Teorie powstania wszechświata. Ile jest teorii na temat pochodzenia wszechświata? Teoria Wielkiego Wybuchu: Pochodzenie Wszechświata. Religijna teoria pochodzenia wszechświata

Wielkość i różnorodność otaczającego świata może zadziwić każdą wyobraźnię. Wszystkie przedmioty i przedmioty otaczające osobę, innych ludzi, różne rodzaje roślin i zwierząt, cząstki, które można zobaczyć tylko pod mikroskopem, a także niezrozumiałe gromady gwiazd: wszystkie są zjednoczone pojęciem „Wszechświata”.

Teorie powstania wszechświata były opracowywane przez człowieka od dawna. Mimo braku nawet początkowej koncepcji religii czy nauki, w dociekliwych umysłach starożytnych ludzi pojawiły się pytania o zasady porządku światowego oraz o pozycję człowieka w otaczającej go przestrzeni. Trudno zliczyć, ile teorii o pochodzeniu Wszechświata istnieje dzisiaj, niektóre z nich są badane przez czołowych naukowców światowej sławy, inne są po prostu fantastyczne.

Kosmologia i jej przedmiot

Współczesna kosmologia - nauka o budowie i rozwoju wszechświata - za jedną z najciekawszych i wciąż niedostatecznie zbadanych zagadek uważa kwestię jego powstania. Charakter procesów, które przyczyniły się do powstania gwiazd, galaktyk, układów słonecznych i planet, ich rozwój, źródło powstania Wszechświata, a także jego wielkość i granice: to tylko krótka lista badanych zagadnień przez współczesnych naukowców.

Poszukiwanie odpowiedzi na fundamentalną zagadkę powstawania świata doprowadziło do tego, że istnieją dziś różne teorie powstania, istnienia, rozwoju Wszechświata. Podekscytowanie specjalistów poszukujących odpowiedzi, budujących i testujących hipotezy jest uzasadnione, bo wiarygodna teoria narodzin Wszechświata ujawni całej ludzkości prawdopodobieństwo istnienia życia w innych układach i planetach.

Teorie powstania Wszechświata mają charakter koncepcji naukowych, indywidualnych hipotez, nauk religijnych, idei filozoficznych i mitów. Wszystkie są warunkowo podzielone na dwie główne kategorie:

1. Teorie, według których wszechświat został stworzony przez stwórcę. Innymi słowy, ich istotą jest to, że proces tworzenia Wszechświata był świadomym i uduchowionym działaniem, przejawem woli wyższego umysłu.
2. Teorie powstania Wszechświata zbudowane na podstawie czynników naukowych. Ich postulaty kategorycznie odrzucają zarówno istnienie twórcy, jak i możliwość świadomego tworzenia świata. Takie hipotezy często opierają się na tak zwanej zasadzie przeciętności. Sugerują prawdopodobieństwo życia nie tylko na naszej planecie, ale także na innych.

Kreacjonizm – teoria stworzenia świata przez Stwórcę

Jak sama nazwa wskazuje, kreacjonizm (kreacja) jest religijną teorią powstania wszechświata. Ten światopogląd oparty jest na koncepcji stworzenia Wszechświata, planety i człowieka przez Boga lub Stwórcę.

Idea ta dominowała przez długi czas, aż do końca XIX wieku, kiedy przyspieszył proces gromadzenia wiedzy z różnych dziedzin nauki (biologii, astronomii, fizyki) i upowszechniła się teoria ewolucji. Kreacjonizm stał się rodzajem reakcji chrześcijan wyznających konserwatywne poglądy na dokonywane odkrycia. Dominująca w tym czasie idea rozwoju ewolucyjnego tylko zwiększała sprzeczności, jakie istniały między teoriami religijnymi a innymi teoriami.

Jaka jest różnica między teoriami naukowymi a religijnymi?

Główne różnice między teoriami różnych kategorii tkwią przede wszystkim w terminach używanych przez ich zwolenników. A więc w hipotezach naukowych zamiast stwórcy - natura, a zamiast stworzenia - pochodzenie. Wraz z tym pojawiają się pytania, które są podobnie ujęte w różnych teoriach lub nawet całkowicie zduplikowane.

