NASA-ini astrofizičari došli su do važnog naučnog otkrića - eksperimentalno su potvrdili inflatornu teoriju evolucije svemira.
Naučnici su uvjereni da su "dotakli" događaje prije otprilike 14.000.000.000 godina. Nakon tri godine kontinuiranog posmatranja kosmičke pozadine u mikrotalasnom opsegu, uspeli su da "uhvate" svetlost koja je preostala (relikt) iz prvih trenutaka života Univerzuma. Ova otkrića su napravljena pomoću WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) aparata.
Astrofizičari proučavaju Univerzum u tom trenutku njegovog postojanja, kada je njegova starost bila otprilike trilionti dio sekunde, odnosno skoro odmah nakon Velikog praska. U tom trenutku su se u malom Univerzumu pojavili počeci budućih stotina miliona galaksija, iz kojih su se zvezde i planete kasnije formirale tokom stotina miliona godina.
Vodeći postulat teorije inflacije je sljedeći: nakon Velikog praska, koji je stvorio naš Univerzum, u nevjerovatno kratkom vremenskom periodu - trilionti dio sekunde - pretvorio se iz mikroskopskog objekta u nešto kolosalno, mnogo puta veće od cijeli vidljivi dio prostora, odnosno doživio je inflaciju.
"Rezultati idu u prilog inflaciji", rekao je Charles Bennett (Univerzitet John Hopkins), koji je prijavio otkriće. "Nevjerovatno je da možemo reći bilo šta o tome šta se dogodilo u prvom triliontom dijelu sekunde postojanja svemira", rekao je.
Očigledno, u prvim trilionima sekunde nakon Eksplozije, stopa širenja Univerzuma bila je veća od brzine svjetlosti, a vrijeme koje je prošlo od trenutka kada se Univerzum proširio od veličine nekoliko atoma do stabilnog sfernog oblika je mjereno u vrlo malim količinama. Ova hipoteza je prvi put iznesena 80-ih godina.
„Kako znamo šta je bilo u Univerzumu u vrijeme njegovog nastanka. Kosmička mikrovalna pozadina je prava riznica informacija o prošlosti našeg svemira Univerzum,” kaže dr. Gary Hinshaw, zaposlenik NASA Goddard svemirskog centra.
Sama teorija inflacije postoji u nekoliko verzija, kaže za NewsInfo astronom Nikolaj Nikolajevič Čugaj (Institut za astronomiju RAS).
“Ne postoji potpuna teorija o tome, ali postoje samo neke pretpostavke o tome kako se to dogodilo, ali postoji jedno “predviđanje” koje proizlazi iz činjenice da su kvantne fluktuacije (od latinskog fluctuatio - oscilacija; slučajna odstupanja fizičkih veličina od njihovih. prosječne vrijednosti na mikroskopskim skalama) predviđaju određeni spektar smetnji, odnosno raspodjelu amplitude ovih smetnji u zavisnosti od dužine skale na kojoj se ovaj poremećaj razvija. Na slici možete zamisliti valovitu liniju različitih valnih dužina. i ako imate jednu amplitudu za velike, onda je za male drugačija – kažete da spektar ovih smetnji nije ravan“, objašnjava Nikolaj Čugaj.
Otprilike do 1970-ih godina 20. vijeka postojala je standardna slika Velikog praska, prema kojoj je naš svemir nastao iz vrlo gustog, vrućeg stanja. Dogodila se termonuklearna fuzija helijuma - ovo je jedna od potvrda modela vrućeg svemira. Godine 1964. otkriveno je reliktno (rezidualno) zračenje za koje je dobila Nobelovu nagradu. CMB zračenje nam dolazi iz veoma udaljenih krajeva. Tokom procesa ekspanzije, zračenje koje ispunjava veći Univerzum se hladi.
„Ovo svojstvo je slično kao kada balon pukne i postane hladan“, objašnjava Nikolaj Čugaj „Ista stvar se dešava kada sprej pobegne iz balona i osetite kako se balon hladi.
„Otkriće ovog zračenja (sada je hladno - samo 3 stepena) bilo je odlučujući dokaz o vrućoj fazi svemira“, kaže astronom je da to ne objašnjava činjenicu da je Univerzum homogen na svim skalama, gdje god da pogledamo, vidimo gotovo identične galaksije sa istom gustinom ovih galaksija u jedinicama volumena Univerzum ne stupaju u interakciju, ispada čudno - sa stanovišta fizike - kako oni nisu u interakciji i ne znaju ništa jedni o drugima, relativno govoreći, Univerzum je strukturiran na isti način Daleke tačke bi trebalo da znači za fizičara da su nekada ovi udaljeni delovi Univerzuma bili deo jedne celine u kojoj su se poremećaji izgladili, to jest, nekada univerzum skala je bila fizički objedinjena – signali i smetnje sa ovih udaljenih tačaka uspele su da prođu i zamrljaju smetnje koje su tamo nastale."
Danas upravo tu homogenost posmatramo u udaljenim tačkama Univerzuma na suprotnim delovima neba kao potpuno identičnu po gustini – reliktno zračenje, koje posmatramo sa apsolutno istim intenzitetom i sjajem. "Bez obzira gde pogledate", kaže dr. Chugai.
“A to znači da je Univerzum bio apsolutno homogen – izotropan Ova početna faza inflacije omogućava nam da “pripremimo” tako homogeni univerzum ne samo da je pripremila homogeni univerzum, već i da je tzv. kvantne fluktuacije (perturbacije gustine na mikroskopskim skalama dužine) bile su povezane sa kvantnom prirodom našeg sveta (na nivou elementarnih čestica)“, zaključio je Nikolaj Čugaj.
Slušajte zvukove simuliranog Velikog praska.
Materijali korišteni u članku:
2.Sjedište pored prstena do prvog Univerzuma podijeljenog drugog 3.Ruski mediji
Veliki prasak potvrđuju mnoge činjenice:
Iz Ajnštajnove opšte teorije relativnosti sledi da univerzum ne može biti statičan; mora se ili proširiti ili skupiti.
Što je galaksija udaljenija, to se brže udaljava od nas (Hablov zakon). Ovo ukazuje na širenje svemira. Širenje svemira znači da je u dalekoj prošlosti svemir bio mali i kompaktan.
Model Velikog praska predviđa da bi se kosmičko mikrovalno pozadinsko zračenje trebalo pojaviti u svim smjerovima, sa spektrom crnog tijela i temperaturom od oko 3°K. Posmatramo tačan spektar crnog tijela sa temperaturom od 2,73°K.
