La grande esplosione e l'origine dell'universo. Misteri dell'universo: Che cosa era nell'Universo prima del Big Bang?

Anche gli scienziati moderni non possono dire con certezza che cosa era nell'universo prima del Big Bang. Ci sono diverse ipotesi che rivelano il velo di segretezza su una delle questioni più difficili dell'universo.

L'origine del mondo materiale

Fino al 20 ° secolo, c'erano solo due teorie dell'origine dell'universo. I sostenitori del punto di vista religioso credevano che il mondo fosse creato da Dio. Gli scienziati, al contrario, si sono rifiutati di riconoscere l'universo creato dall'uomo. I fisici e gli astronomi erano sostenitori dell'idea che il cosmo fosse sempre esistito, il mondo era statico e tutto rimane uguale a miliardi di anni fa.

Tuttavia, il progresso scientifico accelerato alla fine del secolo ha portato al fatto che i ricercatori hanno l'opportunità di studiare spazi extraterrestre. Alcuni di loro sono stati i primi a cercare di rispondere alla domanda, cosa era nell'Universo prima del Big Bang.

Ricerca Hubble

Il ventesimo secolo ha distrutto molte teorie delle epoche passate. Sul posto vacato, apparve nuove ipotesi, spiegando misteri finora sconosciuti. Tutto è partito dal fatto che gli scienziati hanno stabilito il fatto dell'espansione dell'universo. Questo è stato fatto da Edwin Hubble. Ha scoperto che le galassie distanti differiscono dalla luce di quei cluster cosmici più vicini alla Terra. La scoperta di questa legge costituiva la base della legge dell'espansione di Edwin Hubble.

La grande esplosione e l'origine dell'universo sono state studiate quando è emerso che tutte le galassie "fuggono" dall'osservatore, non importa dove fosse. Come poteva essere spiegato? Dal momento che le galassie si muovono, significa che sono spinte avanti da qualche energia. Inoltre, i fisici hanno calcolato che tutti i mondi una volta erano allo stesso punto. A causa di una certa spinta, cominciarono a muoversi in tutte le direzioni con una velocità inimmaginabile.

Questo fenomeno è stato chiamato "Big Bang". E l'origine dell'universo è stata spiegata proprio con l'aiuto della teoria di questo evento di lunga data. Quando è successo? I fisici hanno determinato la velocità di movimento delle galassie e hanno ottenuto una formula con la quale sono calcolati quando si è verificata la "spinta" iniziale. Nessuno può definire figure esatte, ma circa questo fenomeno ha avuto luogo circa 15 miliardi di anni fa.

L'emergere della teoria del Big Bang

Il fatto che tutte le galassie siano fonti di luce significa che una grande quantità di energia è stata liberata durante la Grande Esplosione. Era lei che ha dato alla luce la luminosità che i mondi perdono nel corso della loro distanza dall'epicentro di quello che è successo. La teoria del Big Bang è stata prima dimostrata dagli astronomi americani Robert Wilson e Arno Penzias. Hanno scoperto radiazioni elettriche reliquie elettromagnetiche , la cui temperatura è di tre gradi sulla scala Kelvin (cioè -270 Celsius). Questa constatazione ha confermato l'idea che in un primo momento l'universo era estremamente caldo.

La teoria del Big Bang ha risposto a molte domande formulate nel XIX secolo. Ma ora ci sono nuovi. Per esempio, cosa era nell'universo prima del Big Bang? Perché è così omogeneo, mentre con una tale enorme liberazione energetica la sostanza dovrebbe disperdere in modo non uniforme in tutte le direzioni? Le scoperte di Wilson e Arno mettono in dubbio la geometria euclidea classica, dato che è stato dimostrato che lo spazio ha una curvatura zero.

