Прошлое и будущее Вселенной

I ответ  на этот  вопрос.  Она  носит   название  теории  раздувания,  и  была

предложена  в  1980  году   сотрудником   Массачусетского   технологического

института Аланом Гутом. Основное отличие теории раздувания  от  традиционной

теории  Большого взрыва заключается в описании периода с 10(-35)  до  10(-32)

с. По теории Гута примерно через 10(-35) с Вселенная  переходит  в  состояние

«псевдовакуума», при котором ее энергия исключительно  велика.  Из-за  этого

происходит  чрезвычайно быстрое расширение, гораздо  более  быстрое,  чем  по

теории  Большого взрыва (оно называется раздуванием). Через 10(-35)  с  после

образования  Вселенная  не  содержала  ничего  кроме   черных   мини-дыр   и

«обрывков»  пространства, поэтому при резком раздувании образовалась не  одна

вселенная, а множество, причем некоторые,  возможно,  были  вложены  друг  в

друга. Каждый из участков пены  превратился  в  отдельную  вселенную,  и мы

живем в одной из них. Отсюда следует, что  может  существовать  много  других

вселенных, недоступных для нашего наблюдения.

   Хотя в этой теории удается  обойти  ряд  трудностей  традиционной  теории

Большого  взрыва, она и сама не свободна от  недостатков.  Например,  трудно

объяснить, почему, начавшись, раздувание, в конце  концов, прекращается.  От

этого недостатка удалось освободиться в  новом варианте  теории  раздувания,

появившемся в 1981 году, но в нем тоже есть свои трудности. 

                           А был ли Большой Взрыв? 

   Ученых давно  волновал  вопрос  о  существовании  модели  Вселенной  без

начала, модели, в которой Вселенная бесконечна стара. Модель  такого  рода,

известную как модель «стабильного состояния» выдвинули в  1948  г. Германн

Бонди, Томас Гоулд и  Фред  Хоил.  Она  описывает  постоянно  расширяющуюся

Вселенную, не имеющую ни начала, ни конца, плотность  вещества в  ней  имеет

постоянную  величину. Каким же образом система  может расширяться и в  то  же

время сохранять свою плотность неизменной? В модели «стабильного состояния»

это  достигается  за  счет  непрерывного   поступления   нового   вещества.

Сформулировать  процесс образования вещества, не нарушая  закона  сохранения

массы энергии можно  математически.  Но  эта  модель  обнаружила  серьезные

недочеты  после  открытия  в  1964  г.  А.   Пензиасом   и   Р.   Вильсоном

микроволнового  фонового  излучения,  однако,  сегодня  сторонники   модели

«стабильного  состояния» считают, что это открытие не  представляется  столь

противоречащим  данной модели.

   Открытие излучения расценивалось,  как самое убедительное  доказательство

того, что  Вселенная возникла в результате  горячего  большого  взрыва,  это

основывалось   на    следующих    соображениях:    наблюдаемое    излучение

распределяется  чрезвычайно  равномерно  без  каких-либо  «пятен»,  которые

должны  были возникнуть, если  бы  излучение  поступало  из  большого  числа

отдельных источников;  спектр  этого  излучения  весьма  схож  со  спектром

идеального  черного  тела,  черное  тело  – это замкнутое пространство  с

объектами,  постоянно  испускающими  и  поглощающими   излучение,   причем,

излучение не покидает  это  пространство  и  не  поступает  в  него  извне.

Согласно  теории, в такой системе устанавливается  четкое  соотношение  между

соответствующей интенсивностью излучения и длинной  его волны.

   Оба эти свойства должны быть  присуще  моделям  Вселенной,  возникшей  в

результате  Большого  Взрыва,  поэтому  излучение  стали  рассматривать  как

остаточное  явление ранней  горячей  Вселенной.  Однако  такое  истолкование

сталкивается  с некоторыми трудностями.

   Во-первых, наблюдаемый  спектр  не  совпадает  в  точности  со  спектром

чернотельного излучения. Такие небольшие отклонения от спектра черного тела

нельзя  игнорировать. Они были отмечены Д.П. Вудди и П.Л. Ричардсом  в  1980

г. и  до сих пор остаются нерешенной проблемой  в  модели  Большого  Взрыва.

Вторая  трудность заключается в чрезвычайной равномерности  самого  фона.  В

связи с этим возникают  две  проблемы.  Во-первых,  равномерность  фонового

излучения  в  небольших  масштабах.   Если,   как   утверждают,   излучение

представляет  собой явление ранней горячей  фазы, то оно должно нести на себе

отпечаток изменений, которым подверглась  Вселенной после этой  фазы.  Одним

из важных изменений  было  образование  галактик,  т.е.  появились  сгустки

вещества, и это должно было повлиять на фоновое  излучение. Отсутствие таких

сгустков, несмотря  на  неоднократные  поиски  их,  вызывает  недоумение  у

сторонников теории Большого Взрыва.