CMB zračenje je uniformno do 0,00001. Mala neravnomjernost mora postojati da bi se objasnila neravnomjerna distribucija materije u današnjem svemiru. Takva neravnina se uočava i u predviđenoj veličini.
Teorija Velikog praska predviđa uočene količine prvobitnog vodonika, deuterijuma, helijuma i litijuma. Nijedan drugi model to ne može učiniti.
Teorija Velikog praska predviđa da se svemir mijenja tokom vremena. Budući da je brzina svjetlosti konačna, promatranje na velikim udaljenostima nam omogućava da pogledamo u prošlost. Između ostalih promjena, vidimo da kada je svemir bio mlađi, kvazari su bili češći, a zvijezde plavije.
Postoje najmanje 3 načina da se odredi starost Univerzuma koje ću opisati u nastavku.
*Starost hemijskih elemenata.
*Starost najstarijih kuglastih jata.
*Starost najstarijih zvijezda bijelih patuljaka.
*Starost Univerzuma se takođe može proceniti na osnovu kosmoloških modela zasnovanih na Hablovoj konstanti, kao i gustoće materije i tamne energije.
Eksperimentalna mjerenja su u skladu s modelom zasnovanim na dobi, što jača naše povjerenje u model Velikog praska.
Do danas je satelit COBE mapirao pozadinsko zračenje sa svojim talasastim strukturama i fluktuacijama amplitude preko nekoliko milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Svi ovi talasi su znatno uvećane slike onih sićušnih struktura od kojih je počeo Veliki prasak. Veličina ovih struktura bila je čak manja od veličine subatomskih čestica.
Novi satelit MAP (Microwave Anisotropy Probe), koji je prošle godine poslat u svemir, bavi se istim problemima. Njegova misija je prikupljanje informacija o mikrotalasnom zračenju zaostalom od Velikog praska.
Svjetlost koja dolazi na Zemlju sa udaljenih zvijezda i galaksija (bez obzira na njihovu lokaciju u odnosu na Sunčev sistem) ima karakterističan crveni pomak (Barrow, 1994). Ovaj pomak je zbog Doplerovog efekta - povećanja dužine svjetlosnih valova kako se izvor svjetlosti brzo udaljava od posmatrača. Zanimljivo je da se ovaj efekat primećuje u svim pravcima, što znači da se svi udaljeni objekti udaljavaju od Sunčevog sistema. Međutim, to se ne dešava jer je Zemlja centar Univerzuma. Umjesto toga, situacija se može opisati usporedbom s balonom oslikanim točkicama. Kako se balon naduvava, razmak između graška se povećava. Univerzum se širi i to već dugo vremena. Kosmolozi vjeruju da je Univerzum nastao u roku od jedne minute prije 10-20 milijardi godina. Iz jedne tačke u kojoj je materija bila u stanju nezamislive koncentracije "letjela je na sve strane". Ovaj događaj se zove Veliki prasak.
Odlučujući dokaz u prilog teorije Velikog praska bilo je postojanje pozadinskog kosmičkog zračenja, takozvanog kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja. Ovo zračenje je rezidualni znak energije oslobođene na početku eksplozije. CMB je predviđen 1948., a eksperimentalno otkriven 1965. godine. To je mikrotalasno zračenje koje se može detektovati bilo gde u svemiru i stvara pozadinu za sve ostale radio talase. Zračenje ima temperaturu od 2,7 stepeni Kelvina (Taubes, 1997). Sveprisutnost ove preostale energije potvrđuje ne samo činjenicu nastanka (a ne vječnog postojanja) Univerzuma, već i da je njegovo rođenje bilo eksplozivno.
Ako pretpostavimo da se Veliki prasak dogodio prije 13.500 miliona godina (što je potkrijepljeno nekoliko činjenica), onda su prve galaksije nastale iz džinovskih akumulacija plina prije oko 12.500 miliona godina (Calder, 1983). Zvijezde ovih galaksija bile su mikroskopske nakupine visoko kompresovanog plina. Snažan gravitacijski pritisak u njihovim jezgrama pokrenuo je reakcije termonuklearne fuzije, pretvarajući vodonik u helijum uz emisiju energije nusproizvoda (Davies, 1994.). Kako su zvijezde starile, atomska masa elemenata unutar njih se povećavala. U stvari, svi elementi teži od vodonika su produkti zvijezda. U vrućoj peći zvjezdanog jezgra nastajali su sve teži elementi. Na taj način su se pojavili željezo i elementi sa nižom atomskom masom. Kada su prve zvijezde potrošile svoje gorivo, više se nisu mogle oduprijeti silama gravitacije. Zvijezde su se srušile, a zatim eksplodirale kao supernove. Tokom eksplozija supernove pojavili su se elementi sa atomskom masom većom od gvožđa. Heterogeni intrazvezdani gas koji su za sobom ostavile rane zvezde postao je građevinski materijal od kojeg su se mogli formirati novi solarni sistemi. Akumulacije ovog plina i prašine nastale su dijelom kao rezultat međusobnog privlačenja čestica. Ako je masa oblaka plina dostigla određenu kritičnu granicu, gravitacijski pritisak je pokrenuo proces nuklearne fuzije i iz ostataka stare zvijezde se rađao novi.
Dokazi za model Velikog praska dolaze iz raznih posmatranih podataka koji su u skladu sa modelom Velikog praska. Nijedan od ovih dokaza za Veliki prasak nije konačan kao naučna teorija. Mnoge od ovih činjenica su u skladu i sa Velikim praskom i sa nekim drugim kosmološkim modelima, ali ova zapažanja zajedno pokazuju da je model Velikog praska najbolji model Univerzuma danas. Ova zapažanja uključuju:
Crnilo noćnog neba - Olberov paradoks.
Hubbleov zakon - Zakon linearne zavisnosti udaljenosti od crvenog pomaka. Ovi podaci su danas veoma tačni.
Homogenost je jasan podatak koji pokazuje da naša lokacija u svemiru nije jedinstvena.
Svemirska izotropija je vrlo jasan podatak koji pokazuje da nebo izgleda isto u svim smjerovima do 1 dijela na 100.000.
Dilatacija vremena u krivuljama sjaja supernove.
Gore navedena zapažanja su u skladu i sa Velikim praskom i sa modelom stabilnog stanja, ali mnoga zapažanja podržavaju Veliki prasak bolje od modela stabilnog stanja:
Ovisnost broja radio izvora i kvazara o svjetlini. To pokazuje da je Univerzum evoluirao.
Postojanje kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja crnog tela. Ovo pokazuje da je Univerzum evoluirao iz gustog, izotermnog stanja.
