Происхождение Вселенной 7 различных теорий

Что такое природа — живые и неживые объекты, природные явления, сообщества и экосистемы

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Употребляя слово природа, мы зачастую подразумеваем совершенно разные вещи, ибо понятие это очень широкое.

Сегодня мы попробуем взглянуть на это под разными углами зрения.

Горы

Определим, что такое природа, какой она бывает, почему образуются и как сосуществуют природные сообщества (экосистемы), какие существуют виды природных явлений и многое другое.

Природа — это.

Слово «природа» принадлежит древнерусскому языку и состоит из двух частей – приставки «при» и корня «род».

В древнерусской мифологии упоминается о божестве по имени Род, который олицетворял собой единство людей, принадлежащих к одному роду. Именно этот бог создал такие слова, как рождение, роды, роженица, новорожденный и т.д.

Также под природой в разговорном языке часто подразумевают естественную среду обитания. Например: птицы, обитающие в природных условиях, живут дольше своих сородичей, прирученных человеком.

Изучать природу (узнавать, что это такое) дети начинают в начальных классах школы на уроке «Окружающий мир». Синонимом термина «природа» является слово «естество».

Отсюда следует, что природа – это все то, что существует само по себе, естественным образом, чего не касалась рука человека. Это внешний, материальный мир, перед которым человек бессилен, но все же может на него влиять.

Например, люди не в состоянии контролировать осадки, землетрясения, ветер и т.д. Но с легкостью могут насажать деревья, разбивая целые парки, или, наоборот, уничтожить целый лес.

Природа — это.

Если совсем упростить определение, то природа – это естественная оболочка земли (то, что еще называют биосфера), включающая в себя:

  1. водоемы (океаны, моря, озера, реки);
  2. растительность (флора);
  3. животный мир (фауна);
  4. горы, скалы, пещеры, песок, земля, пустыни;
  5. погода и климат.

Кстати, сам человек также является частью природы. А вот то, что он придумал и создал – уже нет.

Например, построенный из дерева дом не является природным объектом, хотя и состоит из природного материала.

Изучением природного мира занимается множество наук, которые называются естественными: физика, химия, астрономия, биология и другие.

Живая и неживая природа

Материальный мир Вселенной можно разделить на две группы:

    Объекты живой природы или живая природа – это все то, что двигается, питается, дышит, меняется, рождается и умирает. Сюда относится человек, растения, микроорганизмы, животные.

Олени

Объекты неживой природы могут пребывать в трех состояниях:

  1. газ – воздух, испарение;
  2. жидкость – осадки, облака, туман;
  3. твердь – камни, ледники, песок, горы.

Такие объекты могут менять форму или размер, но не самостоятельно, а под влиянием внешних факторов. Например, вода из-за низких температур превратится в лед, при сильной жаре – станет испарением. Ветра и осадки переносят камни, стирают их в песок, наметают возвышенности.

Живая и неживая природа тесно взаимосвязаны: одно не может существовать без другого. Без живых существ наша планета выглядела бы серой и безжизненной. В то же время живые существа нуждаются в солнце, воздухе, воде.

Что такое природное сообщество

Взаимодействуя, объекты живой и неживой природы формируют природные сообщества.

Каждый его участник влияет на других и испытывает их влияние на себя одновременно. Их сосуществование взаимосвязано и полезно для всех.

Участники сообщества адаптированы под его условия и не смогут жить в другом биоценозе (что это?). В своей среде они имеют все возможности для полноценного существования. Например, морские обитатели не выживут в пресном водоеме, а лесные животные не смогут жить в пустыне.

Каждая такая система существует самостоятельно и не нуждается в помощи человека. Наоборот, вмешательство людей только разрушает эти природные миры.

Что такое экосистема

Совокупность природного сообщества и среды обитания называют экосистемой – в переводе с греческого дом+объединение (биогеоценоз).

Пример: в болоте живут разные обитатели: животные, насекомые, микроорганизмы, растения. Змеи едят лягушек, лягушки питаются насекомыми, которые размножаются в зарослях растений в этом месте.

Им всем нужна вода с определённым химическим составом, температурой, физическими показателями и т.д. Убери хоть один элемент из этой цепочки, остальные обязательно это почувствуют.

Сумма экосистем представляет собой живую оболочку земли – биосферу.

Живая и неживая природа в экосистеме находятся в процессе постоянного обмена веществами и энергией. Чем прочнее эти связи, тем устойчивей система, и тем дольше она существует. Последний фактор предполагает богатое разнообразие видов обитателей.

