Theorien über die Entstehung des Universums. Wie viele Theorien gibt es über den Ursprung des Universums? Die Urknalltheorie: Ursprung des Universums. Religiöse Theorie der Entstehung des Universums

Die Größe und Vielfalt der umgebenden Welt kann jede Vorstellungskraft in Erstaunen versetzen. Alle Gegenstände und Gegenstände, die einen Menschen umgeben, andere Menschen, verschiedene Pflanzen- und Tierarten, Teilchen, die nur mit einem Mikroskop sichtbar sind, sowie unfassbare Sternhaufen: Sie alle vereint der Begriff „Universum“.

Theorien über die Entstehung des Universums wurden lange Zeit vom Menschen entwickelt. Trotz des Fehlens auch nur des ursprünglichen Konzepts von Religion oder Wissenschaft tauchten in den neugierigen Köpfen der alten Menschen Fragen über die Prinzipien der Weltordnung und über die Position eines Menschen in dem Raum auf, der ihn umgibt. Es ist schwer zu zählen, wie viele Theorien über den Ursprung des Universums heute existieren, einige von ihnen werden von führenden weltberühmten Wissenschaftlern untersucht, andere sind offen gesagt fantastisch.

Kosmologie und ihr Fach

Die moderne Kosmologie – die Wissenschaft vom Aufbau und der Entwicklung des Universums – betrachtet die Frage nach seinem Ursprung als eines der interessantesten und noch immer unzureichend erforschten Mysterien. Die Art der Prozesse, die zur Entstehung von Sternen, Galaxien, Sonnensystemen und Planeten beigetragen haben, ihre Entwicklung, die Quelle der Entstehung des Universums sowie seine Größe und Grenzen: All dies ist nur eine kurze Liste der untersuchten Themen von modernen Wissenschaftlern.

Die Suche nach Antworten auf das grundlegende Rätsel um die Entstehung der Welt hat dazu geführt, dass es heute verschiedene Theorien über die Entstehung, Existenz und Entwicklung des Universums gibt. Die Aufregung von Spezialisten, die nach Antworten suchen, Hypothesen aufstellen und testen, ist gerechtfertigt, denn eine zuverlässige Theorie der Geburt des Universums wird der ganzen Menschheit die Wahrscheinlichkeit der Existenz von Leben in anderen Systemen und Planeten offenbaren.

Theorien über die Entstehung des Universums haben den Charakter wissenschaftlicher Konzepte, individueller Hypothesen, religiöser Lehren, philosophischer Ideen und Mythen. Sie sind alle bedingt in zwei Hauptkategorien unterteilt:

1. Theorien, nach denen das Universum von einem Schöpfer erschaffen wurde. Mit anderen Worten, ihr Wesen ist, dass der Prozess der Erschaffung des Universums eine bewusste und vergeistigte Handlung war, eine Manifestation des Willens eines höheren Geistes.
2. Theorien über die Entstehung des Universums, die auf der Grundlage wissenschaftlicher Faktoren aufgebaut sind. Ihre Postulate lehnen sowohl die Existenz eines Schöpfers als auch die Möglichkeit einer bewussten Erschaffung der Welt kategorisch ab. Solche Hypothesen basieren oft auf dem sogenannten Mittelmäßigkeitsprinzip. Sie legen die Wahrscheinlichkeit von Leben nicht nur auf unserem Planeten, sondern auch auf anderen nahe.

Kreationismus - die Theorie der Erschaffung der Welt durch den Schöpfer

Wie der Name schon sagt, ist Kreationismus (Schöpfung) eine religiöse Theorie über den Ursprung des Universums. Diese Weltanschauung basiert auf dem Konzept der Erschaffung des Universums, des Planeten und des Menschen durch Gott oder den Schöpfer.

Die Idee war lange vorherrschend, bis Ende des 19. Jahrhunderts, als sich der Prozess der Wissensakkumulation in verschiedenen Wissenschaftsbereichen (Biologie, Astronomie, Physik) beschleunigte und die Evolutionstheorie weite Verbreitung fand. Der Kreationismus ist zu einer Art Reaktion von Christen geworden, die an konservativen Ansichten über die gemachten Entdeckungen festhalten. Die damals vorherrschende Idee der evolutionären Entwicklung verstärkte nur die Widersprüche, die zwischen religiösen und anderen Theorien bestanden.

Was ist der Unterschied zwischen wissenschaftlichen und religiösen Theorien?

Die Hauptunterschiede zwischen Theorien verschiedener Kategorien liegen hauptsächlich in der Terminologie ihrer Anhänger. In wissenschaftlichen Hypothesen also anstelle des Schöpfers - Natur und anstelle der Schöpfung - Ursprung. Daneben gibt es Fragen, die von verschiedenen Theorien ähnlich abgedeckt oder sogar vollständig dupliziert werden.

