Teorier om universets oprindelse. Hvor mange teorier eksisterer om universets oprindelse? The Big Bang Theory: universets oprindelse. Den religiøse teori om universets oprindelse

Storheden og mangfoldigheden i den omkringliggende verden kan forbløffe enhver fantasi. Alle genstande og genstande omkring mennesket, andre mennesker, forskellige slags planter og dyr, partikler, der kun kan ses ved hjælp af et mikroskop, samt uforståelige stjerneklynger: de er alle forenet af begrebet "Universe".

Teorier om universets oprindelse er blevet udviklet af manden for længe siden. På trods af fraværet af selv det oprindelige begreb om religion eller videnskab rejste de nysgerrige hoveder af gamle mennesker spørgsmål om verdensordenens principper og om menneskets stilling i det rum, der omgiver ham. Hvor mange teorier om universets oprindelse eksisterer i dag, er det svært at regne, nogle af dem bliver studeret af førende forskere med verdensnavne, andre er helt ærligt fantastiske.

Kosmologi og dens emne

Moderne kosmologi - videnskaben om universets struktur og udvikling - betragter spørgsmålet om dets oprindelse som en af de mest interessante og stadig utilstrækkeligt studerede gåder. Karakteren af de processer, der bidrog til fremkomsten af stjerner, galakser, solsystemer og planeter, deres udvikling, kilden til universets udseende samt dens størrelse og grænser: Alt dette er kun en kort liste over emner, der studeres af moderne videnskabsfolk.

Søgen efter svar på den grundlæggende gåde af verdens dannelse førte til, at der i dag er forskellige teorier om universets oprindelse, eksistens, udvikling. Spændingen hos specialister, der søger svar, konstruktion og testning af hypoteser, er berettiget, fordi en pålidelig teori om universets fødsel vil afsløre hele menneskeheden sandsynligheden for livets tilværelse i andre systemer og planeter.

Teorier om universets oprindelse har karakter af videnskabelige begreber, individuelle hypoteser, religiøse lære, filosofiske ideer og myter. De er alle traditionelt opdelt i to hovedkategorier:

1. Teorier, ifølge hvilke universet er skabt af skaberen. Med andre ord ligger deres essens i, at processen med at skabe universet var en bevidst og spiritualiseret handling, en manifestation af det højere sindes vilje.
2. Teorier om universets oprindelse, bygget på grundlag af videnskabelige faktorer. Deres postulater afviser kategorisk både skabers eksistens og muligheden for bevidst skabelse af verden. Sådanne hypoteser er ofte baseret på det, der kaldes middelmådighedens princip. De antager sandsynligheden for at have et liv ikke kun på vores planet, men også på andre.

Creationisme er teorien om skabelsen af verden af Skaberen

Som navnet antyder, er creationism den religiøse teori om universets oprindelse. Dette verdensbillede er baseret på konceptet om at skabe universet, planeten og mennesket af Gud eller Skaberen.

Idéen i lang tid var dominerende indtil slutningen af XIX århundrede, da processen med at akkumulere viden inden for forskellige fagområder (biologi, astronomi, fysik) accelererede, og evolutionsteorien blev udbredt. Creationismen er blevet en slags reaktion fra kristne, der overholder konservative synspunkter om de opdagelser, der finder sted. Den daværende dominerende idé om evolutionær udvikling styrket kun modsætningerne mellem religiøse og andre teorier.

Hvad er forskellen mellem videnskabelige og religiøse teorier

De væsentligste forskelle mellem teorierne i forskellige kategorier er primært i termer, som deres tilhængere bruger. Så i videnskabelige hypoteser, naturen i stedet for skaberen og oprindelsen i stedet for skabelsen. Sammen med dette er der spørgsmål, der ligeledes oplyses af forskellige teorier eller endda fuldstændigt dupliceret.