Promijeni Trelikt. sa promjenom vrijednosti crvenog pomaka. Ovo je direktno posmatranje evolucije Univerzuma.
Sadržaj deuterijuma, 3He, 4He i 7Li. Obilje svih ovih svjetlosnih izotopa dobro odgovara predviđenim reakcijama koje se dešavaju u prve tri minute.
Konačno, anizotropija ugaonog intenziteta CMB od jednog dijela na milion je u skladu s modelom Velikog praska kojim dominira tamna materija i koji je prošao kroz fazu inflacije.
Precizna mjerenja koja je izvršio satelit COBE potvrdila su da kosmičko pozadinsko zračenje ispunjava Univerzum i da ima temperaturu od 2,7 stepeni Kelvina. Prema teoriji, Univerzum se širi i stoga je u prošlosti trebao biti gušći. Stoga bi temperatura zračenja u to vrijeme trebala biti viša. Sada je to neosporna činjenica.
Hronologija:
* Plankovo vrijeme: 10-43 sekunde. Kroz ovaj jaz vremena, gravitacija se može smatrati klasičnom pozadinom na kojoj se razvijaju čestice i polja, poštujući zakone kvantne mehanike. Područje prečnika oko 10-33 cm je homogeno i izotropno, temperatura T=1032K.
* Inflacija. U Lindeovom haotičnom modelu inflacije, inflacija počinje u Plankovo vrijeme, iako može početi kada temperatura padne do tačke u kojoj se simetrija Velike ujedinjene teorije (GUT) iznenada prekida. Ovo se dešava na temperaturama između 1027 i 1028K 10-35 sekundi nakon Velikog praska.
* Inflacija se završava. Vrijeme je 10-33 sekunde, temperatura je i dalje 1027 - 1028K jer se gustina energije vakuuma, koja ubrzava inflaciju, pretvara u toplinu. Na kraju inflacije, brzina širenja je tolika da je prividna starost Univerzuma samo 10-35 sekundi. Zahvaljujući inflaciji, homogeno područje iz Planckovog trenutka ima prečnik od najmanje 100 cm, tj. povećao se više od 1035 puta od Planckovog vremena. Međutim, kvantne fluktuacije tokom inflacije stvaraju regije nehomogenosti sa niskom amplitudom i slučajnom distribucijom, koje imaju istu energiju u svim rasponima.
* Bariogeneza: Mala razlika u brzini reakcije materije i antimaterije rezultira mješavinom koja sadrži oko 100.000.001 protona na svakih 100.000.000 antiprotona (i 100.000.000 fotona).
* Univerzum raste i hladi se do 0,0001 sekunde nakon Velikog praska i temperature od oko T=1013 K. Antiprotoni se anihiliraju sa protonima, ostavljajući samo materiju, ali sa veoma velikim brojem fotona za svaki preživjeli proton i neutron.
* Univerzum raste i hladi se do 1 sekunde nakon Velikog praska, temperatura T=1010 K. Slabe interakcije su zamrznute pri omjeru proton/neutron od oko 6. Homogena regija do ovog trenutka dostiže veličinu od 1019,5 cm.
* Univerzum raste i hladi se do 100 sekundi nakon Velikog praska. Temperatura 1 milijarda stepeni, 109 K. Elektroni i pozitroni se anihiliraju, formirajući još više fotona, dok se protoni i neutroni kombinuju i formiraju jezgra deuterijuma (teški vodonik). Većina jezgara deuterija se kombinuje i formira jezgra helijuma. Konačno, masa je oko 3/4 vodonika, 1/4 helijuma; omjer deuterijum/proton je 30 ppm. Za svaki proton ili neutron postoji oko 2 milijarde fotona.
* Mjesec dana nakon BW, procesi koji transformiraju polje zračenja u spektar zračenja potpuno crnog tijela oslabljuju sada zaostaju za širenjem Univerzuma, tako da spektar kosmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja zadržava informacije koje se odnose na ovo vrijeme; .
*Gustoća materije u poređenju sa gustinom zračenja 56.000 godina nakon Drugog svetskog rata. Temperatura 9000 K. Nehomogenosti tamne materije mogu početi da se skupljaju.
* Protoni i elektroni se kombinuju u neutralni vodonik. Univerzum postaje transparentan. Temperatura T=3000 K, vrijeme 380 000 godina nakon Drugog svjetskog rata. Obična materija sada može pasti na oblake tamne materije. CMB slobodno putuje od ovog vremena do danas, tako da anizotropija CMB-a daje sliku Univerzuma u to vrijeme.
* 100-200 miliona godina nakon BV formiraju se prve zvijezde, koje svojim zračenjem ponovo jonizuju Univerzum.
* Prve supernove eksplodiraju, ispunjavajući Univerzum ugljikom, azotom, kiseonikom, silicijumom, magnezijumom, gvožđem i tako dalje, sve do Urana.
* Kako se oblaci tamne materije, zvijezda i plina okupljaju u galaksije.
* Formiraju se jata galaksija.
* Prije 4,6 milijardi godina nastali su Sunce i Sunčev sistem.
* Danas: Vrijeme 13,7 milijardi godina nakon Velikog praska, temperatura T=2,725 K. Današnja homogena površina ima najmanje 1029 cm u prečniku, što je veće od vidljivog dijela Univerzuma.
Dogodio se Veliki prasak! Evo šta je, na primjer, o tome napisao akademik Ya.B. Zeldovich 1983.: „Teorija Velikog praska u ovom trenutku nema uočljivih nedostataka. Moglo bi se čak reći da je čvrsto utvrđeno i istinito kao što je istina da se Zemlja okreće oko Sunca. Obje teorije su zauzimale centralno mjesto u slici svemira svog vremena, a obje su imale mnogo protivnika koji su tvrdili da su nove ideje sadržane u njima apsurdne i suprotne zdravom razumu. Ali takvi govori ne mogu spriječiti uspjeh novih teorija.”
Podaci radioastronomije pokazuju da su u prošlosti udaljeni ekstragalaktički radio izvori emitovali više zračenja nego sada. Shodno tome, ovi radio izvori se razvijaju. Kada sada posmatramo moćan radio izvor, ne smemo zaboraviti da gledamo u njegovu daleku prošlost (na kraju krajeva, radio teleskopi danas primaju talase koji su emitovani pre više milijardi godina). Činjenica da radio galaksije i kvazari evoluiraju i da je vrijeme njihove evolucije srazmjerno vremenu postojanja Metagalaksije, također se općenito smatra u korist teorije Velikog praska.
