Какие доказательства доказывают, что Вселенная началась с большого взрыва

Знаете ли вы, что материи в вашем теле миллиарды лет?

По мнению большинства астрофизиков, вся материя, обнаруженная сегодня во Вселенной, включая материю людей, растений, животных, земли, звезд и галактик, была создана в самый первый момент времени, который, как считается, составляет около 13 миллиардов лет. много лет назад.

Ученые считают, что Вселенная началась с того, что каждая частица ее энергии была зажата в очень крошечной точке. Эта чрезвычайно плотная точка взорвалась с невообразимой силой, создав материю и вытолкнув ее наружу, образовав миллиарды галактик нашей необъятной Вселенной. Астрофизики назвали этот колоссальный взрыв Большим взрывом.

Большой взрыв не был похож ни на один взрыв, который вы могли бы наблюдать на Земле сегодня. Например, взрыв водородной бомбы, в центре которого регистрируется температура около 100 миллионов градусов по Цельсию, движется по воздуху со скоростью около 300 метров в секунду. Напротив, космологи считают, что Большой взрыв разбрасывал энергию во всех направлениях со скоростью света (300 000 000 метров в секунду, что в миллион раз быстрее, чем водородная бомба), и оценивают, что температура всей Вселенной составляла 1000 триллионов градусов Цельсия всего при доли секунды после взрыва. Даже ядра самых горячих звезд современной Вселенной намного холоднее.

Есть еще одно важное качество Большого взрыва, которое делает его уникальным. В то время как взрыв искусственной бомбы распространяется по воздуху, Большой взрыв не распространялся ни через что.Это потому, что в начале времени не было места для расширения. Скорее, физики считают, что Большой взрыв создал и растянул само пространство, расширив вселенную.

фото: Научный институт космического телескопа

Когда ранняя Вселенная остыла, материя, образовавшаяся в результате Большого взрыва, собралась в звезды и галактики.

На короткое время после Большого взрыва огромное тепло создало условия, не похожие ни на какие условия, наблюдаемые астрофизиками во Вселенной сегодня. Хотя сегодня планеты и звезды состоят из атомов таких элементов, как водород и кремний, ученые считают, что в то время Вселенная была слишком горячей для всего, кроме самых фундаментальных частиц, таких как кварки и фотоны.

Но по мере того, как Вселенная быстро расширялась, энергия Большого взрыва все больше и больше «разбавлялась» в пространстве, вызывая охлаждение Вселенной. Открытие пивной бутылки приводит к примерно такому же эффекту охлаждения и расширения: газ, заключенный в бутылке, распространяется в воздух, и температура пива падает.

Быстрое охлаждение позволило материи, какой мы ее знаем, сформироваться во Вселенной, хотя физики все еще пытаются выяснить, как именно это произошло. Примерно через одну десятитысячную долю секунды после Большого взрыва образовались протоны и нейтроны, и в течение нескольких минут эти частицы слиплись, образовав атомные ядра, в основном водород и гелий. Сотни тысяч лет спустя электроны прилипли к ядрам, образовав полноценные атомы.

Примерно через миллиард лет после Большого взрыва гравитация заставила эти атомы собраться в огромные облака газа, образуя скопления звезд, известные как галактики. Гравитация — это сила, которая притягивает любые объекты с массой друг к другу — та же сила, например, что заставляет мяч, брошенный в воздух, падать на землю.

Откуда берутся такие планеты, как Земля? За миллиарды лет звезды «готовят» атомы водорода и гелия в своих горячих ядрах, чтобы получить более тяжелые элементы, такие как углерод и кислород.Большие звезды со временем взрываются, выбрасывая эти элементы в космос. Затем эта материя конденсируется в звезды, планеты и спутники, составляющие солнечные системы, подобные нашей.

Откуда мы знаем, что произошел Большой Взрыв?

За последние сто лет астрофизики обнаружили множество убедительных доказательств в поддержку теории Большого взрыва. Среди этих свидетельств — наблюдение, что Вселенная расширяется. Наблюдая за светом, излучаемым далекими галактиками, ученые обнаружили, что эти галактики быстро удаляются от нашей галактики, Млечного Пути. Это наблюдение объясняется взрывом, подобным Большому Взрыву, который выбрасывал материю наружу из точки.

Еще одним важным открытием стало наблюдение низких уровней микроволн в космосе. Астрономы считают, что эти микроволны, температура которых составляет около -270 градусов по Цельсию, являются остатками чрезвычайно высокотемпературного излучения, произведенного Большим взрывом.

Интересно, что астрономы могут получить представление о том, насколько горячей была Вселенная, глядя на очень далекие облака газа через мощные телескопы. Поскольку свет от этих облаков достигает наших телескопов только через миллиарды лет, мы видим такие тела такими, какими они были миллионы лет назад. И вот, эти древние газовые облака кажутся более горячими, чем более молодые облака.

Ученые также смогли подтвердить теорию Большого взрыва, измерив относительное количество различных элементов во Вселенной. Они обнаружили, что Вселенная содержит около 74 процентов водорода и 26 процентов гелия по массе, двух самых легких элементов. Все остальные более тяжелые элементы, в том числе распространенные на Земле элементы, такие как углерод и кислород, составляют лишь крошечный след всей материи.

Так как же это доказывает что-то о Большом Взрыве? Ученые показали, используя теоретические расчеты, что такое изобилие могло быть создано только во Вселенной, которая изначально была в очень горячем и плотном состоянии, а затем быстро охлаждалась и расширялась. Это именно та Вселенная, которую предсказывает теория Большого Взрыва.