Το μεγαλείο και η ποικιλομορφία του γύρω κόσμου μπορούν να καταπλήξουν κάθε φαντασία. Όλα τα αντικείμενα και αντικείμενα που περιβάλλουν έναν άνθρωπο, άλλους ανθρώπους, διάφορα είδη φυτών και ζώων, σωματίδια που μπορούν να φανούν μόνο με μικροσκόπιο, καθώς και ακατανόητα αστρικά σμήνη: όλα τα ενώνει η έννοια του «σύμπαν».
Οι θεωρίες για την προέλευση του Σύμπαντος έχουν αναπτυχθεί από τον άνθρωπο εδώ και πολύ καιρό. Παρά την απουσία ακόμη και της αρχικής έννοιας της θρησκείας ή της επιστήμης, στο περίεργο μυαλό των αρχαίων ανθρώπων προέκυψαν ερωτήματα για τις αρχές της παγκόσμιας τάξης και για τη θέση ενός ατόμου στον χώρο που τον περιβάλλει. Είναι δύσκολο να μετρήσει κανείς πόσες θεωρίες για την προέλευση του Σύμπαντος υπάρχουν σήμερα, μερικές από αυτές μελετώνται από κορυφαίους παγκοσμίου φήμης επιστήμονες, άλλες είναι ειλικρινά φανταστικές.
Κοσμολογία και το θέμα της
ΜοντέρνοΗ κοσμολογία - η επιστήμη της δομής και της ανάπτυξης του σύμπαντος - θεωρεί το ζήτημα της προέλευσής του ως ένα από τα πιο ενδιαφέροντα και ακόμη ανεπαρκώς μελετημένα μυστήρια. Η φύση των διεργασιών που συνέβαλαν στην εμφάνιση άστρων, γαλαξιών, ηλιακών συστημάτων και πλανητών, η ανάπτυξή τους, η πηγή της εμφάνισης του Σύμπαντος, καθώς και το μέγεθος και τα όριά του: όλα αυτά είναι απλώς μια σύντομη λίστα θεμάτων που μελετήθηκαν από σύγχρονους επιστήμονες.
Η αναζήτηση απαντήσεων στο θεμελιώδες αίνιγμα για το σχηματισμό του κόσμου έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι σήμερα υπάρχουν διάφορες θεωρίες για την προέλευση, την ύπαρξη, την ανάπτυξη του Σύμπαντος. Ο ενθουσιασμός των ειδικών που αναζητούν απαντήσεις, χτίζουν και δοκιμάζουν υποθέσεις είναι δικαιολογημένος, γιατί μια αξιόπιστη θεωρία για τη γέννηση του Σύμπαντος θα αποκαλύψει σε όλη την ανθρωπότητα την πιθανότητα ύπαρξης ζωής σε άλλα συστήματα και πλανήτες.
Οι θεωρίες για την προέλευση του Σύμπαντος έχουν τον χαρακτήρα επιστημονικών εννοιών, επιμέρους υποθέσεων, θρησκευτικών διδασκαλιών, φιλοσοφικών ιδεών και μύθων. Όλα χωρίζονται υπό όρους σε δύο κύριες κατηγορίες:
- Θεωρίες σύμφωνα με τις οποίες το Σύμπαν δημιουργήθηκε από τον δημιουργό. Με άλλα λόγια, η ουσία τους είναι ότι η διαδικασία δημιουργίας του Σύμπαντος ήταν μια συνειδητή και πνευματικοποιημένη δράση, μια εκδήλωση της θέλησης ενός ανώτερου νου.
- Θεωρίες για την προέλευση του Σύμπαντος, βασισμένες σε επιστημονικούς παράγοντες. Τα αξιώματά τους απορρίπτουν κατηγορηματικά τόσο την ύπαρξη δημιουργού όσο και τη δυνατότητα συνειδητής δημιουργίας του κόσμου. Τέτοιες υποθέσεις βασίζονται συχνά σε αυτό που ονομάζεται αρχή της μετριότητας. Υποθέτουν τη δυνατότηταζωή όχι μόνο στον πλανήτη μας, αλλά και σε άλλους.
