Тэорыі ўзнікнення Сусвету. Колькі існуе тэорый ўзнікнення Сусвету? Тэорыя Вялікага выбуху: ўзнікненне Сусвету. Рэлігійная тэорыя ўзнікнення Сусвету

Веліч і разнастайнасць навакольнага свету здольна ўразіць любое ўяўленне. Усе аб'екты і прадметы, якія атачаюць чалавека, іншыя людзі, розныя віды раслін і жывёл, часціцы, якія можна ўбачыць толькі з дапамогай мікраскопа, а таксама неспасціжныя зорныя навалы: усе яны аб'яднаны паняццем «Сусвет».

Тэорыі ўзнікнення Сусвету распрацоўваліся чалавекам здаўна. Нягледзячы на адсутнасць нават пачатковага паняцця аб рэлігіі або навуцы, у дапытлівых розумах старажытных людзей ўзнікалі пытанні аб прынцыпах светабудовы і аб тым, якое становішча чалавека ў той прасторы, што яго акружае. Колькі існуе тэорый ўзнікнення Сусвету сёння, складана і злічыць, некаторыя з іх вывучаюцца перадавымі навукоўцамі з сусветнымі імёнамі, іншыя - адкрыта фантастычныя.

Касмалогія і яе прадмет

Сучасная касмалогія - навука аб структуры і развіцці Сусвету - разглядае пытанне аб яе паходжанні як адну з самых цікавых і да гэтага часу недастаткова вывучаных загадак. Прырода працэсаў, якія садзейнічалі ўзнікненню зорак, галактык, сонечных сістэм і планет, іх развіццё, крыніца з'яўлення Сусвету, а таксама яе памеры і межы: усё гэта толькі кароткі пералік вывучаемых сучаснымі навукоўцамі пытанняў.

Пошукі адказаў на асноватворную загадку аб адукацыі свету прывялі да таго, што сёння існуюць розныя тэорыі ўзнікнення, існавання, развіцця Сусвету. Хваляванне спецыялістаў, якія шукаюць адказы, якія будуюць і правяраючых гіпотэзы, апраўдана, бо дакладная тэорыя нараджэння Сусвету раскрые для ўсяго чалавецтва верагоднасць існавання жыцця ў іншых сістэмах і планеты.

Тэорыі ўзнікнення Сусвету маюць характар навуковых канцэпцый, асобных гіпотэз, рэлігійных вучэнняў, філасофскіх уяўленняў і міфаў. Іх усё ўмоўна падзяляюць на дзве асноўныя катэгорыі:

1. Тэорыі, у адпаведнасці з якімі Сусвет створана творцам. Інакш кажучы, іх сутнасць у тым, што працэс стварэння Сусвету быў усвядомленым і адухоўленым дзеяннем, праявай волі вышэйшага розуму.
2. Тэорыі ўзнікнення Сусвету, пабудаваныя на аснове навуковых фактараў. Іхнія пастулаты катэгарычна адпрэчваюць як існаванне творцы, так і магчымасць ўсвядомленага стварэньня сьвету. Такія гіпотэзы часцяком заснаваныя на тым, што называецца прынцыпам пасрэднай. Яны мяркуюць верагоднасць наяўнасці жыцця не толькі на нашай планеце, але і на іншых.

Крэацыянізму - тэорыя стварэння свету Творцам

Як вынікае з назвы, крэацыянізму (тварэнне) - гэта рэлігійная тэорыя ўзнікнення Сусвету. Гэта светапогляд заснавана на канцэпцыі стварэння Сусвету, планеты і чалавека Богам ці Творцам.

Ідэя доўгі час з'яўлялася дамінуючай, аж да канца XIX стагоддзя, калі паскорыўся працэс назапашвання ведаў у самых розных сферах навукі (біялогія, астраномія, фізіка), а таксама шырока распаўсюдзілася эвалюцыйная тэорыя. Крэацыянізму стаў своеасаблівай рэакцыяй хрысціян, якія прытрымліваюцца кансерватыўных поглядаў на якія здзяйсняюцца адкрыцця. Дамінуючая ў той час ідэя эвалюцыйнага развіцця толькі ўзмацніла супярэчнасці, якія існуюць паміж рэлігійнай і іншымі тэорыямі.