Teorier om universets oprindelse, der henviser til de modsatte kategorier, daterer sit udseende anderledes. For eksempel er universet dannet for omkring 13 milliarder år siden ifølge den mest almindelige hypotese (big bang teorien).

I modsætning hertil giver den religiøse teori om universets oprindelse helt forskellige figurer:

• Ifølge kristne kilder var universets alder skabt af Gud på tidspunktet for Jesu Kristi fødsel 3483-6984 år.
• Hinduismen antyder, at vores verden er cirka 155 billioner år gammel.

Kant og hans kosmologiske model

Indtil det 20. århundrede var de fleste forskere af den opfattelse, at universet er uendeligt. Med denne kvalitet karakteriserede de tid og rum. Desuden var universet efter deres opfattelse statisk og homogen.

Idéen om uendeligheden af universet i rummet blev fremsat af Isaac Newton. Denne udvikling blev udviklet af Emmanuel Kant, der udviklede en teori om fravær af tidsgrænser. Videre bevægede Kant i teoretiske antagelser universets uendelig til antallet af mulige biologiske produkter. Dette postulat betød, at i en gammel og stor verden uden ende og begyndelse kunne der være et utalligt antal mulige varianter, som følge af hvilken udseendet af enhver biologisk art er reel.

Baseret på denne teori om den mulige fremkomst af livsformer blev Darwins teori senere udviklet. Observationer af stjerneklar himmel og resultaterne af beregninger af astronomer har bekræftet Kant's kosmologiske model.

Refleksioner af Einstein

I begyndelsen af det 20. århundrede udgav Albert Einstein sin egen model af universet. Ifølge hans relativitetsteori er der samtidig i universet to modsatte processer: ekspansion og sammentrækning. Men han var enig med de fleste forskeres mening om universets stationaritet, så han introducerede begrebet kosmisk afstødende kraft. Dens indvirkning er designet til at afbalancere stjernernes tiltrækning og stoppe bevægelsen af alle himmellegemer for at bevare universets statiske natur.

Modellen af universet - ifølge Einstein - har en vis størrelse, men der er ingen grænser ved det. En sådan kombination er kun mulig, hvis rummet er buet på samme måde som i kuglen.

Karakteristika for rummet af en sådan model er:

• Tre-dimensionalitet.
• Lukker sig selv
• Homogenitet (fravær af centrum og kant), hvor galakserne ligger ensartet.

A. A. Friedman: Universet udvider

Skaberen af universets revolutionære ekspanderende model, AA Fridman (USSR) byggede sin teori ud fra ligninger, som karakteriserer den generelle relativitetsteori. Sandt nok var den almindeligt anerkendte mening i den videnskabelige verden af tiden den statiske natur i vores verden, så dens arbejde blev ikke betalt grundigt.

Nogle få år senere lavede astronomen Edwin Hubble en opdagelse, der bekræftede Friedmans ideer. Det blev opdaget fjernelse af galakser fra den nærliggende Milky Way. Samtidig er den kendsgerning, at bevægelsens hastighed er proportional med afstanden mellem dem og vores galakse, blevet uigenkaldelig.

Denne opdagelse forklarer den konstante "run-up" af stjerner og galakser i forhold til hinanden, hvilket fører til konklusionen om universets ekspansion.

Til sidst blev Friedmans resultater genkendt af Einstein, han nævnte senere den sovjetiske videnskabs fortjeneste som grundlæggeren af hypotesen om at udvide universet.

Det kan ikke siges, at der er modstrid mellem denne teori og den generelle relativitetsteori, men med universets ekspansion skal der have været en første impuls der fremkaldte stjernens flyvning. I analogi med eksplosionen blev ideen kaldt "Big Bang".

Stephen Hawking og det antropiske princip

Resultatet af beregninger og opdagelser af Stephen Hawking var den antropocentriske teori om universets oprindelse. Dens skaber hævder, at eksistensen af en planet, der er så godt forberedt til menneskelivet, ikke kan være tilfældigt.