Teoria dell'inflazione

Le nuove domande poste hanno mostrato che la teoria moderna dell'emergenza del mondo è frammentaria e incompleta. Tuttavia, a lungo sembrava che sarebbe impossibile andare oltre l'apertura negli anni '60. E solo studi recenti di scienziati ci hanno permesso di formulare un nuovo importante principio per la fisica teorica. Questo è il fenomeno dell'espansione inflazionistica ultra-rapida dell'universo. È stato studiato e descritto con l'aiuto della teoria del campo quantico e della teoria generale della relatività di Einstein.

Quindi, cosa era nell'universo prima del Big Bang? La scienza moderna chiama questo periodo "inflazione". All'inizio c'era solo un campo che riempiva tutto lo spazio immaginario. Può essere confrontato con un pallone da neve lanciato lungo il pendio di una montagna di neve. Com si rotola e aumenta le dimensioni. Allo stesso modo, il campo ha cambiato la sua struttura a causa di oscillazioni casuali per un tempo inimmaginabile.

Quando si formò una configurazione uniforme, si è verificata una reazione. Contiene i più grandi enigmi dell'universo. Cosa era prima del Big Bang? Campo di inflazione, che non assomigliava affatto alla materia attuale. Dopo la reazione, l'universo cominciò a crescere. Se continuiamo l'analogia con la palla di neve, poi dopo la prima di loro, anche le altre palle di neve sono state rotolate, anche aumentando le dimensioni. Il momento del Big Bang in questo sistema può essere paragonato al momento in cui un blocco enorme è crollato nell'abisso e finalmente si è scontrato con la terra. In quel momento è stata assegnata una quantità colossale di energia. Non può finire fino ad ora. È dovuto alla continuazione della reazione dall'esplosione che il nostro universo sta crescendo oggi.

Materia e campo

Ora l'universo è costituito da un numero inimmaginabile di stelle e di altri corpi cosmici. Questa serie di sostanze emana un'energia tremenda, che contraddice la legge fisica della conservazione dell'energia. Che cosa dice? L'essenza di questo principio si basa sul fatto che per un tempo infinito la somma di energia nel sistema rimane invariata. Ma come può essere combinato con il nostro universo, che continua ad espandersi?

La teoria dell'inflazione era in grado di rispondere a questa domanda. Questi enigmi dell'Universo sono estremamente rari. Cosa era prima del Big Bang? Campo inflazionistico. Dopo la nascita del mondo al suo posto è venuto la conoscenza di noi importanti. Tuttavia, oltre ad esso, esiste anche un campo gravitazionale nell'universo che ha energia negativa. Le proprietà di queste due entità sono opposte. Così, l'energia liberata da particelle, stelle, pianeti e altre materie viene compensata. Questa relazione spiega anche perché l'universo non si è ancora trasformato in un buco nero.

Quando il Big Bang è accaduto, il mondo era troppo piccolo per far crollare qualcosa in esso. Ora, quando l'universo si espanse, i buchi neri locali appaiono sulle sue sezioni separate. Il loro campo gravitazionale assorbe tutto intorno a loro. Da esso, anche la luce non può sfuggire. In realtà a causa di questo, tali buchi diventano neri.

Espansione dell'Universo

Anche nonostante il fondamento teorico della teoria dell'inflazione, non è ancora chiaro come l'universo ha guardato prima del Big Bang. L'immaginazione umana non può immaginare questa immagine. Il fatto è che il campo d'inflazione è immateriale. Non può essere spiegato dalle solite leggi della fisica.

Quando si verificò il Big Bang, il campo inflazionistico cominciò ad espandersi ad un ritmo che superava la velocità della luce. Secondo gli indicatori fisici, nell'universo non c'è nulla che potrebbe spostarsi più velocemente di questo indicatore. La luce si diffonde attraverso il mondo esistente con numeri proibitivi. Il campo inflazionistico si è diffuso con una velocità ancora maggiore, proprio per la sua natura non materiale.