Чым адрозніваюцца навуковыя і рэлігійныя тэорыі

Галоўныя адрозненні паміж тэорыямі розных катэгорый заключаюцца перш за ўсё ў тэрмінах, якія выкарыстоўваюць іх прыхільнікі. Так, у навуковых гіпотэза замест творцы - прырода, а наўзамен стварэння - паходжанне. Побач з гэтым ёсць пытанні, якія падобнай выявай асветлены рознымі тэорыямі ці нават цалкам прадубляваныя.

Тэорыі ўзнікнення Сусвету, якія адносяцца да процілеглым катэгорыях, па-рознаму датуюць само яе з'яўленне. Напрыклад, па дадзеных самой распаўсюджанай гіпотэзы (тэорыі вялікага выбуху), Сусвет ўтварылася каля 13 млрд гадоў таму.

У процівагу гэтаму, рэлігійная тэорыя ўзнікнення Сусвету прыводзіць зусім іншыя лічбы:

• У адпаведнасці з хрысціянскімі крыніцамі, узрост Сусвету, створанай Богам, на момант нараджэння Ісуса Хрыста складаў 3483-6984 гадоў.
• Індуізм мяркуе, што нашаму свеце арыенціровачна 155 трлн гадоў.

Кант і яго касмалагічныя мадэль

Аж да XX стагоддзя большасць навукоўцаў прытрымліваліся думкі аб бясконцасці Сусвету. Гэтай якасцю яны характарызавалі час і прастора. Акрамя таго, на іх думку, Сусвет валодала статычнасць і аднастайнасцю.

Ідэю аб бязмежнасці Сусвету ў прасторы высунуў Язэп Ньютон. Развіццём гэтай здагадкі займаўся Эмануіл Кант, які распрацаваў тэорыю аб адсутнасці таксама і часовых межаў. Прасунуўшыся далей, у тэарэтычных здагадках, Кант распаўсюдзіў бясконцасць Сусвету на лік магчымых біялагічных прадуктаў. Гэты пастулат значыў, што ва ўмовах старажытнага і вялізнага свету без канца і пачатку можа існаваць незлічоная колькасць магчымых варыянтаў, у выніку якіх рэальна з'яўленне любога біялагічнага віду.

На падставе гэтай тэорыі аб магчымым узнікненні жыццёвых формаў была пазней распрацавана тэорыя Дарвіна. Назірання за зорным небам і вынікі разлікаў астраномаў пацвердзілі касмалагічную мадэль Канта.

разважанні Эйнштэйна

У пачатку XX стагоддзя Альбертам Эйнштэйнам была апублікаваная ўласная мадэль Сусвету. Паводле яго тэорыі адноснасці, ў Сусвеце адначасова адбываюцца два супрацьлеглыя працэсу: пашырэнне і сцісканне. Аднак ён згаджаўся з меркаваннем большасці навукоўцаў аб стацыянарнага Сусвету, таму ім было ўведзена паняцце касмічнай сілы адштурхвання. Яе ўздзеянне заклікана ўраўнаважваць прыцягненне зорак і спыняць працэс руху ўсіх нябесных тэл для захавання статычнасці Сусвету.

Мадэль Сусвету - па Эйнштэйну - мае пэўны памер, але мяжы пры гэтым адсутнічаюць. Такое спалучэнне здзяйсняльна толькі пры скрыўленні прасторы такім чынам, як гэта адбываецца ў сферы.

Характарыстыкамі прасторы такой мадэлі становяцца:

• Трохвымернасць.
• Замыканне самога сябе.
• Аднастайнасць (адсутнасць цэнтра і краю), у якой раўнамерна размяшчаюцца галактыкі.

А. А. Фрыдман: Сусвет пашыраецца

Стваральнік рэвалюцыйнай пашыраецца мадэлі Сусвету, А. А. Фрыдман (СССР) пабудаваў сваю тэорыю на падставе раўнанняў, якія характарызуюць агульную тэорыю адноснасці. Праўда, агульнапрынятым меркаваннем ў навуковым свеце таго часу была статычнасць нашага свету, таму на яго працы не было звернута належнай увагі.