Theorien über den Ursprung des Universums, die zu entgegengesetzten Kategorien gehören, datieren sein Erscheinen auf unterschiedliche Weise. Nach der gängigsten Hypothese (der Urknall-Theorie) ist das Universum beispielsweise vor etwa 13 Milliarden Jahren entstanden.

Dagegen gibt die religiöse Theorie der Entstehung des Universums ganz andere Zahlen an:

• Nach christlichen Quellen betrug das Alter des von Gott geschaffenen Universums zum Zeitpunkt der Geburt Jesu Christi 3483-6984 Jahre.
• Der Hinduismus geht davon aus, dass unsere Welt ungefähr 155 Billionen Jahre alt ist.

Kant und sein kosmologisches Modell

Bis ins 20. Jahrhundert waren die meisten Wissenschaftler der Meinung, dass das Universum unendlich sei. Diese Eigenschaft prägten Zeit und Raum. Außerdem war das Universum ihrer Meinung nach statisch und einheitlich.

Die Idee der Unendlichkeit des Universums im Weltraum wurde von Isaac Newton vorgebracht. An der Entwicklung dieser Annahme war auch derjenige beteiligt, der die Theorie über die Abwesenheit von Fristen entwickelt hat. Weitergehend erweiterte Kant in theoretischen Annahmen die Unendlichkeit des Universums auf die Anzahl möglicher biologischer Produkte. Dieses Postulat bedeutete, dass es unter den Bedingungen der alten und weiten Welt ohne Ende und Anfang unzählige Möglichkeiten geben kann, wodurch die Entstehung jeder biologischen Art real ist.

Als Ergebnis der Beweissuche wurden mehr als 40 Merkmale identifiziert und verifiziert, deren Beachtung für die Entwicklung der Zivilisation notwendig ist. Der amerikanische Astrophysiker Hugh Ross schätzte die Wahrscheinlichkeit eines solchen unbeabsichtigten Zusammentreffens. Das Ergebnis war die Zahl 10 -53.

Unser Universum enthält eine Billion Galaxien mit jeweils 100 Milliarden Sternen. Nach Berechnungen der Wissenschaftler sollte die Gesamtzahl der Planeten 10 20 betragen. Diese Zahl ist um 33 Größenordnungen kleiner als die zuvor berechnete. Folglich kann keiner der Planeten in allen Galaxien Bedingungen vereinen, die für die spontane Entstehung von Leben geeignet wären.

Die Urknalltheorie: die Entstehung des Universums aus einem vernachlässigbaren Teilchen

Wissenschaftler, die die Urknalltheorie unterstützen, teilen die Hypothese, dass das Universum das Ergebnis eines großen Knalls ist. Das Hauptpostulat der Theorie ist die Behauptung, dass vor diesem Ereignis alle Elemente des gegenwärtigen Universums in einem Teilchen mit mikroskopischen Abmessungen eingeschlossen waren. In ihrem Inneren waren die Elemente durch einen einzigartigen Zustand gekennzeichnet, in dem Indikatoren wie Temperatur, Dichte und Druck nicht gemessen werden konnten. Sie sind endlos. Materie und Energie werden in diesem Zustand nicht von den Gesetzen der Physik beeinflusst.

Die Ursache der Explosion, die vor 15 Milliarden Jahren stattfand, wird als Instabilität bezeichnet, die im Inneren des Teilchens entstand. Die verstreuten kleinsten Elemente legten den Grundstein für die Welt, die wir heute kennen.

Am Anfang war das Universum ein Nebel, der aus winzigen Teilchen (kleiner als ein Atom) gebildet wurde. Wenn sie dann kombiniert wurden, bildeten sie Atome, die als Grundlage für Sterngalaxien dienten. Die Beantwortung von Fragen darüber, was vor der Explosion passiert ist und was sie verursacht hat, sind die wichtigsten Aufgaben dieser Theorie zur Entstehung des Universums.

Die Tabelle zeigt schematisch die Stadien der Entstehung des Universums nach dem Urknall.

Wie aus den obigen Daten hervorgeht, dehnt sich das Universum weiter aus und kühlt ab.

Die ständige Vergrößerung der Entfernung zwischen Galaxien ist das Hauptpostulat: was die Urknalltheorie auszeichnet. Die Entstehung des Universums auf diese Weise kann durch die gefundenen Beweise bestätigt werden. Es gibt auch Gründe für seine Widerlegung.