Teorien om oprindelsen af universet Stephen Hawking giver også mulighed for den gradvise fordampning af sorte huller, deres tab af energi og udledningen af Hawking-stråling.

Som et resultat af forsøget på bevis blev mere end 40 karakteristika udpeget og verificeret, hvis overholdelse er nødvendig for civilisationsudviklingen. Amerikanske astrofysiker Hugh Ross vurderede sandsynligheden for en sådan utilsigtet tilfældighed. Resultatet var tallet 10 ^-53 .

Vores univers omfatter en billioner galakser, 100 milliarder stjerner hver. Ifølge beregningerne foretaget af forskere skal det samlede antal planeter være 10 ²⁰ . Dette tal er 33 størrelsesordninger lavere end tidligere estimeret. Derfor kan ingen af planeterne i alle galakser kombinere forhold, der ville være egnede til livets spontane fremkomst.

Big Bang Theory: fremkomsten af universet fra en ubetydelig lille partikel

Forskere, der støtter teorien om big bang, deler hypotesen om, at universet er konsekvensen af en stor eksplosion. Teoriens hovedpostulat er påstanden om, at alle elementer i nutidens univers var indesluttet i en partikel med mikroskopiske dimensioner før denne begivenhed. At være inde i det, var elementerne kendetegnet ved en singular tilstand, hvor indikatorer som temperatur, densitet og tryk ikke kan måles. De er uendelige. Materiel og energi i denne tilstand påvirkes ikke af fysikkens love.

Årsagen til eksplosionen, der opstod for 15 milliarder år siden, kaldes ustabilitet inde i partiklen. De spredte minutelementer lagde fundamentet for den verden, vi kender i dag.

I første omgang var universet en nebula dannet af små partikler (mindre end et atom). Derefter dannede de de atomer, der dannede grundlaget for stjernens galakser. Svaret på spørgsmål om hvad der skete før eksplosionen, og også hvad der blev dens årsag, er det vigtigste af opgaverne i denne teori om universets oprindelse.

Tabellen skildrer skematisk stadierne i universets dannelse efter big bang.

Universets stat	Tidsakse	Anslået temperatur
Udvidelse (inflation)	Fra 10 -45 til 10 -37 sekunder	Mere end 10 26 K
Kvarker og elektroner vises	10 -6 s	Mere end 10 13 K
Protoner og neutroner dannes	10 -5 s	10 12 K
Kerne af helium, deuterium og lithium	Fra 10 -4 s til 3 min	Fra 10 11 til 10 9 K
Dannede atomer	400 tusind år	4000 K
Gasskyen fortsætter med at udvide	15 Ma	300 K
De første stjerner og galakser er født	1 milliard år	20 K
Eksplosioner af stjerner fremkalder dannelsen af tunge kerner	3 milliarder år	10 K
Processen for stjernens fødsel ophører	10-15 milliarder år	3 K
Alle stjernernes energi er udtømt	10 14 år	10-2 K
Sorte huller er udarmede og elementære partikler er født	10 år gammel	-20 K
Fordampning af alle sorte huller er afsluttet	10 100 år	Fra 10 -60 til 10 -40 K

Som følge af ovenstående data fortsætter universet med at udvide og afkøle.

Den konstante stigning i afstanden mellem galakser er det grundlæggende postulat: hvad adskiller big bang teorien. Universets udseende på denne måde kan bekræftes af de fundne beviser. Der er også grund til at afvise det.