Δημιουργισμός - η θεωρία της δημιουργίας του κόσμου από τον Δημιουργό
Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο δημιουργισμός είναι η θρησκευτική θεωρία της προέλευσης του σύμπαντος. Αυτή η κοσμοθεωρία βασίζεται στην ιδέα της δημιουργίας του Σύμπαντος, του πλανήτη και του ανθρώπου από τον Θεό ή τον Δημιουργό.
Η ιδέα ήταν κυρίαρχη για μεγάλο χρονικό διάστημα, μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, όταν η διαδικασία συσσώρευσης γνώσης σε διάφορους τομείς της επιστήμης (βιολογία, αστρονομία, φυσική) επιταχύνθηκε και η εξελικτική θεωρία έγινε ευρέως διαδεδομένη. Ο δημιουργισμός έχει γίνει ένα είδος αντίδρασης των Χριστιανών που εμμένουν σε συντηρητικές απόψεις για τις ανακαλύψεις που γίνονται. Η κυρίαρχη ιδέα της εξελικτικής ανάπτυξης εκείνη την εποχή μόνο ενέτεινε τις αντιφάσεις που υπήρχαν μεταξύ θρησκευτικών και άλλων θεωριών.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ επιστημονικών και θρησκευτικών θεωριών
Οι κύριες διαφορές μεταξύ των θεωριών των διαφόρων κατηγοριών βρίσκονται κυρίως στους όρους που χρησιμοποιούνται από τους υποστηρικτές τους. Άρα, στις επιστημονικές υποθέσεις, αντί του δημιουργού - φύση, και αντί της δημιουργίας - καταγωγής. Μαζί με αυτό, υπάρχουν ζητήματα που καλύπτονται ομοίως από διαφορετικές θεωρίες ή ακόμη και εντελώς διπλά.
Οι θεωρίες για την προέλευση του Σύμπαντος, που ανήκουν σε αντίθετες κατηγορίες, χρονολογούν την ίδια την εμφάνισή του με διαφορετικούς τρόπους. Για παράδειγμα, σύμφωνα με την πιο κοινή υπόθεση (τη θεωρία της μεγάλης έκρηξης), το Σύμπαν σχηματίστηκε πριν από περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια.
Αντίθετα, η θρησκευτική θεωρία της προέλευσης του σύμπαντος δίνει εντελώς διαφορετικούς αριθμούς:
- Σύμφωνα με τον Κρίστιανπηγές, η ηλικία του σύμπαντος που δημιουργήθηκε από τον Θεό την εποχή της γέννησης του Ιησού Χριστού ήταν 3483-6984 χρόνια.
- Ο Ινδουισμός υποδηλώνει ότι ο κόσμος μας είναι περίπου 155 τρισεκατομμυρίων ετών.
Ο
Ο Καντ και το κοσμολογικό του μοντέλο
Μέχρι τον 20ο αιώνα, οι περισσότεροι επιστήμονες ήταν της γνώμης ότι το σύμπαν ήταν άπειρο. Αυτή την ιδιότητα χαρακτήριζαν τον χρόνο και τον χώρο. Επιπλέον, κατά τη γνώμη τους, το Σύμπαν ήταν στατικό και ομοιόμορφο.
Η ιδέα του άπειρου του Σύμπαντος στο διάστημα προτάθηκε από τον Ισαάκ Νεύτωνα. Η ανάπτυξη αυτής της υπόθεσης έγινε από τον Emmanuel Kant, ο οποίος ανέπτυξε τη θεωρία ότι επίσης δεν υπάρχουν χρονικά όρια. Προχωρώντας περαιτέρω, σε θεωρητικές υποθέσεις, ο Καντ επέκτεινε το άπειρο του σύμπαντος στον αριθμό των πιθανών βιολογικών προϊόντων. Αυτό το αξίωμα σήμαινε ότι στις συνθήκες του αρχαίου και αχανούς κόσμου, χωρίς τέλος και αρχή, μπορεί να υπάρξει ένας αναρίθμητος αριθμός πιθανών επιλογών, με αποτέλεσμα η εμφάνιση οποιουδήποτε βιολογικού είδους να είναι πραγματική.
