Teorije o nastanku svemira. Koliko postoji teorija o nastanku svemira? Teorija velikog praska: Postanak svemira. Religijska teorija nastanka svemira

Veličina i raznolikost okolnog svijeta može zadiviti svaku maštu. Svi predmeti i predmeti koji okružuju osobu, druge ljude, razne vrste biljaka i životinja, čestice koje se mogu vidjeti samo mikroskopom, kao i neshvatljiva zvjezdana jata: sve ih objedinjuje koncept "Svemira".

Teorije o nastanku svemira čovjek je dugo razvijao. Unatoč nepostojanju čak ni početnog koncepta religije ili znanosti, u znatiželjnim umovima starih ljudi postavljala su se pitanja o principima svjetskog poretka i o položaju osobe u prostoru koji ga okružuje. Teško je izbrojati koliko teorija o nastanku Svemira danas postoji, neke od njih proučavaju vodeći svjetski poznati znanstvenici, druge su iskreno fantastične.

Kozmologija i njezin predmet

Moderna kozmologija - znanost o strukturi i razvoju svemira - smatra pitanje njegova nastanka jednom od najzanimljivijih i još uvijek nedovoljno proučavanih misterija. Priroda procesa koji su pridonijeli nastanku zvijezda, galaksija, solarnih sustava i planeta, njihov razvoj, izvor nastanka svemira, kao i njegova veličina i granice: sve je to samo kratak popis proučavanih problema od strane modernih znanstvenika.

Potraga za odgovorima na temeljnu zagonetku o formiranju svijeta dovela je do činjenice da danas postoje različite teorije o nastanku, postojanju, razvoju Svemira. Uzbuđenje stručnjaka u potrazi za odgovorima, izgradnjom i testiranjem hipoteza je opravdano, jer će pouzdana teorija rođenja Svemira otkriti cijelom čovječanstvu vjerojatnost postojanja života u drugim sustavima i planetima.

Teorije o nastanku svemira imaju karakter znanstvenih koncepata, pojedinačnih hipoteza, religijskih učenja, filozofskih ideja i mitova. Svi su uvjetno podijeljeni u dvije glavne kategorije:

1. Teorije prema kojima je svemir stvorio stvoritelj. Drugim riječima, njihova je bit da je proces stvaranja Svemira bio svjesno i produhovljeno djelovanje, manifestacija volje višeg uma.
2. Teorije o nastanku svemira, izgrađene na temelju znanstvenih čimbenika. Njihovi postulati kategorički odbacuju i postojanje stvoritelja i mogućnost svjesnog stvaranja svijeta. Takve se hipoteze često temelje na onome što se naziva principom osrednjosti. Oni sugeriraju vjerojatnost života ne samo na našoj planeti, već i na drugima.

Kreacionizam - teorija stvaranja svijeta od strane Stvoritelja

Kao što naziv implicira, kreacionizam (kreacija) je religiozna teorija o nastanku svemira. Ovaj svjetonazor temelji se na konceptu stvaranja svemira, planeta i čovjeka od strane Boga ili Stvoritelja.

Ideja je bila dominantna dugo, sve do kraja 19. stoljeća, kada se ubrzao proces gomilanja znanja u različitim područjima znanosti (biologija, astronomija, fizika), a evolucijska teorija je postala široko rasprostranjena. Kreacionizam je postao svojevrsna reakcija kršćana koji se drže konzervativnih stajališta o otkrićima. Dominantna ideja evolucijskog razvoja u to vrijeme samo je povećala proturječja koja su postojala između religijskih i drugih teorija.

Koja je razlika između znanstvenih i religijskih teorija

Glavne razlike između teorija različitih kategorija leže prvenstveno u terminima koje koriste njihovi pristaše. Dakle, u znanstvenim hipotezama umjesto tvorca - priroda, a umjesto stvaranja - podrijetlo. Uz to, postoje pitanja koja su na sličan način pokrivena različitim teorijama ili čak potpuno duplicirana.

