Kas ir Lielā sprādziena teorija?

Lielā sprādziena teorija ir zinātnes labākais izskaidrojums tam, kā Visums tika izveidots. Teorija apgalvo, ka viss mūsu Visums tika izveidots, kad niecīga (miljardiem reižu mazāka par protonu), īpaši blīva, superkarsta masa eksplodēja un sāka ļoti strauji paplašināties, galu galā atdziestot un veidojoties zvaigznēs un galaktikās, ar kurām mēs esam kopā. pazīstami. Tiek uzskatīts, ka šis notikums noticis pirms aptuveni 15 miljardiem gadu. Lielā sprādziena notikums tā vietā, lai izplestos uz āru kādā iepriekš pastāvošā vakuumā, bija pati kosmosa paplašināšanās – iespējams, ar ātrumu, kas lielāks par gaismu. (Lai gan Einšteina relativitātes teorija aizliedz jebkam kosmosā pārvietoties ātrāk nekā gaismai, tā nenosaka ierobežojumus tam, cik ātri var paplašināties pats telpas audums.)

Lielā sprādziena teoriju 1920. gadu beigās sākotnēji izstrādāja Beļģijas katoļu priesteris un astronoms Žoržs-Henri Lemetrs, kurš bija agrīnais vispārējās relativitātes lauka vienādojumu risinājumu aizstāvis, kas paredzēja mūsu Visuma paplašināšanos. (Lai kosmoloģiskās teorijas uztvertu nopietni, tām ir jārada iespējamie Einšteina vispārējās relativitātes lauka vienādojumu risinājumi.) Lai gan lauka vienādojumu izplešanās Visuma risinājumu 1922. gadā atvasināja krievu kosmologs Aleksandrs Frīdmans, Lemetrs bija pirmais, kurš saprata, ka nepārtraukti paplašinās Visums nozīmē, ka kādreiz pagātnē Visumam bija jābūt daudz blīvākam un mazākam, pat atoma izmēram.

Lielā sprādziena teoriju galvenokārt atbalsta divas galvenās pierādījumu līnijas – pirmkārt, fakts, ka visas galaktikas strauji attālinās viena no otras (to 1929. gadā apstiprināja Edvīns Habls), un, otrkārt, kosmiskā mikroviļņu fona starojuma klātbūtne vai Lielā sprādziena “atbalss”. Kosmiskais mikroviļņu fona starojums tika atklāts tikai 1965. gadā, un līdz šim zinātnieki dalījās starp Lielā sprādziena teoriju un tās konkurentu Freda Hoila līdzsvara stāvokļa modeli, kas apgalvoja, ka Visums paplašinās, bet pamatā paliek nemainīgs, jo matērija tika nepārtraukti radīta.

Kopš 1960. gadu beigām Lielā sprādziena teorija ir bijusi dominējošais izskaidrojums mūsu Visuma dzimšanai. Freda Hoila līdzsvara stāvokļa modelis ir atmests. Kopš tā laika lielāko daļu kosmoloģijas veidoja Lielā sprādziena teorijas modifikācijas un paplašinājumi. Tā kā fiziķi vēl nav formulējuši konsekventu teoriju, kas izskaidro, kā gravitācija darbojas ārkārtīgi mazos mērogos (piemēram, tie, kas atrodas Lielā sprādziena brīdī), kosmologi nespēj formulēt teorijas par to, kas notika pirms aptuveni 10–43 sekundēm pēc Lielais sprādziens. Iespējams, ka mūsu Visums ir radies kā punktveida vienība ar gandrīz bezgalīgu blīvumu vai, iespējams, kaut kas cits. Mūsu matemātika, instrumenti un zinātniskās metodoloģijas, iespējams, būs būtiski jāuzlabo pirms jebkāda turpmāka progresa.