Teorie powstania wszechświata, należące do przeciwstawnych kategorii, datują samo jego pojawienie się na różne sposoby. Na przykład, zgodnie z najpowszechniejszą hipotezą (teorią Wielkiego Wybuchu), Wszechświat powstał około 13 miliardów lat temu.

Natomiast religijna teoria powstania wszechświata podaje zupełnie inne liczby:

• Według źródeł chrześcijańskich wiek wszechświata stworzonego przez Boga w momencie narodzin Jezusa Chrystusa wynosił 3483-6984 lata.
• Hinduizm sugeruje, że nasz świat ma około 155 bilionów lat.

Kant i jego model kosmologiczny

Do XX wieku większość naukowców uważała, że ​​wszechświat jest nieskończony. Ta cecha charakteryzowała czas i przestrzeń. Ponadto, ich zdaniem, Wszechświat był statyczny i jednolity.

Ideę nieskończoności wszechświata w przestrzeni przedstawił Izaak Newton. W rozwój tego założenia był zaangażowany także kto rozwinął teorię o braku ograniczeń czasowych. Idąc dalej, w założeniach teoretycznych Kant rozszerzył nieskończoność wszechświata o liczbę możliwych produktów biologicznych. Ten postulat sprawił, że w warunkach starożytnego i rozległego świata, bez końca i początku, może istnieć niezliczona ilość możliwych opcji, w wyniku których pojawienie się dowolnego gatunku biologicznego jest realne.

W wyniku poszukiwań dowodów zidentyfikowano i zweryfikowano ponad 40 cech, których przestrzeganie jest niezbędne dla rozwoju cywilizacji. Amerykański astrofizyk Hugh Ross oszacował prawdopodobieństwo takiego niezamierzonego zbiegu okoliczności. Rezultatem była liczba 10 -53.

Nasz wszechświat zawiera bilion galaktyk, z których każda ma 100 miliardów gwiazd. Według obliczeń naukowców łączna liczba planet powinna wynosić 10 20. Ta liczba jest o 33 rzędy wielkości mniejsza niż poprzednio obliczona. W konsekwencji żadna z planet we wszystkich galaktykach nie może połączyć warunków, które byłyby odpowiednie do spontanicznego powstania życia.

Teoria Wielkiego Wybuchu: powstanie wszechświata z nieistotnej cząstki

Naukowcy popierający teorię Wielkiego Wybuchu podzielają hipotezę, że wszechświat jest wynikiem Wielkiego Wybuchu. Głównym postulatem teorii jest twierdzenie, że przed tym wydarzeniem wszystkie elementy obecnego Wszechświata były zamknięte w cząsteczce o mikroskopijnych wymiarach. W jego wnętrzu elementy charakteryzowały się osobliwym stanem, w którym nie można było zmierzyć takich wskaźników jak temperatura, gęstość i ciśnienie. Są nieskończone. W tym stanie materia i energia nie podlegają prawom fizyki.

Przyczyną eksplozji, która nastąpiła 15 miliardów lat temu, jest niestabilność, która powstała wewnątrz cząstki. Rozrzucone najmniejsze elementy położyły podwaliny pod świat, który znamy dzisiaj.

Na początku Wszechświat był mgławicą utworzoną z maleńkich cząstek (mniejszych od atomu). Następnie, po połączeniu, utworzyły atomy, które służyły jako podstawa galaktyk gwiezdnych. Odpowiedzi na pytania o to, co wydarzyło się przed wybuchem, a także co go spowodowało, to najważniejsze zadania tej teorii powstania Wszechświata.

Tabela schematycznie przedstawia etapy powstawania wszechświata po Wielkim Wybuchu.

Jak wynika z powyższych danych, wszechświat nadal się rozszerza i ochładza.

Stały wzrost odległości między galaktykami to główny postulat: to, co wyróżnia teorię Wielkiego Wybuchu. Powstanie wszechświata w ten sposób potwierdzają znalezione dowody. Są też podstawy do jego obalenia.

