сингулярность. Согласно теории Большого взрыва, один из главных претендентов на роль объяснения того, откуда появилась Вселенная и вся материя в космосе — все было сжато в точку, меньшую, чем субатомная частица. Но если это еще можно принять, задумайтесь вот о чем: что же было до того, как случился Большой взрыв?
Этот вопрос современной космологии уходит корнями еще в четвертое столетие нашей эры. 1600 лет назад теолог Августин Блаженный как и один из лучших физиков 20 века Альберт Эйнштейн пытались понять природу до сотворения Вселенной. Они пришли к выводу , что просто не было никакого «до».
В настоящее время человеком выдвигаются различные теории.
Теория Мультивселенной
Что если наша Вселенная является потомком другой, старшей Вселенной? Некоторые астрофизики полагают, что пролить свет на эту историю поможет реликтовое излучение, оставшееся от большого взрыва.
Согласно этой теории, в первые мгновения своего существования Вселенная начала чрезвычайно быстро расширяться. Также теория объясняет температуру и плотность флуктуаций реликтового излучения и подсказывает, что эти флуктуации должны быть одинаковыми.
Но, как выяснилось, нет. Последние исследования дали понять, что Вселенная на самом деле однобока, и в некоторых областях флуктуаций больше, чем в других. Некоторые космологи считают, что это наблюдение подтверждает, что у нашей Вселенной была «мать»(!)
В теории хаотической инфляции эта идея приобретает размах: бесконечный прогресс инфляционных пузырьков порождает обилие вселенных, и каждая из них порождает еще больше инфляционных пузырьков в огромном количестве Мультивселенных.
Теория белых и черных дыр
Тем не менее, существуют модели, которыми пытаются объяснить образование сингулярности до большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о гигантских мусоросборниках, они являются главными кандидатами первоначального сжатия, поэтому наша расширяющаяся Вселенная вполне может быть белой дырой — выходным отверстием черной дыры, и каждая черная дыра в нашей Вселенной может вмещать в себя отдельную вселенную.
Большой скачок
Другие ученые считают, что в основе формирования сингулярности лежит цикл под названием «большой скачок», в результате которого расширяющаяся вселенная в итоге коллапсирует сама в себя, порождая другую сингулярность, которая, опять же, порождает другой большой взрыв.
Этот процесс будет вечным, и все сингулярности и все схлопывания не будут представлять собой ничего другого, кроме как переход в другую фазу существования Вселенной.
Теория циклической Вселенной
Последнее объяснение, которое мы рассмотрим, использует идею циклической Вселенной, порожденной теорией струн. Она предполагает, что новая материя и потоки энергии появляются каждые триллионы лет, когда две мембраны или браны, лежащие за пределами наших измерений, сталкиваются между собой.
Что было до Большого взрыва? Вопрос остается открытым. Может быть, ничего. Может, другая Вселенная или другая версия нашей. Может, океан Вселенных, в каждой из которых — свой набор законов и констант, диктующих природу физической реальности.
Проблемы современных моделей рождения и эволюции Вселенной
Многие теории, касающиеся Вселенной в последнее время сталкиваются с проблемами, как теоретического, так и, что более важно, наблюдательного характера:
- Вопрос о форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, перед нами стоит проблема поиска трёхмерного пространственного сечения Вселенной, то есть такой фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной.
- Неизвестно, является ли Вселенная глобально пространственно плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах.
- Также неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна.
- Существуют предположения, что Вселенная изначально родилась вращающейся. Классическим представлением о зарождении является идея об изотропности Большого взрыва, то есть о распространении энергии одинаково во все стороны. Однако появилась и получила некоторое подтверждение конкурирующая гипотеза о наличии изначального момента вращения Вселенной.
Видео
Источник
Библия, звёзды и космос: вопросы о сотворении Вселенной
Эту статью мы решили посвятить теме «Библия, звёзды и космос». В ней вы найдете ответы на вопросы наших многочисленных читателей, посвященные сотворению Вселенной и устройству космоса.
Тогда Бог сказал: «Да будут в небе светила. Они отделят дни от ночей, будут служить для особых знамений и указывать время для священных собраний. И ещё они будут служить для указания дней и лет. Эти светила будут в небе, чтобы светить на землю». И стало так.