И даже если один из них исчезнет по каким-либо причинам, то его место сможет занять другой, близкий по происхождению, что обеспечит сохранность всего биогеоценоза.

Если в системе происходят масштабные изменения условий, то природные сообщества заменяются другими. Например, если перестать обрабатывать поля, возделывать их, собирать урожай, то через некоторое время в этом месте начнут расти деревья.

Природные явления

Явлениями природы называют еще метаморфозы (что это такое?). Например, по весне на деревьях вырастают листья, а осенью они опадают. После дождя в небе появляется радуга, и растут грибы. Зимой идет снег, вместе с ветром образуя метель или пургу.

Радуга

Все это и многое другое и есть природные явления, совокупность которых делится на классы:

  1. по происхождению (климатические, космические, геологические, биогеохимические, геоморфологические) – цунами, ураганы, землетрясения, осадки, молнии, солнечное и лунное затмение и т.д.;
  2. по продолжительности (мгновенные, кратковременные, долговременные) – извержение вулкана, сосульки, усыхание русла реки и т.д.;
  3. по регулярности действия (суточные и сезонные) – восход, распускание почек;
  4. по масштабу распространения;
  5. по характеру воздействия (благоприятные, неблагоприятные). Например, стихийные явления могут быть очень разрушительными – наводнения, смерчи и др.

Необычные природные явления

Мы все привыкли к дождю или приливу на море. Но существуют необычные явления, которые вызывают удивление, страх и трепет:

  1. Голос моря – в 2012 году из-за аномального холода замерзло побережье Черного моря в районе Одессы. Глыбы льда трескались под воздействием подводного течения, замерзали и трескались снова. Весь этот процесс сопровождался шумом, похожим на рев дикого зверя.
  2. Асператус – новый вид облаков, выявленный в 2006 году. Это громоздкие, кучерявые облака, которые внезапно появились на территории всей планеты, поэтому были занесены в Международную классификацию облаков.
  3. Кровавый прилив – явление, дважды замеченное учеными в 2018 году на австралийском побережье.

Чайка

Вода вдруг становилась ярко-красной, что позднее было объяснено с разных точек зрения:

  1. скоплением одноклеточных организмов красного цвета;
  2. скоплением красных водорослей;
  3. выделением водорослями токсичных веществ.

Коваленко Лилия

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Комментарии и отзывы (2)

В природе все взаимосвязано, виды сосуществуют дополняя друг друга. В эту гармоничную концепцию не вписываются только люди, которые склонны пытаться подчинить или уничтожить все, что находится вокруг.

Задумался вдруг, почему так? Допустим, под словом «Природа» понимают только лишь то, что находится в пределах Земли, но отделяют от этого такое понятие, как «Космос».

Хотя строго говоря, космос ведь — этот тоже природа. Разве что объекты этой природы зачастую нельзя потрогать или приблизиться к ним, так как находятся они невообразимо дальше от человека. Но ведь например — падение метеорита, его можно назвать именно природным явлением!

Источник



Что такое природа?

Что такое природа?

Часто мы произносим слово «природа», когда собираемся отдохнуть за городом или пытаемся охарактеризовать среду своего обитания.

Иногда мы сожалеем, что человечество не может покорить природу, или радуемся, осознавая, что она еще не уничтожена окончательно. Что же означает это слово? Определений ему множество. Самое простое гласит, что природа – это объект изучения естественных наук. Но оно вовсе не раскрывает сущность понятия. Так что же такое природа?

Что означает слово «природа»?

Термин «природа» имеет древнерусские корни. По сути, понятие состоит из двух слов – приставки «при» и корня «род», что означает «при Роде». Род – это божество в древнерусской мифологии, выступавшее воплощением рода, единства потомков от общего предка. Именно от имени этого бога произошли такие понятия, как «родиться», «новорожденный», «роженица».

Некоторые историки связывают термин с латинским словом natūra, указывающим на рождение или миропорядок, то есть на внешний мир, который существует многие миллионы лет и не может изменяться в результате человеческой деятельности.

Что такое природа?

Что такое природа?

Современная трактовка слова «природа» подразумевает естественную среду обитания человека или биосферу Земли, то есть оболочку нашей планеты, охваченную жизнью. Иными словами, природа – это всё, что нас окружает, за исключением вещей, созданных человеческими руками.

К ней можно отнести леса, моря, поля, речные русла, цветы и, в конечном счете, самого человека. Существует множество наук, которые занимаются изучением всего, что относится к природе. Это и география, и биология, и астрономия, и даже физика с химией.