Problemy teorii

Biorąc pod uwagę, że teoria Wielkiego Wybuchu nie jest sprawdzona w praktyce, nie dziwi fakt, że istnieje kilka pytań, na które nie jest w stanie odpowiedzieć:

1. Osobliwość. To słowo oznacza stan wszechświata skompresowany do jednego punktu. Problemem teorii Wielkiego Wybuchu jest niemożność opisania procesów zachodzących w materii i przestrzeni w takim stanie. Ogólne prawo względności nie ma tu zastosowania, więc niemożliwe jest wykonanie opisu matematycznego i równań do modelowania.
   Fundamentalna niemożność uzyskania odpowiedzi na pytanie o stan początkowy Wszechświata od początku dyskredytuje teorię. Jej ekspozycje non-fiction mają tendencję do przemilczania lub wspominania o tej złożoności mimochodem. Jednak dla naukowców pracujących nad stworzeniem matematycznych podstaw teorii Wielkiego Wybuchu ta trudność jest uznawana za główną przeszkodę.
2. Astronomia. W tym obszarze teoria Wielkiego Wybuchu staje w obliczu faktu, że nie jest w stanie opisać procesu powstawania galaktyk. Na podstawie współczesnych wersji teorii można przewidzieć, jak pojawi się jednorodna chmura gazu. Jednocześnie jego gęstość powinna teraz wynosić około jednego atomu na metr sześcienny. Aby uzyskać coś więcej, nie można obejść się bez dostosowania początkowego stanu Wszechświata. Brak informacji i praktycznego doświadczenia w tym zakresie staje się poważną przeszkodą w dalszym modelowaniu.

Istnieje również rozbieżność między obliczoną masą naszej galaktyki a danymi uzyskanymi podczas badania prędkości jej przyciągania do Oceniając wszystko, waga naszej galaktyki jest dziesięć razy większa niż wcześniej sądzono.

Kosmologia i fizyka kwantowa

Dziś nie ma teorii kosmologicznych, które nie opierają się na mechanice kwantowej. W końcu zajmuje się opisem zachowania cząstek atomowych i subatomowych. Różnica między fizyką kwantową a fizyką klasyczną (wykładaną przez Newtona) polega na tym, że ta ostatnia obserwuje i opisuje obiekty materialne, podczas gdy ta pierwsza zakłada wyłącznie matematyczny opis samej obserwacji i pomiaru. W przypadku fizyki kwantowej wartości materialne nie stanowią przedmiotu badań, tutaj sam obserwator działa w ramach badanej sytuacji.

W oparciu o te cechy mechanika kwantowa ma trudności z opisaniem wszechświata, ponieważ obserwator jest częścią wszechświata. Mówiąc jednak o powstaniu wszechświata, nie sposób wyobrazić sobie obcych. Próby opracowania modelu bez udziału obserwatora z zewnątrz zostały zwieńczone kwantową teorią powstania Wszechświata J. Wheelera.

Jego istotą jest to, że w każdym momencie czasu następuje rozszczepienie Wszechświata i powstanie nieskończonej liczby kopii. W rezultacie każdy z równoległych Wszechświatów może być obserwowany, a obserwatorzy mogą zobaczyć wszystkie alternatywy kwantowe. Jednocześnie świat oryginalny i nowy są prawdziwe.

model inflacji

Głównym zadaniem, jakie ma rozwiązać teoria inflacji, jest poszukiwanie odpowiedzi na pytania, które pozostały niezbadane przez teorię Wielkiego Wybuchu i teorię ekspansji. Mianowicie:

1. Dlaczego wszechświat się rozszerza?
2. Czym jest wielki wybuch?

W tym celu inflacyjna teoria powstania wszechświata przewiduje ekstrapolację ekspansji do punktu zerowego w czasie, konkluzję całej masy wszechświata w jednym punkcie i powstanie kosmologicznej osobliwości, która często występuje dalej Wielki Wybuch.

Oczywista staje się nieistotność ogólnej teorii względności, której w tej chwili nie można zastosować. W rezultacie tylko teoretyczne metody, obliczenia i wnioski mogą być zastosowane do opracowania bardziej ogólnej teorii (lub „nowej fizyki”) i rozwiązania problemu kosmologicznej osobliwości.

Nowe alternatywne teorie

Pomimo sukcesu modelu kosmicznej inflacji, są naukowcy, którzy sprzeciwiają się temu, nazywając go nie do utrzymania. Ich głównym argumentem jest krytyka rozwiązań proponowanych przez teorię. Przeciwnicy argumentują, że uzyskane rozwiązania pomijają pewne szczegóły, innymi słowy, zamiast rozwiązać problem wartości początkowych, teoria jedynie umiejętnie je udrapuje.