Με βάση αυτή τη θεωρία της πιθανής προέλευσης των μορφών ζωής, αναπτύχθηκε αργότερα η θεωρία του Δαρβίνου. Οι παρατηρήσεις του έναστρου ουρανού και τα αποτελέσματα των υπολογισμών των αστρονόμων επιβεβαίωσαν το κοσμολογικό μοντέλο του Καντ.
Οι σκέψεις του Αϊνστάιν
Στις αρχές του 20ου αιώνα, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν δημοσίευσε το δικό του μοντέλο του σύμπαντος. Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας, δύο αντίθετες διαδικασίες λαμβάνουν χώρα ταυτόχρονα στο Σύμπαν: η διαστολή και η συστολή. Ωστόσο, αυτόςσυμφώνησε με την άποψη των περισσότερων επιστημόνων για τη στασιμότητα του Σύμπαντος, έτσι εισήγαγε την έννοια της κοσμικής απωστικής δύναμης. Η πρόσκρουσή του έχει σχεδιαστεί για να εξισορροπεί την έλξη των αστεριών και να σταματήσει τη διαδικασία κίνησης όλων των ουράνιων σωμάτων προκειμένου να διατηρηθεί η στατική φύση του Σύμπαντος.
Το μοντέλο του Σύμπαντος - σύμφωνα με τον Αϊνστάιν - έχει ένα συγκεκριμένο μέγεθος, αλλά δεν υπάρχουν όρια. Ένας τέτοιος συνδυασμός είναι εφικτός μόνο όταν ο χώρος καμπυλώνεται με τον ίδιο τρόπο όπως συμβαίνει σε μια σφαίρα.
Τα χαρακτηριστικά του χώρου ενός τέτοιου μοντέλου είναι:
- Τριδιάστατο.
- Κλείσιμο από μόνο του.
- Ομογένεια (έλλειψη κέντρου και ακμής), στην οποία οι γαλαξίες είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι.
Α. A. Friedman: Το Σύμπαν διαστέλλεται
Ο δημιουργός του επαναστατικού διαστελλόμενου μοντέλου του Σύμπαντος, A. A. Fridman (ΕΣΣΔ) έχτισε τη θεωρία του με βάση τις εξισώσεις που χαρακτηρίζουν τη γενική θεωρία της σχετικότητας. Είναι αλήθεια ότι η γενικά αποδεκτή άποψη στον επιστημονικό κόσμο εκείνης της εποχής ήταν η στατική φύση του κόσμου μας, επομένως δεν δόθηκε η δέουσα προσοχή στο έργο του.
Μερικά χρόνια αργότερα, ο αστρονόμος Edwin Hubble έκανε μια ανακάλυψη που επιβεβαίωσε τις ιδέες του Friedman. Ανακαλύφθηκε η απομάκρυνση των γαλαξιών από τον κοντινό Γαλαξία μας. Ταυτόχρονα, το γεγονός ότι η ταχύτητα της κίνησής τους είναι ανάλογη με την απόσταση μεταξύ τους και του γαλαξία μας έχει γίνει αδιαμφισβήτητο.
Αυτή η ανακάλυψη εξηγεί τη συνεχή «υποχώρηση» των άστρων και των γαλαξιών μεταξύ τους, η οποία οδηγεί στο συμπέρασμα γιαδιαστολή του σύμπαντος.
Τέλος, τα συμπεράσματα του Φρίντμαν αναγνωρίστηκαν από τον Αϊνστάιν, αργότερα ανέφερε τα πλεονεκτήματα του Σοβιετικού επιστήμονα ως ιδρυτή της υπόθεσης της διαστολής του Σύμπαντος.