Праз некалькі гадоў астраномам Эдвінам Хаблам было зроблена адкрыццё, якое дало пацвярджэнне ідэям Фрыдмана. Было выяўлена выдаленне галактык ад змешчанага побач Млечнага шляху. Разам з тым неабвержным стаў факт захавання прапарцыйнасці хуткасці іх руху адлегласці паміж імі і нашай галактыкі.

Гэта адкрыццё тлумачыць пастаяннае «разбегание» зорак і галактык ў адносінах адзін да аднаго, што прыводзіць да высновы аб пашырэнні светабудовы.

У канчатковым рахунку высновы Фрыдмана былі прызнаныя Эйнштэйнам, і пазьней ён згадваў пра заслугі савецкага навукоўца як заснавальніка гіпотэзы аб пашырэнні Сусвету.

Нельга сказаць, што існуюць супярэчнасці паміж гэтай тэорыяй і агульнай тэорыяй адноснасці, аднак пры пашырэнні Сусвету павінен быў быць першапачатковы імпульс, які справакаваў разбегание зорак. Па аналогіі з выбухам, ідэя атрымала назву «Вялікі выбух».

Стывен Хокінга і антропический прынцып

Вынікам разлікаў і адкрыццяў Стывена Хокінга стала антропоцентричная тэорыя ўзнікнення Сусвету. Яе стваральнік сцвярджае, што існаванне планеты, настолькі добра падрыхтаванай для жыцця чалавека, не можа быць выпадковым.

Тэорыя ўзнікнення Сусвету Стывена Хокінга прадугледжвае таксама паступовае выпарэнне чорных дзюр, страту імі энергіі і выпусканне выпраменьвання Хокінга.

У выніку пошуку доказаў былі вылучаныя і правераны больш за 40 характарыстык, выкананне якіх неабходна для развіцця цывілізацыі. Амерыканскім астрафізікі Х'ю Росам была праведзеная ацэнка верагоднасці падобнага ненаўмысна супадзення. Вынікам апынулася лічба 10 ^-53.

Наша Сусвет ўключае трыльён галактык, па 100 мільярдаў зорак у кожнай. Па праведзеных навукоўцамі разліках, агульная колькасць планет павінна складаць 10 ^20. Гэтая лічба на 33 парадку менш разлічанай раней. Такім чынам, ні адна з планет ва ўсіх галактыках не можа спалучаць ўмовы, якія падышлі бы для самаадвольнага ўзнікнення жыцця.

Тэорыя вялікага выбуху: ўзнікненне Сусвету з нікчэмна малой часціцы

Навукоўцы, якія падтрымліваюць тэорыю вялікага выбуху, падзяляюць гіпотэзу, у адпаведнасці з якой сусвет з'яўляецца наступствам грандыёзнага выбуху. Галоўным пастулатам тэорыі становіцца сцвярджэнне аб тым, што да гэтай падзеі ўсе элементы цяперашняй Сусвету былі заключаны ў частачцы, якая мела мікраскапічныя памеры. Знаходзячыся ўнутры яе, элементы характарызаваліся сінгулярнасць станам, пры якім такія паказчыкі, як тэмпература, шчыльнасць і ціск не могуць быць вымераныя. Яны бясконцыя. На матэрыю і энергію ў гэтым стане не ўздзейнічаюць законы фізікі.

Прычынай выбуху, які адбыўся 15 мільярдаў гадоў таму, называюць узніклую ўнутры часціцы нестабільнасць. Якія разляцеліся драбнюткія элементы паклалі пачатак таго сьвету, які мы ведаем сёння.

Спачатку Сусвет была туманнасцю, адукаванай драбнюткімі часціцамі (драбней атама). Затым, злучаючыся, яны сфармавалі атамы, якія паслужылі асновай зорных галактык. Адказ на пытанні аб тым, што было да выбуху, а таксама, што стала яго прычынай, з'яўляюцца найважнейшымі з задач гэтай тэорыі ўзнікнення Сусвету.