Из чего состоит природа?

К природе можно отнести любые явления и объекты, не созданные человеком. В первую очередь, земной шар. На сегодняшний день Земля является единственной известной планетой, на которой существует жизнь. Появившись 4,54 миллиарда лет назад, она претерпела значительную эволюцию, превратившись из газопылевового облака в живую планету со своей атмосферой, водной средой и твердой земной оболочкой, состоящей из тектонических плит. Биологические и геологические процессы, происходившие на Земле, и сформировали ту природу, которую мы знаем сегодня.

Что такое природа?

Неотъемлемыми составляющими природы являются погода и климат, различающиеся в зависимости от региона и высоты над поверхностью планеты. К природе относится вода – химическое соединение, без которого не может существовать ни одно живое существо. Вода наполняет озера, моря, океаны, течет в реках и ручьях, в твердом состоянии покрывает горные склоны, а в парообразном содержится в атмосфере.

Кроме того, природа – это почвы, растительный и животный мир, околоземное пространство, пустыни, горы, атмосферный воздух и многие другие компоненты, которые в совокупности создают наиболее оптимальные условия для существования жизни на Земле.

Что такое живая и неживая природа?

Все нерукотворные явления нашей планеты подразделяются на живую и неживую природу. К первой относятся живые существа, то есть флора и фауна. В понятие живой природы входят человек, животные, птицы, насекомые, грибы, вирусы и бактерии, растения всех видов и родов.

Неживой природой называют всевозможные вещества и поля, наделенные энергией. Она представлена целым рядом организационных уровней – от элементарных частиц до планет и Вселенной в целом. На Земле к этому понятию можно причислить камни, воду, вулканы, ледники, острова, континенты и многое другое.

Важное отличие между живой и неживой природой состоит в том, что объекты первой имеют короткий срок жизни, неустойчивы и изменчивы, тогда как объекты второй могут существовать миллиарды лет, при этом меняются очень медленно.

Что такое природные явления?

Что такое природа?

Все природные объекты на Земле подвергаются определенным явлениям, которые также называют природными. Дождь, снег, ветер, течение воды в реке, затмение Солнца или звездопады – эти события относятся к природным явлениям, а их перечисление можно продолжать до бесконечности. Они могут быть как позитивными, так и достаточно негативными, наносящими существенный урон и разрушения.

В числе последних смерчи, наводнения, извержения вулканов, лавины, землетрясения, цунами. Но независимо от их проявления, в природе всё находится в гармонии и равновесии.

Источник

Происхождение Вселенной: 7 различных теорий

Как появилась Вселенная, которую мы знаем? И как мы объясним ее происхождение? Несомненно, все остальные свидетельства и данные, собранные за эти годы космологами, указывают на то, что все это могло начаться с «большого взрыва». Но что, если есть еще?

В 1927 году бельгийский астроном Жорж Леметр стал первым, кто предложил теорию расширяющейся Вселенной (позже подтвержденную Эдвином Хабблом). Он предположил, что расширяющаяся Вселенная может быть прослежена до особой точки, которую он назвал «первичным атомом», назад во времени. Это заложило основу современной теории Большого Взрыва.

Что такое теория большого взрыва?

Теория Большого взрыва — это объяснение, основанное в основном на математических моделях, того, как и когда возникла Вселенная.

Космологическая модель Вселенной, описанная в теории Большого взрыва, объясняет, как она первоначально расширилась из состояния бесконечной плотности и температуры, известного как изначальная (или гравитационная) сингулярность. За этим расширением последовала космическая инфляция и резкое падение температуры. Во время этой фазы Вселенная раздувалась с гораздо большей скоростью, чем скорость света (в 10 26 раз).

Впоследствии Вселенная была разогрета до такой степени, что элементарные частицы (кварки, лептоны и так далее) до постепенного понижения температуры (и плотности) привели к образованию первых протонов и нейтронов.

Через несколько минут после расширения протоны и нейтроны объединяются, образуя первичные ядра водорода и гелия-4. Предполагаемый радиус наблюдаемой Вселенной в течение этой фазы составлял 300 световых лет. Первые звезды и галактики появились примерно через 400 миллионов лет после этого события.

Важнейшим элементом модели Большого Взрыва является космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение (Реликтовое излучение), представляющий собой электромагнитное излучение, оставшееся со времен зарождения Вселенной. Реликтовое излучение остается самым убедительным доказательством большого взрыва.

