Die grootsheid en diversiteit van die omliggende wêreld kan enige verbeelding verstom. Alle voorwerpe en voorwerpe wat 'n mens omring, ander mense, verskeie soorte plante en diere, deeltjies wat net met 'n mikroskoop gesien kan word, asook onverstaanbare sterreswerms: hulle word almal verenig deur die konsep van "heelal".
Teorieë oor die oorsprong van die Heelal is al lank deur die mens ontwikkel. Ten spyte van die afwesigheid van selfs die aanvanklike konsep van godsdiens of wetenskap, het in die nuuskierige gedagtes van antieke mense vrae ontstaan oor die beginsels van die wêreldorde en oor die posisie van 'n persoon in die ruimte wat hom omring. Dit is moeilik om te tel hoeveel teorieë oor die oorsprong van die Heelal vandag bestaan, sommige van hulle word bestudeer deur vooraanstaande wêreldbekende wetenskaplikes, ander is eerlikwaar fantasties.
Kosmologie en sy vak
Modernekosmologie - die wetenskap van die struktuur en ontwikkeling van die heelal - beskou die vraag na sy oorsprong as een van die interessantste en steeds onvoldoende bestudeerde raaisels. Die aard van die prosesse wat bygedra het tot die opkoms van sterre, sterrestelsels, sonnestelsels en planete, hul ontwikkeling, die bron van die opkoms van die heelal, sowel as die grootte en grense daarvan: dit alles is net 'n kort lys van kwessies wat bestudeer is deur moderne wetenskaplikes.
Die soeke na antwoorde op die fundamentele raaisel oor die vorming van die wêreld het daartoe gelei dat daar vandag verskeie teorieë oor die oorsprong, bestaan, ontwikkeling van die Heelal is. Die opgewondenheid van spesialiste wat antwoorde soek, hipoteses bou en toets, is geregverdig, want 'n betroubare teorie van die geboorte van die Heelal sal aan die hele mensdom die waarskynlikheid van die bestaan van lewe in ander stelsels en planete openbaar.
Teorieë oor die oorsprong van die Heelal het die karakter van wetenskaplike konsepte, individuele hipoteses, godsdienstige leringe, filosofiese idees en mites. Hulle word almal voorwaardelik in twee hoofkategorieë verdeel:
- Teorieë waarvolgens die Heelal deur die skepper geskep is. Met ander woorde, hul essensie is dat die proses om die Heelal te skep 'n bewuste en vergeestelikte aksie was, 'n manifestasie van die wil van 'n hoër verstand.
- Teorieë oor die oorsprong van die Heelal, gebou op grond van wetenskaplike faktore. Hulle postulate verwerp kategories beide die bestaan van 'n skepper en die moontlikheid van 'n bewuste skepping van die wêreld. Sulke hipoteses is dikwels gebaseer op wat die beginsel van middelmatigheid genoem word. Hulle aanvaar die moontlikheid vanlewe nie net op ons planeet nie, maar ook op ander.
Kreasionisme - die teorie van die skepping van die wêreld deur die Skepper
Soos die naam aandui, is kreasionisme die godsdienstige teorie van die oorsprong van die heelal. Hierdie wêreldbeskouing is gebaseer op die konsep van die skepping van die Heelal, die planeet en die mens deur God of die Skepper.
Die idee was lank oorheersend, tot aan die einde van die 19de eeu, toe die proses om kennis in verskeie velde van die wetenskap (biologie, sterrekunde, fisika) te versamel, versnel het en evolusionêre teorie wydverspreid geraak het. Kreasionisme het 'n soort reaksie geword van Christene wat konserwatiewe sienings oor die ontdekkings wat gemaak word, aanhang. Die dominante idee van evolusionêre ontwikkeling op daardie tydstip het net die teenstrydighede wat tussen godsdienstige en ander teorieë bestaan het, versterk.
Wat is die verskil tussen wetenskaplike en godsdienstige teorieë
Die belangrikste verskille tussen die teorieë van verskeie kategorieë lê hoofsaaklik in die terme wat deur hul aanhangers gebruik word. Dus, in wetenskaplike hipoteses, in plaas van die skepper - die natuur, en in plaas van die skepping - oorsprong. Daarmee saam is daar kwessies wat insgelyks deur verskillende teorieë gedek word of selfs heeltemal gedupliseer word.
Teorieë oor die oorsprong van die Heelal, wat aan teenoorgestelde kategorieë behoort, dateer sy verskyning op verskillende maniere. Byvoorbeeld, volgens die mees algemene hipotese (die oerknal-teorie), is die Heelal sowat 13 biljoen jaar gelede gevorm.