Δεν μπορεί να ειπωθεί ότι υπάρχουν αντιφάσεις μεταξύ αυτής της θεωρίας και της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, ωστόσο, με τη διαστολή του Σύμπαντος, πρέπει να υπήρξε μια αρχική ώθηση που προκάλεσε τη διασπορά των αστεριών. Κατ' αναλογία με την έκρηξη, η ιδέα ονομάστηκε "Big Bang".
Stephen Hawking and the Anthropic Principle
Το αποτέλεσμα των υπολογισμών και των ανακαλύψεων του Stephen Hawking ήταν η ανθρωποκεντρική θεωρία της προέλευσης του Σύμπαντος. Ο δημιουργός του ισχυρίζεται ότι η ύπαρξη ενός πλανήτη τόσο καλά προετοιμασμένου για την ανθρώπινη ζωή δεν μπορεί να είναι τυχαία.
Η θεωρία του Στίβεν Χόκινγκ για την προέλευση του σύμπαντος προβλέπει επίσης τη σταδιακή εξάτμιση των μαύρων οπών, την απώλεια ενέργειας και την εκπομπή της ακτινοβολίας Χόκινγκ.
Σαν αποτέλεσμα της αναζήτησης στοιχείων, εντοπίστηκαν και επαληθεύτηκαν περισσότερα από 40 χαρακτηριστικά, η τήρηση των οποίων είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη του πολιτισμού. Ο Αμερικανός αστροφυσικός Χιου Ρος εκτίμησε την πιθανότητα μιας τέτοιας ακούσιας σύμπτωσης. Το αποτέλεσμα ήταν ο αριθμός 10-53.
Το σύμπαν μας περιλαμβάνει ένα τρισεκατομμύριο γαλαξίες, 100 δισεκατομμύρια αστέρια ο καθένας. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων, ο συνολικός αριθμός των πλανητών θα πρέπει να είναι 1020. Αυτός ο αριθμός είναι 33 τάξεις μεγέθους μικρότερος από τον προηγουμένως υπολογισμένο. Επομένως, κανένας από τους πλανήτες σε όλους τους γαλαξίες δεν μπορεί να συνδυάσει συνθήκες που θα ήταν κατάλληλες για αυθόρμητο σχηματισμό.ζωή.
The Big Bang Theory: Η ανάδυση του Σύμπαντος από ένα αμελητέα σωματίδιο
Επιστήμονες που υποστηρίζουν τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης μοιράζονται την υπόθεση ότι το σύμπαν είναι το αποτέλεσμα μιας μεγάλης έκρηξης. Το κύριο αξίωμα της θεωρίας είναι ο ισχυρισμός ότι πριν από αυτό το γεγονός, όλα τα στοιχεία του σημερινού Σύμπαντος ήταν κλεισμένα σε ένα σωματίδιο που είχε μικροσκοπικές διαστάσεις. Ενώ ήταν μέσα σε αυτό, τα στοιχεία χαρακτηρίζονταν από μια μοναδική κατάσταση στην οποία δεν μπορούσαν να μετρηθούν δείκτες όπως η θερμοκρασία, η πυκνότητα και η πίεση. Είναι ατελείωτες. Η ύλη και η ενέργεια σε αυτήν την κατάσταση δεν επηρεάζονται από τους νόμους της φυσικής.
Η αιτία της έκρηξης, που συνέβη πριν από 15 δισεκατομμύρια χρόνια, ονομάζεται η αστάθεια που προέκυψε μέσα στο σωματίδιο. Διάσπαρτα μικροσκοπικά στοιχεία σημάδεψαν την αρχή του κόσμου που γνωρίζουμε σήμερα.
Στην αρχή, το Σύμπαν ήταν ένα νεφέλωμα που σχηματιζόταν από μικροσκοπικά σωματίδια (μικρότερα από ένα άτομο). Στη συνέχεια, όταν συνδυάστηκαν, σχημάτισαν άτομα, τα οποία χρησίμευσαν ως βάση των αστρικών γαλαξιών. Η απάντηση σε ερωτήσεις σχετικά με το τι συνέβη πριν από την έκρηξη, καθώς και τι την προκάλεσε, είναι τα πιο σημαντικά καθήκοντα αυτής της θεωρίας για την προέλευση του Σύμπαντος.