Хотя теория остается широко признанной во всем научном спектре, несколько альтернативных объяснений — таких, как стационарная Вселенная и вечная инфляция, приобрели привлекательность с годами.

7. Теория вечной инфляции

Понятие инфляции было введено космологом Аланом Гутом в 1979 году, чтобы объяснить, почему Вселенная плоская, чего не хватало в первоначальной теории Большого взрыва.

Хотя идея Гута об инфляции объясняет плоскую Вселенную, она создала сценарий, который не позволяет Вселенной избежать этой инфляции. Если бы это было так, не произошло бы повторного нагрева Вселенной, равно как и образования звезд и галактик.

Эта конкретная проблема была решена Андреасом Альбрехтом и Полем Штайнхардтом в их «новой инфляции». Они утверждали, что быстрое расширение Вселенной произошло всего за несколько секунд, прежде чем прекратиться. Он продемонстрировал, как Вселенная может быстро раздуваться и при этом нагреваться.

Концепция «вечной инфляции», или теория хаотической инфляции, была введена Андреем Линде, профессором Стэнфордского университета. Он был основан на предыдущих работах Штейнхардта и Александра Виленкина.

Теория утверждает, что инфляционная фаза Вселенной продолжается вечно; это не конец для Вселенной в целом. Другими словами, космическая инфляция продолжается в одних частях Вселенной и прекращается в других. Это приводит к сценарию мультивселенной, в котором пространство разбивается на пузыри. Это как вселенная внутри вселенной.

В мультивселенной в разных вселенных могут действовать разные законы природы, физики. Итак, вместо единого расширяющегося космоса наша Вселенная могла бы быть инфляционной мультивселенной с множеством маленьких вселенных с различными свойствами.

Однако Пол Стейнхардт считает, что его теория «новой инфляции» ни к чему не приводит и не предсказывает, и утверждает, что понятие мультивселенной является «фатальным недостатком» и неестественным.

6. Конформная циклическая модель

Модель конформной циклической космологии (англ. conformal cyclic cosmology или CCC) предполагает, что Вселенная проходит через повторяющиеся циклы большого взрыва и последующих расширений. Общая идея состоит в том, что «большой взрыв» был не началом Вселенной, а скорее переходной фазой. Его разработал физик-теоретик и математик Роджер Пенроуз.

В качестве основы для своей модели Пенроуз использовал множественные метрические последовательности FLRW (Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уокера). Он утверждал, что конформная граница одной последовательности FLRW может быть присоединена к границе другой.

Метрика FLRW — это наиболее близкое приближение к природе Вселенной и часть модели Лямбда-CDM. Каждая последовательность начинается с большого взрыва, за которым следует инфляция и последующее расширение.

Циклическая или осциллирующая модель, в которой Вселенная повторяется снова и снова в неопределенном цикле, впервые оказалась в центре внимания в 1930-х годах, когда Альберт Эйнштейн исследовал идею «вечной» Вселенной. Он считал, что по достижении определенной точки Вселенная начинает коллапсировать и заканчивается Большим хрустом перед тем, как пройти через Большой отскок.

Прямо сейчас существует четыре различных варианта циклической модели Вселенной, одна из которых — конформная циклическая космология.

5. Мираж четырехмерной черной дыры

Исследование, проведенное группой исследователей в 2013 году, предположило, что наша Вселенная могла возникнуть из обломков, выброшенных из коллапсировавшей четырехмерной звезды или черной дыры.

По мнению космологов, участвовавших в исследовании, одно из ограничений теории Большого взрыва — объяснение температурного равновесия, обнаруженного во Вселенной.

Хотя большинство ученых согласны с тем, что инфляционная теория дает адекватное объяснение того, как маленький участок с однородной температурой быстро расширится и превратится во Вселенную, которую мы наблюдаем сегодня, группа сочла это неправдоподобным в силу хаотичной природы Большого взрыва.

Для решения этой проблемы команда предложила модель космоса, в которой наша трехмерная Вселенная является мембраной и плавает внутри четырехмерной «объемной вселенной». Они утверждали, что если в четырехмерной «объемной вселенной» есть четырехмерные звезды, то, скорее всего, они обрушатся в четырехмерные черные дыры. Эти четырехмерные черные дыры будут иметь трехмерный горизонт событий (точно так же, как трехмерные имеют двухмерный горизонт событий), который они назвали «гиперсферой».

