как появилась вселенная?

Вселенная — наш огромный, сложный и таинственный дом. Наука многое открыла для себя, в том числе и то, как она выросла от первоначального Большого Взрыва до того, что мы видим сегодня. Но как это началось, остается загадкой. Был ли он Богом, или у него не было причины, или он всегда существовал?

Вселенная

Пятьдесят лет назад многие ученые считали возможным, что Вселенная существовала всегда. Двумя основными теориями были “устойчивое состояние” (непрерывное создание материи в центре расширяющейся Вселенной, так что Вселенная кажется одинаковой для всех времен) и “пульсация” (Вселенная проходит через регулярные циклы расширения и сжатия для всех времен).

Однако большинство ученых больше не верит этим теориям, и считается “доказанным”, что Вселенная, в которой мы живем, началась около 14 миллиардов лет назад с “большого взрыва”. Однако многие аспекты все еще прорабатываются, и здесь я обозначаю наиболее приемлемое понимание на данный момент.

Большой взрыв

Во время Большого Взрыва вся материя, энергия, пространство и время, которые мы можем наблюдать, были созданы в одно мгновение. Первоначально сконцентрированная в очень маленькой точке (см. Примечание 1 ниже), Вселенная быстро расширялась с огромной энергией. Это был не взрыв в пустом пространстве, а расширение самого пространства.

В течение небольшой доли нано секунды Вселенная расширялась с огромной скоростью с очень малого размера. Это известно как ‘инфляция’, и было необходимо, чтобы Вселенная была относительно однородной (т. е. везде, где вы смотрите, это почти одно и то же).

Частицы начали формироваться из огромной энергии – сначала мелкие частицы, такие как кварки, глюоны и лептоны, затем более привычные протоны, нейтроны и электроны.
Четыре фундаментальные силы или взаимодействия (гравитация, электромагнетизм, сильная ядерная сила и слабая ядерная сила) развивались постепенно, потому что ученые считают, что эти силы на самом деле вызваны обменом очень маленькими частицами (бозонами).

К тому времени, когда Вселенной исполнилась одна секунда, она расширилась до размеров, примерно в тысячу раз превышающих размеры нашей Солнечной системы, и температура упала примерно до десяти тысяч миллионов градусов.

Первые минуты

По мере того как возраст Вселенной переходил от секунд к минутам, а ее размеры увеличивались примерно до 1015 километров в поперечнике, ядерный синтез сформировал первое из известных нам сегодня ядер – водород и гелий – в пропорциях, которые оказались необходимыми для формирования Вселенной в том виде, в каком мы ее знаем. Вселенная все еще была невероятно горячей.

Атомы, звезды, сверхновые и планеты

Через несколько сотен тысяч лет условия стабилизировались настолько, что образовались первые атомы; через несколько сотен миллионов лет первые звезды, а затем и первые галактики, начали формироваться гравитационным притяжением. Сверхновые звезды создали много более тяжелых элементов из более легких элементов, а затем взорвали их в космосе, сделав их доступными для планет, которые позже сформировались, что позволило усложнить химию на земле, необходимую для жизни.

Вселенная все еще расширяется сегодня, и ученые могут (а) экстраполировать назад и описать ранние моменты Большого взрыва математически, (б) предсказать результаты своей теории, которые могут быть проверены наблюдением за Вселенной, и (в) показать математически, что альтернативные теории имеют значительные недостатки. Таким образом, было продемонстрировано, что происхождение Большого взрыва почти наверняка.

Что вызвало большой взрыв?

Логически, есть три возможности для причины большого взрыва:

  1. что-то заставило его начать;
  2. ничего не было причиной, но все равно началось;
  3. Вселенная никогда не начиналась, потому что она всегда существовала.

Вариант 1, представляется наиболее очевидным. Для большинства людей это означает какого-то Бога, но некоторые считают, что наша Вселенная могла возникнуть из предыдущей Вселенной. Однако это просто отталкивает проблему, и нам все еще нужно найти объяснение всей цепи вселенных.

Вариант 2, похоже, противоречит здравому смыслу, но тем не менее принимается многими людьми, особенно учеными, которые избегают “сверхъестественных” объяснений. В последнее время космологи, такие как Лоуренс Краусс, утверждают, что плоская Вселенная с нулевой энергией и квантовая физика показывают, что не только возможно, но и вполне вероятно, что Вселенная может возникнуть из ничего, но другие космологи и философы критикуют Краусса за то, что он называет квантовое поле (которое требуется и полно потенциала) “ничем”, когда это явно что-то. (В ближайшее время я расширю этот вопрос.)

Вариант 3, из которого следует, что то, что всегда существовало, не нуждается в причине, когда-то был популярным выбором. Гибель теории устойчивого состояния Вселенной и доказательства большого взрыва практически исключают это.

Некоторые люди объединяют варианты 1 и 3 и предполагают, что существует бесконечный ряд вселенных, ведущих в конечном итоге к нашей нынешней Вселенной. Но эта идея все еще не объясняет, почему существуют эти вселенные. Также мы научно знаем, что физические процессы постепенно “стекают” по второму закону термодинамики, и в бесконечное время все физические процессы должны были бы протекать своим ходом и все было бы в статическом однородном состоянии. Поскольку это не так во Вселенной, материя и физический процесс не может быть бесконечным.

Объясняет ли существование Бога что-нибудь?

Некоторые люди утверждают, что если Бог может существовать без объяснения причин, то почему Вселенная не может существовать? Существование Бога тогда ничего бы не объяснило. Но если Бог существует и неподвластен времени, а Вселенная — нет, тогда его существование может объяснить все лучше, даже если оно не дает научного объяснения.

Что более разумно?

Итак, у нас есть три основных варианта. Либо (I) мощный Бог, который существовал всегда и, следовательно, не нужны причины, создал Вселенную с определенной целью, или (II) есть вечная последовательность вселенных, рожая последующих вселенных, или (III) нет Бога, нет ничего кроме материи, и по причинам, которые мы не в состоянии объяснить, и, вероятно, никогда не будет, Вселенная возникла в момент Большого взрыва. Все три могут показаться маловероятными, но Вселенная здесь, поэтому один из них должен быть правдой.

Каждая точка зрения имеет своих сторонников, но ни одна не может быть доказана или опровергнута. А как вы думаете?