Probleme der Theorie

Da sich die Urknalltheorie in der Praxis nicht bewährt hat, ist es nicht verwunderlich, dass sie mehrere Fragen nicht beantworten kann:

1. Singularität. Dieses Wort bezeichnet den Zustand des Universums, komprimiert auf einen einzigen Punkt. Das Problem der Urknalltheorie ist die Unmöglichkeit, die in Materie und Raum ablaufenden Prozesse in einem solchen Zustand zu beschreiben. Das allgemeine Relativitätsgesetz gilt hier nicht, sodass eine mathematische Beschreibung und Gleichungen zur Modellierung nicht möglich sind.
   Die prinzipielle Unmöglichkeit, eine Antwort auf die Frage nach dem Anfangszustand des Universums zu erhalten, diskreditiert die Theorie von vornherein. Ihre Sachdarstellungen neigen dazu, diese Komplexität zu beschönigen oder nur am Rande zu erwähnen. Für Wissenschaftler, die daran arbeiten, eine mathematische Grundlage für die Urknalltheorie zu schaffen, wird diese Schwierigkeit jedoch als großes Hindernis angesehen.
2. Astronomie. Die Urknalltheorie steht in diesem Bereich vor der Tatsache, dass sie den Prozess der Entstehung von Galaxien nicht beschreiben kann. Basierend auf modernen Theorieversionen ist es möglich vorherzusagen, wie eine homogene Gaswolke aussieht. Gleichzeitig soll seine Dichte mittlerweile etwa ein Atom pro Kubikmeter betragen. Um etwas mehr zu erreichen, kann man nicht darauf verzichten, den Anfangszustand des Universums anzupassen. Der Mangel an Informationen und praktischer Erfahrung in diesem Bereich wird zu ernsthaften Hindernissen für die weitere Modellierung.

Es gibt auch eine Diskrepanz zwischen der berechneten Masse unserer Galaxie und den Daten, die bei der Untersuchung der Geschwindigkeit ihrer Anziehungskraft auf erhalten wurden. Alles in allem ist das Gewicht unserer Galaxie zehnmal größer als bisher angenommen.

Kosmologie und Quantenphysik

Heute gibt es keine kosmologischen Theorien, die sich nicht auf die Quantenmechanik stützen. Immerhin geht es um die Beschreibung des Verhaltens von atomaren und subatomaren Teilchen. Der Unterschied zwischen der Quantenphysik und der klassischen Physik (ausgeführt von Newton) besteht darin, dass letztere materielle Objekte beobachtet und beschreibt, während erstere eine ausschließlich mathematische Beschreibung der Beobachtung und Messung selbst voraussetzt. Für die Quantenphysik stellen materielle Werte keinen Forschungsgegenstand dar, hier agiert der Beobachter selbst als Teil der untersuchten Situation.

Aufgrund dieser Eigenschaften hat die Quantenmechanik Schwierigkeiten, das Universum zu beschreiben, da der Beobachter Teil des Universums ist. Wenn man jedoch von der Entstehung des Universums spricht, ist es unmöglich, sich Außenstehende vorzustellen. Versuche, ein Modell ohne Beteiligung eines externen Beobachters zu entwickeln, wurden mit der Quantentheorie der Entstehung des Universums von J. Wheeler gekrönt.

Seine Essenz besteht darin, dass es zu jedem Zeitpunkt eine Aufspaltung des Universums und die Bildung einer unendlichen Anzahl von Kopien gibt. Als Ergebnis kann jedes der parallelen Universen beobachtet werden, und Beobachter können alle Quantenalternativen sehen. Gleichzeitig sind die ursprüngliche und die neue Welt real.

Inflationsmodell

Die Hauptaufgabe, die die Inflationstheorie zu lösen hat, ist die Suche nach einer Antwort auf Fragen, die von der Urknalltheorie und der Expansionstheorie unerforscht geblieben sind. Nämlich:

1. Warum dehnt sich das Universum aus?
2. Was ist der Urknall?

Dazu sieht die inflationäre Theorie der Entstehung des Universums die Extrapolation der Expansion auf den Nullzeitpunkt, den Abschluss der gesamten Masse des Universums an einem Punkt und die Bildung einer kosmologischen Singularität vor, was oft der Fall ist als Urknall bezeichnet.

Die Irrelevanz der allgemeinen Relativitätstheorie, die derzeit nicht anwendbar ist, wird offensichtlich. Infolgedessen können nur theoretische Methoden, Berechnungen und Schlussfolgerungen angewendet werden, um eine allgemeinere Theorie (oder "neue Physik") zu entwickeln und das Problem der kosmologischen Singularität zu lösen.

Neue alternative Theorien

Trotz des Erfolgs des kosmischen Inflationsmodells gibt es Wissenschaftler, die dagegen sind und es als unhaltbar bezeichnen. Ihr Hauptargument ist die Kritik an den von der Theorie vorgeschlagenen Lösungen. Gegner argumentieren, dass die erhaltenen Lösungen einige Details auslassen, mit anderen Worten, anstatt das Problem der Anfangswerte zu lösen, drapiert die Theorie sie nur geschickt.