Когда команда смоделировала коллапс 4-D звезды, они обнаружили, что выброшенные обломки умирающей звезды, скорее всего, образуют 3-D мембрану вокруг этого 3-мерного горизонта событий. Наша Вселенная могла бы быть одной из таких мембран.

Модель «четырехмерной черной дыры» космоса действительно объясняет, почему температура во Вселенной почти равномерна. Она также может дать ценную информацию о том, что именно спровоцировало космическую инфляцию через несколько секунд после ее возникновения. Однако недавнее наблюдение, проведенное спутником Planck ЕКА, выявило небольшие вариации температуры космического микроволнового фона (CMB). Эти спутниковые показания отличаются от предложенной модели примерно на четыре процента.

4. Теория плазменной Вселенной

На наше нынешнее понимание Вселенной в основном влияет гравитация, в частности Общая теория относительности Эйнштейна, с помощью которой космологи объясняют природу Вселенной. По совпадению, как и большинство других вещей, ученые на протяжении многих лет рассматривали альтернативу гравитации.

Космология плазмы (или теория плазменной Вселенной) предполагает, что электромагнитные силы и плазма играют очень важную роль во Вселенной вместо гравитации. Хотя у этого подхода много разных вариантов, основная идея остается той же; каждое астрономическое тело, включая Солнце, звезды и галактики, является результатом какого-либо электрического процесса.

Первая выдающаяся теория плазменной Вселенной была предложена лауреатом Нобелевской премии Ханнесом Альвеном в конце 1960-х годов. Позже к нему присоединился шведский физик-теоретик Оскар Клейн для разработки модели Альфвена – Клейна.

Модель построена на предположении, что Вселенная поддерживает равные количества материи и антивещества (это не так, согласно современной физике элементарных частиц). Границы этих двух областей отмечены космическими электромагнитными полями. Таким образом, взаимодействие между ними приведет к образованию плазмы, которую Альфвен назвал «амбиплазмой».

Согласно теории, такая плазма должна образовывать большие участки вещества и антивещества по всей Вселенной. Кроме того, было высказано предположение, что наше текущее местоположение в космосе должно быть в той части, где материи гораздо больше, чем антивещества, — таким образом решается проблема асимметрии материи и антивещества.

3. Теория медленного замораживания

Десятилетия математического моделирования и исследований привели космологов к обоснованному выводу, что наша Вселенная возникла из одной точки с бесконечной плотностью и температурой, называемой сингулярностью. Последующее расширение Космоса позволило ему остыть, что привело к образованию галактик, звезд и других астрономических объектов.
Однако, как мы знаем, стандартная модель Большого взрыва не осталась незамеченной, и одна из таких сложных теорий была предложена Кристофом Веттерихом, профессором Гейдельбергского университета в Германии.

Веттерих утверждал, что Вселенная, которую мы знаем сегодня, на самом деле могла начаться как холодная и разреженная, пробудившаяся от долгого замораживания. Со временем фундаментальные частицы в ранней Вселенной стали тяжелее, а гравитационная постоянная уменьшилась.

Кроме того, он объяснил, что если массы частиц увеличиваются, излучение из ранней Вселенной может заставить пространство казаться более горячим и удаляться друг от друга, даже если это не так.

Основная идея космической модели Медленного Замораживания Веттериха состоит в том, что у Вселенной нет ни начала, ни будущего. Вместо горячего Большого взрыва теория защищает холодную и медленно эволюционирующую Вселенную. Согласно Веттериху, теория объясняет флуктуации плотности в ранней Вселенной (первичные флуктуации) и то, почему в нашем нынешнем космосе преобладает темная энергия.

2. Индуистская космология

Религия и наука были лучшими врагами, по крайней мере со времен Коперника и Галилея. Возможно, нет места науке, когда мы говорим о религии и наоборот. Однако есть одна религия, космологические верования которой хорошо согласуются с современной моделью Вселенной.

Теории творения в индуистской мифологии широко рассматриваются как одна из самых древних и значимых из всех других религиозных аналогий. На протяжении многих лет выдающиеся физики и космологи, включая Карла Сагана и Нильса Бора, восхищались индуистскими космологическими верованиями за их близкое сходство с временными линиями в стандартной космологической модели Вселенной.

Согласно индуистской мифологии, Вселенная следует бесконечной циклической модели. Это означает, что на смену нашей нынешней Вселенной придет бесконечное количество вселенных. Каждая повторение Вселенной делится на две фазы — «калпа» (или день Брахмы) и «пралая» (ночь Брахмы), и каждая из них длится 4,32 миллиарда лет. Согласно индуистской мифологии, возраст Вселенной (8,64 миллиарда лет) превышает расчетный возраст Солнечной системы.