И сотворил Бог два великих светила: одно светило большее, чтобы властвовать над днём, а другое — меньшее, чтобы властвовать над ночью.
Бог сотворил также звёзды и поместил все эти светила на небеса, чтобы они сияли над землёй. Он поместил эти светила на небеса, чтобы они властвовали над днём и над ночью и отделяли свет от тьмы. И увидел Бог, что это хорошо. (Бытие 1:14-18)
Местоположение Полярной звезды на небосводе
Бог с солнцем может говорить и повелеть ему не подниматься, закроет звезды, и они не засияют. Бог небеса Сам сотворил. По волнам океана ходит Он. Бог сотворил Медведиц, Ореон, Плеяды. Планеты создал в южных небесах. (Иов 9:7-9)
Почему Бог поместил Большую и Малую Медведицу на наше небо? Почему Бог поместил Полярную звезду в такое положение, что это единственная звезда, которая остается на месте в течение ночи?
Бог создал Вселенную, галактики и звезды. Что же касается различных созвездий — то это плод человеческого воображения. Разные культуры видят разные созвездия, а ученые называют это просто скоплением звезд на небе. Я не верю, что существует какое-то небесное послание в особом расположении звезд на небе, хотя, конечно, оно не хаотично. Существует четкая структура и форма млечного пути, вызванная силой тяжести и моментом импульса и т.д., но, насколько я знаю, не существует никаких доказательств того, что Бог поместил каждую звезду в свое особое место.
Что же касается Полярной звезды, то эта звезда даже на находится четко на севере. Это просто самая близкая яркая звезда к северу на нашем небе, которая используется для нахождения севера. К тому же, из-за наклона земли её положение меняется с течением времени. Земля на самом деле совершает движения, подобные волчку. Во время вращения волчка его ось совершает наклонные вращения. Это становится результатом крутящего момента и момента импульса. Таким образом, направление «правильного» севера постоянно меняется в течение тысяч лет, становясь то ближе, то дальше от истины. По этим причинам я не вижу никакого божественного послания в положении звезд на небе.
Простите, если расстроил вас, но таковы факты.
Сколько звёзд на небе согласно Библии?
Наши дети посетили Планетарий, а затем спросили у нас сколько звезд на небе? Мы не нашли, что им ответить.
Затем Бог вывел Аврама из шатра и сказал: «Посмотри на небо, видишь, сколько там звёзд, такое множество, что их не счесть. Вот столько и у тебя будет потомков». (Бытие 15:5)
Никто не скажет вам точное число звезд на небе. Если сказать очень приблизительно, то вот что получается. В среднем в каждой средней галактике 1 млрд звезд. Существует несколько сотен миллиардов галактик. Для одной сотни галактик это число будет равняться 1 x 10^22 звезд во Вселенной. Это очень много.
Чтобы понять, сколько это, представьте, что вы смотрите на чистое ночное небо вдали от света города. Вы видите тысячи звезд, но это только лишь малая часть звезд галактики Млечного Пути в непосредственной близости от нас. Когда вы смотрите на небо, вы также можете увидеть светящееся «облако» Млечного Пути. Это очертания галактики Млечного Пути, частью которой мы являемся. Если вы посмотрите в сторону от Млечного Пути в очень мощный телескоп, то увидите облака других галактик, которые в свою очередь содержат огромное количество звезд. Наша Вселенная невероятно огромная!
Почему в Библии сказано, что нельзя измерить небо и землю?
В Иеремии 31:37 написано:
«…Если небо может быть измерено вверху, и основания земли исследованы внизу, то и Я отвергну все племя Израилево за все то, что они сделали…»
Мы никоим образом не можем измерить всю Вселенную, но мы можем:
- Измерить расстояние до Луны с поразительной точностью
- Определить расстояние до всех планет (и сфотографировать их!)
- Проникнуть (почти) в атмосферу Юпитера с помощью зонда
- Измерить расстояния во всей галактике
- Определить расстояние до Андромеды
- Измерить температурные колебания в космическом микроволновом фоне.
