От всички обсъждани концепции и теми, Големият взрив е най-противоречивото понятие. Разбира се, това е доста стара научна теория, присъстваща от 40-те години на миналия век, а от 60-те години на миналия век има множество доказателства в подкрепа на това. Идеята е проста: Вселената имаше начало. Това беше нейният рожден ден. Имаше ден, който не беше "вчера", когато материята, радиацията и разширяващата се, охлаждаща Вселена, за която знаем, не съществуваше до определен момент. И все пак сме тук. Което предизвиква шум от въпроси от всеки питащ ум. Един от нашите читатели просто има такъв ум и иска да знае: Има ли теории или експерименти, които могат да изчислят и докажат нашето местоположение в космоса спрямо точката на Големия взрив? Мисля, че тъй като нашите възможности за наблюдение са много ограничени по отношение на местоположението на нашата планета,няма да е лесно да се определи кривината на пространството. Защо мислим, че Големият взрив се е случил в някакъв момент в триизмерното пространство? Защо мислим, че Вселената е сфера?
Това са много добри въпроси и всички те демонстрират общо разбиране на Вселената от хората. Но правилни ли са тези мнения?
Често си мислим, че Големият взрив е бил истинска експлозия. И Вселената наистина приличаше на огромна, енергична и разширяваща се огнена топка в най-ранните си етапи.
Беше изпълнен с частици и античастици от различни видове, както и радиация. Всичко това се разшири и всички частици, античастици и квант радиация се отдалечиха една от друга. Всичко това се охлаждаше и забавяше, докато се разширяваше.
Наистина звучи като експлозия. Всъщност, ако бихте могли да бъдете транспортирани в онези първи моменти и по някакъв начин да сте защитени от цялата тази енергия, дори би имало звук, който можете да чуете благодарение на следното видео:
Но не е без причина да използвам думата „разширяване“, вместо „експлозия“, когато описвам това явление. Експлозия е нещо, което се случва в една точка в космоса, от която се разпръскват отломки. Супернова е експлозия; изблик на гама лъчи е експлозия; детонация на бомба е експлозия; граната е експлозия.
Но Големият взрив не е експлозия [на английски Big Bang, Big Bang, буквално означава „Голям взрив“- ок. Transl.]. Когато говорим за "горещ Голям взрив", имаме предвид първия момент, в който Вселената може да бъде описана като състояние, съдържащо частици, античастици и радиация. От този момент нататък Вселената започва да се разширява и охлажда според законите на общата относителност и ние следваме пътя на унищожаването на антиматерията, образуването на атомни ядра и неутрални атоми и в резултат на това звезди, галактики и мащабни структури, видими днес. Ключът към първия въпрос е да разберем какво точно е направила Вселената в този момент: в момент, който можем да опишем за първи път, въз основа на тази платформа на горещия Голям взрив.
Промоционално видео:
Доколкото знаем, нямаше конкретна отправна точка. Нямаше „източник“, от който да започва Вселената. Всички доказателства говорят за противоположно, но не по-малко вярно заключение: Големият взрив се е случил навсякъде едновременно. За това има много доказателства и самата Вселена ни ги дава. Вселената, съдейки по мащабните структури, струпвания на галактики, появата на Големия взрив след светлината, средната плътност на части от космоса с големина на няколкостотин милиона светлинни години и т.н., ни дава два важни наблюдаеми факта. Свойствата му са еднакви навсякъде и изглежда еднакво във всички посоки. Физически погледнато, Вселената е хомогенна и изотропна.
Такива характеристики на Вселената не могат да бъдат получени с период на експлозия. При експлозия най-бързо движещите се фрагменти са най-отдалечените, но и най-разпръснатите в пространството. Колкото по-голямо е разстоянието, толкова по-малко би трябвало да има галактики на единица обем - но това не е така във Вселената. В случай на експлозия би било възможно изрично да се посочи началната му точка. Вселената работи по такъв начин, че тази точка ще бъде само на няколко милиона светлинни години от Млечния път, на границата на местната група. Статистически шансовете за такъв момент, предвид наличието на повече от 170 милиарда галактики във Вселената, са 100 пъти по-лоши от спечелването на лотарията Powerball или Mega Millions.
Фактът, че Вселената е хомогенна и изотропна, подсказва, че Големият взрив се е случил в същия момент, преди около 13,8 милиарда години, и е един и същ на всички места. Но не можем да го видим на всички места. Виждаме го само там, където сме. Нашият преглед е ограничен. Затова често можете да намерите такива илюстрации: как нашата Вселена се вижда от нашата гледна точка, с нас в центъра.
Но това не означава, че Вселената е сфера! Всъщност можем да измерим формата на Вселената и да поставим някои ограничения върху нея. Ако излезете навън и изпратите двамата си приятели в две различни посоки, така че да се виждате, вие трима ще образувате триъгълник. Всеки от вас ще може да измери видимия ъгъл между другите два. След това можете да добавите тези ъгли и получавате 180º - това е сумата от ъглите на триъгълника.
Всеки триъгълник в плоско пространство.
Но пространството не трябва да бъде равно! Тя може да има отрицателна кривина като повърхност на седлото, когато сборът на ъглите е по-малък от 180º. Може да се извие положително, като повърхността на сфера, когато сумата от ъглите е по-голяма от 180º. Ако застанете на екватора в Южна Америка, единият от приятелите ви стои на екватора в Африка, а другият - на Северния полюс, ще откриете, че разликата в ъгъла ще бъде голяма. Сумата от ъглите ще се окаже по-близка до 270º, отколкото до 180º. Нямаме приятели в космоса, но имаме нещо също толкова добро: колебания във фоновата радиация. В зависимост от кривината на пространството, те трябва да изглеждат съвсем различно.
Направихме наблюдения и открихме нещо невероятно: Вселената, доколкото можем да кажем, е плоска. Много, много плосък. Последните данни от експериментите с Планк и Проучването на Sloan Digital Sky сочат, че ако Вселената е извита - положително или отрицателно - тя се забелязва в мащаб поне 400 по-голям от частта от Вселената, която наблюдаваме. И можем да видим част от него с диаметър 92 милиарда светлинни години.
И така, Големият взрив се е случил навсякъде едновременно, преди 13,8 милиарда години, а нашата Вселена е пространствено плоска според нашите най-добри измервания. Големият взрив не се е появил в един момент и можем да съдим по това по изключителната изотропия и хомогенност на Вселената. Тези свойства са толкова точни, че когато се натъкнем на нехомогенност с отклонение от 0,01% от средната стойност, вече мислим, че нещо не е наред. Така че, ако твърдите, че Големият взрив се е случил точно там, където сте, и заставате точно в центъра на всичко, което се случва, никой няма да ви възрази. Просто всичко и всичко, в цялата Вселена, може да каже същото за себе си.