Охлаждение Вселенной
После взрыва все должно было снизить температуру.
Со снижением плотности и температуры внутри Вселенной начало происходить и снижение энергии в каждой частице. Это переходное состояние длилось до тех пор, пока фундаментальные силы и элементарные частицы не пришли к своей нынешней форме. Так как энергия частиц опустилась до значений, которые можно сегодня достичь в рамках экспериментов, действительное возможное наличие этого временного периода вызывает у ученых куда меньше споров.
Например, ученые считают, что на 10-11 секунде после Большого взрыва энергия частиц значительно уменьшилась. Примерно на 10-6 секунде кварки и глюоны начали образовывать барионы — протоны и нейтроны. Кварки стали преобладать над антикварками, что в свою очередь привело к преобладанию барионов над антибарионами.
Так как температура была уже недостаточно высокой для создания новых протонно-антипротонных пар (или нейтронно-антинейтронных пар), последовало массовое разрушение этих частиц, что привело к остатку только 1/1010 количества изначальных протонов и нейтронов и полному исчезновению их античастиц. Аналогичный процесс произошел спустя около 1 секунды после Большого взрыва. Только «жертвами» на этот раз стали электроны и позитроны. После массового уничтожения оставшиеся протоны, нейтроны и электроны прекратили свое беспорядочное движение, а энергетическая плотность Вселенной была заполнена фотонами и в меньшей степени нейтрино.
В течение первых минут расширения Вселенной начался период нуклеосинтеза (синтез химических элементов). Благодаря падению температуры до 1 миллиарда кельвинов и снижения плотности энергии примерно до значений, эквивалентных плотности воздуха, нейтроны и протоны начали смешиваться и образовывать первый стабильный изотоп водорода (дейтерий), а также атомы гелия. Тем не менее большинство протонов во Вселенной остались в качестве несвязных ядер атомов водорода.
Спустя около 379 000 лет электроны объединились с этими ядрами водорода и образовали атомы (опять же преимущественно водорода), в то время как радиация отделилась от материи и продолжила практически беспрепятственно расширяться через пространство. Эту радиацию принято называть реликтовым излучением, и она является самым древнейшим источником света во Вселенной.
С расширением реликтовое излучение постепенно теряло свою плотность и энергию и в настоящий момент его температура составляет 2,7260 ± 0,0013 К (-270,424 °C), а энергетическая плотность 0,25 эВ (или 4,005×10-14 Дж/м³; 400–500 фотонов/см³). Реликтовое излучение простирается во всех направлениях и на расстояние около 13,8 миллиарда световых лет, однако оценка его фактического распространения говорит примерно о 46 миллиардах световых годах от центра Вселенной.
Сезоны сериала Править
- Сезон 1 – содержит 17 серий, был показан в период с 24 сентября 2007 года по 19 мая 2008 года, среднее количество зрителей 8,31 млн. на серию.
- Сезон 2 – содержит 23 серии, был показан в период с 22 сентября 2008 года по 11 мая 2009 года, среднее количество зрителей 10,03 млн. на серию.
- Сезон 3 – содержит 23 серии, был показан в период с 21 сентября 2009 года по 24 мая 2010 года, среднее количество зрителей 14,22 млн. на серию.
- Сезон 4 – содержит 24 серии, был показан в период с 16 сентября 2010 года по 19 мая 2011 года, среднее количество зрителей 13,21 млн. на серию.
- Сезон 5 – содержит 24 серии, был показан в период с 22 сентября 2011 года по 10 мая 2012 года, среднее количество зрителей 15,82 млн. на серию.
- Сезон 6 – содержит 24 серии, был показан в период с 27 сентября 2012 года по 16 мая 2013 года, среднее количество зрителей 18,68 млн. на серию.
- Сезон 7 – содержит 24 серии, был показан в период с 26 сентября 2013 года по 15 мая 2014 года, среднее количество зрителей 19,96 млн. на серию.
- Сезон 8 – содержит 24 серии, был показан в период с 22 сентября 2014 года по 7 мая 2015 года, среднее количество зрителей 19,05 млн. на серию.