   Вторая  проблема,  возникающая   в  связи  с  равномерным   распределением

излучения, известна как эффект горизонта. Когда  мы  проникаем  взглядом  в

глубины Вселенной, мы наблюдаем ее прошлое, т.к. свет идущий  от  удаленных

объектов, движется с конечной скоростью. Итак, если возраст Вселенной равен

15 миллиардов  лет, то мы можем видеть  объекты,  удаленные  от  нас   на  15

миллиардов  световых  лет.  Однако  фоновое  излучение  образовалось,  когда

возраст Вселенной едва насчитывал  300  тысяч лет.  В то  время объекты,

удаленные друг от друга более чем на 300 тысяч  световых лет, не  сообщались

друг  с другом, поскольку самое быстрое  средство общения (световой  луч)  не

могло покрыть это расстояние. С другой стороны,  существующая  в  настоящее

время равномерность фонового излучения  предполагает,  что  такие  удаленные

объекты характеризовались весьма сходной  структурой и  поведением.  Чем  же

объяснить это сходство при отсутствии физического  контакта?

   Космологи,   придерживаются  теории    Большого    Взрыва,    выдвигают

теоретические предположения относительно ранней истории Вселенной,  пытаясь

понять  эти таинственные  свойства  микроволнового  фонового  излучения.  Но

сторонники  данной теории  полагают,  что  поиск  следует  вести,  а  другом

направлении и что микроволновый фон, в конечном счете, не имеет реликтового

характера. Фоновое излучение заполняет  вселенную на всех длинах  волн.  Как

известно, все виды излучения за исключение микроволнового возникли  недавно

и не связаны  с горячей стадией Большого Взрыва. В 60-70 г.г. группа  ученых

Фред  Хойл, Чандра  Викрамасингхе,  В.  С.  Реддиш  и  др.  утверждали,  что

микроволновое фоновое излучение  может  представлять  собой  переработанное

излучение, поступающее главным образом  от звезд.  Такая  переработка  может

осуществляться частицами пыли, если они в небольшом количестве присутствуют

в межгалактическом пространстве. Эти ученые считают, что  если будет найдено

правдоподобное  объяснение  микроволнового  фона,  то  позиции   космологии

Большого  Взрыва будут существенно ослаблены.11 Таким образом, это еще  один

подход  к сценарию Большого Взрыва. 
 
 
 
 
 
 

     Теория "Большого Разрыва" 

     И всё-таки в мире, по-видимому, всё  конечно. Даже сама Вселенная. И учёные дают весьма пасмурные прогнозы насчёт её будущего. Пусть даже и чрезвычайно отдалённого. Всё может закончиться взрывом.

     До  сих пор существовало две теории "всеобщего конца". Первая сводилась  к тому, что Вселенная через  какое-то чрезвычайно продолжительное  время начнёт сжиматься обратно  в "точку", а за этим, вероятно, последует новый Большой Взрыв.

     Вторая  теория гласила, что расширение Вселенной  будет продолжаться бесконечно —  причём под расширением подразумевался вечный разлёт галактик.

     Обнаружилось, однако, что во Вселенной властвует  некая неизвестная сила, которую  учёные условно обозначили как "Тёмная энергия".

Никто толком не знает, и даже не представляет себе, что это такое. Пока это лишь гипотетическое "нечто", но это "нечто" проявляет себя чрезвычайно настойчиво: учёные полагают, что именно "тёмная энергия" является причиной того, что галактики разлетаются со всё увеличивающейся скоростью.

     А это означает, что силы отталкивания, какова бы ни была их природа, значительно  сильнее гравитационного притяжения.

Большинство физиков, однако, полагает, что это  не навсегда, и что рано или поздно ускорение начнёт уменьшаться, а затем, возможно, и просто исчезнет.

Однако  Роберт Кодвелл (Robert Caldwell), сотрудник  Дартмурского колледжа в Нью-Хэмпшире (Dartmouth College, New Hampshire) думает иначе.

     Основываясь на последних научных данных и собственных выкладках, он выдвигает новую теорию. Согласно ей нашу Вселенную ждёт яркое будущее. Чрезвычайно яркое.

     Теория Кодвелла называется Теория Большого Разрыва (Big Rip).

Главная мысль очень проста: "Тёмная энергия" со временем будет становится всё сильнее, и в конце концов разорвёт, всё, что есть в мире "обычной" материи цельного.

Кодвелл и его коллеги по Калифорнийскому  технологическому институту в Пасадене (California Institute of Technology) даже высчитали, как  будет происходить этот всеобщий "конец света".

Результаты  их удивили: получалось, что в результате, приблизительно через 22 миллиарда лет  с настоящего момента, "тёмная энергия" разорвёт даже атомные ядра — а  это, как известно, сопровождается мощнейшим  выбросом энергии. "Обычной" энергии. Давайте на секунду представим себе, что каждый атом во Вселенной взорвался...

Перед этим, конечно, произойдёт много чего другого: например, нашей Галактике ("Млечному Пути") предстоит почить в бозе за 60 миллионов лет до "конца  всего". За три месяца апокалипсиса потеряет целостность Солнечная Система. За полчаса до Большого Разрыва взорвётся Земля.

Распад  атомных ядер произойдёт за 10-19 секунд до Взрыва...