10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

Посмотрим, что было до Большого взрыва, мгновение после, и какие значимые этапы своего развития прошла Вселенная, перед тем как оказаться на ваших рабочих столах (давние пользователи macOS поймут)

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

Общепринятая история зарождения Вселенной и ее последующего развития широко распространена в виде известной модели Большого взрыва, которая описывает начало всего ныне существующего как невероятно горячую и плотную точку более 13,7 миллиардов лет назад. В этой статье предлагаю посмотреть, как же такая необъятная структура как Вселенная смогла пройти путь от размеров в пару миллиметров до того, чем она является сегодня, разбив самые важные события в ее жизни на 10 не сложных этапов.

Этап 1: с чего все начиналось

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

Предполагаемая история развития Вселенной от взрыва до сегодняшних дней | sciencedebate2008

Скорее всего, Большой взрыв не был привычным нам взрывом в космосе, как мы это можем себе представить, исходя из названия самой теории. Если верить словам исследователей, это было некое мгновенное появление космического пространства во Вселенной. Согласно общепринятой модели, все началось именно с очень плотной и горячей точки где-то в безграничном пространстве.

Для изучения ранних годов жизни нашей Вселенной, космологи, ученые, изучающие свойства и эволюцию Вселенной, в основном используют метод наблюдения космического микроволнового фона — остаточного тепла, которое появилось как раз таки в первые года после Большого взрыва. Так, в 2001 году NASA запустило миссию Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), в задачи которых входило изучение условий существования раннего космоса путем измерения этого фона, что позволило довольно точно определить возраст нашей Вселенной — около 13,7 миллиарда лет.

Этап 2: первый рост Вселенной

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени


Предполагается, что во время Большого взрыва на всем остальном космическом пространстве не было ни единого космического тела. Только темнота

Когда Вселенная была еще очень молода (что-то около невероятно крошечной миллиардной триллионной доли секунды), она испытала крайне резкое расширение. Она не просто росла, а именно «растягивалась» в геометрической прогрессии, удваиваясь по меньшей мере 90 раз только лишь в первые секунды жизни.

Интересно, что во время такого расширения Вселенная не только очевидно теряла в плотности, но и довольно быстро охлаждалась. Известная нам материя сформировалась именно в этот момент резкого роста, который довольно большими темпами идет до сих пор, однако заметно медленнее, чем в самом начале становления.

Этап 3: слишком горяча, чтобы сиять

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

WMAP представил довольно детализированную картинку молодой вселенной, где красные участки обозначают горячие зоны, а синие — холодные

Важно отметить крайне занимательный факт: легкие химические элементы были созданы буквально в течениЕ первых трех минут. Да-да, не миллионов лет, не даже дней, а именно минут. С течением времени Вселенная расширялась и, как мы уже выяснили, заметно охлаждалась, из-за чего протоны и нейтроны сталкивались, образуя дейтерий, изотоп водорода, большая часть которого в последствии объединилась в гелий.

В этот момент можно переходить во временные промежутки немного большие, нежели минуты. Так, в течении 380 тысяч лет после Большого взрыва Вселенная до сих пор была настолько горяча, что в ней не мог нормально двигаться и излучаться даже свет. Это происходило из-за того, что атомы сталкивались друг с другом настолько сильно, что они разбивались на плотную непрозрачную плазму протонов, нейтронов и электронов. Этот процесс рассеивал свет по Вселенной, словно туман.

Этап 4: да будет свет! 

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

На изображении вы можете увидеть плазму, свечение которой обусловлено рекомбинацией электронов

И вот, спустя 380 тысяч лет после своего рождения, Вселенная и вся ее материя достаточно остыли, чтобы электроны наконец соединились с ядрами и образовали нейтральные атомы. Такой процесс в физике называется «рекомбинацией электронов». Именно благодаря ему вселенная стала прозрачной.

К слову, огромное количество света, высвобожденного в момент перехода Вселенной в состояние прозрачной, позволило обнаруживать его и по сей день в виде того самого космического микроволнового фона. Главная проблема, что ни звезды, ни другие планеты на тот момент еще не успели сформироваться, поэтому в космосе началось время полной тьмы.

Этап 5: выход Вселенной из космических темных веков

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени


Так видят зарождение новых галактик художники

400 миллионов лет понадобилось Вселенной, чтобы выйти из этой эры абсолютной тьмы. Новая фаза становления космоса называется эпохой реионизации, которая продлится чуть более пятисот миллионов лет.

Этот период ознаменовался образованием самых первых звезд, галактик, квазаров и скоплений, которыми мы восхищаемся на обоях своих рабочих столов. Во время рождения первых космических тел испускалось огромное количество ультрафиолетового света, что позволило Вселенной очиститься от большей части окружающего нейтрального газообразного водорода, а это привело к прозрачности пространства космоса для ультрафиолетового света.