Daarteenoor gee die godsdiensteorie van die oorsprong van die heelal heeltemal ander getalle:
- Volgens Christianbronne, was die ouderdom van die heelal wat deur God geskep is ten tyde van die geboorte van Jesus Christus 3483-6984 jaar.
- Hindoeïsme dui daarop dat ons wêreld ongeveer 155 triljoen jaar oud is.
Kant en sy kosmologiese model
Tot die 20ste eeu was die meeste wetenskaplikes van mening dat die heelal oneindig was. Hierdie eienskap het hulle tyd en ruimte gekenmerk. Daarbenewens was die Heelal na hulle mening staties en eenvormig.
Die idee van die oneindigheid van die heelal in die ruimte is deur Isaac Newton voorgehou. Die ontwikkeling van hierdie aanname is uitgevoer deur Emmanuel Kant, wat die teorie ontwikkel het dat daar ook geen tydsbeperkings is nie. Deur verder te beweeg, in teoretiese aannames, het Kant die oneindigheid van die heelal uitgebrei na die aantal moontlike biologiese produkte. Hierdie postulaat het beteken dat daar in die toestande van die antieke en uitgestrekte wêreld, sonder einde en begin, 'n ontelbare aantal moontlike opsies kan wees, as gevolg waarvan die voorkoms van enige biologiese spesie werklik is.
Op grond van hierdie teorie van die moontlike oorsprong van lewensvorme, is Darwin se teorie later ontwikkel. Waarnemings van die sterrehemel en die resultate van sterrekundiges se berekeninge het Kant se kosmologiese model bevestig.
Einstein se gedagtes
Aan die begin van die 20ste eeu het Albert Einstein sy eie model van die heelal gepubliseer. Volgens sy relatiwiteitsteorie vind twee teenoorgestelde prosesse gelyktydig in die Heelal plaas: uitbreiding en sametrekking. Hy het egterhet saamgestem met die mening van die meeste wetenskaplikes oor die stasionariteit van die Heelal, daarom het hy die konsep van die kosmiese afstootkrag bekendgestel. Die impak daarvan is ontwerp om die aantrekkingskrag van die sterre te balanseer en die proses van beweging van alle hemelliggame te stop om die statiese aard van die Heelal te handhaaf.
Die model van die Heelal - volgens Einstein - het 'n sekere grootte, maar daar is geen grense nie. So 'n kombinasie is slegs haalbaar wanneer die ruimte op dieselfde manier geboë is as wat dit in 'n sfeer gebeur.
Die kenmerke van die ruimte van so 'n model is:
- Driedimensioneel.
- Sluit homself.
- Homogeneiteit (gebrek aan middelpunt en rand), waarin sterrestelsels eweredig versprei is.
A. A. Friedman: Die heelal brei uit
Die skepper van die revolusionêre uitbreidende model van die Heelal, A. A. Fridman (USSR), het sy teorie gebou op grond van die vergelykings wat die algemene relatiwiteitsteorie kenmerk. Die algemeen aanvaarde opinie in die wetenskaplike wêreld van daardie tyd was weliswaar die statiese aard van ons wêreld, so daar is nie behoorlik aandag aan sy werk gegee nie.
'n Paar jaar later het die sterrekundige Edwin Hubble 'n ontdekking gemaak wat Friedman se idees bevestig het. Die verwydering van sterrestelsels uit die nabygeleë Melkweg is ontdek. Terselfdertyd het die feit dat die spoed van hul beweging eweredig is aan die afstand tussen hulle en ons sterrestelsel onweerlegbaar geword.
Hierdie ontdekking verduidelik die konstante "terugtrekking" van sterre en sterrestelsels in verhouding tot mekaar, wat lei tot die gevolgtrekking ooruitbreiding van die heelal.
Uiteindelik is Friedman se gevolgtrekkings deur Einstein erken, later het hy die meriete van die Sowjet-wetenskaplike genoem as die stigter van die hipotese van die uitbreiding van die Heelal.
Daar kan nie gesê word dat daar teenstrydighede tussen hierdie teorie en die algemene relatiwiteitsteorie is nie, maar met die uitbreiding van die Heelal moes daar 'n aanvanklike impuls gewees het wat die verstrooiing van sterre uitgelok het. Na analogie van die ontploffing is die idee die "Big Bang" genoem.
Stephen Hawking en die antropiese beginsel
Die resultaat van Stephen Hawking se berekeninge en ontdekkings was die antroposentriese teorie van die oorsprong van die Heelal. Die skepper daarvan beweer dat die bestaan van 'n planeet wat so goed voorberei is vir menslike lewe, nie toevallig kan wees nie.