Alternatywą jest kilka egzotycznych teorii, których idea opiera się na ukształtowaniu wartości początkowych przed Wielkim Wybuchem. Nowe teorie powstania wszechświata można pokrótce opisać następująco:

• Teoria strun. Jego zwolennicy proponują, oprócz zwykłych czterech wymiarów przestrzeni i czasu, wprowadzenie dodatkowych wymiarów. Mogłyby odgrywać rolę we wczesnych stadiach wszechświata iw tej chwili znajdować się w stanie zagęszczonym. Odpowiadając na pytanie o przyczynę ich zagęszczenia, naukowcy oferują odpowiedź mówiącą, że właściwością superstrun jest T-dwoistość. Dlatego sznurki są „nawijane” na dodatkowe wymiary, a ich wielkość jest ograniczona.
• Teoria bran. Nazywa się to również teorią M. Zgodnie z jej postulatami na początku powstawania Wszechświata istnieje zimna, statyczna pięciowymiarowa czasoprzestrzeń. Cztery z nich (przestrzenne) mają ograniczenia, czyli ściany - trójbrany. Nasza przestrzeń to jedna ze ścian, a druga jest ukryta. Trzecia trójbrana znajduje się w przestrzeni czterowymiarowej, jest ograniczona dwiema braćmi brzegowymi. Teoria zakłada, że ​​trzecia membrana zderza się z naszą i uwalnia dużą ilość energii. To właśnie te warunki sprzyjają pojawieniu się wielkiego wybuchu.

1. Teorie cykliczności zaprzeczają wyjątkowości Wielkiego Wybuchu, argumentując, że wszechświat przechodzi z jednego stanu do drugiego. Problemem z takimi teoriami jest wzrost entropii, zgodnie z drugą zasadą termodynamiki. W konsekwencji czas trwania poprzednich cykli był krótszy, a temperatura substancji znacznie wyższa niż podczas Wielkiego Wybuchu. Prawdopodobieństwo tego jest bardzo niskie.

Bez względu na to, ile istnieje teorii pochodzenia wszechświata, tylko dwie z nich przetrwały próbę czasu i pokonały problem stale rosnącej entropii. Opracowali je naukowcy Steinhardt-Turok i Baum-Frampton.

Te stosunkowo nowe teorie powstania wszechświata zostały wysunięte w latach 80. ubiegłego wieku. Mają wielu naśladowców, którzy opracowują na jej podstawie modele, szukają dowodów na rzetelność i pracują nad eliminacją sprzeczności.

Teoria strun

Jedną z najpopularniejszych wśród teorii powstania wszechświata jest teoria strun. Przed przystąpieniem do opisu jej idei konieczne jest zrozumienie pojęć jednego z najbliższych konkurentów, który sugeruje, że materię i oddziaływania można opisać jako pewien zbiór cząstek, podzielony na kilka grup:

• Kwarki.
• Leptony.
• Bozony.

Te cząstki są w rzeczywistości budulcem wszechświata, ponieważ są tak małe, że nie można ich podzielić na składniki.

Charakterystyczną cechą teorii strun jest twierdzenie, że takie cegły nie są cząstkami, ale ultramikroskopowymi strunami, które oscylują. W tym przypadku, oscylując z różnymi częstotliwościami, struny stają się analogami różnych cząstek opisanych w modelu standardowym.

Aby zrozumieć teorię, trzeba zdać sobie sprawę, że struny to nie materia, to energia. Dlatego dochodzi do wniosku, że wszystkie elementy wszechświata składają się z energii.

Ogień to dobra analogia. Patrząc na nią, ma się wrażenie jej materialności, ale nie można jej dotknąć.

Kosmologia dla uczniów

Teorie powstania Wszechświata są krótko badane w szkołach na lekcjach astronomii. Uczniowie poznają podstawowe teorie o tym, jak powstał nasz świat, co się z nim dzieje teraz i jak będzie się rozwijał w przyszłości.
Celem zajęć jest zapoznanie dzieci z naturą powstawania cząstek elementarnych, pierwiastków chemicznych i ciał niebieskich. Teorie powstania wszechświata dla dzieci sprowadzają się do prezentacji teorii Wielkiego Wybuchu. Nauczyciele wykorzystują materiały wizualne: slajdy, tabele, plakaty, ilustracje. Ich głównym zadaniem jest rozbudzanie zainteresowania dzieci otaczającym je światem.