5 удивительных фактов о Большом взрыве

1. Впервые об этом подумал католический священник.

В 1915 году Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности, которая первоначально утверждала, что Вселенная естественным образом будет либо расширяться, либо сжиматься. Но Эйнштейн, как и подавляющее большинство астрономов и физиков того времени, считал, что Вселенная статична, поэтому он добавил в уравнения несколько дополнительных членов, чтобы все уравновесить.

Спустя годы Эдвин Хаббл обнаружил, что некоторые галактики удаляются от нас. Пока астрономы продолжали спорить о последствиях этого наблюдения, бельгийский физик и римско-католический священник Жорж Лемэтр первым принял результаты Эйнштейна и Хаббла за чистую монету, утверждая, что мы живем в расширяющейся Вселенной, которая когда-то была намного меньше, горячее и плотнее, чем сегодня. Он назвал эту точку отсчета «первобытным атомом».

2. Теория была доказана случайно.

Большинство физиков отнеслись к идее Леметра со скептицизмом, особенно учитывая, что его теория выглядела слишком близкой к истории Бытия. Но в течение десятилетий все другие попытки объяснить полученные Хабблом результаты потерпели неудачу при проверке наблюдений. Тем не менее, теория «Большого взрыва» считалась интересной — но не очень правдоподобной — идеей.

В 1964 году два радиоинженера из Bell Labs, Арно Пензиас и Роберт Уилсон, проводили испытания нового микроволнового приемника. Как бы они ни старались, им не удавалось устранить фоновый шум, который они постоянно слышали в приборе. В поисках объяснения они наткнулись на группу физиков-теоретиков, которые собирали средства на создание именно такого прибора. Оказалось, что фоновый шум был вызван излучением, оставшимся после того, как Вселенная трансформировалась из горячей, плотной плазмы в чуть менее горячий нейтральный газ. Это называется космическим микроволновым фоном, и он остается краеугольным камнем нашего понимания Большого взрыва.

3. Это не теория сотворения мира.

Большой взрыв — это теория истории Вселенной, особенно ее самых ранних моментов. Мы можем сказать, с чрезвычайной степенью уверенности, основанной на многочисленных независимых доказательствах, что вся наблюдаемая нами Вселенная — каждая пылинка, каждая звезда и каждая галактика — была когда-то втиснута в объем размером не больше персика с температурой более 1 триллиона градусов.

Однако теория не говорит нам, откуда взялась Вселенная, и даже имеет ли этот вопрос смысл. Наше нынешнее понимание физики может завести нас лишь настолько далеко в прошлое, прежде чем все наши теории, включая наши знания о работе пространства и времени, разрушатся. Другими словами, мы не знаем, как «началась» Вселенная. Мы знаем только то, что произошло потом.

4. Мы можем (почти) его увидеть.

Космический микроволновый фон — это огромная ценность. Он не только закрепил теорию Большого взрыва как единственную теорию, способную объяснить все данные наблюдений, но и служит окном в наше далекое прошлое. Когда наша Вселенная была примерно в миллион раз меньше ее современных размеров, ее температура составляла почти 10 000 градусов Цельсия, и она находилась в состоянии плазмы. По мере расширения и охлаждения плазма превратилась в нейтральный газ, в котором образовались первые атомы. В результате этого события выделилось огромное количество излучения, которое до сих пор сохранилось в виде космического микроволнового фона, или КМФ. На долю КМФ приходится более 99,999% всего излучения во Вселенной.

КМФ сформировался, когда космосу было около 380 000 лет. По сравнению с его современным возрастом в 13,77 миллиарда лет, это эквивалентно детской фотографии, сделанной, когда вам было всего 10 часов от роду.

5. Это происходило повсюду.

Одна из самых удивительных вещей при обсуждении Вселенной заключается в том, что наши обычные представления об объектах просто не применимы. Например, у Вселенной нет ни края, ни границы — потому что понятие «Вселенная» расширяется и включает в себя буквально все сущее.

Аналогичным образом, Большой взрыв не был взрывом в пространстве — это был взрыв пространства. Большой взрыв произошел одновременно со всем во Вселенной. Он произошел не в одном конкретном месте в пространстве, а в одном конкретном месте во времени. Об этом трудно думать, но именно поэтому у нас есть математика: чтобы помочь нам разобраться с понятиями, которые мы в обычной жизни не смогли бы понять.