Похоже, что мы измерили небеса. Что касается Земли, мы можем:
- Исследовать океанское дно
- Изучить внутреннее строение земли с помощью магматических потоков и P-волн и S-волн при землетрясениях
- Усовершенствовать теории о происхождении нашей собственной солнечной системы, исходя из наблюдений протозвездных систем.
Похоже, что мы исследовали основания земли.
На основе имеющихся данных и моего понимания я делаю вывод, что мы ответили на этот вызов, и поэтому Бог отверг потомков Израиля (или что Библия не является боговдохновенной и непогрешимой). Не является необоснованным то, что ревностный еврей, живший в VI веке, мог легко принять этот вызов, но я сомневаюсь, что он смог бы представить себе космические путешествия, сотовые телефоны и интернет. Или я рассуждаю неправильно?
Мне нравится Ваш анализ, хотя я сомневаюсь, что слова Господа через Иеремию должны восприниматься с научной точки зрения. Я думаю, что в этом отрывке, по сути, говорится: «Только если будет сделано что-то совершенно невозможное (для людей), я отвергну мой народ». Если понимать его таким образом, то не будет никаких проблем.
Кроме того, мы должны также заметить, что этот раздел Священного Писания подается в контексте Нового Завета (особенно стихи 33-34, которые упомянуты в Новом Завете, например, в Послании к Евреям 8). У Бога по-прежнему есть свой народ, даже в Новом Завете, как и было предсказано. Поэтому ключ к пониманию проблематичного стиха 37 – как всегда – контекст. А суть Иеремии 31 – это Новый Завет.
По Вашему анализу, если человеческие научные достижения исполнили пророчество, Израиль перестал быть народом Божьим только в XX веке. Я думаю, что это маловероятно. Кроме того, не все потомки Израиля были отвергнуты, как утверждает Павел в Послании к Римлянам 9-11. Так же, как и во времена Илии, был выбран остаток по благодати. В моем понимании, Павел верил, что этот еврейский остаток, верные израильтяне (смотри Римлянам 9:1-6), будет избран в его поколении.
Истину говорю во Христе, не лгу, свидетельствует мне совесть моя в Духе Святом, что великая для меня печаль и непрестанное мучение сердцу моему: я желал бы сам быть отлученным от Христа за братьев моих, родных мне по плоти, то есть Израильтян, которым принадлежат усыновление и слава, и заветы, и законоположение, и богослужение, и обетования; их и отцы, и от них Христос по плоти, сущий над всем Бог, благословенный во веки, аминь. Но не то, чтобы слово Божие не сбылось: ибо не все те Израильтяне, которые от Израиля; (К Римлянам 9:1-6)
И они были! Да, трансформация шла полным ходом, и «Израиль Божий» (Послание Галатам 6:16) теперь включает в себя бывших язычников, но Бог всегда оставался верен этому народу.
Зачем Бог создал черные дыры в Космосе?
Для чего Бог создал черные дыры? Похоже на то, что Вселенная работает по случайному принципу, от планеты к планете, от взрыва к новому взрыву. Я не думаю, что Бог взрывами создал землю.
Очевидно, что говорить от имени Бога, отвечая на «отчего и почему» я не могу. Как ученый, я могу спекулировать на «почему» и «кто его знает», и возможно я и угадаю правильный ответ.
Если я правильно понимаю космологию, существование черных дыр является неизбежным следствием законов природы и изначальных свойств самой Вселенной. Случился большой взрыв, неизбежным результатом которого явились черные дыры, учитывая плотность Вселенной и закон всемирного тяготения.
Нам просто повезло с черными дырами! Супермассивные черные дыры в центре спиралевидных и эллиптических галактик позволяют им держать вполне стабильную форму за счет достаточной гравитации. Такая стабильность формы, местами с большей, местами с меньшей плотностью звезд, необходима для поддержания жизни на такой обитаемой планете как наша Земля, которая вращается вокруг стабильной звезды третьего поколения правильного размера, Солнца. Бог сделал так, что сила гравитации остается постоянной во Вселенной. Такая «точность настройки» позволяет звездам и галактикам до сих пор существовать. Это настолько точно рассчитано по размеру, что черные дыры могут наличествовать, но не «подминают» под себя всю Вселенную при этом. Все находится в чудесном равновесии: поддерживается жизнь на планете с большим количеством тяжелых элементов и воды, стабильные звезды могут существовать…Провидение Божье видно во всех этих фактах, ну и черные дыры, конечно в том же ряду.