Problem af teori

I betragtning af at teorien om big bang ikke er bevist i praksis, er det ikke overraskende, at der er flere problemer, som det ikke er i stand til at svare på:

1. Singularity. Dette ord indikerer universets tilstand, komprimeret til et punkt. Problemet med teorien om en stor eksplosion er umuligheden af at beskrive de processer, der finder sted i materiel og rum i en sådan tilstand. Den generelle relativitetslov her er uanvendelig, derfor er det umuligt at kompilere en matematisk beskrivelse og ligninger til modellering.
   Den grundlæggende umulighed at opnå et svar på spørgsmålet om universets oprindelige tilstand diskrediterer teorien fra begyndelsen. Hendes videnskabelige og populære eksponeringer foretrækker at tavle eller nævne kun denne vanskelighed ved at passere. Men for forskere, der arbejder på at bringe den matematiske base til teorien om et big bang, er et sådant problem anerkendt som den største hindring.
2. Astronomi. På dette område konfronteres teorien om et big bang med den kendsgerning, at den ikke kan beskrive galaksernes oprindelse. Baseret på aktuelle versioner af teorier er det muligt at forudsige, hvordan en homogen gasmask fremkommer. På samme tid bør dens tæthed til nutidens tid være omkring et atom pr. Kubikmeter. For at få noget mere, kan du ikke undvære at justere universets indledende tilstand. Manglende information og praktisk erfaring på dette område er alvorlige hindringer for yderligere modellering.

Der er også en uoverensstemmelse i eksponenterne for den beregnede masse af vores galakse og dem, der opnås ved undersøgelsen af satsen for dens tiltrækning til Andromeda-galaksen. Tydeligvis er vægten af vores galakse ti gange større end tidligere antaget.

Kosmologi og kvantfysik

I dag er der ingen kosmologiske teorier, der ikke vil stole på kvantemekanik. Efter alt er hun engageret i at beskrive adfærd af atomiske og subatomære partikler. Forskellen mellem kvantefysik og den klassiske (beskrevet af Newton) er, at sidstnævnte observerer og beskriver materielle objekter, mens førstnævnte antager en udelukkende matematisk beskrivelse af observation og måling i sig selv. For kvantfysik repræsenterer materialeværdier ikke emnet for forskning, her er observatøren selv en del af den undersøgte situation.

Som følge af disse egenskaber har kvantemekanik vanskeligheder med beskrivelsen af universet, fordi observatøren er en del af universet. Men når man taler om universets oprindelse, er det umuligt at forestille sig fremmede observatører. Forsøg på at udvikle en model uden deltagelse af en ekstern observatør blev kronet med kvantteori om universets oprindelse J. Wheeler.

Dens essens er, at der på ethvert tidspunkt er en splittelse af universet og dannelsen af et uendeligt antal kopier. Som et resultat kan hver af de parallelle universer observeres, og observatører kan se alle kvantealternativerne. Samtidig er de originale og nye verdener virkelige.

Inflation model

Hovedopgaven, som inflationsteorien skal løse, er søgen efter et svar på de spørgsmål, der er efterladt af den uoplyste teori om big bang og ekspansionsteorien. nemlig:

1. Af hvilken grund udvider universet?
2. Hvad er en stor eksplosion?

Til dette formål giver den inflationære teori om universets oprindelse ekstrapolering af ekspansionen på nulpunktet i tiden, konklusionen af universets samlede masse på et tidspunkt og dannelsen af en kosmologisk singularitet, der ofte omtales som en stor eksplosion.

Irrelevansen af den generelle relativitetsteori bliver åbenlys, hvilket ikke kan anvendes i øjeblikket. Som følge heraf kan kun teoretiske metoder, beregninger og konklusioner anvendes til at udvikle en mere generel teori (eller "ny fysik") og løse problemet med kosmologisk singularitet.

Nye alternative teorier

På trods af succesen med modeller for kosmisk inflation, der er forskere, der er imod, kalder det ubegrundet. Deres hovedargument bliver en kritik af den foreslåede teori om løsninger. Modstandere hævder, at den fremkomne opløsning er tilbage savnet nogle detaljer, med andre ord, i stedet for at løse problemet med de oprindelige værdier, teorien kun deres kunstfærdige forhæng.