Stephen Hawking se teorie oor die oorsprong van die heelal maak ook voorsiening vir die geleidelike verdamping van swart gate, hul verlies aan energie en die vrystelling van Hawking-straling.
As gevolg van die soeke na bewyse, is meer as 40 kenmerke geïdentifiseer en geverifieer, waarvan die nakoming nodig is vir die ontwikkeling van die beskawing. Die Amerikaanse astrofisikus Hugh Ross het die waarskynlikheid van so 'n onbedoelde toeval geskat. Die resultaat was die nommer 10-53.
Ons heelal bevat 'n triljoen sterrestelsels, 100 miljard sterre elk. Volgens wetenskaplikes se berekeninge behoort die totale aantal planete 1020 te wees. Hierdie syfer is 33 ordes kleiner as die voorheen berekende een. Daarom kan geen van die planete in alle sterrestelsels toestande kombineer wat geskik sal wees vir spontane vorming nie.lewe.
The Big Bang Theory: Die opkoms van die Heelal uit 'n onbeduidende deeltjie
Wetenskaplikes wat die oerkn alteorie ondersteun, deel die hipotese dat die heelal die resultaat van 'n groot knal is. Die hoofpostulaat van die teorie is die bewering dat voor hierdie gebeurtenis al die elemente van die huidige Heelal ingesluit was in 'n deeltjie wat mikroskopiese afmetings gehad het. Terwyl dit daarin was, is die elemente gekenmerk deur 'n enkelvoudige toestand waarin aanwysers soos temperatuur, digtheid en druk nie gemeet kon word nie. Hulle is eindeloos. Materie en energie in hierdie toestand word nie deur die wette van fisika beïnvloed nie.
Die oorsaak van die ontploffing, wat 15 biljoen jaar gelede plaasgevind het, word die onstabiliteit genoem wat binne-in die deeltjie ontstaan het. Verspreide klein elemente was die begin van die wêreld wat ons vandag ken.
Aan die begin was die Heelal 'n newel wat deur klein deeltjies (kleiner as 'n atoom) gevorm is. Toe gekombineer, het hulle atome gevorm wat as die basis van sterrestelsels gedien het. Om vrae te beantwoord oor wat voor die ontploffing gebeur het, asook wat dit veroorsaak het, is die belangrikste take van hierdie teorie van die oorsprong van die Heelal.
Die tabel beeld skematies die stadiums van die vorming van die heelal na die oerknal uit.
| Die toestand van die heelal | Tydlyn | Verwagte temperatuur |
| Uitbreiding (inflasie) | Vanaf 10-45tot10-37 sekondes | Meer1026K |
| Kwarte en elektrone verskyn | 10-6 c | Meer as 1013 K |
| Protone en neutrone word gevorm | 10-5 c | 1012K |
| Helium-, deuterium- en litiumkerne word gevorm | Vanaf 10-4 van tot 3 min | Vanaf 1011 tot 109 K |
| Atome gevorm | 400 duisend jaar | 4000 K |
| Gaswolk brei steeds uit | 15 miljoen jaar | 300 K |
| Die eerste sterre en sterrestelsels is gebore | 1 miljard jaar | 20 K |
| Ontploffings van sterre veroorsaak die vorming van swaar kerne | 3 miljard jaar | 10 K |
| Die geboorteproses van sterre stop | 10-15 miljard jaar | 3 K |
| Energie van alle sterre is uitgeput | 1014 jaar | 10-2 K |
| Swart gate is uitgeput en elementêre deeltjies word gebore | 1040 jaar | -20 K |
| Verdamping van alle swart gate eindig | 10100 jaar | Van 10-60 tot 10-40 K |
Soos dit uit die bogenoemde data volg, gaan die Heelal voort om uit te brei en af te koel.
Die konstante toename in die afstand tussen sterrestelsels is die hoofpostulaat: wat die oerkn alteorie onderskei. Die ontstaan van die heelal op hierdie manier kan bevestig word deur die bewyse wat gevind is. Daar is ook gronde virontkennings.
Problematiek van die teorie
Gegewe dat die oerknal-teorie nie in die praktyk bewys is nie, is dit nie verbasend dat daar verskeie vrae is wat dit nie kan beantwoord nie:
-
Singulariteit. Hierdie woord dui die toestand van die heelal aan, saamgepers tot 'n enkele punt. Die probleem van die oerkn alteorie is die onmoontlikheid om die prosesse wat in materie en ruimte in so 'n toestand plaasvind, te beskryf. Die algemene wet van relatiwiteit is nie hier van toepassing nie, dus is dit onmoontlik om 'n wiskundige beskrywing en vergelykings vir modellering te maak.