Ο πίνακας απεικονίζει σχηματικά τα στάδια του σχηματισμού του σύμπαντος μετά τη μεγάλη έκρηξη.
| Η Κατάσταση του Σύμπαντος | Χρονολόγιο | Αναμενόμενη θερμοκρασία |
| Επέκταση (πληθωρισμός) | Από 10-45έως 10-37 δευτερόλεπτα | Περισσότερα1026K |
| Εμφανίζονται κουάρκ και ηλεκτρόνια | 10-6 γ | Πάνω από 1013 K |
| Σχηματίζονται πρωτόνια και νετρόνια | 10-5 γ | 1012K |
| Σχηματίζονται πυρήνες ηλίου, δευτερίου και λιθίου | Από 10-4 από έως 3 λεπτά | Από 1011 έως 109 K |
| Σχηματίστηκαν άτομα | 400 χιλιάδες χρόνια | 4000 K |
| Το νέφος αερίου συνεχίζει να επεκτείνεται | 15 εκατομμύρια χρόνια | 300 K |
| Γεννιούνται τα πρώτα αστέρια και οι γαλαξίες | 1 δισεκατομμύριο χρόνια | 20 K |
| Οι εκρήξεις των άστρων προκαλούν το σχηματισμό βαρέων πυρήνων | 3 δισεκατομμύρια χρόνια | 10 K |
| Η διαδικασία γέννησης των αστεριών σταματά | 10-15 δισεκατομμύρια χρόνια | 3 K |
| Η ενέργεια όλων των αστεριών εξαντλείται | 1014 έτη | 10-2 K |
| Οι μαύρες τρύπες εξαντλούνται και γεννιούνται στοιχειώδη σωματίδια | 1040 έτη | -20 K |
| Τέλος εξάτμισης όλων των μαύρων οπών | 10100 έτη | Από 10-60 έως 10-40 K |
Όπως προκύπτει από τα παραπάνω δεδομένα, το Σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται και να ψύχεται.
Η σταθερή αύξηση της απόστασης μεταξύ των γαλαξιών είναι το κύριο αξίωμα: αυτό που διακρίνει τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης. Η εμφάνιση του σύμπαντος με αυτόν τον τρόπο μπορεί να επιβεβαιωθεί από τα στοιχεία που βρέθηκαν. Υπάρχουν επίσης λόγοι γιααρνήσεις.
Προβλήματα της θεωρίας
Δεδομένου ότι η θεωρία της μεγάλης έκρηξης δεν αποδεικνύεται στην πράξη, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι υπάρχουν πολλές ερωτήσεις στις οποίες δεν είναι σε θέση να απαντήσει:
-
Ιδιομορφία. Αυτή η λέξη υποδηλώνει την κατάσταση του σύμπαντος, συμπιεσμένη σε ένα μόνο σημείο. Το πρόβλημα της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης είναι η αδυναμία περιγραφής των διεργασιών που συμβαίνουν στην ύλη και το διάστημα σε μια τέτοια κατάσταση. Ο γενικός νόμος της σχετικότητας δεν ισχύει εδώ, επομένως είναι αδύνατο να γίνει μαθηματική περιγραφή και εξισώσεις για τη μοντελοποίηση.
Η θεμελιώδης αδυναμία απόκτησης απάντησης στο ερώτημα σχετικά με την αρχική κατάσταση του Σύμπαντος δυσφημεί τη θεωρία από η ίδια η αρχή. Οι μη μυθιστορηματικές εκθέσεις της τείνουν να αποσιωπούν ή να αναφέρουν μόνο αυτή την πολυπλοκότητα εν παρόδω. Ωστόσο, για τους επιστήμονες που εργάζονται για να παρέχουν μια μαθηματική βάση για τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, αυτή η δυσκολία αναγνωρίζεται ως σημαντικό εμπόδιο.