Et alternativ til at få nogle eksotiske teorier, ideen om der er baseret på dannelsen af de oprindelige værdier før big bang. Den nye teori om universets oprindelse, kan sammenfattes således:

• String teori. Dens tilhængere antyder, udover de sædvanlige fire dimensioner af tid og rum, indtaste de ekstra dimensioner. De kunne spille en rolle i de tidlige stadier af universet, og er i øjeblikket i compactified tilstand. Som svar på et spørgsmål om årsagen til deres skrumpende, forskerne foreslår en reaktion om, at ejendommen er Superstreng T-dualitet. Derfor strengen "sår" på de ekstra dimensioner og deres begrænsede størrelse.
• Teorien om braner. Det kaldes også M-teori. I overensstemmelse med sine postulater, i begyndelsen af dannelsen af universet eksisterer kulde statisk fem-dimensionelle rum-tid. Fire af dem (mellemrum) har begrænsninger eller vægge - tre-braner. Vores rum til fordel for en af væggene, og den anden er skjult. Den tredje tre-bran er tilgængelig i fire-dimensionelle rum, begrænser dens to grænselag braner. Teorien betragter sammenstødet med vores tredje-braner og frigiver store mængder energi. Det er disse betingelser bliver gunstige for fremkomsten af big bang.

1. Cykliske teorier benægte det unikke i big bang, hævder, at universet går fra en tilstand til en anden. Problemet bliver sådanne teorier entropi stiger i henhold til den anden lov om termodynamik. Følgelig varigheden af de tidligere cyklusser var lavere, og temperaturen af materialet - er væsentligt højere end når en stor eksplosion. Sandsynligheden for dette er meget lille.

Uanset hvor mange der er teorier om universets oprindelse, kun to af dem har stået sin prøve og overvinde den stadigt stigende entropi problem. De er blevet udviklet af forskere Steinhardt og Turok-Baum-Frampton.

Disse relativt ny teori om universets oprindelse fremsat i de 80-erne af det sidste århundrede. De har en masse tilhængere, der udvikler modeller baseret på det, søger pålideligheden af beviser og arbejder på at løse modsætningerne.

strengteori

En af de mest populære teori om universets oprindelse - strengteori. Inden vi går videre til beskrivelsen af sine idéer, er det nødvendigt at forstå begrebet en af de nærmeste konkurrenter, standardmodellen. Det tyder på, at interaktionen af stof og kan beskrives som et bestemt sæt af partikler, opdeling i flere grupper:

• Kvarker.
• Leptoner.
• Bosoner.

Disse partikler er i virkeligheden, byggestenene i universet, da de er så små, at de ikke kan opdeles i komponenter.

Kendetegnende for strengteori bliver påstanden om, at disse blokke er ikke partikler og ultra-mikroskopiske strenge, udfører svingninger. I dette tilfælde, der spænder på en anden frekvens, er strengene analoger forskellige partikler beskrevet i standardmodellen.

For en forståelse af teorien skal være opmærksom på, at strengene er ikke ligegyldigt, det er energi. Derfor snor teori er, at alle elementer i universet består af energi.

En god analogi er at branden. Når man ser på ham synes dens materialitet, men det kan ikke røre.

Kosmologi for elever

Teori om oprindelsen af universet kortvarigt undervist i skoler i astronomi lektioner. Studerende beskriver den grundlæggende teori for, hvordan vores verden blev dannet, hvad der sker med ham nu, og hvordan det vil udvikle sig i fremtiden. Formålet med de lektioner børn stifte bekendtskab med karakteren af dannelsen af elementarpartikler, kemiske grundstoffer og himmellegemer. Teori om oprindelsen af universet for børn reduceret til præsentationen af Big Bang teorien. Lærerne bruger visuelt materiale: dias, tabeller, plakater, illustrationer. Deres vigtigste opgave er at vække børns interesse for den verden, der omgiver dem.