Die fundamentele onmoontlikheid om 'n antwoord op die vraag oor die aanvanklike toestand van die Heelal te kry, diskrediteer die teorie van die heel begin. Haar niefiksie-uitstallings is geneig om hierdie kompleksiteit in die verbygaan te verbloem of net te noem. Vir wetenskaplikes wat werk om 'n wiskundige grondslag vir die oerkn alteorie te verskaf, word hierdie moeilikheid egter as 'n groot struikelblok erken.
- Astronomie. Op hierdie gebied word die oerkn alteorie gekonfronteer met die feit dat dit nie die proses van die ontstaan van sterrestelsels kan beskryf nie. Gebaseer op moderne weergawes van teorieë, is dit moontlik om te voorspel hoe 'n homogene wolk gas voorkom. Terselfdertyd behoort sy digtheid nou ongeveer een atoom per kubieke meter te wees. Om iets meer te kry, kan 'n mens nie doen sonder om die aanvanklike toestand van die Heelal aan te pas nie. Die gebrek aan inligting en praktiese ervaring op hierdie gebied word ernstige struikelblokke vir verdere modellering.
Daar is ook 'n teenstrydigheid in terme van berekendedie massa van ons sterrestelsel en die data wat verkry word deur die tempo van sy aantrekking tot die Andromeda-sterrestelsel te bestudeer. Blykbaar is die gewig van ons sterrestelsel tien keer groter as wat voorheen gedink is.
Kosmologie en kwantumfisika
Vandag is daar geen kosmologiese teorieë wat nie op kwantummeganika gebaseer sou wees nie. Dit handel immers oor die beskrywing van die gedrag van atoom- en subatomiese deeltjies. Die verskil tussen kwantumfisika en klassieke fisika (uitgelê deur Newton) is dat laasgenoemde materiële voorwerpe waarneem en beskryf, terwyl eersgenoemde 'n uitsluitlik wiskundige beskrywing van die waarneming en meting self veronderstel. Vir kwantumfisika is materiële waardes nie die onderwerp van navorsing nie, hier is die waarnemer self deel van die situasie wat bestudeer word.
Op grond van hierdie kenmerke sukkel kwantummeganika om die Heelal te beskryf, want die waarnemer is deel van die Heelal. As ons egter van die ontstaan van die heelal praat, is dit onmoontlik om buitestaanders voor te stel. Pogings om 'n model te ontwikkel sonder die deelname van 'n buite-waarnemer is bekroon met die kwantumteorie van die oorsprong van die Heelal deur J. Wheeler.
Die essensie daarvan is dat daar op elke oomblik van tyd 'n verdeling van die Heelal is en die vorming van 'n oneindige aantal kopieë. Gevolglik kan elkeen van die parallelle heelal waargeneem word, en kan waarnemers alle kwantum alternatiewe sien. Terselfdertyd is die oorspronklike en nuwe wêreld werklik.
Inflasiepatroon
Die hooftaak wat die teorie van inflasie ontwerp is om op te los, is besig om te wordsoek na antwoorde op vrae wat deur die oerkn alteorie en uitbreidingsteorie onontgin is. Naamlik:
- Waarom brei die heelal uit?
- Wat is die oerknal?
Vir hierdie doel maak die inflasionêre teorie van die oorsprong van die Heelal voorsiening vir die ekstrapolasie van die uitbreiding na die nulpunt in tyd, die afsluiting van die hele massa van die Heelal op een punt en die vorming van 'n kosmologiese singulariteit, waarna dikwels verwys word as die oerknal.
Duidelik is die irrelevansie van die algemene relatiwiteitsteorie, wat nie op hierdie oomblik toegepas kan word nie. Gevolglik kan slegs teoretiese metodes, berekeninge en afleidings toegepas word om 'n meer algemene teorie (of "nuwe fisika") te ontwikkel en die probleem van die kosmologiese singulariteit op te los.
Nuwe alternatiewe teorieë
Ondanks die sukses van die kosmiese inflasiemodel, is daar wetenskaplikes wat dit teenstaan en dit onhoudbaar noem. Hulle hoofargument is kritiek op die oplossings wat deur die teorie voorgestel word. Teenstanders voer aan dat die gevolglike oplossings sekere besonderhede laat ontbreek, met ander woorde, in plaas daarvan om die probleem van aanvanklike waardes op te los, dra die teorie dit net vaardig.