Этап 6: период активного рождения звезд

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

Рождение и смерть звезды — это, пожалуй, одно из самых красивых явлений во Вселенной | scince.org

Вселенная перешла в новый этап своей жизни — эра вещества. Она началась через 800 миллионов лет после Большого взрыва и продолжается по сей день. Это время рождения новых и новых космических тел, заполняющих космическое пространство своим свечением.

Астрономы со всего мира стараются отыскать в бесконечно большой, для человека, Вселенной самые отдаленные и самые древние галактики, чтобы уже по ним сделать выводы об истории возникновения и последующей жизни космоса. Так, Ричард Эллис (Richard Ellis) в 2007 году на 10-метровом телескопе Keck II обнаружил целых шесть звездных скоплений, которые, по расчетам, образовались 13,2 миллиарда лет назад. Получается, они возникли в момент, когда Вселенной было всего-навсего 500 миллионов лет.

Этап 7: рождение нашего дома

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

99% массы всей Солнечной системы приходится именно на Солнце

И вот, спустя 9 миллиардов лет после Большого взрыва, рождается Солнечная система. По некоторым данным, ее возраст насчитывает около 4,6 миллиарда лет. Завораживающим фактом является то, что наше Солнце — это лишь одна из более чем 100 миллиардов звезд. И это только в нашей галактике — Млечный Путь.

Кстати, многие ученые сходятся во мнении, что Солнце, как и остальная часть нашей Солнечной системы, образовались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как солнечная туманность. Под действием гравитации эта туманность начала ускоряться в своем вращении и сплющиваться в почти плоский диск. Такой процесс позволил сместить довольно большую часть материи к центру, тем самым сформировав Солнце.

Этап 8: то, чего мы раньше не замечали

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

Считается, что темная материя составляет около 80% массы всей Вселенной

В 1960-х годах астрономы начали строить теории, что масса Вселенной куда больше, чем масса всех небесных тел. Американский астроном Вера Рубин (Vera Rubin) изучала скорость звезд в различных местах галактики. Изначальная теория, основанная на законах Ньютоновской физики, заключалась в том, что звезды на окраинах галактик, в которые они входят, вращаются куда медленнее звезд, находящихся в центре. Однако, Рубин смогла доказать, что разницы в их скоростях на самом деле нет.

Загадочная и невидимая масса, способствующая «балансу масс», сейчас известна как темная материя. Ее особенность заключается в особом влиянии на обычную материю. Так, одна из гипотез гласит, что это таинственное вещество может быть образовано некими необычными частицами, которые никак не взаимодействуют со светом или обычным веществом, что делает его крайне трудным для обнаружения. К сожалению, по сей день эта таинственная субстанция остается незамеченной и продолжает тревожить умы многих ученых по всему миру.

Этап 9: вселенная расширяется, но не так, как предполагалось

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

Иллюстрация земли, окутанная нитями темной материи, часто называемыми «волосами» | space.mit

В 1920-х годах известный американский астроном Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) сделал потрясающее открытие. Так, с помощью новейшего, на то время, телескопа в обсерватории Маунт-Вилсон в Лос-Анджелесе, Хаббл обратил внимание на то, что Вселенная расширяется. Этот вывод поразил все научное сообщество и довольно быстро обосновался в умах всех интересующихся людей.

И вот, в 1998 году космический телескоп «Хаббл», названный в честь Эдвина, делает новое поистине важное открытие, которое не дает спать ученым и по сей день. Изучая очень далекие сверхновые, ученые пришли к выводу, что раньше Вселенная расширялась медленнее, чем сегодня. Это наблюдение было крайне неожиданным, ведь долгое время считалось, что гравитация материи способствует только замедлению расширения Вселенной, а то и заставляет ее сжиматься. По некоторым теориям, это происходит как раз таки из-за темной материи, которая «разрывает» космос на части в разные стороны, да еще и с увеличивающейся скоростью.

Этап 10: мы все еще знаем слишком мало

10 этапов формирования Вселенной: от Большого взрыва до нашего времени

На картинке вы можете видеть передовой телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в прошлом году

Бесспорно, за время изучения космоса было сделано множество фундаментальных и крайне интересных открытий, которые помогли нам лучше понять процесс возникновения и последующей эволюции Вселенной, однако остаются нерешенными еще огромное количество вопросов, на которые предстоит ответить будущим поколениям людей.

Одна только темная материя и не менее темная энергия остаются двумя самыми большими и сложными загадками для космологов, которые изо дня в день изучают бескрайние пространства Вселенной. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), запущенный в 2021 году, продолжает охоту за новыми знаниями о таинственных субстанциях, а также попытается разглядеть самые далекие космические тела при помощи самых совершенных технологий, известных человечеству. Кто знает, быть может уже завтра ученые совершат новое открытие, которое полностью перевернет теорию возникновения и развития космоса?

  • В тему: Почему учёные надеются на телескоп Уэбб — чем он лучше существующего Хаббла

Эта статья написана на основе материала от Space.