Табліца схематычна адлюстроўвае этапы фарміравання светабудовы пасля вялікага выбуху.

стан Сусвету	часовая вось	меркаваная тэмпература
Пашырэнне (інфляцыя)	Ад 10 -45 до10 -37 секунд	Больш за 10 26 К
З'яўляюцца кварк і электроны	10 -6 з	Больш за 10 13 К
Ўтвораны пратоны і нейтроны	10 -5 з	10 12. Да
Ўзнікаюць ядра гелія, дэйтэрыя і літыя	Ад 10 -4 з да 3 мін	Ад 10 11 да 10 9 Да
ўтвораны атамы	400 тыс. Гадоў	4000 Да
Газавае воблака працягвае пашырацца	15 млн гадоў	300 Да
Зараджаюцца першыя зоркі і галактыкі	1 млрд гадоў	20 Да
Выбухі зорак правакуюць фарміраванне цяжкіх ядраў	3 млрд гадоў	10 Да
Спыняецца працэс нараджэння зорак	10-15 млрд гадоў	3 Да
Энергія усіх зорак высільваецца	10 14 гадоў	10 -2 Да
Чорныя дзіркі высільваюцца і нараджаюцца элементарныя часціцы	10 40 гадоў	-20 Да
Завяршаецца выпарэнне ўсіх чорных дзюр	10 100 гадоў	Ад 10 -60 да 10 -40 Да

Як вынікае з прыведзеных вышэй дадзеных, Сусвет працягвае пашырацца і астуджацца.

Пастаяннае павелічэнне адлегласці паміж галактыкамі - асноўны пастулат: тое, чым адрозніваецца тэорыя вялікага выбуху. Ўзнікненне Сусвету такім спосабам можа быць пацверджана знойдзенымі доказамі. Таксама існуюць і падставы для яе абвяржэння.

праблематыка тэорыі

Улічваючы тое, што тэорыя вялікага выбуху не з'яўляецца даказанай на практыцы, не выклікае здзіўлення тое, што існуе некалькі пытанняў, на якія яна не ў стане даць адказ:

1. Сінгулярнасць. Гэтым словам пазначана стан Сусвету, сціснутай да адной кропкі. Праблемай тэорыі вялікага выбуху становіцца немагчымасць апісання працэсаў, якія адбываюцца ў матэрыі і прасторы ў такім стане. Агульны закон адноснасці тут непрыстасавальны, таму скласці матэматычнае апісанне і ўраўненні для мадэлявання нельга.
   Прынцыповая немагчымасць атрымання адказу на пытанне аб першапачатковым стане Сусвету дыскрэдытуе тэорыю з самага пачатку. Яе навукова-папулярныя выкладу аддаюць перавагу замоўчваць ці ўзгадваць толькі мімаходзь гэтую складанасць. Аднак для навукоўцаў, якія працуюць над тым, каб падвесці матэматычную базу пад тэорыю вялікага выбуху, такое цяжкасць прызнана галоўнай перашкодай.
2. Астраномія. У гэтай сферы тэорыя вялікага выбуху сутыкаецца з тым, што не можа апісаць працэс паходжання галактык. Зыходзячы з сучасных версій тэорый, магчыма прадказаць тое, як з'яўляецца аднастайнае воблака газу. Пры гэтым яго шчыльнасць да цяперашняга часу павінна складаць каля аднаго атама на кубічны метр. Для атрымання чагосьці большага не абысціся без карэкціроўкі зыходнага стану Сусвету. Недахоп інфармацыі і практычнага вопыту ў гэтай сферы становяцца сур'ёзнымі перашкодамі на шляху далейшага мадэлявання.

Таксама існуе неадпаведнасць ў паказчыках разліковай масы нашай галактыкі і тымі дадзенымі, якія атрыманыя пры вывучэнні хуткасці яе прыцягнення да галактыцы Андрамеды. Мяркуючы па ўсім, вага нашай галактыкі ў дзесяць разоў больш, чым меркавалі раней.

