А был ли Большой Взрыв?

Ученых давно волновал вопрос о существовании модели Вселенной без начала, модели, в которой Вселенная бесконечна стара. Модель такого рода, известную как модель «стабильного состояния» выдвинули в 1948 г. Германн Бонди, Томас Гоулд и Фред Хоил. Она описывает постоянно расширяющуюся Вселенную, не имеющую ни начала, ни конца, плотность вещества в ней имеет постоянную величину. Каким же образом система может расширяться и в то же время сохранять свою плотность неизменной? В модели «стабильного состояния» это достигается за счет непрерывного поступления нового вещества. Сформулировать процесс образования вещества, не нарушая закона сохранения массы энергии можно математически. Но эта модель обнаружила серьезные недочеты после открытия в 1964 г. А. Пензиасом и Р. Вильсоном микроволнового фонового излучения, однако, сегодня сторонники модели «стабильного состояния» считают, что это открытие не представляется столь противоречащим данной модели.

Открытие излучения расценивалось, как самое убедительное доказательство того, что Вселенная возникла в результате горячего большого взрыва, это основывалось на следующих соображениях: наблюдаемое излучение распределяется чрезвычайно равномерно без каких-либо «пятен», которые должны были возникнуть, если бы излучение поступало из большого числа отдельных источников; спектр этого излучения весьма схож со спектром идеального черного тела, черное тело – это замкнутое пространство с объектами, постоянно испускающими и поглощающими излучение, причем, излучение не покидает это пространство и не поступает в него извне. Согласно теории, в такой системе устанавливается четкое соотношение между соответствующей интенсивностью излучения и длинной его волны.

Оба эти свойства должны быть присуще моделям Вселенной, возникшей в результате Большого Взрыва, поэтому излучение стали рассматривать как остаточное явление ранней горячей Вселенной. Однако такое истолкование сталкивается с некоторыми трудностями.

Во-первых, наблюдаемый спектр не совпадает в точности со спектром чернотельного излучения. Такие небольшие отклонения от спектра черного тела нельзя игнорировать. Они были отмечены Д.П. Вудди и П.Л. Ричардсом в 1980 г. и до сих пор остаются нерешенной проблемой в модели Большого Взрыва. Вторая трудность заключается в чрезвычайной равномерности самого фона. В связи с этим возникают две проблемы. Во-первых, равномерность фонового излучения в небольших масштабах. Если, как утверждают, излучение представляет собой явление ранней горячей фазы, то оно должно нести на себе отпечаток изменений, которым подверглась Вселенной после этой фазы. Одним из важных изменений было образование галактик, т.е. появились сгустки вещества, и это должно было повлиять на фоновое излучение. Отсутствие таких сгустков, несмотря на неоднократные поиски их, вызывает недоумение у сторонников теории Большого Взрыва.

Вторая проблема, возникающая в связи с равномерным распределением излучения, известна как эффект горизонта. Когда мы проникаем взглядом в глубины Вселенной, мы наблюдаем ее прошлое, т.к. свет идущий от удаленных объектов, движется с конечной скоростью. Итак, если возраст Вселенной равен 15 миллиардов лет, то мы можем видеть объекты, удаленные от нас на 15 миллиардов световых лет. Однако фоновое излучение образовалось, когда возраст Вселенной едва насчитывал 300 тысяч лет. В то время объекты, удаленные друг от друга более чем на 300 тысяч световых лет, не сообщались друг с другом, поскольку самое быстрое средство общения (световой луч) не могло покрыть это расстояние. С другой стороны, существующая в настоящее время равномерность фонового излучения предполагает, что такие удаленные объекты характеризовались весьма сходной структурой и поведением. Чем же объяснить это сходство при отсутствии физического контакта?

Космологи, придерживаются теории Большого Взрыва, выдвигают теоретические предположения относительно ранней истории Вселенной, пытаясь понять эти таинственные свойства микроволнового фонового излучения. Но сторонники данной теории полагают, что поиск следует вести, а другом направлении и что микроволновый фон, в конечном счете, не имеет реликтового характера. Фоновое излучение заполняет вселенную на всех длинах волн. Как известно, все виды излучения за исключение микроволнового возникли недавно и не связаны с горячей стадией Большого Взрыва. В 60-70 г.г. группа ученых Фред Хойл, Чандра Викрамасингхе, В. С. Реддиш и др. утверждали, что микроволновое фоновое излучение может представлять собой переработанное излучение, поступающее главным образом от звезд. Такая переработка может осуществляться частицами пыли, если они в небольшом количестве присутствуют в межгалактическом пространстве. Эти ученые считают, что если будет найдено правдоподобное объяснение микроволнового фона, то позиции космологии Большого Взрыва будут существенно ослаблены.11 Таким образом, это еще один подход к сценарию Большого Взрыва.

Другое по теме

Формирование понятия “фермент” в школьном курсе биологии и связь с школьным курсом химии
Одним из фундаментальных понятий, как биологии,так и химии является понятие “фермент”.Изучение ферментов имеет большое значение для любой области биологии,а также для многих отраслей химической,пищевой и фармацевтической промышленности,занятых производством биологически активных веществ для медицины и народного хозяйств ...

Квантовые эффекты. Ограничения применимости теории тяготения Эйнштейна
Теория Эйнштейна — не квантовая теория. В этом отношении она подобна классической электродинамике Максвелла. Однако наиболее общие рассуждения показывают, что гравитационное поле должно подчиняться квантовым законам точно так же, как и электромагнитное поле. В противном случае возникли бы противоречия с принципом неопределённо ...