Рубрика «Большой Взрыв»

Идея сингулярности перед Большим взрывом устарела - 1
Иллюстрация нашей космической истории, от Большого взрыва и до сегодняшнего дня, в контексте расширяющейся Вселенной. Большому взрыву предшествовало состояние космической инфляции, но идея о том, что перед этим должна была существовать сингулярность, ужасно устарела.

Почти все слышали о Большом взрыве. Но если попросить разных людей, от обывателей до космологов, закончить предложение: «Вначале было…», вы получите множество различных ответов. Один из наиболее распространённых – «сингулярность», то есть, момент, когда вся материя и энергия Вселенной сконцентрировались в одной точке. Температура, плотность и энергия были бы сколь угодно, бесконечно большими, и это могло совпадать с зарождением самого пространства и времени.

Но эта картина не просто неверна, она уже лет 40, как устарела! Мы совершенно уверены в том, что с горячим Большим взрывом не было связано никакой сингулярности, и у пространства и времени могло вообще не быть момента зарождения. Вот, что нам известно, и откуда.
Читать полностью »

Спросите Итана: насколько велика вся ненаблюдаемая Вселенная целиком? - 1
Изображение, полученное с телескопа Хаббл, демонстрирует массивное скопление галактик PLCK_G308.3-20.2, ярко светящихся в темноте. Именно так выглядят огромные участки удалённой Вселенной. Но как далеко простирается известная нам Вселенная, включая и ту часть, что мы не можем наблюдать?

13,8 млрд лет назад произошёл Большой взрыв. Вселенная заполнилась материей, антиматерией, излучением, и существовала в сверхгорячем и сверхплотном, но расширяющемся и охлаждающемся состоянии. К сегодняшнему дню её объём, включающий наблюдаемую нами Вселенную, расширился до того, что его радиус составляет 46 млрд световых лет, и свет, сегодня впервые приходящий в наши глаза, соответствует пределам того, что мы способны измерить. А что же находится дальше? Что насчёт ненаблюдаемой части Вселенной? Именно это хочет знать наш читатель:

Мы знаем размер наблюдаемой Вселенной, поскольку нам известен её возраст (по меньшей мере, с момента фазового перехода) и мы знаем, как распространяется свет. Мой вопрос в том, почему математика, описывающая реликтовое излучение и другие предсказания, не может сообщить нам размер Вселенной? Мы знаем, насколько горячей она была, и насколько холодная она сейчас. Разве масштаб не влияет на эти расчёты?

Ох, если бы всё было так просто.
Читать полностью »

И звёзды в ней уже довольно старые

Астрономы подтвердили обнаружение второй по удалённости от нас галактики - 1
На большой фотографии слева в основном видны галактики крупного скопления MACS J1149+2223. Гравитационное линзирование гигантского скопления усилило свет от обнаруженной недавно галактики MACS 1149-JD примерно в 15 раз. Справа вверху более детально показана увеличенная часть картинки, а ещё больше она увеличена справа внизу.

Мы заглядывали так далеко в космос, насколько позволяют нам наилучшие из наших телескопов, но пока ещё не увидели мест, где не было бы звёзд и галактик. Существует большой разрыв между первой из найденных нами галактик, GN-z11, существовавшей, когда Вселенной было всего 400 млн лет, и остаточным свечением Большого взрыва, сохранившимся с тех пор, когда Вселенной было 380 000 лет. Между ними должны присутствовать какие-то первые звёзды, но у нас нет возможностей напрямую заглянуть на такое расстояние. И пока у нас не будет телескопа им. Джеймса Уэбба, мы сможем оперировать только непрямыми свидетельствами.
Читать полностью »

На сайте бесплатных лекций MIT OpenCourseWare выложен курс лекций по космологии Алана Гуса, одного из создателей инфляционной модели вселенной.

Вашему вниманию предлагается перевод третьей лекции: «Инфляционная Космология 3. Эффект Доплера и специальная теория относительности».
Читать полностью »

Существование мультивселенной неизбежно, и мы в ней живём - 1
Иллюстрация множества независимых Вселенных, не объединённых причинными связями в постоянно расширяющемся космическом океане – одно из представлений об идее мультивселенной

Представьте, что Вселенная, наблюдаемая нами, от края до края – всего лишь капля в космическом океане. Что за пределами нашего поля зрения есть ещё космос, ещё звёзды, ещё галактики, ещё больше всего, возможно, на бессчетные миллиарды световых лет дальше, чем мы когда-либо сможем увидеть. И, хотя ненаблюдаемая Вселенная велика, существует ещё бессчётное количество других Вселенных, похожих на неё – некоторые из них крупнее и старше, некоторые – меньше и моложе – протянувшиеся на огромных просторах пространства-времени. И хотя эти Вселенные расширяются неизбежно и быстро, содержащее их пространство-время расширяется ещё быстрее, разводя их дальше друг от друга, гарантируя, что никакая пара Вселенных никогда не встретится. Звучит, как фантастика: это научная идея мультивселенной. Но если наука окажется правильной, то это будет не просто надёжная идея, это будет неизбежная последовательность фундаментальных законов.
Читать полностью »

На сайте бесплатных лекций MIT OpenCourseWare выложен курс лекций по космологии Алана Гуса, одного из создателей инфляционной модели вселенной.