Вселенная не случайна, конечно, или не выглядит чистым случаем, говоря иначе. Насколько нам это известно путем научных познаний, Вселенная работает согласно неизменным законам, которые обеспечивают условия для жизни. Сверхновые звезды совершенно необходимы для жизни. Только они создают тяжелые элементы, такие как уран, золото, серебро, йод и др.- не было бы сверхновых звезд, не было бы и жизни. Радиоактивность урана имеет важное значение для поддержания нашей атмосферы и переработки земной коры. Уран создают только сверхновые звезды. Опять же, не вижу в этом случайности. Это демонстрирует великолепный замысел. В проекте по названием «Вселенная» случайного ничего нет. Либо крайне мало.
Происходят ли во Вселенной случайные процессы? Конечно, но даже уровень случайности оборачивается так прекрасно, что в жизни происходит перестановка, обмен. Существует неопределенность, присущая квантовой механике. Эта неопределенность обязательна для, например водородных связей, для других крайне важных физических процессов. Кстати, как Вы знаете, началом Вселенной был не взрыв. Было творение. Для взрыва необходима уже существующая материя, которая подвергается своего рода массивной реакции. «Большой взрыв» не был взрывом как таковым. Это было сотворение из ничего.
Перевод: Наталия Бруни
Почему Бог так долго создавал Вселенную?
Можете мне объяснить, почему Богу потребовалось так много времени для сотворения Вселенной? Если Он такой всемогущий и разумный, тогда почему Он так долго создавал Свои творения?
Я полагаю, что вы спрашиваете о том, почему Бог так невероятно долго создавал Вселенную, землю и различные формы жизни на ней? Позвольте мне добавить еще один похожий вопрос: почему Бог не только так долго создавал Вселенную, но и сделал её такой огромной? Почему Он не создал лишь одно солнце и несколько планет? Разве не расточительно использовать так много времени и пространства, чтобы создать нас?
Это хороший вопрос. Мой ответ заключается в том, что Бог существует вне времени и пространства. Все 13.5 млрд. лет истории Вселенной это как миг в глазах Бога. И 4.5 млрд лет существования земли и 3 млрд. лет (или около того) с момента создания жизни — тоже небольшой этап для Бога. Все невероятные параметры нашей Вселенной — ничто для Бога. Он не ограничен пространством. Расстояния — ничто для Бога. Что нам кажется невообразимо огромным расстоянием или промежутком времени — ничто для Бога. Когда Бог создал Вселенную, Он запустил события, которые привели в итоге к формированию галактик, звезд и планет. Нам очень сложно представить все эти огромные промежутки времени и расстояния, но поверьте — они ничто для Бога.
Бог решил создать «естественные законы», такие как гравитация или электромагнитная сила, законы термодинамики и многие другие. Я не в той позиции, чтобы задавать Богу вопросы о Его мудрости, но я знаю, что «небеса и земля воспевают славу Божью», как об этом писал Давид в своих Псалмах.
«Небеса возвещают о славе Господней, свод небесный возвещает о творениях Его. Каждый день говорит о большем, в каждой ночи новое знание. Ни слова, ни речи, ни звука, которые можно услышать, но голос обходит всю землю, слова проносятся по миру населённому. Небо-солнца шатёр. Выходит солнце словно жених из покоев, словно весёлый бегун, готовый бежать в состязаньи. Встает оно на одном краю неба, по кругу идет на другой. От жара его не спрятаться ничему. Божий закон совершенен, он возрождает душу, Божий завет надёжен, делает мудрым простое». (Псалом 18:2-8)
То, что нам кажется почти нелогичным, как в случае с такими неразумными, как нам может показаться, тратами времени и пространства, для Бога вообще не является проблемой. Факт в том, что Он это сделал, как Сам того хотел. Разве это говорило бы о мудрости и способностях Бога, если бы Он сотворил Вселенную быстрее или медленнее, больше или меньше по размерам? Размер и промежуток времени вообще не имеют ничего общего с ценностью и важностью.
Нашли ошибку в статье? Выделите текст с ошибкой, а затем нажмите клавиши «ctrl» + «enter».
Источник