La dimensione dell'universo prima del Big Bang era microscopico. Per misurare la sua dimensione attuale, i matematici devono elevare figure in larga misura. Secondo la teoria generale della relatività, l'osservatore all'interno del mondo materiale non può vedere ciò che sta accadendo al di fuori di esso. Questa regola si estende a quello che era prima del Big Bang nell'universo. La foto nei libri di testo sull'astronomia può solo rappresentare la narrativa artistica.

Particelle e antiparticelle

L'universo si è ampliato tanto che anche la luce non ha tempo per raggiungere gli angoli più remoti. Allo stesso tempo, il campo inflazionistico al di fuori del mondo continua ad esistere, anche se è inaccessibile alla persona che vive nel mondo materiale. L'universo in espansione sta raffreddando mentre cresce. La temperatura delle radiazioni scende, perché la lunghezza d'onda diventa più grande, il che significa che ha bisogno di spendere più energia su di esso.

Lo stato dell'universo prima del Big Bang era omogeneo. Ma quando cominciò ad espandersi, in esso apparvero nuovi elementi e particelle. Questi sono quark, neutroni, protoni, elettroni e fotoni. Ci sono anche antiparticelle, il cui numero non può essere uguale al numero di particelle ordinarie. Se questa identità avvenisse, allora l'intero universo sarebbe stato distrutto da solo.

La natura ha fatto tutto il necessario per assicurare che il numero di particelle fosse leggermente più grande del numero di antiparticelle. A causa di questa relazione c'è un mondo materiale. La radiazione di reliquia, che continua a diffondersi attraverso le distanze dell'universo, nasce proprio come conseguenza della reciproca distruzione di alcune particelle e antiparticelle. Nel lessico scientifico questo processo è chiamato annientamento. Nel tempo, l'energia della CMB diminuisce. Ora è circa dieci mila volte meno di un indice simile di particelle massive elementari.

L'emergere delle leggi fisiche

Quando l'età dell'universo raggiunse un minuto, i neutroni ei protoni cominciarono a unirsi in elio, tritium e deuterium. Queste erano le prime sostanze che sorgevano nel mondo materiale. Il processo di sintesi è dovuto alle reazioni nucleari. Nel XX secolo, i fisici hanno studiato questo fenomeno e persino imparato a metterlo a tenebra. Poiché la reazione nucleare produce un'enorme quantità di energia, l'umanità ha adattato questo processo alle sue esigenze economiche. C'erano centrali nucleari. Oggi alimentano migliaia di città.

La reazione nucleare è stata usata anche come arma. Alla fine della seconda guerra mondiale, gli americani hanno lasciato cadere le bombe atomiche in Giappone. L'impatto mortale del colpo era proprio nell'enorme allocazione di energia. Ma le cifre registrate a Hiroshima sono trascurabilmente piccole rispetto a quei processi avvenuti nei primi minuti dell'esistenza del mondo materiale.

A causa del fatto che gli scienziati moderni sanno già molto sulla reazione nucleare utilizzata nell'economia e nella guerra, i ricercatori hanno potuto ripristinare un quadro approssimativo di ciò che l'universo era prima del Big Bang. Utilizzando calcoli matematici, è stato calcolato quanti elementi e che sono comparso nei primi minuti dopo l'inizio della reazione nel campo inflazionistico.

Un altro fatto è sorprendente. Tutti i calcoli degli scienziati, basati su moderni indicatori della natura, erano esattamente applicabili al modello dell'aspetto dell'universo. Questa "coincidenza" suggerisce che le leggi della fisica cominciarono ad agire subito dopo l'apparizione del mondo materiale. Da allora, tutte le formule immutabili non sono mai cambiate. Stanno agendo ora. Ad esempio, possiamo dire della teoria della relatività di Einstein. L'innegabile natura delle leggi agevola l'opera degli scienziati che cercano di capire quello che era prima del Big Bang nell'universo.