Važna potvrda „vrućeg svemira“ proizilazi iz poređenja uočenog obilja hemijskih elemenata sa odnosom između količine helijuma i vodonika (oko 1/4 helijuma i oko 3/4 vodonika) koji su nastali tokom primordijalne termonuklearne fuzije.
Obilje svjetlosnih elemenata
Rani Univerzum je bio veoma vruć. Čak i ako su se protoni i neutroni spojili tokom sudara i formirali teža jezgra, njihov životni vijek je bio zanemariv, jer se sljedeći put kada su se sudarili s drugom teškom i brzom česticom, jezgro ponovo raspalo na elementarne komponente. Ispostavilo se da je od trenutka Velikog praska trebalo da prođe oko tri minuta pre nego što se Univerzum dovoljno ohladio da energija sudara donekle omekša i elementarne čestice počnu da formiraju stabilna jezgra. U istoriji ranog univerzuma, ovo je označilo otvaranje prozora mogućnosti za formiranje jezgara lakih elemenata. Sva jezgra nastala u prve tri minute neizbježno su se raspala; Nakon toga su se počela pojavljivati stabilna jezgra.
Međutim, ovo početno formiranje jezgara (tzv. nukleosinteza) u ranoj fazi širenja Univerzuma nije dugo trajalo. Ubrzo nakon prve tri minute, čestice su se toliko razletjele da su sudari među njima postali izuzetno rijetki, a to je označilo zatvaranje prozora nuklearne fuzije. Tokom ovog kratkog perioda primarne nukleosinteze, sudari protona i neutrona proizveli su deuterijum (teški izotop vodonika sa jednim protonom i jednim neutronom u jezgru), helijum-3 (dva protona i neutron), helijum-4 (dva protona i dva neutrona) i, u malim količinama, litijum-7 (tri protona i četiri neutrona). Svi teži elementi nastaju kasnije - tokom formiranja zvijezda (vidi Evolucija zvijezda).
Teorija Velikog praska nam omogućava da odredimo temperaturu ranog svemira i učestalost sudara čestica u njemu. Kao posljedicu, možemo izračunati omjer broja različitih jezgara lakih elemenata u primarnoj fazi razvoja Univerzuma. Upoređujući ova predviđanja sa stvarnim posmatranim omjerima svjetlosnih elemenata (prilagođenim za njihovu proizvodnju u zvijezdama), nalazimo impresivno slaganje između teorije i zapažanja. Po mom mišljenju, ovo je najbolja potvrda hipoteze o Velikom prasku.
Pored dva gore navedena dokaza (mikrovalna pozadina i omjer svjetlosnih elemenata), nedavni rad (vidi Inflatorna faza širenja Univerzuma) je pokazao da fuzija kosmologije Velikog praska i moderne teorije elementarnih čestica rješava mnoga kardinalna pitanja strukture Univerzuma. Naravno, problemi ostaju: ne možemo objasniti sam korijenski uzrok univerzuma; Takođe nam nije jasno da li su trenutni fizički zakoni bili na snazi u trenutku njegovog nastanka. Ali danas postoji više nego dovoljno uvjerljivih argumenata u korist teorije Velikog praska.
- Prevod
Šta se dogodilo prije Velikog praska? Period inflacije (ako je zaista postojala). Šta znamo o tome šta se dešavalo prije inflacije?
Naravno, postoji mnogo naučnih spekulacija o tome šta se desilo ranije. Ali ima ih mnogo, one su jedna drugoj u suprotnosti, a danas nemamo podataka koji bi nam pomogli da saznamo koji je od ovih argumenata istinit. Ne postoji čak ni vodeća teorija, čiju bi vjerovatnoću većina naučnika ocijenila kao najveću. Samo se ništa o tome ne zna. Može se čak ispostaviti da se proces inflacije nastavlja do danas, i da se nastavlja u većem dijelu Univerzuma, ponekad se zaustavljajući u malim dijelovima (velikim u odnosu na dio Univerzuma koji posmatramo, ali malim u poređenju sa Univerzumom kao cijeli).
A nakon inflacije došlo je do vrućeg Velikog praska. U prethodnom članku koji je razjašnjavao konfuziju oko Velikog praska, objašnjeno je da se Univerzum ne širi “u nešto” – ne postoji takva stvar kao što je “tamo van”. Sada pogledajmo izbliza sam Veliki prasak, koji zapravo nije bio "eksplozija" već proširenje svemira, uprkos onome što nebrojene knjige, video zapisi, članci i izjave često opisuju. Pogledajmo razlike između eksplozije nečega u svemiru i širenja samog prostora.
Rice. 1
Na sl. Slika 1 prikazuje situaciju prije i poslije eksplozije. U početku, u ovom primjeru, postoji određeni prostor sa sjemenom u sredini, čiju ulogu ima bomba, granata, zvijezda ili drugi oblik pohranjene energije. I prostor i sjeme postoje unaprijed. Onda se nešto dogodi i sjeme eksplodira. Sadržaj sjemena prolazi kroz neku transformaciju - na primjer, dolazi do kemijske ili nuklearne reakcije - oslobađajući energiju. To stvara ogromnu temperaturu i pritisak unutar sjemena. Sile povezane sa komprimovanom temperaturom i pritiskom uzrokuju da se unutrašnjost sjemena širi prema van u obliku vruće lopte materije. Energija izbija iz njega velikom brzinom, s temperaturom u početku jednakom onoj u unutrašnjosti sjemena, a zatim tlak i temperatura postepeno opadaju kako se unutrašnjost sjemena širi prema van u već postojeći prostor oko njega u na kojoj se prvobitno nalazio.
Imajte na umu da je eksploziju izazvala reakcija koja je stvorila ekstremno visok pritisak i temperaturu unutar malog područja. Neravnoteža između ogromnog pritiska i temperature unutar sjemena i niskog tlaka i temperature izvana uzrokuje da sjeme eksplodira prema van. A sve što je bilo unutra velikom brzinom se udaljava od prvobitne lokacije. Brzina kojom se udaljavaju od početne tačke ne može premašiti brzinu svjetlosti, tako da postoje ograničenja koliko brzo se mogu udaljavati jedno od drugog.
Na sl. Slika 2 prikazuje proces (koji se u principu mogao odvijati i prije trenutka prikazanog lijevo) širenja prostora. Između slike s lijeve strane i slike na desnoj strani, prostor se udvostručio, što se može vidjeti po linijama mreže. Sve što je unutar prostora i što ga drže zajedno moćne sile - stolice, stolovi, mačke i ljudi - ne širi se. Širi se samo prostor u kojem svi oni borave. Ukratko, ima više prostora, pa ima više prostora za objekte u njemu.
