Преди повече от 60 години учените официално признаха, че теорията за Големия взрив точно описва произхода на Вселената. Но има няколко мита за това събитие, в които много хора вярват.
Големият взрив е нещо, за което повечето хора са чували, разбирайки, че това е водещата теория за произхода на Вселената. Но много хора имат огромен брой погрешни схващания за това какво е Големият взрив. Кои са петте най-често срещани мита, които учените чуват за Големия взрив, и как те са опровергани, според астрофизика Итън Сийгъл, разказва Big Think.
Вселената, каквато я познаваме днес, не е съществувала вечно. Въпреки че можем да видим няколко трилиона галактики, обхващащи разстояния от десетки милиарди светлинни години, има ограничение за това докъде можем да видим. Най-далечната галактика, която някога сме виждали, е на 34 милиарда светлинни години разстояние, а светлината ѝ съответства на време, когато Вселената е била само на 280 милиона години, или само 2% от сегашната ѝ възраст. Защо не можем да видим отвъд това? Не е защото Вселената е крайна – всъщност тя може би е безкрайна – а по-скоро защото е имала начало, което се е случило преди краен период от време: Големият взрив.
Вселената е започнала като горещо, плътно, изпълнено с материя и радиация състояние преди около 13,8 милиарда години и оттогава се разширява. Ето защо най-далечните галактики са много по-далеч от 13,8 милиарда светлинни години. Ето 5-те най-разпространени мита за Големия взрив и какво наистина се е случило.
Мит №1: Големият взрив е експлозията, която е дала началото на нашата Вселена
Всеки път, когато погледнем далечна галактика във Вселената и се опитаме да измерим какво прави нейната светлина, виждаме един и същ модел: колкото по-далеч е галактиката, толкова повече светлината ѝ се измества към все по-дълги дължини на вълната. Това се нарича червено отместване. Колкото по-далеч гледаме, толкова повече обектът е изместен в червено.
Така че е логично да мислим, че по-далечните обекти се отдалечават от нас с по-голяма скорост и че можем да проследим всяка галактика, която виждаме днес, до една единствена точка в миналото: огромен взрив.
Но това е пълно погрешно схващане за това какво всъщност представлява Големият взрив. Не става въпрос за това, че тези галактики се движат през самата вселена, а за това, че тъканта на пространството, която изгражда самата вселена, се разширява. Галактиките сякаш се отдалечават една от друга с разширяването на вселената.
С други думи, идеята за първоначална експлозия няма нищо общо с Големия взрив. Не първоначална експлозия е причинила отдалечаването на галактиките една от друга, а по-скоро физиката на разширяваща се вселена, управлявана от общата теория на относителността на Айнщайн. Фактът, че имаме вселена, която се подчинява на общата теория на относителността като основен закон за гравитацията и че нашата вселена е равномерно запълнена с енергия, кара пространството, заедно с галактиките, съдържащи се в него, да се разширява. Не е имало експлозия, а само бързо разширяване, което е еволюирало въз основа на кумулативните гравитационни ефекти на всичко, съдържащо се в нашата вселена.
Мит №2: Има точка в пространството, до която можем да проследим събитието Големия взрив
Всъщност няма централна точка в събитието Големият взрив. В началото може да си помислите, че щом всичко сякаш се разширява далеч от всичко останало, тогава можем да екстраполираме всичко обратно към момента, в който всичко е започнало на едно и също място.
Ако проследим движенията, които наблюдаваме във всички галактики, обратно до централната точка, може би се чудите: къде е тя?
Но дори задаването на този въпрос се основава на погрешното схващане, че Големият взрив е бил като експлозия. В разширяваща се вселена всяко място в космоса изглежда еднакво, поне когато се погледне достатъчно голям обем. В големи мащаби вселената има еднаква плътност, еднаква температура и един и същ брой галактики навсякъде. И ако екстраполирате това назад във времето, ще изглежда по-горещо и по-плътно, но това е така, защото самото пространство също еволюира и се разширява.