Касмалогія і квантавая фізіка

Сёння няма касмалагічную тэорый, якія ня абапіраліся б на квантавую механіку. Бо яна займаецца апісаннем паводзінаў атамных і субатомных часціц. Адрозненне квантавай фізікі ад класічнай (выкладанай Ньютанам) у тым, што другая назірае і апісвае матэрыяльныя аб'екты, а першая мяркуе выключна матэматычнае апісанне самога назірання і вымярэння. Для квантавай фізікі матэрыяльныя каштоўнасці не ўяўляюць прадмета даследаванняў, тут сам назіральнік выступае часткай доследнай сітуацыі.

Зыходзячы з гэтых асаблівасцяў, квантавая механіка адчувае цяжкасці з апісаннем Сусвету, бо назіральнік - гэта частка Сусвету. Аднак, кажучы пра ўзнікненне светабудовы, немагчыма ўявіць старонніх назіральнікаў. Спробы распрацаваць мадэль без удзелу старонняга назіральніка былі ўвянчаныя квантавай тэорыяй ўзнікнення Сусвету Дж. Уілерам.

Яе сутнасць у тым, што ў кожны момант часу адбываецца расшчапленне Сусвету і адукацыя бясконцай колькасці копій. У выніку кожная з паралельных сусветаў можа быць назіраемасці, а назіральнікі могуць бачыць усе квантавыя альтэрнатывы. Пры гэтым першапачатковы і новыя светы рэальныя.

інфляцыйная мадэль

Асноўнай задачай, якую закліканая вырашыць тэорыя інфляцыі, становіцца пошук адказу на пытанні, што засталіся неасветленай тэорыяй вялікага выбуху і тэорыяй пашырэння. А менавіта:

1. Па якой прычыне Сусвет пашыраецца?
2. Што ўяўляе сабой вялікі выбух?

З гэтай мэтай інфляцыйная тэорыя ўзнікнення Сусвету прадугледжвае экстрапаляцыю пашырэння на нулявы момант часу, заключэнне усёй масы Сусвету ў адной кропцы і адукацыя касмалагічную сінгулярнасці, якая часта называецца вялікім выбухам.

Відавочнай становіцца неактуальнасць агульнай тэорыі адноснасці, якая не можа быць прыменена ў гэты момант. У выніку для распрацоўкі больш агульнай тэорыі (ці «новай фізікі») і вырашэння праблемы касмалагічную сінгулярнасці можна ўжыць толькі тэарэтычныя метады, вылічэнні і высновы.

Новыя альтэрнатыўныя тэорыі

Нягледзячы на паспяховасць мадэлі касмічнай інфляцыі, ёсць навукоўцы, якія выступаюць супраць, называючы яе незаможнай. Іх асноўным аргументам становіцца крытыка прапанаваных тэорыяй рашэнняў. Праціўнікі сцвярджаюць, што атрыманыя рашэння пакідаюць некаторыя дэталі выпушчанымі, інакш кажучы, замест вырашэння праблемы пачатковых значэнняў, тэорыя толькі па-майстэрску іх драпіруецца.

Альтэрнатывай становяцца некалькі экзатычных тэорый, ідэя якіх заснавана на фарміраванні пачатковых значэнняў да вялікага выбуху. Новыя тэорыі ўзнікнення Сусвету коратка можна апісаць наступным чынам:

• Тэорыя струн. Яе прыхільнікі прапануюць, акрамя звыклых чатырох вымярэнняў прасторы і часу, увесці дадатковыя вымярэння. Яны маглі б адыгрываць ролю на ранніх этапах Сусвету, а ў дадзены момант знаходзіцца ў компактифицированном стане. Адказваючы на пытанне аб прычыне іх компактификации, навукоўцы прапануюць адказ, які абвяшчае, што уласцівасцю суперструн з'яўляецца Т-дуальнасць. Таму струны «намотваюцца» на дадатковыя вымярэння і іх памер абмяжоўваецца.
• Тэорыя лаянцы. Яе таксама называюць М-тэорыяй. У адпаведнасці з яе пастулатамі, у пачатку працэсу адукацыі Сусвету існуе халоднае статычнае пятимерное прастору-час. Чатыры з іх (прасторавыя) маюць абмежаванні, або сцены - тры-лаянку. Наша прастора выступае адной са сцен, а другая з'яўляецца схаванай. Трэцяя тры-Брана размешчана ў четырехмерном прасторы, яе абмяжоўваюць дзве межавыя лаянцы. Тэорыя разглядае сутыкненне трэцяй лаянку з нашага і вызваленне вялікай колькасці энергіі. Менавіта гэтыя ўмовы становяцца спрыяльнымі для з'яўлення вялікага выбуху.