U ovom slučaju, objekti se u suštini ne pomiču! Ne guraju ih ni pritisak ni temperatura, niko ih ne udara nogama. Samo što prostor između njih i oko njih raste, pojavljuje se niotkuda i čini udaljenost između njih većom nego prije. I ovo povećanje je ujednačeno (za jednoliku ekspanziju). Na desnoj slici, udaljenost između mačke i stola se udvostručila, kao i udaljenost između mačke i stolice. Ovo se dešava kada se Univerzum udvostruči.
Rice. 2
Takva promjena prostora moguća je prema Ajnštajnovoj teoriji gravitacije, ali ne i prema starijoj Newtonovoj teoriji. Za Ajnštajna, prostor nije samo mesto gde se sve dešava; to je stvar za sebe, sposobna da raste, smanjuje se, deformiše, osciluje i menja oblik. (Tačnije, prostor i vrijeme sve to rade zajedno). Mreškanje u prostor-vremenu naziva se gravitacionim talasima.
Budući da se prostor širi, a objekti se ne kreću, teorija relativnosti ne nameće ograničenja na brzinu kojom raste udaljenost između objekata, odnosno na brzinu kojom se između njih pojavljuje novi prostor. Udaljenost između dva objekta može se povećati brže od brzine svjetlosti. Ne postoji kontradikcija sa teorijom relativnosti.
Ljudi često govore, nepreciznim i općim frazama, stvari poput “teorije relativnosti kaže da ništa ne može putovati brže od svjetlosti”. Ali riječi "ništa" i "pokret" imaju više značenja, a nauka nam govori da korištenje nepreciznih riječi može dovesti do problema. Ajnštajnove reči, ako ih pročitate, takođe su često dvosmislene i lako ih je pogrešno razumeti, iako se trudio da bude precizan. Ali Ajnštajnove jednačine nisu dvosmislene. Tačna tvrdnja teorije relativnosti je da ako dva objekta prođu jedan pored drugog na istom mjestu u prostoru, a posmatrač se kreće zajedno s jednim od njih, tada će brzina drugog objekta sa stanovišta tog posmatrača ne bude veća od brzine svetlosti. Ali to nije u suprotnosti sa onim što tvrdim: da udaljenost između dva objekta koja se nalaze na različitim mjestima može rasti brže. A to će se dogoditi u univerzumu koji se ravnomjerno širi ako su dva objekta dovoljno udaljena jedan od drugog.
Također imajte na umu da širenje svemira, za razliku od eksplozije, nije uzrokovano temperaturom ili pritiskom. Posebno sam nacrtao normalne objekte, stolove i stolice, tako da možete vidjeti da u poređenju sa eksplozijom koja bi oštetila ili uništila normalne objekte, proširenje ih ostavlja netaknutim, samo se udaljavaju jedan od drugog. Ekspanzija se može desiti u veoma vrućem univerzumu - a to se dogodilo u ranoj istoriji našeg univerzuma, tokom vrućeg Velikog praska. Ali do ekspanzije može doći i u veoma hladnom svemiru. Postoji sumnja da se to desilo iu periodu kosmičke inflacije. I, naravno, naš Univerzum danas je prilično hladan, ali ne samo da se širi, već se širi ubrzano.
Era vrućeg Velikog praska, u čijoj završnoj fazi živimo, počela je u nekom trenutku kao velika oblast prostora ispunjena vrućom, gustom supom čestica, koja se prvo vrlo brzo širila i hladila, a zatim činio to sve sporije i sporije, sve do trenutka koji se dogodio prije nekoliko milijardi godina. Nije počelo kao tačkasti objekat koji eksplodira u praznom prostoru. Pogledat ćemo kako je vrući Veliki prasak mogao početi nakon inflacije u budućim člancima.
Teorija Velikog praska postala je skoro jednako široko prihvaćen kosmološki model kao i Zemljina rotacija oko Sunca. Prema teoriji, prije oko 14 milijardi godina, spontane vibracije u apsolutnoj praznini dovele su do nastanka Univerzuma. Nešto uporedivo po veličini sa subatomskom česticom proširilo se do nezamislivih veličina u djeliću sekunde. Ali postoji mnogo problema u ovoj teoriji sa kojima se fizičari bore, postavljajući sve više i više novih hipoteza.
Šta nije u redu sa teorijom Velikog praska
Iz teorije slijedi da su sve planete i zvijezde nastale od prašine rasute po svemiru kao rezultat eksplozije. Ali šta je tome prethodilo, nejasno je: ovde naš matematički model prostor-vremena prestaje da funkcioniše. Univerzum je nastao iz početnog singularnog stanja, na koje se moderna fizika ne može primijeniti. Teorija takođe ne razmatra uzroke singularnosti ili materiju i energiju za njen nastanak. Vjeruje se da će odgovor na pitanje postojanja i porijekla početne singularnosti dati teorija kvantne gravitacije.
Većina kosmoloških modela predviđa da je kompletan Univerzum mnogo veći od vidljivog dijela – sfernog područja prečnika od približno 90 milijardi svjetlosnih godina. Vidimo samo onaj dio Univerzuma iz kojeg je svjetlost uspjela doprijeti do Zemlje za 13,8 milijardi godina. Ali teleskopi postaju sve bolji, otkrivamo sve udaljenije objekte i nema razloga vjerovati da će se taj proces zaustaviti.
Od Velikog praska, Univerzum se širi ubrzano. Najteža misterija moderne fizike je pitanje šta uzrokuje ubrzanje. Prema radnoj hipotezi, Univerzum sadrži nevidljivu komponentu koja se zove "tamna energija". Teorija Velikog praska ne objašnjava da li će se Univerzum beskonačno širiti, i ako hoće, čemu će to dovesti - njegovom nestanku ili nečemu drugom.
Iako je Njutnovsku mehaniku zamenila relativistička fizika, ne može se nazvati pogrešnim. Međutim, percepcija svijeta i modeli za opisivanje Univerzuma potpuno su se promijenili. Teorija Velikog praska predvidjela je niz stvari koje ranije nisu bile poznate. Dakle, ako neka druga teorija dođe da je zamijeni, ona bi trebala biti slična i proširiti razumijevanje svijeta.
Fokusiraćemo se na najzanimljivije teorije koje opisuju alternativne modele Velikog praska.