Eine Alternative sind ein paar exotische Theorien, deren Idee auf der Bildung von Anfangswerten vor dem Urknall basiert. Neue Theorien zur Entstehung des Universums lassen sich kurz wie folgt beschreiben:

• Stringtheorie. Ihre Anhänger schlagen vor, zusätzlich zu den üblichen vier Dimensionen von Raum und Zeit weitere Dimensionen einzuführen. Sie könnten in den frühen Stadien des Universums eine Rolle spielen und sich derzeit in einem kompaktierten Zustand befinden. Auf die Frage nach dem Grund für ihre Verdichtung geben Wissenschaftler eine Antwort, die besagt, dass die Eigenschaft von Superstrings T-Dualität ist. Daher werden die Saiten auf zusätzliche Dimensionen "gewickelt" und ihre Größe ist begrenzt.
• Brane-Theorie. Sie wird auch M-Theorie genannt. Gemäß seinen Postulaten steht am Anfang der Entstehung des Universums eine kalte statische fünfdimensionale Raumzeit. Vier von ihnen (räumlich) haben Einschränkungen oder Wände - drei Branes. Unser Raum ist eine der Wände, und die zweite ist verborgen. Die dritte Drei-Brane befindet sich im vierdimensionalen Raum, sie wird von zwei Grenz-Branes begrenzt. Die Theorie geht davon aus, dass eine dritte Brane mit unserer kollidiert und eine große Menge Energie freisetzt. Es sind diese Bedingungen, die für die Entstehung eines Urknalls günstig werden.

1. Zyklische Theorien leugnen die Einzigartigkeit des Urknalls und argumentieren, dass das Universum von einem Zustand in einen anderen übergeht. Das Problem bei solchen Theorien ist die Zunahme der Entropie nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Folglich war die Dauer der vorangegangenen Zyklen kürzer und die Temperatur der Substanz deutlich höher als beim Urknall. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist extrem gering.

Egal wie viele Theorien über den Ursprung des Universums existieren, nur zwei von ihnen haben den Test der Zeit bestanden und das Problem der immer größer werdenden Entropie überwunden. Sie wurden von den Wissenschaftlern Steinhardt-Turok und Baum-Frampton entwickelt.

Diese relativ neuen Theorien über den Ursprung des Universums wurden in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts aufgestellt. Sie haben viele Anhänger, die darauf aufbauend Modelle entwickeln, nach Beweisen für Zuverlässigkeit suchen und an der Beseitigung von Widersprüchen arbeiten.

Stringtheorie

Eine der beliebtesten Theorien zur Entstehung des Universums ist die Stringtheorie. Bevor sie mit der Beschreibung ihrer Idee fortfährt, ist es notwendig, die Konzepte eines ihrer engsten Konkurrenten zu verstehen: Sie schlägt vor, dass Materie und Wechselwirkungen als eine bestimmte Menge von Teilchen beschrieben werden können, die in mehrere Gruppen unterteilt sind:

• Quarks.
• Leptonen.
• Bosonen.

Diese Teilchen sind eigentlich die Bausteine ​​des Universums, da sie so klein sind, dass sie nicht in Bestandteile zerlegt werden können.

Eine Besonderheit der Stringtheorie ist die Behauptung, dass solche Bausteine ​​keine Teilchen sind, sondern ultramikroskopische Saiten, die schwingen. In diesem Fall werden die Saiten, die mit unterschiedlichen Frequenzen schwingen, zu Analoga verschiedener Teilchen, die im Standardmodell beschrieben sind.

Um die Theorie zu verstehen, muss man erkennen, dass Saiten keine Materie sind, sie sind Energie. Daraus schließt er, dass alle Elemente des Universums aus Energie bestehen.

Feuer ist eine gute Analogie. Beim Betrachten gewinnt man den Eindruck seiner Materialität, aber man kann es nicht anfassen.

Kosmologie für Schulkinder

Theorien über die Entstehung des Universums werden in Schulen im Astronomieunterricht kurz behandelt. Den Schülern werden die grundlegenden Theorien darüber vermittelt, wie unsere Welt entstanden ist, was mit ihr jetzt passiert und wie sie sich in Zukunft entwickeln wird.
Ziel des Unterrichts ist es, Kinder mit der Natur der Bildung von Elementarteilchen, chemischen Elementen und Himmelskörpern vertraut zu machen. Theorien zur Entstehung des Universums für Kinder werden auf eine Darstellung der Urknalltheorie reduziert. Lehrer verwenden visuelles Material: Folien, Tabellen, Poster, Illustrationen. Ihre Hauptaufgabe ist es, das Interesse der Kinder an der sie umgebenden Welt zu wecken.