Горизонты будущего
Шрифт:
Из чего состоит Вселенная? Водород – самый распространённый элемент во Вселенной (75%), на втором месте находится гелий (23%), на остальные элементы приходятся ничтожные 2% от общего количества вещества. Средняя плотность – 10-29 г/см3. Космос – это не просто огромная пустота, в которой равномерно рассеяны звёзды, планеты и галактики. Структура Вселенной довольно сложна и имеет несколько уровней организации, которые мы можем классифицировать в соответствии с масштабом объектов:
1. Астрономические тела во Вселенной обычно группируются в системы. Звёзды нередко образуют пары или входят в состав скоплений, которые содержат десятки,
2. Следующей ступенью организации являются галактики. Они могут быть спиральными, эллиптическими, линзовидными, неправильными. Учёные пока не до конца понимают, почему галактики обладают разной формой. На этом уровне мы обнаруживаем чёрные дыры, межзвёздный газ, двойные звёзды. Кроме звёзд, в их состав входит пыль, газ, электромагнитное излучение. Во Вселенной обнаружено несколько сотен миллиардов галактик.
3. Несколько галактик образуют Местную группу. В нашу, кроме Млечного пути, входит Туманность Треугольника, Туманность Андромеды и ещё 31 система. Скопления галактик – самые крупные из известных устойчивых структур Вселенной, их удерживает воедино гравитационная сила. Учёные подсчитали, что одного лишь притяжения явно недостаточно для поддержания стабильности этих объектов. Научного обоснования данного феномена пока не существует.
4. Следующим уровнем структуры Вселенной являются сверхскопления галактик, каждая из которых содержит десятки, а то и сотни галактик и скоплений. Однако тяготение их уже не удерживает, поэтому они следуют за расширяющейся Вселенной.
5. Последним уровнем организации мироздания являются ячейки, или пузыри, стенки которых формируют сверхскопления галактик. Между ними находятся пустотные области, именуемые войдами. Эти структуры Вселенной имеют масштабы около 100 Мпк. На этом ярусе наиболее заметны процессы расширения Вселенной, также с ним связано реликтовое излучение – отголосок Большого взрыва.
Реликтовое излучение – это космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение, творящее историю Вселенной. Оно равномерно заполняет Вселенную в виде теплового излучения. Обладает высокой степенью изотропности и спектром, свойственным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,72548 ± 0,00057 градуса по Кельвину (0.021%). Существование реликтового излучения было предсказано теоретически Георгием Гамовым в рамках теории Большого взрыва.
Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 году. В 1983 году был проведён первый эксперимент (Реликт – 1) по измерению реликтового излучения с борта космического аппарата. В январе 1992 года российские учёные объявили об открытии анизотропии реликтового излучения. Взгляните, как творилась Вселенная!
Рис. 2. Панорама Большого взрыва и его анизотропии реликтового излучения.
Микроволновый зонд анизотропии, СВЧ, электроника, сфера, вселенная png
Красные цвета означают более горячие области, а синие – более холодные, по данным спутника WMAP. Его максимум приходится на частоту 160,4 ГГц (микроволновое излучение), что соответствует длине волны 1,9 мм. Оно изотропно с точностью до 0,01% – среднеквадратичное отклонение температуры составляет
Ещё в 1969 году было обнаружено, что в реликтовом излучении заметно выделена дипольная составляющая: в направлении созвездия Льва. Температура этого излучения на 0,1% выше, чем в среднем, а в противоположном направлении – настолько же ниже. За счёт расширения Вселенной длина волны реликтового излучения сегодня находится в миллиметровом диапазоне, но в момент, когда оно было испущено, она была примерно в 1100 раз короче. Реликтовое излучение доминирует в современной Вселенной, то есть старых фотонов даже сейчас во много раз больше, чем фотонов от всех звёзд.
Ныне существующая гипотеза Большого Взрыва не даёт удовлетворительного объяснения происхождения галактик. С. Вайнберг в своей книге «Первые 3 минуты» пишет: «Теория возникновения галактик представляет собой одну из самых трудных проблем астрофизики, проблем, ещё очень далёких от разрешения». Во-первых, она не даёт ответов на следующие вопросы: «Что заставило вещество Вселенной расширяться?», «Что происходило до начала расширения, до момента сингулярности?», «Конечны ли пространство и масса?», «Откуда они берутся?». Во-вторых, выдвигается гипотеза о первоначальной сингулярной точки Вселенной с бесконечно большой плотностью вещества.
Согласно теории Большого взрыва, всё вещество в Космосе в какой-то начальный момент было сдавлено буквально ни во что – спрессовано в одну-единственную точку. Астрономы назвали такое состояние сингулярностью. Предполагается, что в этой точке изначально была сосредоточена вся масса современной Вселенной (по расчётам учёных, масса только наблюдаемой части Вселенной более 1051 кг. [3]), тогда как реально самая большая плотность материи может быть только у электрона и протона (1017 кг/м3). Следовательно, сингулярность не вещественна, а наполнена всеобъемлющей Божественной энергией.
Почему и как это произошло – совершенно не обосновано. Учёным приходится выносить за скобки множество вопросов, связанных с природой сингулярности и её происхождением: законченной физической теории этого этапа истории Вселенной не существует. Однако эта гипотеза позволила определить точный возраст Вселенной.
Есть в гипотезе Большого взрыва многие слабые места. Если бы мироздание образовалось мгновенно из одной небольшой точки, то должно было существовать неоднородное распределение вещества, чего мы не наблюдаем. Также данная модель не может объяснить, куда подевалась антиматерия, количество которой в «момент творения» не должно было уступать обычной барионной материи. Но самый весомый недостаток данной теории – её неспособность объяснить феномен Большого взрыва, он просто воспринимается как свершившийся факт.
Сторонники гипотезы Большого взрыва в замешательстве после того, как выяснилось, что в настоящее время Вселенная расширяется с ускорением. По этой причине современная наука, к сожалению, в значительной степени утратила острое зрение; видит всего лишь 4% Вселенной. Остальную часть, как она считает, составляют невидимая тёмная материя и тёмная энергия. Таким образом, небо почти полностью для нас оказалось закрытым, а научные основы мироздания, прежде казавшиеся незыблемыми, были оспорены буквально со всех сторон. Твёрдое вещество не составляет больше важнейшую природную субстанцию.