Univerzum je poput fatamorgane crne rupe
Univerzum je nastao zbog kolapsa zvijezde u četverodimenzionalnom Univerzumu, tvrde naučnici sa Instituta za teorijsku fiziku Perimeter. Rezultate njihove studije objavio je Scientific American. Niayesh Afshordi, Robert Mann i Razi Pourhasan kažu da je naš trodimenzionalni Univerzum postao svojevrsna "holografska fatamorgana" kada se četverodimenzionalna zvijezda srušila. Za razliku od teorije Velikog praska, koja tvrdi da je svemir nastao iz izuzetno vrućeg i gustog prostor-vremena gdje se ne primjenjuju standardni zakoni fizike, nova hipoteza o četverodimenzionalnom svemiru objašnjava kako porijeklo tako i njegovo brzo širenje.
Prema scenariju koji su formulirali Afshordi i njegove kolege, naš trodimenzionalni univerzum je neka vrsta membrane koja lebdi kroz još veći svemir koji već postoji u četiri dimenzije. Kada bi ovaj četverodimenzionalni prostor imao svoje četverodimenzionalne zvijezde, i one bi eksplodirale, baš kao i one trodimenzionalne u našem Univerzumu. Unutrašnji sloj bi postao crna rupa, a spoljašnji bi bio bačen u svemir.
U našem svemiru, crne rupe su okružene sferom koja se zove horizont događaja. A ako je u trodimenzionalnom prostoru ova granica dvodimenzionalna (kao membrana), tada će u četvorodimenzionalnom univerzumu horizont događaja biti ograničen na sferu koja postoji u tri dimenzije. Kompjuterske simulacije kolapsa četverodimenzionalne zvijezde pokazale su da će se njen trodimenzionalni horizont događaja postepeno širiti. To je upravo ono što mi opažamo, nazivajući rast 3D membrane širenjem svemira, smatraju astrofizičari.
Big Freeze
Alternativa Velikom prasku je Veliko zamrzavanje. Tim fizičara sa Univerziteta Melbourne, predvođen Jamesom Kvatchom, predstavio je model rađanja Univerzuma koji više podsjeća na postepeni proces zamrzavanja amorfne energije nego na njeno oslobađanje i širenje u tri smjera svemira.
Bezoblična energija se, prema naučnicima, poput vode, ohladila do kristalizacije, stvarajući uobičajene tri prostorne i jednu vremensku dimenziju.
Teorija velikog zamrzavanja dovodi u pitanje trenutno prihvaćenu tvrdnju Alberta Ajnštajna da su prostor i vreme kontinuirani i fluidni. Moguće je da prostor ima komponente - nedjeljive građevne blokove poput sićušnih atoma ili piksela u kompjuterskoj grafici. Ovi blokovi su toliko mali da se ne mogu uočiti, međutim, prema novoj teoriji, moguće je otkriti defekte koji bi trebali prelamati tok drugih čestica. Naučnici su izračunali takve efekte pomoću matematike, a sada će pokušati da ih otkriju eksperimentalno.
Univerzum bez početka i kraja
Ahmed Farag Ali sa Univerziteta Benha u Egiptu i Saurya Das sa Univerziteta Lethbridge u Kanadi predložili su novo rješenje za problem singularnosti napuštanjem Velikog praska. Uveli su ideje poznatog fizičara Davida Bohma u Friedmannu jednačinu koja opisuje širenje Univerzuma i Veliki prasak. „Neverovatno je da mala prilagođavanja potencijalno mogu da reše toliko mnogo problema“, kaže Das.
Rezultirajući model kombinirao je opću relativnost i kvantnu teoriju. Ne samo da poriče singularitet koji je prethodio Velikom prasku, već i ne priznaje da će se Univerzum na kraju ponovo urušiti u prvobitno stanje. Prema dobijenim podacima, Univerzum ima konačnu veličinu i beskonačan životni vijek. U fizičkom smislu, model opisuje Univerzum ispunjen hipotetičkim kvantnim fluidom, koji se sastoji od gravitona - čestica koje pružaju gravitacionu interakciju.
Naučnici takođe tvrde da su njihovi nalazi u skladu sa nedavnim merenjima gustine Univerzuma.
Beskrajna haotična inflacija
Termin "inflacija" se odnosi na brzo širenje Univerzuma, koje se eksponencijalno dešavalo u prvim trenucima nakon Velikog praska. Sama teorija inflacije ne opovrgava teoriju Velikog praska, već je samo drugačije tumači. Ova teorija rješava nekoliko fundamentalnih problema u fizici.
Prema inflatornom modelu, nedugo nakon svog rođenja, Univerzum se eksponencijalno proširio za vrlo kratko vrijeme: njegova veličina se višestruko udvostručila. Naučnici vjeruju da se za 10 do -36 sekundi Univerzum povećao u veličini za najmanje 10 do 30 do 50 puta, a moguće i više. Na kraju inflatorne faze, Univerzum je bio ispunjen supervrućom plazmom slobodnih kvarkova, gluona, leptona i visokoenergetskih kvanta.
Koncept implicirašta postoji u svetu mnogo univerzuma izolovanih jedan od drugog sa drugačijim uređajem
Fizičari su došli do zaključka da logika inflatornog modela nije u suprotnosti s idejom o stalnom višestrukom rađanju novih svemira. Kvantne fluktuacije - iste kao one koje su stvorile naš svijet - mogu se pojaviti u bilo kojoj količini ako su za njih pravi uslovi. Sasvim je moguće da je naš univerzum izašao iz zone fluktuacije koja je nastala u prethodnom svijetu. Također se može pretpostaviti da će se jednog dana i negdje u našem Univerzumu formirati fluktuacija koja će „ispuhati“ mladi Univerzum sasvim druge vrste. Prema ovom modelu, ćerki univerzumi mogu kontinuirano da pupolje. Štaviše, uopšte nije neophodno da se isti fizički zakoni uspostavljaju u novim svetovima. Koncept implicira da u svijetu postoji mnogo svemira izolovanih jedan od drugog sa različitim strukturama.
Ciklična teorija
Paul Steinhardt, jedan od fizičara koji je postavio temelje inflatorne kosmologije, odlučio je da dalje razvija ovu teoriju. Naučnik, koji vodi Centar za teorijsku fiziku na Princetonu, zajedno sa Neilom Turokom iz Instituta za teorijsku fiziku Perimeter, iznio je alternativnu teoriju u knjizi Endless Universe: Beyond the Big Bang ("Beskonačni univerzum: iza velikog praska"). Njihov model je zasnovan na generalizaciji kvantne teorije superstruna poznate kao M-teorija. Prema njemu, fizički svijet ima 11 dimenzija - deset prostornih i jednu vremensku. U njemu „lebde“ prostori nižih dimenzija, takozvane brane. (skraćenica za "membrana"). Naš Univerzum je jednostavno jedna od ovih brana.
