Ще кілька десятиліть тому вважалося, що абсолютним початком Всесвіту був Великий вибух нескінченної густини, зосереджений в одній точці – тобто сингулярності. Виявляється, сьогодні ця концепція змінилася, але ще існують деякі труднощі у поширенні сучасних теорій про походження всього.
Закони творіння: основи світобудови
Теорія створення Всесвіту була предметом вивчення та дебатів протягом століть. Від стародавніх цивілізацій до сучасної науки люди намагалися зрозуміти, як був створений Всесвіт і як він працює.
Одна з найцікавіших теорій – це Закони творіння. Ці закони є основою Всесвіту і керують усім, що в ньому відбувається. Це правила, які керують космосом і тим, як він працює.
Закони творіння
Усього Законів Творіння сім, і вони засновані на принципах квантової фізики та метафізики. Ці закони такі:
- Закон єдності: все у Всесвіті взаємопов’язане, і все впливає на все інше.
- Закон вібрації: все у Всесвіті знаходиться в постійному русі та вібрації, і все має свою власну частоту.
- Закон відповідності: те, що вище, дорівнює тому, що нижче, а те, що всередині, дорівнює тому, що поза.
- Закон полярності: все має дві полярні протилежності, вони притягуються та відштовхуються один від одного.
- Закон ритму: все у Всесвіті має свій ритм або цикл, і ці цикли повторюються знову і знову.
- Закон причини та наслідки: кожна дія має реакцію, і все, що ми робимо, має наслідки.
- Закон породження: все у Всесвіті виникає з нічого, і все повертається в ніщо.
Ці закони універсальні та застосовні до всього у Всесвіті, від субатомних частинок до цілих галактик. Це правила, які керують усім, що відбувається в космосі, і є основоположними для розуміння того, як працює Всесвіт.
Як підтверджується теорія Великого вибуху?
Великий вибух був теоретичним пророкуванням початку 1900-х років, після низки неймовірних відкриттів, таких як розширення Всесвіту. Приблизно в 1927 році Жорж Леметр прийшов до висновку (який сьогодні здається цілком очевидним, але в той час був ще нонсенсом), що якщо повернутися назад у часі, то Всесвіт, що розширюється, стане компактним.
Екстраполюючи це в минуле, на початок часів, і знаючи, що час і простір – це те саме, як показав Ейнштейн, легко зробити висновок, що “нульовий” час Всесвіту мав і “нульовий” розмір простору. Іншими словами, 13, 7 мільярда років тому (вік Всесвіту) все було стиснуто в сингулярну точку.
Сингулярність – незручна тема для фізиків за своїм визначенням: сингулярна точка нескінченної щільності й нескінченно малого розміру, менша і масивніша, ніж може дозволити будь-який закон фізики. Проблема в тому, що загальна теорія відносності припускає існування цих суперечливих об’єктів, тому багато фізиків працювали над тим, щоб продемонструвати, як вони можуть утворюватися всередині надзвичайно щільних структур, таких як чорні дірки.
З цієї ж причини протягом більшої частини 20 століття вчені були переконані, що Великий вибух народився з сингулярності, в якій ущільнилася вся матерія та енергія нашого космосу. Якби чорні дірки також здавалися сингулярністю, було б привабливо уявити Великий вибух як “мати всіх чорних дір”.
Потім, у якийсь момент, якийсь механізм змусив цю сингулярність розширитися, вивільнивши всю цю матерію та енергію на формування Всесвіту. Це також призвело до багатьох фізиків, наприклад Стівена Хокінга, до гіпотези про циклічність Всесвіту: одного разу темна енергія, відповідальна за розширення Всесвіту, вичерпається, і гравітація знову перетворить її на сингулярність. Ця ідея відома як Великий Чанч.
Великий вибух не був чорною діркою
Сьогодні, коли Великий вибух, як і раніше, реальний і перевіряємо спостереженнями, фізики мають інше уявлення про початок Всесвіту. У 1980-х роках виникла ідея космічної інфляції як пропозиція відповісти на деякі питання, які не могла пояснити Великий вибух, і вона спрацювала. З того часу модель космічної інфляції набуває все більшого визнання в науковому співтоваристві.
Згідно з цією теорією, до Великого вибуху існував інфляційний період, який послужив “підготовкою” до того, що буде далі. У той час Всесвіт розширювався експоненційно, в дуже прискореному темпі, конфігуруючи всі елементи, що раніше існували – такі як квантові поля та їх флуктуації – і “розтягуючи” їх. Саме тут все стає цікавим, бо ці початкові конфігурації можна спостерігати й досі.