- Αστρονομία. Σε αυτόν τον τομέα, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης αντιμετωπίζει το γεγονός ότι δεν μπορεί να περιγράψει τη διαδικασία προέλευσης των γαλαξιών. Με βάση τις σύγχρονες εκδοχές των θεωριών, είναι δυνατό να προβλεφθεί πώς εμφανίζεται ένα ομοιογενές νέφος αερίου. Ταυτόχρονα, η πυκνότητά του μέχρι τώρα θα πρέπει να είναι περίπου ένα άτομο ανά κυβικό μέτρο. Για να αποκτήσει κανείς κάτι περισσότερο, δεν μπορεί να κάνει χωρίς να ρυθμίσει την αρχική κατάσταση του Σύμπαντος. Η έλλειψη πληροφοριών και πρακτικής εμπειρίας σε αυτόν τον τομέα αποτελούν σοβαρά εμπόδια για περαιτέρω μοντελοποίηση.
Υπάρχει επίσης απόκλιση ως προς τον υπολογισμότη μάζα του γαλαξία μας και τα δεδομένα που προέκυψαν από τη μελέτη του ρυθμού έλξης του προς τον γαλαξία της Ανδρομέδας. Προφανώς, το βάρος του γαλαξία μας είναι δέκα φορές μεγαλύτερο από ό,τι πιστεύαμε.
Κοσμολογία και κβαντική φυσική
Σήμερα δεν υπάρχουν κοσμολογικές θεωρίες που να μην βασίζονται στην κβαντική μηχανική. Άλλωστε, ασχολείται με την περιγραφή της συμπεριφοράς των ατομικών και υποατομικών σωματιδίων. Η διαφορά μεταξύ της κβαντικής φυσικής και της κλασικής φυσικής (που επεξηγείται από τον Νεύτωνα) είναι ότι η τελευταία παρατηρεί και περιγράφει υλικά αντικείμενα, ενώ η πρώτη υποθέτει μια αποκλειστικά μαθηματική περιγραφή της ίδιας της παρατήρησης και της μέτρησης. Για την κβαντική φυσική, οι υλικές αξίες δεν αποτελούν αντικείμενο έρευνας, εδώ ο ίδιος ο παρατηρητής είναι μέρος της υπό μελέτη κατάστασης.
Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, η κβαντομηχανική δυσκολεύεται να περιγράψει το Σύμπαν, επειδή ο παρατηρητής είναι μέρος του Σύμπαντος. Ωστόσο, μιλώντας για την εμφάνιση του σύμπαντος, είναι αδύνατο να φανταστούμε ξένους. Οι προσπάθειες ανάπτυξης ενός μοντέλου χωρίς τη συμμετοχή εξωτερικού παρατηρητή στέφθηκαν με την κβαντική θεωρία της προέλευσης του Σύμπαντος από τον J. Wheeler.
Η ουσία του είναι ότι σε κάθε χρονική στιγμή υπάρχει μια διάσπαση του Σύμπαντος και ο σχηματισμός ενός άπειρου αριθμού αντιγράφων. Ως αποτέλεσμα, καθένα από τα παράλληλα σύμπαντα μπορεί να παρατηρηθεί και οι παρατηρητές μπορούν να δουν όλες τις κβαντικές εναλλακτικές. Ταυτόχρονα, ο αρχικός και ο νέος κόσμος είναι αληθινοί.
Μοτίβο πληθωρισμού
Το κύριο καθήκον που έχει σχεδιαστεί να λύσει η θεωρία του πληθωρισμού γίνεταιαναζητήστε απαντήσεις σε ερωτήματα που μένουν ανεξερεύνητα από τη θεωρία του big bang και τη θεωρία επέκτασης. Δηλαδή:
- Γιατί διαστέλλεται το σύμπαν;
- Τι είναι η μεγάλη έκρηξη;
Για το σκοπό αυτό, η πληθωριστική θεωρία της προέλευσης του Σύμπαντος προβλέπει την προέκταση της διαστολής στο μηδενικό χρονικό σημείο, το συμπέρασμα ολόκληρης της μάζας του Σύμπαντος σε ένα σημείο και το σχηματισμό μιας κοσμολογικής μοναδικότητα, η οποία αναφέρεται συχνά ως μεγάλη έκρηξη.
