Эхо Большого Взрыва

Если вы верите во что-то, то обязательно увидите это. Даже если этого нет.

Все в мире «дышит», за вдохом следует выдох. Самое худшее — это попытаться остановить или заблокировать дыхание, тогда задохнешься. Наша Вселенная тоже «дышит». Открытия в области астрономии свидетельствуют, что наша постоянно расширяющаяся Вселенная, появившаяся в результате Большого Взрыва, тоже может начать сжиматься до большого комка — максимальной концентрации материи, а потом, возможно, последует второй Большой взрыв.

Что же может произойти с нашей Вселенной в будущем? Что лежит за пределами самой далекой галактики?

При рассмотрении фотографий Хаббла мы видим, что между галактиками лишь тьма. Именно эта тьма является причиной того, что ночное небо — черное. Это последняя граница, за которой мы не видим света дальних звезд. Эта «тьма» является реликтовым микроволновым излучением. На самом деле ночное небо совсем не черное. Если бы наши глаза каким-то образом могли воспринимать микроволновое излучение, а не только видимый спектр, мы бы увидели излучение, порожденное Большим Взрывом и наполняющее ночное небо. В каком-то смысле, излучение Большого Взрыва появляется каждую ночь.

Поскольку после Большого Взрыва Вселенная расширялась, она охлаждалась, пока радиация (реликтовое излучение), перенесенная от очень горячей и плотной ранней Вселенной, не стала слабым остатком, который мы теперь наблюдаем. В настоящее время это реликтовое излучение могло бы «нагреть нашу еду» до приблизительно -270 градусов по Цельсию, т. е только на 3 градуса выше абсолютного ноля. (Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273,15 C.)

После публикации данных о реликтовом излучении, собранных космическим аппаратом WMAP (зонд микроволновой анизотропии Уилкинсона), многие ученые заявляли об обнаружении разного рода аномалий. В 2006 году китайские астрофизики заявили об обнаружении «оси зла» — региона, где реликтовое излучение мощнее, чем в остальных местах.

Микроволновое фоновое излучение Вселенной, представляющее собой отголосок Большого Взрыва, неоднородно по своей природе, в нем существуют области с различными параметрами излучения. Эти области могут возникать в результате гравитационного взаимодействия фотонов реликтового излучения с большими скоплениями темной энергии в других галактиках. Некоторые исследователи видят главную опасность тёмной энергии в расширении Вселенной, которая не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Так тёмная энергия демонстрирует свою антигравитационную мощь, которую она за минувшие миллиарды лет не растеряла.

Тёмная материя и темная энергия родились почти сразу же после Большого взрыва – 13,7 млрд. лет назад. Это две разные субстанции с различными свойствами. Тёмная энергия равномерно разлита по Вселенной и отвечает за её расширение. Тёмная материя после Большого взрыва стала собираться в «комки», из которых «вылепились» галактики. Когда какая-то часть тёмной материи «утяжелилась» протонами и нейтронами, то есть стала обычной материей, из неё образовались звёзды, а внутри этих звёзд из первоначальных элементов Вселенной (водорода, гелия и дейтерия) были «выплавлены» и все металлы, образовавшие вещество планет.

Ученые полагают, что тёмная энергия может «растащить» нашу Вселенную до состояния абсолютной пустыни. Одна из гипотез предполагает, что расширяющая сила действия тёмной энергии со временем начнет превосходить по мощи все остальные силы во Вселенной. В результате могут быть разорваны все гравитационно связанные структуры, преодолены силы электростатических и внутриядерных взаимодействий, затем произойдёт распад микрочастиц и мир будет полностью уничтожен.

Существует и другой, не менее апокалиптический прогноз. Если вдруг что-то побеспокоит тёмную энергию, вызовет лишь небольшое её колебание, то вполне вероятно, что, как и 13,7 млрд. лет назад, может последовать новый Большой взрыв с последующим созданием новой Вселенной.

Вероятность существования темной энергии равна 99,96%. Астрофизики доказали это, сопоставив колебания в реликтовом излучении с распределением материи в нашей Вселенной. Но до сих пор ученые не имеют и малейшего представления о том, из чего она состоит. Количество «темной материи» во Вселенной значительно превышает количество обычного вещества. Наша Вселенная состоит из: 74% «темной энергии», 22 % — «темной материи», 3,6% — межгалактического газа и 0,4% — звёзды.

По мнению ученых именно темная энергия ответственна за все ускоряющееся расширение границ Вселенной, но ее очень сложно обнаружить при помощи современных астрофизических приборов. Астрофизики утверждают, что фотоны реликтового излучения разгоняются, когда они попадают в поле действия гравитаций крупных галактик и их скоплений. В случае, если бы темная энергия не существовала, частицы света теряли бы при выходе из галактики столько же энергии, сколько они получили при входе в нее, чего, однако, не происходит. За время пролета фотонов темная энергия расширяет пространство, в результате чего фотон вылетает из галактики с «лишней» энергией. Ученые полагают, что по колебаниям в «температуре» реликтового излучения, вызванным ее неравномерным распределением в различных уголках Вселенной, можно обнаружить темную энергию.

В 2003 году была создана карта реликтового излучения в мельчайших деталях. Эти данные показывали незначительные колебания температуры в ранней Вселенной, которые, как считается, и создали «семена» формирования галактик. Однако, ряд ученых полагают, что некоторые из участков картины реликтового излучения Вселенной на самом деле представляют собой отпечаток нашего локального межзвездного района. В таком случае, ранее сделанные сенсационные наблюдения WMAP не имеет ничего общего с тем, как выглядела Вселенная в возрасте 380 тыс. лет после Большого взрыва. Возможно, мы просто наблюдаем, как выглядели облака холодного водорода несколько сотен лет назад. Эти выводы ученых были подвергнуты критике. (Ключевое значение для определения возраста Вселенной играет так называемая «эпоха рекомбинации» — 380 тысяч лет после Большого взрыва, когда материя Вселенной стала прозрачной для излучения).

Наличие реликтового излучения, являющегося «эхом» Большого взрыва, не доказывает теорию Эйнштейна о происхождении Вселенной, поскольку общая теория относительности предсказывает, что должна была быть точка во времени, в которой температура, плотность, и искривление Вселенной были бесконечны. Эту ситуацию математики называют сингулярностью. Для физиков это означает, что теория Эйнштейна прерывается в той точке и поэтому не может использоваться, чтобы предсказать, как Вселенная началась, а только как она развивалась позже.

Как полагают ученые, можно использовать уравнения общей теории относительности, чтобы узнать о Вселенной в очень молодом возрасте, но не корректно полностью переносить картину Большого Взрыва назад к началу. Так как нельзя описать происхождение Вселенной, используя общую теорию относительности Эйнштейна, эта теория должна быть заменена более совершенной.