Teorije o nastanku svemira, koje pripadaju suprotnim kategorijama, na različite načine datiraju samu pojavu svemira. Primjerice, prema najčešćoj hipotezi (teorija Velikog praska), Svemir je nastao prije oko 13 milijardi godina.

Nasuprot tome, religijska teorija o podrijetlu svemira daje potpuno drugačije brojke:

• Prema kršćanskim izvorima, starost svemira koji je stvorio Bog u vrijeme rođenja Isusa Krista bila je 3483-6984 godine.
• Hinduizam sugerira da je naš svijet star otprilike 155 bilijuna godina.

Kant i njegov kozmološki model

Sve do 20. stoljeća većina znanstvenika je bila mišljenja da je svemir beskonačan. Ovom kvalitetom karakteriziraju vrijeme i prostor. Osim toga, po njihovom mišljenju, Svemir je bio statičan i ujednačen.

Ideju o beskonačnosti svemira u svemiru iznio je Isaac Newton. Razvojem ove pretpostavke bavio se tko je razvio i teoriju o nepostojanju vremenskih ograničenja. Idući dalje, u teorijskim pretpostavkama, Kant je proširio beskonačnost svemira na broj mogućih bioloških proizvoda. Ovaj postulat je značio da u uvjetima antičkog i ogromnog svijeta, bez kraja i početka, može postojati bezbroj mogućih opcija, zbog kojih je pojava bilo koje biološke vrste stvarna.

Kao rezultat potrage za dokazima, identificirano je i provjereno više od 40 karakteristika čije je poštivanje neophodno za razvoj civilizacije. Američki astrofizičar Hugh Ross procijenio je vjerojatnost takve nenamjerne slučajnosti. Rezultat je bio broj 10 -53.

Naš svemir sadrži trilijun galaksija, od kojih svaka ima 100 milijardi zvijezda. Prema proračunima znanstvenika, ukupan broj planeta trebao bi biti 10 20. Ova brojka je 33 reda veličine manja od prethodno izračunate. Posljedično, niti jedan od planeta u svim galaksijama ne može kombinirati uvjete koji bi bili prikladni za spontani nastanak života.

Teorija velikog praska: nastanak svemira iz zanemarive čestice

Znanstvenici koji podržavaju teoriju velikog praska dijele hipotezu da je svemir rezultat velikog praska. Glavni postulat teorije je tvrdnja da su prije ovog događaja svi elementi sadašnjeg Svemira bili zatvoreni u česticu koja je imala mikroskopske dimenzije. Dok su bili unutar njega, elementi su bili obilježeni jedinstvenim stanjem u kojem se nisu mogli mjeriti pokazatelji poput temperature, gustoće i tlaka. Oni su beskrajni. Na materiju i energiju u ovom stanju ne utječu zakoni fizike.

Uzrok eksplozije, koja se dogodila prije 15 milijardi godina, naziva se nestabilnost koja je nastala unutar čestice. Razbacani najmanji elementi postavili su temelje za svijet koji danas poznajemo.

U početku je Svemir bio maglica koju su činile sitne čestice (manje od atoma). Zatim su, kada su se spojili, formirali atome, koji su služili kao osnova zvjezdanih galaksija. Odgovaranje na pitanja o tome što se dogodilo prije eksplozije, kao i što ju je izazvalo, najvažniji su zadaci ove teorije o nastanku Svemira.

Tablica shematski prikazuje faze formiranja svemira nakon velikog praska.

Kao što slijedi iz gornjih podataka, svemir se nastavlja širiti i hladiti.

Stalno povećanje udaljenosti između galaksija glavni je postulat: ono što razlikuje teoriju velikog praska. Nastanak svemira na ovaj način može se potvrditi pronađenim dokazima. Postoje i razlozi za njegovo pobijanje.