Model Steinhardt i Turok navodi da se Veliki prasak dogodio kao rezultat sudara naše brane sa drugom branom - nepoznatim svemirom. U ovom scenariju, sudari se dešavaju beskonačno. Prema hipotezi Steinhardta i Turoka, još jedna trodimenzionalna brana "pluta" pored naše brane, odvojena malom udaljenosti. Također se širi, spljošti i prazni, ali nakon triliona godina brane će početi da se približavaju jedna drugoj i na kraju se sudaraju. Ovo će osloboditi ogromnu količinu energije, čestica i zračenja. Ova kataklizma će pokrenuti još jedan ciklus širenja i hlađenja Univerzuma. Iz modela Steinhardta i Turoka proizlazi da su ovi ciklusi postojali u prošlosti i da će se sigurno ponoviti u budućnosti. Teorija šuti o tome kako su ti ciklusi počeli.
Univerzum
kao kompjuter
Druga hipoteza o strukturi svemira kaže da cijeli naš svijet nije ništa drugo do matrica ili kompjuterski program. Ideju da je Univerzum digitalni kompjuter prvi je iznio njemački inženjer i kompjuterski pionir Konrad Zuse u svojoj knjizi Izračunavanje prostora (“Računarski prostor”). Među onima koji su svemir takođe smatrali ogromnim kompjuterom su fizičari Stephen Wolfram i Gerard 't Hooft.
Teoretičari digitalne fizike predlažu da je svemir u suštini informacija, te da je stoga izračunljiv. Iz ovih pretpostavki proizilazi da se Univerzum može smatrati rezultatom kompjuterskog programa ili digitalnog računarskog uređaja. Ovaj računar bi mogao biti, na primjer, džinovski ćelijski automat ili univerzalna Turingova mašina.
Indirektni dokazi virtuelna priroda univerzuma nazvan principom nesigurnosti u kvantnoj mehanici
Prema teoriji, svaki predmet i događaj u fizičkom svijetu nastaje postavljanjem pitanja i bilježenjem odgovora sa „da“ ili „ne“. Odnosno, iza svega što nas okružuje, stoji određeni kod, sličan binarnom kodu kompjuterskog programa. A mi smo neka vrsta interfejsa preko kojeg se pojavljuje pristup podacima „univerzalnog interneta“. Indirektni dokaz virtuelne prirode Univerzuma naziva se princip nesigurnosti u kvantnoj mehanici: čestice materije mogu postojati u nestabilnom obliku i „fiksirane“ su u određenom stanju samo kada se posmatraju.
Digitalni fizičar John Archibald Wheeler napisao je: „Ne bi bilo nerazumno zamisliti da se informacije nalaze u jezgru fizike kao u jezgru kompjutera. Sve je iz bita. Drugim riječima, sve što postoji - svaka čestica, svako polje sile, čak i sam prostorno-vremenski kontinuum - prima svoju funkciju, svoje značenje i, konačno, samo svoje postojanje."
Čak ni savremeni naučnici ne mogu sa sigurnošću reći šta je bilo u svemiru pre Velikog praska. Postoji nekoliko hipoteza koje podižu veo tajne nad jednim od najsloženijih pitanja svemira.
Poreklo materijalnog sveta
Sve do 20. vijeka postojala su samo dva pristaša religijskog gledišta, koji su vjerovali da je svijet stvorio Bog. Naučnici su, naprotiv, odbijali da priznaju prirodu svemira koju je stvorio čovjek. Fizičari i astronomi bili su pristalice ideje da je svemir oduvijek postojao, svijet je bio statičan i da će sve ostati isto kao prije milijardi godina.
Međutim, ubrzani naučni napredak na prijelazu stoljeća doveo je do činjenice da su istraživači imali prilike proučavati vanzemaljske prostore. Neki od njih su prvi pokušali odgovoriti na pitanje šta je bilo u svemiru prije Velikog praska.
Hubble Research
20. vek je uništio mnoge teorije prošlih epoha. U ispražnjenom prostoru pojavile su se nove hipoteze koje su objašnjavale dotad neshvatljive misterije. Sve je počelo činjenicom da su naučnici utvrdili činjenicu širenja Univerzuma. Ovo je uradio Edvin Habl. Otkrio je da se udaljene galaksije razlikuju po svojoj svjetlosti od onih kosmičkih jata koja su bila bliža Zemlji. Otkriće ovog uzorka činilo je osnovu Edwin Hubbleovog zakona ekspanzije.
Veliki prasak i porijeklo Univerzuma su proučavani kada je postalo jasno da sve galaksije "bježe" od posmatrača, bez obzira gdje se on nalazio. Kako bi se ovo moglo objasniti? Pošto se galaksije kreću, to znači da ih neka vrsta energije gura naprijed. Osim toga, fizičari su izračunali da su se svi svjetovi nekada nalazili u jednoj tački. Zbog nekog guranja počeli su se kretati u svim smjerovima nezamislivom brzinom.
Ovaj fenomen je nazvan "Veliki prasak". A porijeklo Univerzuma je objašnjeno upravo uz pomoć teorije ovog drevnog događaja. kada se to dogodilo? Fizičari su odredili brzinu kretanja galaksija i izveli formulu koju su koristili za izračunavanje kada je došlo do početnog "guranja". Niko ne može dati tačne brojke, ali otprilike se ovaj fenomen dogodio prije oko 15 milijardi godina.
Pojava teorije Velikog praska
Činjenica da su sve galaksije izvori svjetlosti znači da je Veliki prasak oslobodio ogromnu količinu energije. Ona je bila ta koja je rodila samu svetlost koju svetovi gube dok se udaljavaju od epicentra onoga što se dogodilo. Teoriju Velikog praska prvi su dokazali američki astronomi Robert Wilson i Arno Penzias. Otkrili su elektromagnetno kosmičko mikrotalasno pozadinsko zračenje, čija je temperatura bila tri stepena Kelvinove skale (odnosno -270 Celzijusa). Ovo otkriće podržava ideju da je Univerzum u početku bio izuzetno vruć.
Teorija Velikog praska je odgovorila na mnoga pitanja formulisana u 19. veku. Međutim, sada su se pojavile nove. Na primjer, šta je bilo u svemiru prije Velikog praska? Zašto je tako homogena, dok bi se uz tako ogromno oslobađanje energije supstanca trebala neravnomjerno raspršiti u svim smjerovima? Otkrića Vilsona i Arnoa dovode u sumnju klasičnu euklidsku geometriju, jer je dokazano da prostor nema zakrivljenost.