Προφανής είναι η ασχετοσύνη της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, η οποία δεν μπορεί να εφαρμοστεί αυτή τη στιγμή. Ως αποτέλεσμα, μόνο θεωρητικές μέθοδοι, υπολογισμοί και αφαιρέσεις μπορούν να εφαρμοστούν για να αναπτυχθεί μια γενικότερη θεωρία (ή «νέα φυσική») και να λυθεί το πρόβλημα της κοσμολογικής μοναδικότητας.
Νέες εναλλακτικές θεωρίες
Παρά την επιτυχία του μοντέλου του κοσμικού πληθωρισμού, υπάρχουν επιστήμονες που αντιτίθενται σε αυτό, χαρακτηρίζοντάς το αβάσιμο. Το κύριο επιχείρημά τους είναι η κριτική των λύσεων που προτείνει η θεωρία. Οι αντίπαλοι υποστηρίζουν ότι οι λύσεις που προκύπτουν αφήνουν κάποιες λεπτομέρειες που λείπουν, με άλλα λόγια, αντί να λύσει το πρόβλημα των αρχικών τιμών, η θεωρία τις καλύπτει μόνο επιδέξια.
Εναλλακτικές είναι αρκετές εξωτικές θεωρίες, η ιδέα των οποίων βασίζεται στον σχηματισμό αρχικών τιμών πριν από τη μεγάλη έκρηξη. Οι νέες θεωρίες για την προέλευση του σύμπαντος μπορούν να περιγραφούν εν συντομία ως εξής:
- Θεωρία χορδών. Οι οπαδοί του προτείνουν, εκτός από τις συνήθεις τέσσερις διαστάσεις του χώρου και του χρόνου, να εισαγάγουν και πρόσθετες διαστάσεις. Θα μπορούσαν να παίξουν ρόλοπρώιμα στάδια του Σύμπαντος, και αυτή τη στιγμή να είναι σε συμπιεσμένη κατάσταση. Απαντώντας στην ερώτηση για τον λόγο της συμπύκνωσής τους, οι επιστήμονες προσφέρουν μια απάντηση λέγοντας ότι η ιδιότητα των υπερχορδών είναι η Τ-δυαδικότητα. Ως εκ τούτου, οι χορδές "τυλίγονται" σε πρόσθετες διαστάσεις και το μέγεθός τους είναι περιορισμένο.
- Θεωρία πίτουρου. Ονομάζεται επίσης M-θεωρία. Σύμφωνα με τα αξιώματά του, στην αρχή του σχηματισμού του Σύμπαντος, υπάρχει ένας ψυχρός στατικός πενταδιάστατος χωροχρόνος. Τέσσερα από αυτά (χωρικά) έχουν περιορισμούς, ή τοίχους - τριών βράνων. Ο χώρος μας είναι ένας από τους τοίχους και ο δεύτερος είναι κρυμμένος. Η τρίτη τριβράνη βρίσκεται σε τετραδιάστατο χώρο, περιορίζεται από δύο οριακές μπράνες. Η θεωρία θεωρεί ότι μια τρίτη βράνη συγκρούεται με τη δική μας και απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Είναι αυτές οι συνθήκες που γίνονται ευνοϊκές για την εμφάνιση μιας μεγάλης έκρηξης.