1. Стационарная Вселенная

Стационарная модель утверждает, что наблюдаемая Вселенная остается неизменной в любом месте и в любое время. Во Вселенной, которая вечно расширяется, материя непрерывно создается, чтобы заполнить пространство.

Согласно модели, галактики и другие крупные астрономические тела рядом с нами должны казаться похожими на те, что находятся далеко. Однако Большой взрыв говорит нам, что далекие галактики должны выглядеть моложе, чем находящиеся в непосредственной близости (при наблюдении с Земли), поскольку свету требуется гораздо больше времени, чтобы добраться до нас.

Идея стационарного состояния была впервые предложена в 1948 году космологами Германом Бонди, Фредом Хойлом и Томасом Голдом. Она исходила из совершенного космологического принципа, который сам по себе утверждает, что Вселенная, где бы ты ни смотрел, одинакова, и она всегда будет одинаковой.

Теория стационарных состояний получила широкую популярность в начале и середине XX века. Однако к 1960-м годам она была в основном отвергнута научным сообществом в пользу Большого взрыва после открытия космического микроволнового фона.

Источник

Происхождение Вселенной: 7 различных теорий

Как появилась Вселенная, которую мы знаем? И как мы объясним ее происхождение? Несомненно, все остальные свидетельства и данные, собранные за эти годы космологами, указывают на то, что все это могло начаться с «большого взрыва». Но что, если есть еще?

В 1927 году бельгийский астроном Жорж Леметр стал первым, кто предложил теорию расширяющейся Вселенной (позже подтвержденную Эдвином Хабблом). Он предположил, что расширяющаяся Вселенная может быть прослежена до особой точки, которую он назвал «первичным атомом», назад во времени. Это заложило основу современной теории Большого Взрыва.

Что такое теория большого взрыва?

Теория Большого взрыва — это объяснение, основанное в основном на математических моделях, того, как и когда возникла Вселенная.

Космологическая модель Вселенной, описанная в теории Большого взрыва, объясняет, как она первоначально расширилась из состояния бесконечной плотности и температуры, известного как изначальная (или гравитационная) сингулярность. За этим расширением последовала космическая инфляция и резкое падение температуры. Во время этой фазы Вселенная раздувалась с гораздо большей скоростью, чем скорость света (в 10 26 раз).

Впоследствии Вселенная была разогрета до такой степени, что элементарные частицы (кварки, лептоны и так далее) до постепенного понижения температуры (и плотности) привели к образованию первых протонов и нейтронов.

Через несколько минут после расширения протоны и нейтроны объединяются, образуя первичные ядра водорода и гелия-4. Предполагаемый радиус наблюдаемой Вселенной в течение этой фазы составлял 300 световых лет. Первые звезды и галактики появились примерно через 400 миллионов лет после этого события.

Важнейшим элементом модели Большого Взрыва является космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение (Реликтовое излучение), представляющий собой электромагнитное излучение, оставшееся со времен зарождения Вселенной. Реликтовое излучение остается самым убедительным доказательством большого взрыва.

Хотя теория остается широко признанной во всем научном спектре, несколько альтернативных объяснений — таких, как стационарная Вселенная и вечная инфляция, приобрели привлекательность с годами.

7. Теория вечной инфляции

Понятие инфляции было введено космологом Аланом Гутом в 1979 году, чтобы объяснить, почему Вселенная плоская, чего не хватало в первоначальной теории Большого взрыва.

Хотя идея Гута об инфляции объясняет плоскую Вселенную, она создала сценарий, который не позволяет Вселенной избежать этой инфляции. Если бы это было так, не произошло бы повторного нагрева Вселенной, равно как и образования звезд и галактик.

Эта конкретная проблема была решена Андреасом Альбрехтом и Полем Штайнхардтом в их «новой инфляции». Они утверждали, что быстрое расширение Вселенной произошло всего за несколько секунд, прежде чем прекратиться. Он продемонстрировал, как Вселенная может быстро раздуваться и при этом нагреваться.

Концепция «вечной инфляции», или теория хаотической инфляции, была введена Андреем Линде, профессором Стэнфордского университета. Он был основан на предыдущих работах Штейнхардта и Александра Виленкина.