Материалы по теме:

  • Космическая гонка СССР и США в душевных фильмах: нужно посмотреть хоть раз
  • Ещё хотите стать космонавтом? 12 жутких сюрпризов, ожидающих на космической станции
  • 12 главных достижений российской науки в 2021 по месяцам: ими стоит гордиться
  • Деталь для компьютеров будущего и цифровой двойник карьера: что придумала Россия в ноябре
  • Почему в умных домах и на Марсе используют протокол ZigBee, а не Wi-Fi или Bluetooth




Источник trashbox.ru
119

İlgili statyalar

5 неподвластных учёным загадок космоса, которые раскроет только телескоп Уэбб

Из-за удачного расположения, а также большей мощности «Джеймс Уэбб» наверняка сумеет открыть человечеству глаза на тайны мироздания История Вселенной началась около 14 миллиардов лет назад. После Большого Взрыва, который оказался моментом ее рождения, космическое пространство начало внезапное бурное расширение, и данный процесс продолжается до сих пор. С помощью современных телескопов, направленных в сторону космоса, можно зафиксировать раннее свечение элементов Вселенной и фактически сделать ее снимок из глубокого прошлого. Чем более удачно расположен подобный «прибор» и чем большей мощностью он обладает, тем на большее число лет назад получится заглянуть. Впрочем, изучение истории развития космоса — далеко не один вопрос, ответом на…

NASA приглашает всех поучаствовать в запуске космического телескопа James Webb

NASA приглашает всех фанатов космоса принять участие в виртуальных мероприятиях в преддверии запуска космического телескопа James Webb. Webb станет крупнейшей и самой мощной научной космической обсерваторией в мире. Он продолжит миссию предыдущих аппаратов, чтобы помочь нам найти ответы на фундаментальные вопросы о Вселенной и ее происхождении. Запуск запланирован не ранее пятницы, 24 декабря, на ракете-носителе Ariane 5 из Французской Гвианы. Зрители могут зарегистрироваться для участия в виртуальном мероприятии или поучаствовать в онлайн-мероприятии NASA на Facebook. Программа виртуального гостя включает в себя экскурсию по центру и сертификат виртуального гостя после успешного запуска. Революционная технология телескопа James Webb позволит изучить каждый этап…

NASA запустила революционный космический телескоп. James Webb раскроет тайны ранней Вселенной

Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба был построен для того, чтобы дать миру представление о Вселенной времен образования первых галактик. Телескоп был запущен рано утром в субботу с северо-восточного побережья Южной Америки, открыв новую эру в астрономии. Революционный инфракрасный телескоп стоимостью почти 10 миллиардов долларов, описанный НАСА как первая обсерватория нового поколения, был доставлен на орбиту на борту ракеты Ariane 5, которая стартовала около 7:20 утра по восточному времени (15:20 по молдавскому времени) со стартовой базы Европейского космического агентства во Французской Гвиане. После 27-минутного гиперзвукового полета в космос аппарат весом в 14 000 фунтов (6 000 килограммов) был выпущен с…

NASA начала процесс фокусировки космического телескопа James Webb

НАСА в среду приступило к многомесячному кропотливому процессу фокусировки своего недавно запущенного космического телескопа Джеймса Уэбба — задача, которую необходимо завершить вовремя, чтобы революционный телескоп начал вглядываться в космос к началу лета. Инженеры по управлению полетами в Центре космических полетов НАСА, начали с отправки своих первоначальных команд крошечным двигателям, называемым приводами, которые медленно позиционируют и настраивают главное зеркало телескопа. Состоящее из 18 шестиугольных сегментов из позолоченного бериллиевого металла, основное зеркало имеет диаметр 6,5 м — гораздо большую поверхность для сбора света, чем у предшественника Уэбба, 30-летнего космического телескопа Хаббла. 18 сегментов, которые были сложены вместе, чтобы поместиться в грузовом отсеке ракеты, доставившей телескоп в космос, были развернуты вместе с остальными его компонентами в течение двух недель после запуска Уэбба 25 декабря. Теперь эти сегменты…

10 самых ужасающих явлений в космосе. Например, звёзды-вампиры

К огромному счастью человечества, 9 из 10 пунктов выступают лишь теоретической опасностью. Но это один пункт… Космос, несмотря на свою удивительную красоту и притягательность неизведанного, является сосредоточением ужасных явлений и объектов. Любой контакт человека с большинством из этих невероятных обитателей Вселенной закончится мгновенным крахом, но среди всего страшного и ужасающего есть целый перечень явлений, от которых любым разумным существам (вдруг во Вселенной мы не одни) стоит держаться как можно дальше. Они поражают воображение, вызывают массу вопросов у научного сообщества и являются тем, к чему не стоит подбираться на расстояние в несколько галактик. Самое время с ними познакомиться. Звёзды-вампиры Звёзды, как…