Οι κυκλικές θεωρίες αρνούνται τη μοναδικότητα της Μεγάλης Έκρηξης, υποστηρίζοντας ότι το σύμπαν πηγαίνει από τη μια κατάσταση στην άλλη. Το πρόβλημα με τέτοιες θεωρίες είναι η αύξηση της εντροπίας, σύμφωνα με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο. Κατά συνέπεια, η διάρκεια των προηγούμενων κύκλων ήταν μικρότερη και η θερμοκρασία της ουσίας ήταν σημαντικά υψηλότερη από ό,τι κατά τη διάρκεια της μεγάλης έκρηξης. Η πιθανότητα να συμβεί αυτό είναι εξαιρετικά χαμηλή
Όσες θεωρίες κι αν υπάρχουν για την προέλευση του σύμπαντος, μόνο δύο από αυτές έχουν αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου και έχουν ξεπεράσει το πρόβλημα της διαρκώς αυξανόμενης εντροπίας. Αναπτύχθηκαν από τους επιστήμονες Steinhardt-Turok και Baum-Frampton.
Αυτές οι σχετικά νέες θεωρίες για την προέλευση του σύμπαντος διατυπώθηκαν στη δεκαετία του '80 του περασμένου αιώνα. Έχουν πολλούς οπαδούς που αναπτύσσουν μοντέλα που βασίζονται σε αυτό, αναζητούν στοιχεία εγκυρότητας και εργάζονται για την επίλυση ασυνεπειών.
θεωρία χορδών
Μία από τις πιο δημοφιλείς μεταξύ της θεωρίας της προέλευσης του σύμπαντος είναι η θεωρία χορδών. Πριν προχωρήσουμε στην περιγραφή της ιδέας της, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τις έννοιες ενός από τους πιο κοντινούς ανταγωνιστές, του τυπικού μοντέλου. Υποθέτει ότι η ύλη και οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να περιγραφούν ως ένα ορισμένο σύνολο σωματιδίων, χωρισμένα σε διάφορες ομάδες:
- Quarks.
- Leptons.
- Bosons.
Αυτά τα σωματίδια είναι, στην πραγματικότητα, τα δομικά στοιχεία του σύμπαντος, καθώς είναι τόσο μικρά που δεν μπορούν να χωριστούν σε συστατικά.
Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό της θεωρίας χορδών είναι ο ισχυρισμός ότι τέτοια τούβλα δεν είναι σωματίδια, αλλά υπερμικροσκοπικές χορδές που δονούνται. Ταυτόχρονα, που ταλαντώνονται σε διαφορετικές συχνότητες, οι χορδές γίνονται ανάλογα των διαφόρων σωματιδίων που περιγράφονται στο τυπικό μοντέλο.
Για να κατανοήσει κανείς τη θεωρία, θα πρέπει να συνειδητοποιήσει ότι οι χορδές δεν είναι οποιαδήποτε ύλη, είναι ενέργεια. Επομένως, η θεωρία χορδών καταλήγει στο συμπέρασμα ότι όλα τα στοιχεία του σύμπαντος αποτελούνται από ενέργεια.
Η φωτιά είναι μια καλή αναλογία. Κοιτάζοντάς το δίνει την εντύπωση της υλικότητάς του, αλλά δεν μπορεί να αγγίξει.
Κοσμολογία για μαθητές
Οι θεωρίες για την προέλευση του Σύμπαντος μελετώνται εν συντομία στα σχολεία στα μαθήματα αστρονομίας. Για τους μαθητέςπεριγράψτε τις κύριες θεωρίες για το πώς σχηματίστηκε ο κόσμος μας, τι του συμβαίνει τώρα και πώς θα εξελιχθεί στο μέλλον.
Σκοπός των μαθημάτων είναι να εξοικειωθούν τα παιδιά με τη φύση του σχηματισμού στοιχειωδών σωματιδίων, χημικών στοιχείων και ουράνιων σωμάτων. Οι θεωρίες της προέλευσης του σύμπαντος για τα παιδιά περιορίζονται σε μια παρουσίαση της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης. Οι εκπαιδευτικοί χρησιμοποιούν οπτικό υλικό: διαφάνειες, πίνακες, αφίσες, εικονογραφήσεις. Το κύριο καθήκον τους είναι να ξυπνήσουν το ενδιαφέρον των παιδιών για τον κόσμο που τα περιβάλλει.
