Какую модель Вселенной предлагает современная наука?
Может показаться, что Вселенная — нечто далекое и абстрактное, что нельзя ни пощупать, ни увидеть. Если задуматься, то она заполняет все вокруг, и каждый из нас является ее частью...
Вселенная с точки зрения современной науки
Изучением строения и этапов развития Вселенной занимается отдельная наука — космология, возникшая в начале прошлого века. В ее основу легли доводы Эйнштейна о базовых принципах теории относительности, описывающие основные свойства материи. Одним из основных утверждений стало высказывание о невозможности пребывания Вселенной в статичном состоянии, поскольку в системе присутствуют силы тяготения. В космических масштабах они играют ведущую роль, а потому скопления звезд то сближаются, то удаляются. В 1929 году это предположение подтвердилось Эдвином Хабблом, который даже рассчитал скорость движения галактик.
Сегодня общепринято считать Вселенную системой со следующими характеристиками:
- нестационарная — структурные элементы пребывают в постоянном движении;
- однородная — одинакова во всех точках;
- расширяется — при этом отсутствует какой-либо ярко выраженный пространственный центр;
- изотропная — не имеет четко выраженных направлений движения составляющих ее объектов.
Основные положения
Доказательства нестационарности, приведенные Хабблом, легли в основу описания механической картины, отражавшей эволюционное развитие Вселенной. То есть давным-давно она выглядела иначе — в виде плотного сгустка материи, а сегодня галактики удаляются от нашей по всем направлениям. Однако нужно понимать, что Млечный Путь не выступает в роли центра удаления — они удаляются взаимно, что можно сравнить с расползанием нарисованных на воздушном шаре точек, при его надувании.
При этом, учитывая кривизну пространства, различают замкнутую модель, где кривизна положительна и Вселенная имеет границы, и открытую модель — кривизна равна нулю, либо отрицательная — Вселенная безгранична.
С точки зрения современной науки, Вселенная — материальный мир, не имеющий пространственно-временных границ, и разнообразный до бесконечности.
В школе нашему классу астрономию преподавал директор учебного заведения. Явка учеников, сами понимаете почему, была обычно выше средней. Хотя дело было не только в высоком статусе преподавателя. Уроки проходили очень интересно. Наш директор умел заинтересовать и вызвать азарт. Он любил повторять, что лучше бы нам верить в Творца, создавшего Землю за 7 дней, чем вникать в хитросплетения теорий устройства Вселенной. Нас это задевало, и мы пытались понять.
Основные теории и модели Вселенной
Каждый наш урок начинался с рассказа о каком-нибудь древнем веровании об устройстве мира, чтобы ученики заинтересовались и не спали с открытыми глазами. Вспоминали мы и об индийских, поддерживающих мир, четырех слонах, стоящих на черепахе, и об античном Атланте, обремененном небосводом, и о ветвях ясеня Иггдрасиль.
В дальнейшем разговор плавно переходил к одной из сложных современных теорий. Приведу основные из них:
- Модель расширяющейся Вселенной.
- Теория струн (инфляционная).
- Модель горячей Вселенной (Большой взрыв).
Просто о сложном
Основной задачей наш учитель считал объяснить свой предмет просто, на пальцах, чтобы и у отпетых троечников появилось хотя бы примитивное знание об устройстве мира, в котором они живут. Согласно первой космологической модели, обоснованной и дополненной в разное время тремя выдающимися ученными (Эйнштейном, Фридманом и Хабблом), наша Вселенная однородна, имеет одинаковые свойства во всех направлениях, состоит из множества галактик, удаляющихся друг от друга вследствие расширения.
Объясняя природу расширения, ученные ушли дальше, предположив, что вначале был чистый сгусток горячей сверхэнергии, заключенный в бесконечно малый объем (сингулярность), практически точку. В результате возникшего по неизвестным причинам взрыва («Большого»), пространство стало расширяться, постепенно охлаждаясь.
Теория струн выходит за рамки 4-мерного пространства. Считается, что все в мире состоит из мельчайших струн-петель с разной частотой колебания (массой). Таким образом, Вселенная – это произведение этих колебаний.