1. Цыклічныя тэорыі адмаўляюць унікальнасць вялікага выбуху, сцвярджаючы, што Сусвет пераходзіць з аднаго стану ў іншы. Праблемай падобных тэорый становіцца ўзрастанне энтрапіі, згодна другому закону тэрмадынамікі. Такім чынам, працягласць папярэдніх цыклаў была меншай, а тэмпература рэчывы - істотна вышэй, чым пры вялікім выбуху. Верагоднасць гэтага надзвычай малая.

Незалежна ад таго, колькі існуе тэорый ўзнікнення Сусвету, толькі дзве з іх вытрымалі праверку часам і пераадолелі праблему ўзрастаючай энтрапіі. Яны былі распрацаваны навукоўцамі Стейнхардтом-цюрок і Баум-Фрэмптоном.

Гэтыя адносна новыя тэорыі ўзнікнення Сусвету вылучаны ў 80-х гадах мінулага стагоддзя. Яны маюць нямала паслядоўнікаў, якія распрацоўваюць мадэлі на яе аснове, займаюцца пошукам доказаў пэўнасці і працуюць над ухіленнем супярэчнасцяў.

тэорыя струн

Адна з найбольш папулярных сярод тэорыі ўзнікнення Сусвету - тэорыя струн. Перш чым перайсці да апісання яе ідэі, неабходна разабрацца з паняццямі аднаго з бліжэйшых канкурэнтаў, стандартнай мадэлі. Яна мяркуе, што матэрыю і ўзаемадзеяння можна апісаць як пэўны набор часціц, якія дзеляцца на некалькі груп:

• Кварк.
• Лептоны.
• Базоны.

Гэтыя часціцы з'яўляюцца, па сутнасці, цаглінкамі светабудовы, так як яны настолькі малыя, што іх нельга падзяліць на складнікі.

Адметнай рысай тэорыі струн становіцца сцвярджэнне аб тым, што такія цаглінкі зьяўляюцца ня часціцамі, а ультрамикроскопическими струнамі, што ажыццяўляюць ваганні. Пры гэтым, колебаясь на рознай частаце, струны становяцца аналагамі розных часціц, апісаных у стандартнай мадэлі.

Для разумення тэорыі варта ўсвядоміць, што струны не з'яўляюцца ніякай матэрыяй, гэта энергія. Такім чынам, тэорыя струн заключае, што ўсе элементы Сусвету складаюцца з энергіі.

Добрай аналогіяй можа служыць агонь. Пры поглядзе на яго ствараецца ўражанне яго матэрыяльнасці, аднак яго нельга адчуваць.

Касмалогія для школьнікаў

Тэорыі ўзнікнення Сусвету коратка вывучаюць у школах на ўроках астраноміі. Навучэнцам апісваюць асноўныя тэорыі пра тое, як быў утвораны наш свет, што адбываецца з ім цяпер і як ён будзе развівацца ў далейшым. Мэтай урокаў становіцца азнаямленне дзяцей з прыродай фарміравання элементарных часціц, хімічных элементаў і нябесных тэл. Тэорыі ўзнікнення Сусвету для дзяцей зводзяць да выкладу тэорыі вялікага выбуху. Выкладчыкі выкарыстоўваюць наглядны матэрыял: слайды, табліцы, постэры, ілюстрацыі. Іх асноўнай задачай становіцца абуджэнне ў дзяцей цікавасці да свету, які іх акружае.