Problemi teorije

S obzirom da teorija velikog praska nije dokazana u praksi, ne iznenađuje da postoji nekoliko pitanja na koja ne može odgovoriti:

1. Singularnost. Ova riječ označava stanje svemira, komprimirano u jednu točku. Problem teorije velikog praska je nemogućnost opisa procesa koji se u takvom stanju odvijaju u materiji i prostoru. Ovdje ne vrijedi opći zakon relativnosti, pa je nemoguće napraviti matematički opis i jednadžbe za modeliranje.
   Temeljna nemogućnost dobivanja odgovora na pitanje o početnom stanju Svemira diskreditira teoriju od samog početka. Njezina nefikcijska izlaganja imaju tendenciju zataškavati ili samo usputno spominjati ovu složenost. Međutim, za znanstvenike koji rade na postavljanju matematičkih temelja za teoriju velikog praska, ova se poteškoća prepoznaje kao velika prepreka.
2. Astronomija. U ovom području teorija velikog praska suočava se s činjenicom da ne može opisati proces nastanka galaksija. Na temelju modernih verzija teorija, moguće je predvidjeti kako se pojavljuje homogeni oblak plina. Istovremeno, njegova bi gustoća do sada trebala biti oko jedan atom po kubnom metru. Da bi se dobilo nešto više, ne može se učiniti bez prilagođavanja početnog stanja Svemira. Nedostatak informacija i praktičnog iskustva u ovom području postaju ozbiljne prepreke daljnjem modeliranju.

Postoji i nesklad između izračunate mase naše galaksije i podataka dobivenih proučavanjem brzine njezina privlačenja prema svemu sudeći, težina naše galaksije je deset puta veća nego što se mislilo.

Kozmologija i kvantna fizika

Danas ne postoje kozmološke teorije koje se ne oslanjaju na kvantnu mehaniku. Uostalom, bavi se opisom ponašanja atomskih i subatomskih čestica. Razlika između kvantne fizike i klasične fizike (koju je izložio Newton) je u tome što potonja promatra i opisuje materijalne objekte, dok prva pretpostavlja isključivo matematički opis samog promatranja i mjerenja. Za kvantnu fiziku materijalne vrijednosti ne predstavljaju predmet istraživanja, ovdje sam promatrač djeluje kao dio situacije koja se proučava.

Na temelju ovih značajki, kvantna mehanika ima poteškoća s opisivanjem svemira, jer je promatrač dio svemira. Međutim, govoreći o nastanku svemira, nemoguće je zamisliti autsajdere. Pokušaji razvoja modela bez sudjelovanja vanjskog promatrača okrunjeni su kvantnom teorijom nastanka Svemira J. Wheelera.

Njegova je bit da u svakom trenutku vremena dolazi do cijepanja Svemira i stvaranja beskonačnog broja kopija. Kao rezultat, svaki od paralelnih Svemira može se promatrati, a promatrači mogu vidjeti sve kvantne alternative. Istodobno, izvorni i novi svijet su stvarni.

model inflacije

Glavni zadatak koji treba riješiti teorija inflacije je potraga za odgovorom na pitanja koja su ostala neistražena u teoriji velikog praska i teoriji ekspanzije. Naime:

1. Zašto se svemir širi?
2. Što je veliki prasak?

U tu svrhu inflacijska teorija nastanka svemira predviđa ekstrapolaciju širenja na nultu točku u vremenu, zaključak cjelokupne mase svemira u jednoj točki i formiranje kozmološke singularnosti, koja je često naziva veliki prasak.

Irelevantnost opće teorije relativnosti, koja se u ovom trenutku ne može primijeniti, postaje očita. Kao rezultat, samo teorijske metode, proračuni i zaključci mogu se primijeniti za razvoj općenitije teorije (ili "nove fizike") i rješavanje problema kozmološke singularnosti.

Nove alternativne teorije

Unatoč uspjehu modela kozmičke inflacije, postoje znanstvenici koji mu se protive, nazivajući ga neodrživim. Njihov glavni argument je kritika rješenja predloženih u teoriji. Protivnici tvrde da rezultirajuća rješenja ostavljaju neke detalje izostavljene, drugim riječima, umjesto da riješi problem početnih vrijednosti, teorija ih samo vješto prekriva.