Теория утверждает, что инфляционная фаза Вселенной продолжается вечно; это не конец для Вселенной в целом. Другими словами, космическая инфляция продолжается в одних частях Вселенной и прекращается в других. Это приводит к сценарию мультивселенной, в котором пространство разбивается на пузыри. Это как вселенная внутри вселенной.

В мультивселенной в разных вселенных могут действовать разные законы природы, физики. Итак, вместо единого расширяющегося космоса наша Вселенная могла бы быть инфляционной мультивселенной с множеством маленьких вселенных с различными свойствами.

Однако Пол Стейнхардт считает, что его теория «новой инфляции» ни к чему не приводит и не предсказывает, и утверждает, что понятие мультивселенной является «фатальным недостатком» и неестественным.

6. Конформная циклическая модель

Модель конформной циклической космологии (англ. conformal cyclic cosmology или CCC) предполагает, что Вселенная проходит через повторяющиеся циклы большого взрыва и последующих расширений. Общая идея состоит в том, что «большой взрыв» был не началом Вселенной, а скорее переходной фазой. Его разработал физик-теоретик и математик Роджер Пенроуз.

В качестве основы для своей модели Пенроуз использовал множественные метрические последовательности FLRW (Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уокера). Он утверждал, что конформная граница одной последовательности FLRW может быть присоединена к границе другой.

Метрика FLRW — это наиболее близкое приближение к природе Вселенной и часть модели Лямбда-CDM. Каждая последовательность начинается с большого взрыва, за которым следует инфляция и последующее расширение.

Циклическая или осциллирующая модель, в которой Вселенная повторяется снова и снова в неопределенном цикле, впервые оказалась в центре внимания в 1930-х годах, когда Альберт Эйнштейн исследовал идею «вечной» Вселенной. Он считал, что по достижении определенной точки Вселенная начинает коллапсировать и заканчивается Большим хрустом перед тем, как пройти через Большой отскок.

Прямо сейчас существует четыре различных варианта циклической модели Вселенной, одна из которых — конформная циклическая космология.

5. Мираж четырехмерной черной дыры

Исследование, проведенное группой исследователей в 2013 году, предположило, что наша Вселенная могла возникнуть из обломков, выброшенных из коллапсировавшей четырехмерной звезды или черной дыры.

По мнению космологов, участвовавших в исследовании, одно из ограничений теории Большого взрыва — объяснение температурного равновесия, обнаруженного во Вселенной.

Хотя большинство ученых согласны с тем, что инфляционная теория дает адекватное объяснение того, как маленький участок с однородной температурой быстро расширится и превратится во Вселенную, которую мы наблюдаем сегодня, группа сочла это неправдоподобным в силу хаотичной природы Большого взрыва.

Для решения этой проблемы команда предложила модель космоса, в которой наша трехмерная Вселенная является мембраной и плавает внутри четырехмерной «объемной вселенной». Они утверждали, что если в четырехмерной «объемной вселенной» есть четырехмерные звезды, то, скорее всего, они обрушатся в четырехмерные черные дыры. Эти четырехмерные черные дыры будут иметь трехмерный горизонт событий (точно так же, как трехмерные имеют двухмерный горизонт событий), который они назвали «гиперсферой».

Когда команда смоделировала коллапс 4-D звезды, они обнаружили, что выброшенные обломки умирающей звезды, скорее всего, образуют 3-D мембрану вокруг этого 3-мерного горизонта событий. Наша Вселенная могла бы быть одной из таких мембран.

Модель «четырехмерной черной дыры» космоса действительно объясняет, почему температура во Вселенной почти равномерна. Она также может дать ценную информацию о том, что именно спровоцировало космическую инфляцию через несколько секунд после ее возникновения. Однако недавнее наблюдение, проведенное спутником Planck ЕКА, выявило небольшие вариации температуры космического микроволнового фона (CMB). Эти спутниковые показания отличаются от предложенной модели примерно на четыре процента.

4. Теория плазменной Вселенной

На наше нынешнее понимание Вселенной в основном влияет гравитация, в частности Общая теория относительности Эйнштейна, с помощью которой космологи объясняют природу Вселенной. По совпадению, как и большинство других вещей, ученые на протяжении многих лет рассматривали альтернативу гравитации.

Космология плазмы (или теория плазменной Вселенной) предполагает, что электромагнитные силы и плазма играют очень важную роль во Вселенной вместо гравитации. Хотя у этого подхода много разных вариантов, основная идея остается той же; каждое астрономическое тело, включая Солнце, звезды и галактики, является результатом какого-либо электрического процесса.