Inflatorna teorija
Nova postavljena pitanja pokazala su da je moderna teorija o nastanku svijeta fragmentarna i nepotpuna. Međutim, dugo se činilo da je nemoguće napredovati dalje od onoga što je otkriveno 60-ih godina. I tek nedavno istraživanje naučnika omogućilo je da se formuliše novi važan princip za teorijsku fiziku. Ovo je bio fenomen ultrabrze inflatorne ekspanzije Univerzuma. Proučavana je i opisana korištenjem kvantne teorije polja i Ajnštajnove opšte teorije relativnosti.
Dakle, šta je bilo u svemiru prije Velikog praska? Moderna nauka ovaj period naziva „inflacijom“. U početku je postojalo samo polje koje je ispunjavalo sav imaginarni prostor. Može se uporediti sa snježnom grudom bačenom niz padinu snježne planine. Grudva će se otkotrljati i povećati u veličini. Na isti način, polje je, usled slučajnih fluktuacija, promenilo svoju strukturu tokom nezamislivog vremena.
Kada je nastala homogena konfiguracija, došlo je do reakcije. Sadrži najveće misterije Univerzuma. Šta se dogodilo prije Velikog praska? Inflatorno polje koje uopšte nije ličilo na aktuelnu materiju. Nakon reakcije, počeo je rast Univerzuma. Ako nastavimo analogiju sa snježnom grudom, onda su se nakon prve snježne grudve kotrljale, također povećavajući veličinu. Trenutak Velikog praska u ovom sistemu može se uporediti sa drugim kada je ogroman blok pao u provaliju i konačno se sudario sa zemljom. U tom trenutku se oslobodila kolosalna količina energije. Još uvek ne može da istekne. Zbog nastavka reakcije na eksploziju naš Univerzum danas raste.
Materija i polje
Univerzum se sada sastoji od nezamislivog broja zvijezda i drugih kosmičkih tijela. Ovaj agregat materije odiše ogromnom energijom, što je u suprotnosti sa fizičkim zakonom održanja energije. šta piše? Suština ovog principa se svodi na činjenicu da tokom beskonačnog vremenskog perioda količina energije u sistemu ostaje nepromenjena. Ali kako se to može uklopiti u naš Univerzum, koji se i dalje širi?
Inflatorna teorija je bila u stanju da odgovori na ovo pitanje. Izuzetno je rijetko da se takve misterije Univerzuma riješe. Šta se dogodilo prije Velikog praska? Inflatorno polje. Nakon nastanka svijeta, nama poznata materija zauzela je svoje mjesto. Međutim, pored nje, postoji i nešto u Univerzumu što ima negativnu energiju. Svojstva ova dva entiteta su suprotna. Ovo kompenzira energiju koja dolazi od čestica, zvijezda, planeta i druge materije. Ovaj odnos takođe objašnjava zašto se Univerzum još nije pretvorio u crnu rupu.
Kada se Veliki prasak prvi put dogodio, svijet je bio suviše mali da bi se bilo šta srušilo. Sada, kada se svemir proširio, u pojedinim njegovim dijelovima pojavile su se lokalne crne rupe. Njihovo gravitaciono polje apsorbuje sve oko sebe. Čak ni svjetlost ne može izaći iz njega. To je zapravo razlog zašto takve rupe postaju crne.
Proširenje univerzuma
Čak i uprkos teorijskoj opravdanosti teorije inflacije, još uvijek je nejasno kako je svemir izgledao prije Velikog praska. Ljudska mašta ne može zamisliti ovu sliku. Činjenica je da je polje inflacije nematerijalno. To se ne može objasniti uobičajenim zakonima fizike.
Kada se dogodio Veliki prasak, polje inflacije je počelo da se širi brzinom koja je premašila brzinu svetlosti. Prema fizičkim pokazateljima, ne postoji ništa materijalno u Univerzumu koje bi se moglo kretati brže od ovog indikatora. Svetlost se širi postojećim svetom sa neverovatnim brojkama. Inflatorno polje se širilo još većom brzinom, upravo zbog svoje nematerijalne prirode.
Trenutno stanje Univerzuma
Sadašnji period u evoluciji Univerzuma idealno je pogodan za postojanje života. Naučnicima je teško odrediti koliko će trajati ovaj vremenski period. Ali ako je neko poduzeo takve proračune, rezultirajuće brojke nisu bile manje od stotina milijardi godina. Za jedan ljudski život, takav je segment toliko velik da se čak i u matematičkom proračunu mora zapisati pomoću stepena. Sadašnjost je proučavana mnogo bolje od praistorije Univerzuma. Ono što se dogodilo prije Velikog praska, u svakom slučaju, ostat će samo predmet teorijskih istraživanja i hrabrih proračuna.
U materijalnom svijetu čak i vrijeme ostaje relativna vrijednost. Na primjer, kvazari (vrsta astronomskog objekta), koji postoje na udaljenosti od 14 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje, su 14 milijardi svjetlosnih godina iza našeg uobičajenog "sada". Ovaj vremenski jaz je ogroman. Teško je to čak i matematički definirati, a da ne spominjemo činjenicu da je jednostavno nemoguće tako nešto jasno zamisliti uz pomoć ljudske mašte (čak i one najvatrenije).
Moderna nauka može sebi teoretski objasniti cijeli život našeg materijalnog svijeta, počevši od prvih djelića sekunde njegovog postojanja, kada se upravo dogodio Veliki prasak. Kompletna historija Univerzuma se još uvijek ažurira. Astronomi otkrivaju nevjerovatne nove činjenice uz pomoć modernizirane i poboljšane istraživačke opreme (teleskopa, laboratorija, itd.).
Međutim, postoje i fenomeni koji još uvijek nisu shvaćeni. Takva bijela mrlja, na primjer, je njena tamna energija. Suština ove skrivene mase nastavlja da uzbuđuje svijest najobrazovanijih i najnaprednijih fizičara našeg vremena. Osim toga, nije se pojavilo jedinstveno gledište o razlozima zašto u svemiru još uvijek ima više čestica nego antičestica. Formulisano je nekoliko fundamentalnih teorija o ovom pitanju. Neki od ovih modela su najpopularniji, ali nijedan od njih još nije prihvaćen od strane međunarodne naučne zajednice kao
Na skali univerzalnog znanja i kolosalnih otkrića 20. vijeka, ove praznine izgledaju sasvim beznačajne. Ali historija nauke sa zavidnom pravilnošću pokazuje da objašnjenje takvih „malih“ činjenica i pojava postaje osnova za cjelokupno ljudsko razumijevanje discipline u cjelini (u ovom slučaju govorimo o astronomiji). Stoga će buduće generacije naučnika sigurno imati šta da rade i šta da otkriju u oblasti poznavanja prirode Univerzuma.