L'origine delle galassie

Con l'aiuto della teoria del Big Bang, gli scienziati hanno saputo spiegare l'origine delle galassie. Quando il mondo è apparso per la prima volta, tutte le distanze all'interno di essa sono aumentate rapidamente. Tuttavia, in alcuni luoghi questo processo ha assunto forme speciali. Ciò è dovuto al fatto che in diversi punti spaziali la densità energetica era eccellente.

A causa di questo, in alcune parti di un grande universo, più particelle si sono accumulate. Questo processo è stato descritto in dettaglio dagli scienziati americani del XX secolo. Nella forma di scienza popolare, la teoria è stata spiegata in una serie di film "The Universe Before the Big Bang". Sulla scia del mistero ".

In aree con una maggiore densità di energia, la temperatura ha oscillato notevolmente. Questo fenomeno era un segno di compressione della materia da un campo gravitazionale. Il periodo inflazionistico ha generato aree con maggiore densità. Dopo l'emergere dell'universo, il campo gravitazionale ha colpito queste aree con maggiore intensità. Erano qui le galassie – gruppi di stelle intorno ai quali si formavano i pianeti. La nostra terra si inserisce perfettamente in questo sistema. Si ruota intorno alla propria stella (il Sole) e entra nella galassia della Via Lattea.

Lo stato attuale dell'universo

Il periodo attuale dell'evoluzione dell'universo è il più adatto per l'esistenza della vita. Gli scienziati hanno difficoltà a determinare quanto tempo questo intervallo di tempo durerà. Ma se qualcuno ha intrapreso tali calcoli, le cifre risultanti sono state non meno di centinaia di miliardi di anni. Per una vita umana, un tale segmento è così grande che anche nel calcolo matematico deve essere scritto con gradi. Il presente è stato studiato molto meglio della preistoria dell'universo. Quello che era prima del Big Bang, in ogni caso rimarrà solo oggetto di ricerche teoriche e calcoli audaci.

Nel mondo materiale, anche il tempo rimane un valore relativo. Ad esempio, i quasar (una specie di oggetti astronomici), esistenti a una distanza di 14 miliardi di anni luce dalla Terra, ritardano il nostro solito "ora" dai 14 miliardi di anni luce leggeri. Questo intervallo di tempo è colossale. È difficile determinare anche matematicamente, per non parlare del fatto che è semplicemente impossibile immaginare una cosa del genere con l'aiuto dell'immaginazione umana (anche la più ardente).

La scienza moderna può teoricamente spiegare a sé tutta la vita del nostro mondo materiale, a partire dalle prime frazioni di secondi della sua esistenza, quando si è appena verificato il Big Bang. La storia completa dell'universo è stata completata finora. Gli astronomi scoprono nuovi fatti sorprendenti con l'aiuto di attrezzature di ricerca modernizzate e migliorate (telescopi, laboratori, ecc.).

Tuttavia, non esistono ancora fenomeni intesi. Un tale punto bianco, per esempio, è la materia oscura e la sua energia oscura. L'essenza di questa massa nascosta continua a suscitare la coscienza dei fisici più istruiti e avanzati del nostro tempo. Inoltre, non esiste un singolo punto di vista sulle ragioni per le quali ci sono ancora più particelle nell'universo rispetto alle antiparticelle. In questa occasione sono state formulate diverse teorie fondamentali. Alcuni di questi modelli sono più popolari, ma nessuno di loro è stato ancora accettato dalla comunità scientifica internazionale come verità indiscutibile.

Sulla scala della conoscenza universale e delle scoperte colossali del ventesimo secolo, queste lacune sembrano abbastanza insignificanti. Ma la storia della scienza mostra con una invidiabile regolarità che la spiegazione di tali fatti e fenomeni "piccoli" diventa la base per l'intera rappresentazione dell'umanità sulla disciplina in generale (in questo caso si tratta di astronomia). Di conseguenza, le generazioni future di scienziati, ovviamente, avranno qualcosa da fare e cosa scoprire nel campo della conoscenza della natura dell'universo.