Alternatiewe is verskeie eksotiese teorieë, waarvan die idee gebaseer is op die vorming van beginwaardes voor die oerknal. Nuwe teorieë oor die oorsprong van die heelal kan kortliks soos volg beskryf word:
- Snaarteorie. Die aanhangers daarvan stel voor om, benewens die gewone vier dimensies van ruimte en tyd, bykomende dimensies in te voer. Hulle kan 'n rol speelvroeë stadiums van die Heelal, en op die oomblik in 'n gekompakteerde toestand wees. Deur die vraag oor die rede vir hul kompaktering te beantwoord, bied wetenskaplikes 'n antwoord wat sê dat die eienskap van superstringe T-dualiteit is. Daarom word die snare op addisionele afmetings "gewikkel" en hul grootte is beperk.
- Bran-teorie. Dit word ook M-teorie genoem. In ooreenstemming met sy postulate, aan die begin van die vorming van die Heelal, is daar 'n koue statiese vyfdimensionele ruimte-tyd. Vier van hulle (ruimtelik) het beperkings, of mure - drie-brane. Ons spasie is een van die mure, en die tweede is weggesteek. Die derde drie-braan is geleë in vier-dimensionele ruimte, dit word beperk deur twee grens brane. Die teorie beskou 'n derde braan wat met ons s'n bots en 'n groot hoeveelheid energie vrystel. Dit is hierdie toestande wat gunstig word vir die ontstaan van 'n oerknal.
Sikliese teorieë ontken die uniekheid van die oerknal en beweer dat die heelal van een toestand na 'n ander gaan. Die probleem met sulke teorieë is die toename in entropie, volgens die tweede wet van termodinamika. Gevolglik was die duur van die vorige siklusse korter, en die temperatuur van die stof was aansienlik hoër as tydens die oerknal. Die waarskynlikheid dat dit sal gebeur is uiters laag
Maak nie saak hoeveel teorieë daar oor die oorsprong van die heelal is nie, net twee van hulle het die toets van die tyd deurstaan en die probleem van steeds toenemende entropie oorkom. Hulle is ontwikkel deur wetenskaplikes Steinhardt-Turok en Baum-Frampton.
Hierdie relatief nuwe teorieë oor die oorsprong van die heelal is in die 80's van die vorige eeu voorgehou. Hulle het baie volgelinge wat modelle op grond daarvan ontwikkel, bewyse van geldigheid soek en werk om teenstrydighede op te los.
Snaarteorie
Een van die gewildste onder die teorie van die oorsprong van die heelal is snaarteorie. Voordat u met die beskrywing van haar idee voortgaan, is dit nodig om die konsepte van een van die naaste mededingers, die standaardmodel, te verstaan. Dit veronderstel dat materie en interaksies beskryf kan word as 'n sekere stel deeltjies, verdeel in verskeie groepe:
- Quarks.
- Leptons.
- Bosons.
Hierdie deeltjies is in werklikheid die boustene van die heelal, aangesien hulle so klein is dat hulle nie in komponente verdeel kan word nie.
'n Kenmerkende kenmerk van snaarteorie is die bewering dat sulke stene nie deeltjies is nie, maar ultramikroskopiese snare wat vibreer. Terselfdertyd, wat teen verskillende frekwensies ossilleer, word die snare analoë van verskeie deeltjies wat in die standaardmodel beskryf word.
Om die teorie te verstaan, moet 'n mens besef dat snare nie enige materie is nie, dit is energie. Daarom kom die snaarteorie tot die gevolgtrekking dat al die elemente van die heelal van energie gemaak is.
Vuur is 'n goeie analogie. As u daarna kyk, gee u die indruk van sy wesenlikheid, maar dit kan nie aangeraak word nie.
Kosmologie vir skoolkinders
Teorieë oor die oorsprong van die Heelal word kortliks in skole by sterrekunde-lesse bestudeer. Vir studentebeskryf die hoofteorieë oor hoe ons wêreld gevorm is, wat nou daarmee gebeur en hoe dit in die toekoms sal ontwikkel.
Die doel van die lesse is om kinders vertroud te maak met die aard van die vorming van elementêre deeltjies, chemiese elemente en hemelliggame. Teorieë oor die oorsprong van die heelal vir kinders word gereduseer tot 'n aanbieding van die oerkn alteorie. Onderwysers gebruik visuele materiaal: skyfies, tabelle, plakkate, illustrasies. Hulle hooftaak is om kinders se belangstelling in die wêreld wat hulle omring te wek.