Модель Великого вибуху з сингулярністю показує Всесвіт, який просто “народився” з таким набором квантових конфігурацій та флуктуацій. В інфляційній моделі Великий вибух з’являється лише після періоду космічної інфляції, яка залишила початкові квантові флуктуації “відбиток” на Всесвіті в міру її еволюції.
Ці квантові флуктуації генеруються на дрібних масштабах і розтягуються до великих масштабів в результаті космічної інфляції, формуючи недосконалості, що спостерігаються у космічному фоновому випромінюванні (викопному світлі Великого вибуху). Іншими словами, недосконалості було закладено квантовими флуктуаціями ще до Великого вибуху.
Якщо це правда, то для Великого вибуху є два наслідки: це не початок всього, і це точно не чорна дірка, не кажучи вже про сингулярність. Звичайно, 13, 7 мільярда років тому вона була ще неймовірно мала – на момент 10-3 секунд після Великого вибуху її довжина становила всього 1, 5 метра. Вона вже мала всю матерію/енергію (і те, й інше – різні прояви одного й того ж), яку ми бачимо сьогодні, тому при таких крихітних розмірах щільність, безсумнівно, мала б зхлопнутися в чорну дірку.
Але цього не могло статися при Великому вибуху, тому що утворення чорної діри також залежить від наявності навколо неї простору з мізерно малою щільністю, щоб гравітація могла вступити в гру. Якщо щільність скрізь однакова, немає гравітаційних відмінностей і, отже, немає колапсу чорної дірки.
Це означає наступне: у ранній моделі Великого вибуху “чорна діра” знаходилася б буквально в центрі ніде, оскільки весь простір і час були стиснуті разом із всієї матерії космосу в цій єдиній точці нескінченно малого розміру. Чорні дірки – це насамперед спотворення у просторі-часі, а поза Великого вибуху був ні простору, ні часу. Результат: колапс не міг статися.
Але навіть якщо це була не чорна діра, то хіба Великий вибух не був сингулярністю? Є ще одна річ, яка не дозволяє цьому відбутися: ранній Всесвіт був динамічним. Вона розвивалася та розширювалася.
Докази Великого Вибуху
Теорія Великого вибуху має наукове підтвердження. Серед найважливіших тестів:
- Космічний мікрохвильовий фон: це випромінювання, яке спостерігається у Всесвіті у всіх напрямках та узгоджується з теорією Великого вибуху.
- Відношення хімічних елементів: Велика кількість деяких хімічних елементів у Всесвіті узгоджується з теорією Великого Вибуху.
- Розширення Всесвіту. Розширення Всесвіту, що продовжується, є прямим свідченням Великого Вибуху.
Великий вибух не був сингулярністю
Ми говорили, що за розширення Всесвіту відповідає темна енергія. Поки невідомо, що це таке, але якщо космос продовжує розширюватися і прискорюватися, то щось змушує це робити, і це було названо темною енергією. Щоб зупинити розширення Всесвіту, доки все не впаде в чорну дірку, потрібно набагато більше матерії, ніж існує.
У Всесвіті просто не вистачає маси, щоб гравітація подолала темну енергію та втягнула все назад у сингулярність. Саме тому космос не зруйнувався після Великого вибуху і, наскільки відомо, не зруйнується в майбутньому.
Нарешті, інфляційна модель не дозволяє рухатися назад у часі, доки Всесвіт не ущільниться у сингулярність. Це пов’язано з експоненційною природою самої космічної інфляції – навіть якщо ми повернемося на нескінченну кількість часу в минуле, простір тільки наближатиметься до нескінченно малих розмірів та нескінченної щільності, які визначають сингулярність. Іншими словами, воно ніколи не досягне цих пропорцій.
У той час як частина наукової спільноти чинила опір новим пропозиціям інфляційної моделі, інші почали визнавати, що якщо модель має бути підтверджена, то Великий вибух як сингулярність має бути відкинутий. Ці дві речі суперечать одна одній і що неспроможні “співіснувати” лише у теорії.
Фізики дедалі частіше знаходять докази, що підтверджують інфляційну модель. Вона не тільки робить прогнози, що спостерігаються, але й вирішує проблеми, які не пояснює сингулярний Великий вибух. Погана новина полягає в тому, що природа космічної інфляції не дозволяє нам дізнатися, що було до неї. Інфляція могла тривати нескінченно довго, бути коротким періодом і навіть кількома періодами та фазами.
Поки не існує відомого способу дізнатися про цю фазу нашого Всесвіту. Чи може бути так, що до інфляції була сингулярність? Про це просто неможливо навіть теоретично припустити – принаймні поки що.