Alternativa je nekoliko egzotičnih teorija, čija se ideja temelji na formiranju početnih vrijednosti prije velikog praska. Nove teorije o nastanku svemira mogu se ukratko opisati na sljedeći način:

• Teorija struna. Njegovi sljedbenici predlažu da se, uz uobičajene četiri dimenzije prostora i vremena, uvedu dodatne dimenzije. Oni bi mogli igrati ulogu u ranim fazama svemira, a u ovom trenutku biti u zbijenom stanju. Odgovarajući na pitanje o razlogu njihove kompaktifikacije, znanstvenici nude odgovor da je svojstvo superstruna T-dualnost. Stoga se žice „namotaju“ na dodatne dimenzije i njihova veličina je ograničena.
• Braneova teorija. Naziva se i M-teorija. U skladu sa svojim postulatima, na početku formiranja Svemira postoji hladni statični petodimenzionalni prostor-vrijeme. Četiri od njih (prostorna) imaju ograničenja, odnosno zidove - trobrane. Naš prostor je jedan od zidova, a drugi je skriven. Treća trobrana nalazi se u četverodimenzionalnom prostoru, ograničena je s dvije granične brane. Teorija smatra da se treća brana sudara s našom i oslobađa veliku količinu energije. Upravo ti uvjeti postaju povoljni za nastanak velikog praska.

1. Ciklične teorije poriču jedinstvenost Velikog praska, tvrdeći da svemir prelazi iz jednog stanja u drugo. Problem s takvim teorijama je povećanje entropije, prema drugom zakonu termodinamike. Posljedično, trajanje prethodnih ciklusa bilo je kraće, a temperatura tvari znatno viša nego tijekom velikog praska. Vjerojatnost za to je iznimno mala.

Bez obzira koliko teorija o nastanku svemira postoji, samo dvije od njih su izdržale test vremena i prevladale problem sve veće entropije. Razvili su ih znanstvenici Steinhardt-Turok i Baum-Frampton.

Ove relativno nove teorije o nastanku svemira iznesene su 80-ih godina prošlog stoljeća. Imaju mnogo sljedbenika koji na temelju toga razvijaju modele, traže dokaze o pouzdanosti i rade na otklanjanju proturječnosti.

Teorija struna

Jedna od najpopularnijih među teorijama o nastanku svemira je teorija struna. Prije nego što pređemo na opis njezine ideje, potrebno je razumjeti koncepte jedne od najbližih konkurenata. Ona sugerira da se materija i interakcije mogu opisati kao određeni skup čestica, podijeljenih u nekoliko skupina:

• kvarkovi.
• Leptoni.
• bozoni.

Te su čestice, zapravo, građevni blokovi svemira, budući da su toliko male da se ne mogu podijeliti na komponente.

Posebnost teorije struna je tvrdnja da takve cigle nisu čestice, već ultramikroskopske žice koje osciliraju. U tom slučaju, oscilirajući na različitim frekvencijama, žice postaju analozi raznih čestica opisanih u standardnom modelu.

Da bismo razumjeli teoriju, moramo shvatiti da žice nisu nikakva materija, one su energija. Stoga zaključuje da su svi elementi svemira sastavljeni od energije.

Vatra je dobra analogija. Gledajući ga, stječe se dojam njegove materijalnosti, ali ga se ne može dirati.

Kozmologija za školarce

Teorije o nastanku svemira ukratko se proučavaju u školama na satovima astronomije. Studenti se podučavaju osnovnim teorijama o tome kako je nastao naš svijet, što se s njim sada događa i kako će se razvijati u budućnosti.
Svrha lekcije je upoznati djecu s prirodom nastanka elementarnih čestica, kemijskih elemenata i nebeskih tijela. Teorije o nastanku svemira za djecu svode se na prikaz teorije velikog praska. Učitelji koriste vizualni materijal: slajdove, tablice, postere, ilustracije. Njihova je glavna zadaća probuditi interes djece za svijet koji ih okružuje.