Первая выдающаяся теория плазменной Вселенной была предложена лауреатом Нобелевской премии Ханнесом Альвеном в конце 1960-х годов. Позже к нему присоединился шведский физик-теоретик Оскар Клейн для разработки модели Альфвена – Клейна.

Модель построена на предположении, что Вселенная поддерживает равные количества материи и антивещества (это не так, согласно современной физике элементарных частиц). Границы этих двух областей отмечены космическими электромагнитными полями. Таким образом, взаимодействие между ними приведет к образованию плазмы, которую Альфвен назвал «амбиплазмой».

Согласно теории, такая плазма должна образовывать большие участки вещества и антивещества по всей Вселенной. Кроме того, было высказано предположение, что наше текущее местоположение в космосе должно быть в той части, где материи гораздо больше, чем антивещества, — таким образом решается проблема асимметрии материи и антивещества.

3. Теория медленного замораживания

Десятилетия математического моделирования и исследований привели космологов к обоснованному выводу, что наша Вселенная возникла из одной точки с бесконечной плотностью и температурой, называемой сингулярностью. Последующее расширение Космоса позволило ему остыть, что привело к образованию галактик, звезд и других астрономических объектов.
Однако, как мы знаем, стандартная модель Большого взрыва не осталась незамеченной, и одна из таких сложных теорий была предложена Кристофом Веттерихом, профессором Гейдельбергского университета в Германии.

Веттерих утверждал, что Вселенная, которую мы знаем сегодня, на самом деле могла начаться как холодная и разреженная, пробудившаяся от долгого замораживания. Со временем фундаментальные частицы в ранней Вселенной стали тяжелее, а гравитационная постоянная уменьшилась.

Кроме того, он объяснил, что если массы частиц увеличиваются, излучение из ранней Вселенной может заставить пространство казаться более горячим и удаляться друг от друга, даже если это не так.

Основная идея космической модели Медленного Замораживания Веттериха состоит в том, что у Вселенной нет ни начала, ни будущего. Вместо горячего Большого взрыва теория защищает холодную и медленно эволюционирующую Вселенную. Согласно Веттериху, теория объясняет флуктуации плотности в ранней Вселенной (первичные флуктуации) и то, почему в нашем нынешнем космосе преобладает темная энергия.

2. Индуистская космология

Религия и наука были лучшими врагами, по крайней мере со времен Коперника и Галилея. Возможно, нет места науке, когда мы говорим о религии и наоборот. Однако есть одна религия, космологические верования которой хорошо согласуются с современной моделью Вселенной.

Теории творения в индуистской мифологии широко рассматриваются как одна из самых древних и значимых из всех других религиозных аналогий. На протяжении многих лет выдающиеся физики и космологи, включая Карла Сагана и Нильса Бора, восхищались индуистскими космологическими верованиями за их близкое сходство с временными линиями в стандартной космологической модели Вселенной.

Согласно индуистской мифологии, Вселенная следует бесконечной циклической модели. Это означает, что на смену нашей нынешней Вселенной придет бесконечное количество вселенных. Каждая повторение Вселенной делится на две фазы — «калпа» (или день Брахмы) и «пралая» (ночь Брахмы), и каждая из них длится 4,32 миллиарда лет. Согласно индуистской мифологии, возраст Вселенной (8,64 миллиарда лет) превышает расчетный возраст Солнечной системы.

1. Стационарная Вселенная

Стационарная модель утверждает, что наблюдаемая Вселенная остается неизменной в любом месте и в любое время. Во Вселенной, которая вечно расширяется, материя непрерывно создается, чтобы заполнить пространство.

Согласно модели, галактики и другие крупные астрономические тела рядом с нами должны казаться похожими на те, что находятся далеко. Однако Большой взрыв говорит нам, что далекие галактики должны выглядеть моложе, чем находящиеся в непосредственной близости (при наблюдении с Земли), поскольку свету требуется гораздо больше времени, чтобы добраться до нас.

Идея стационарного состояния была впервые предложена в 1948 году космологами Германом Бонди, Фредом Хойлом и Томасом Голдом. Она исходила из совершенного космологического принципа, который сам по себе утверждает, что Вселенная, где бы ты ни смотрел, одинакова, и она всегда будет одинаковой.

Теория стационарных состояний получила широкую популярность в начале и середине XX века. Однако к 1960-м годам она была в основном отвергнута научным сообществом в пользу Большого взрыва после открытия космического микроволнового фона.

Источник

Adblock
detector