Происхождение Вселенной - Большой Взрыв

Что такое Вселенная?

Вселенная настолько велика, что человеческое воображение не в силах охватить её. Ясное небо, которое открывается вашему взору ночью – это лишь маленькая частичка необъятной Вселенной. За ярко сияющими звёздами скрываются многочисленные планеты со своими спутниками, звёздные скопления, туманности и целые галактики.

Наша Вселенная – это вещество, энергия и пространство. Она включает в себя всё: от сушёных глаз жуков, рассыпанных по полу этого класса каким-то неряхой, до Солнца, планет, звёзд и целых галактик, а также пыли и газов в межзвёздном пространстве и света, струящегося сквозь сумрак космоса. Вселенная состоит из всех этих частей, вместе взятых.

Хотя это и нелегко объяснить с нашей, земной точки зрения, но безграничная Вселенная обладает определённой структурой. Так, планеты вращаются по орбитам вокруг звёзд. Миллиарды звёзд группируются в галактики. Большая часть галактик образуют группы, которые называются скоплениями. Скопления, в свою очередь, обычно формируются в ещё более крупные структуры – сверхскопления. Наконец, из сверхскоплений складываются звёздные структуры невообразимо чудовищных размеров – галактические стены и пласты. Это и есть самые крупные галактические образования.

Учёные, занимающиеся составлением карт галактик, заметили, что галактики скапливаются, а не распределяются равномерно по вселенной.

Совершенно замечательный факт – характер скопления галактик во Вселенной схож со строением клетки головного мозга. Удивительно, не так ли? Об этом вы сможете поразмышлять в вашем домашнем задании.

В древности учёные считали, что наша с вами планета Земля является центром Вселенной, а звёзды и планеты вращаются вокруг неё. И лишь к началу прошлого столетия, когда были построены достаточно мощные телескопы, люди поняли, что наше Солнце – всего лишь скромных размеров звезда, затерянная среди миллиардов галактик в неоглядных глубинах космического пространства.
Когда мы смотрим на далёкие звёзды или галактики, то как бы вглядываемся в прошлое. Ведь свет от галактики, отстоящей от нас на миллиард световых лет, шёл до Земли, соответственно, целый миллиард лет. Это означает, что если Вселенной от 13 до 15 миллиардов лет, то край её обозримой части отстоит от нас на 13-15 миллиардов световых лет. В 1998 году телескоп «Кек-II» на Гавайях, который является одним из самых мощных в мире, зафиксировал свет от галактики, отстоящей на 12 миллиардов световых лет от Солнечной системы. Представьте, как же невообразимо долго путешествовал по чёрным глубинам космоса этот свет! А если учёные правы относительно возраста Вселенной, то обозримое пространство может превышать эту цифру ещё на 1-3 миллиарда световых лет.

Урок 5.

Сегодня на уроке мы будем проходить очень важную тему. Как вы уже знаете, Вселенная грандиозна и велика. Но из чего она возникла? Что именно предшествовало этому невероятному многообразию космоса? Зарождение Вселенной – вот тема нашего сегодняшнего урока.

Как считают учёные, Вселенная зародилась около 13-15 миллиардов лет назад. Тогда она была сжата в исключительно плотную и невероятно горячую точку. Этот зародыш Вселенной был слишком горяч и слишком переполнен энергией, чтобы пребывать в своём прежнем, ограниченном объёме. Произошла вспышка, и Вселенная устремилась во все стороны. Учёные назвали этот момент космического рождения «Большим взрывом».

«Большой взрыв» на самом деле не был взрывом в привычном для нас понимании. Материя и энергия не стали разлетаться во внешнее пространство. Дело в том, что снаружи «Большого взрыва» пространства как такового вообще не существовало! До «Большого взрыва» не было даже времени. Его отсчёт начался только с началом расширения Вселенной. Лишь тысячи лет спустя горячая энергетическая масса первичной Вселенной начала охлаждаться. Через миллионы лет образовались газ, звёзды и галактики. А через 8-10 миллиардов лет появилась Солнечная система и наша Земля.

Но рассмотрим поэтапно периоды формирования Вселенной – от чистой энергии до галактик.

 

Время	Что собой представляет Вселенная	Что происходит со Вселенной
«Большой взрыв»	Чистая энергия	В первую долю секунды после «Большого взрыва» Вселенная расширилась до размеров грейпфрута. Она состояла из чистой раскалённой энергии.
1 секунду спустя	Частицы	Через секунду после Вселенная уже достигла размеров нашей Солнечной системы. В этот момент она в миллион раз горячее Солнца. При этом возникают мельчайшие частицы.
5 минут спустя	Ядра	Через пять минут охлаждающаяся Вселенная сильно напоминает густой туман. Протоны и нейтроны воссоединяются, образуя ядра первых атомов – дейтерия и гелия.
300 тысяч лет спустя	Атомы	Электроны вместе с протонами и нейтронами формируют атомы водорода. Туман из частиц рассеивается, и тьму пронзают первые лучи света.
100 миллионов лет спустя	Звёзды	Водородные и гелиевые облака охлаждаются, образуя протогалактики. В протогалактиках рождаются первые звёзды.
1 миллиард лет спустя – 13-15 млрд. лет спустя (наше время)	Галактики	Из групп звёзд образуются галактики. Затем из малых галактик образуются большие – те, которые мы наблюдаем сегодня.

Теория «Большого взрыва» выглядит захватывающе и интересно, но насколько она верна? Почему мы можем с такой уверенностью утверждать, что произошло 13-15 миллиардов лет назад?
Несмотря на то, что от того момента нас отделяет такая пропасть времени, «Большой взрыв» оставил после себя по крайней мере три свидетельства.
Первое из них – это движение всё ещё расширяющейся Вселенной. Изучая свет, идущий от далёких галактик, астрономы могут утверждать, что все они продолжают удаляться друг от друга. Это – так называемый эффект красного смещения. Свет, излучаемый галактиками, можно разложить в спектр – своего рода радугу цветов от красного до фиолетового. Свет перемещается волнами, и каждый цвет имеет собственную длину волны – красные волны самые длинные, а фиолетовые – самые короткие. Свет от далёких галактик постепенно меняет свой спектр. Его волны как бы «смещаются» к красной полосе спектра, потому мы заключаем, что пространство Вселенной расширяется.
Второе свидетельство – наличие большого количества гелия и водорода в космическом пространстве. Согласно расчётам теории «Большого взрыва», первые элементарные частицы должны были образовать газовую смесь гелия и водорода, в которой на 1 атом гелия приходилось бы 12 атомов водорода. Последовавшие после этого исследования состава межзвёздного газа подтвердили правильность теории – соотношение именно такое.
Третье свидетельство – это так называемое фоновое излучение. Точные приборы обнаруживают излучение, которое всё ещё присутствуют в космосе после рождения Вселенной.

 

Урок 6.