Големият взрив не се е случил в един момент, а по-скоро се е случил навсякъде едновременно и е станал преди краен период от време. Фактът, че Вселената няма повтарящи се структури, няма идентифицируеми ръбове и няма предпочитана посока, предполага, че няма конкретна точка на произход на Големия взрив.
Мит №3: Цялата материя и енергия в нашата Вселена са били компресирани в безкрайно горещо, плътно състояние по време на Големия взрив
Ако Вселената се разширява и охлажда днес, тя трябва да е била по-малка, по-плътна и по-гореща в миналото. Този аспект на космологията е верен. Всъщност, можете да си представите да се върнете назад, доколкото въображението ви позволява, докато достигнете размер, който става безкрайно малък, което води до безкрайна плътност и температура. Това ни напомня за концепцията за сингулярност, където цялата материя и енергия в космоса са компресирани в една точка. Може да си представите това като момента на Големия взрив: безкрайно горещо, плътно състояние. Това не е напълно погрешно, но е остаряла идея за Големия взрив. Важното е, че това е хипотеза и само една идея за това как нашата Вселена може да е възникнала.
Мит №4: Големият взрив прави неизбежно началото на нашата Вселена със сингулярност
Дори ако Вселената е достигнала максималната си температура в ранните етапи на горещия Голям взрив, все пак е трябвало да има фаза, която да я предшества и да е поставила началото на тази гореща фаза.
Теорията, която определя началните условия за Големия взрив, е известна като космическа инфлация и е подкрепена от няколко доказателства. Големият взрив може да описва откъде е произлязла нашата вселена, поне такава, каквато я познаваме, но изобщо не описва какво е било преди това.
Но съществуването на сингулярност, след като приемем период на космическа инфлация, предшестваща Големия взрив, вече не е неизбежно. Всъщност, приемането на космическата инфлация непременно означава, че ако инфлацията е предшествала Големия взрив, тя не би довела до вселена, която би достигнала безкрайно малък размер в крайна точка в миналото. Вселената се разширява експоненциално по време на инфлацията, което означава, че ще се удвои по размер в определена времева скала, ако пуснете часовника напред, но ще се намали наполовина в същата времева скала, ако се върнете назад. Без значение колко половини вземете, никога няма да стигнете до нула.
Все още е възможно да е съществувала отделна фаза преди да се случи космическата инфлация. Ако това беше така, тогава ще трябва да допуснем възможността Вселената да е започнала със сингулярност. За съжаление, нямаме начин да наблюдаваме, измерваме или тестваме тази хипотеза, използвайки наблюдаемата Вселена. Можем само да заявим, въз основа на наблюдателните доказателства, с които разполагаме, че инфлацията е продължила поне малка част от секундата, не е довела до самата сингулярност или в началото на горещия Голям взрив и че не знаем какво се е случило преди началото на инфлацията.
Мит №5: Пространството, времето и законите на физиката не са съществували преди Големия взрив
Ако достигнете истинска сингулярност или място, където достигнете безкрайна плътност и температура, законите на физиката биха се разпаднали. В общата теория на относителността сингулярност е мястото, където пространство-времето може или да влезе, или да излезе от съществуване, а без пространство-времето правилата, които управляват физическата вселена, не е задължително дори да съществуват.
Но ние не достигаме до сингулярност, когато говорим дори за най-ранните етапи на горещия Голям взрив, и не достигаме до сингулярност, когато говорим за периода на космическа инфлация, която го е предшествала. И следователно законите на физиката не са нарушени. Това означава, че законите, които познаваме, със сигурност трябва да са съществували по време на инфлационната фаза, която е създала самия Голям взрив, и че както пространството, така и времето трябва да са съществували. Но със знанията, които имаме, много въпроси остават без отговор.
Възможно е инфлацията да не е продължила вечно и да е имала едно-единствено начало, но е възможно също така да е продължила вечно или дори да е имала цикличен характер, като пространството и времето в крайна сметка се връщат обратно към себе си.
Можем да бъдем сигурни, че дори преди Големия взрив, пространството, времето и самите закони на физиката определено са съществували, дори и да не можем да ги разберем напълно.