Вашему вниманию предлагается перевод второй лекции: «Инфляционная Космология. Является ли наша вселенная частью мультивселенной? Часть 2».
Читать полностью »

В момент Большого взрыва Вселенная была заполнена материей и излучением, но в ней не было звёзд. По мере расширения и охлаждения в первую долю секунды сформировались протоны и нейтроны, в первые 3-4 минуты – атомные ядра, в первые 380 000 лет – нейтральные атомы. Спустя ещё 50-100 млн лет сформировались первые звёзды. Но Вселенная оставалась тёмной, и наблюдатели, если бы такие были, не смогли бы ничего увидеть вплоть до момента, наступившего примерно через 550 млн лет после Большого взрыва. Почему так получилось? Наш читатель интересуется:

Вот что мне интересно, так это почему Тёмные века продолжались сотни миллионов лет? Мне казалось, что они должны были длиться хотя бы на порядок меньше.

Формирование звёзд и галактик – огромный шаг для создания света, но этого недостаточно для того, чтобы закончились Тёмные века. И вот, почему.

Спросите Итана: почему тёмные века Вселенной длились так долго? - 1
Ранняя Вселенная была заполнена материей и излучением, и была так горяча и плотна, что мешала появляться стабильным протонам и нейтронам в первую долю секунды. После их появления и аннигиляции антиматерии, мы оказались с морем материи и излучения на руках, шнырявшим туда и сюда со скоростями, близкими к световой.
Читать полностью »

На сайте бесплатных лекций MIT OpenCourseWare выложен курс лекций по космологии Алана Гуса, одного из создателей инфляционной модели вселенной. Курс мне показался достаточно интересным, чтобы заняться его переводом.

Вашему вниманию предлагается перевод первой лекции: «Инфляционная Космология. Является ли наша вселенная частью мультивселенной? Часть 1».
Читать полностью »

Спросите Итана: может ли Вселенная всё-таки прийти к Большому сжатию? - 1
Для Большого отскока требуется фаза повторного схлопывания (Большое сжатие), за которой следует расширение (новый Большой взрыв)

Одним из крупнейших прорывов XX века стало определение того, насколько на самом деле наша Вселенная богатая, обширная и массивная. В объёме радиуса порядка 46 млрд световых лет содержится примерно два триллиона галактик. Наша наблюдаемая Вселенная позволяет нам воссоздать всю историю нашей космической истории, протянувшуюся назад вплоть до Большого взрыва и даже, вероятно, немножечко дальше. А что насчёт будущего? Что насчёт судьбы Вселенной? Определённая ли она? Именно это и хочет знать наш читатель:

Вы писали, что Вселенная расширяется с замедляющейся скоростью. Я думал, что Нобелевскую премию выдали за открытие того, что Вселенная расширяется с ускорением. Можете ли вы уточнить ведущие теории? Есть ли среди возможностей Большое сжатие?

Лучшее предсказание будущего поведения находится в прошлом. Но как люди, так и Вселенная иногда могут нас удивить.
Читать полностью »

Спросите Итана: как далеко край Вселенной отстоит от самой далёкой галактики? - 1
Изучение самых далёких галактик может показать нам объекты, расположенные в миллиардах световых лет от нас, но даже с идеальной технологией пространственный промежуток между самой далёкой галактикой и Большим взрывом будет оставаться огромным

Вглядываясь во Вселенную, мы видим свет везде, на всех расстояниях, на которые только способны заглянуть наши телескопы. Но в какой-то момент мы наткнёмся на ограничения. Одно из них накладывается космической структурой, формирующейся во Вселенной: мы можем видеть только звёзды, галактики и прочее, только если они излучают свет. Без этого наши телескопы ничего не способны разглядеть. Другое ограничение, при использовании видов астрономии, не ограничивающихся светом — это ограничение того, какая часть Вселенной доступна для нас с момента Большого взрыва. Две эти величины могут не быть связанными друг с другом, и именно по этой теме нам задаёт вопрос наш читатель:

Почему красное смещение реликтового излучения находится в пределах 1000, хотя самое большое красное смещение любой галактики из тех, что мы видели, равно 11?

Сначала мы должны разобраться с тем, что происходит в нашей Вселенной с момента Большого взрыва.
Читать полностью »