- Сезон 9 – содержит 24 серии, был показан в период с 21 сентября 2015 года по 12 мая 2016 года, среднее количество зрителей 20,36 млн. на серию.
- Сезон 10 – содержит 24 серии, был показан в период с 19 сентября 2016 года по 11 мая 2017 года, среднее количество зрителей 18,99 млн. на серию.
- Сезон 11 – содержит 24 серии, будет показан в период с 25 сентября 2017 года по май 2018 года.
- Сезон 12 – запланирован к показу на 2018-2019 года.
Самое обсуждаемое за неделю
Все Кино Сериалы Игры Аниме
- 52Netflix избавляется от фильмов с Джонни Деппом
- 48«Чудо-женщина: 1984» оказалась не настолько свежей, как хотелось некоторым критикам
- 41Не пережила пандемию: MGM продаётся за $ 5,5 млрд
- 39Галь Гадот ответила на критику своего назначения на роль Клеопатры
- 34Путана Луиза Рубинштейн на страже родины в трейлере «Прабабушки лёгкого поведения. Начала»
- 32Гарик «Колобок» Харламов раскидывает боевую дружину в первом отрывке из сказки «Последний богатырь: Корень зла»
- 28КГ рекомендует: 32 лучших новогодних фильма. Часть 1
- 27Legendary требует от Warner Bros. убрать «Дюну» Дени Вильнёва из гибридной схемы релизов
- 26Все личности Эдди Мёрфи и великолепный Уэсли Снайпс в трейлере фильма «Поездка в Америку 2»
- 26Оливия Уайлд уволила Шайю Лабафа из своего фильма ещё до судебного иска: он вёл себя как обычно и всех бесил
Долгосрочные прогнозы относительно будущего Вселенной
Гипотезы относительно того, что эволюция Вселенной обладает отправной точкой, естественным способом подводят ученых к вопросам о возможной конечной точке этого процесса. Если Вселенная начала свою историю из маленькой точки с бесконечной плотностью, которая вдруг начала расширяться, не означает ли это, что расширяться она тоже будет бесконечно? Или же однажды у нее закончится экспансивная сила и начнется обратный процесс сжатия, конечным итогом которого станет все та же бесконечно плотная точка?
Ответы на эти вопросы были основной целью космологов с самого начала споров о том, какая же космологическая модель Вселенной является верной. С принятием теории Большого взрыва, но по большей части благодаря наблюдению за темной энергией в 1990-х годах, ученые пришли к согласию в отношении двух наиболее вероятных сценариев эволюции Вселенной.
Согласно первому, получившему название «большое сжатие», Вселенная достигнет своего максимального размера и начнет разрушаться. Такой вариант развития событий будет возможен, если только плотность массы Вселенной станет больше, чем сама критическая плотность. Другими словами, если плотность материи достигнет определенного значения или станет выше этого значения (1-3×10-26 кг материи на м³), Вселенная начнет сжиматься.
Альтернативой служит другой сценарий, который гласит, что если плотность во Вселенной будет равна или ниже значения критической плотности, то ее расширение замедлится, однако никогда не остановится полностью. Согласно этой гипотезе, получившей название «тепловая смерть Вселенной», расширение продолжится до тех пор, пока звездообразования не перестанут потреблять межзвездный газ внутри каждой из окружающих галактик. То есть полностью прекратится передача энергии и материи от одного объекта к другому. Все существующие звезды в этом случае выгорят и превратятся в белых карликов, нейтронные звезды и черные дыры.
Постепенно черные дыры будут сталкиваться с другими черными дырами, что привет к образованию все более и более крупных. Средняя температура Вселенной приблизится к абсолютному нулю. Черные дыры в итоге «испарятся», выпустив свое последнее излучение Хокинга. В конце концов термодинамическая энтропия во Вселенной станет максимальной. Наступит тепловая смерть.
Современные наблюдения, которые учитывают наличие темной энергии и ее влияние на расширение космоса, натолкнули ученых на вывод, согласно которому со временем все больше и больше пространства Вселенной будет проходить за пределами нашего горизонта событий и станет невидимым для нас. Конечный и логичный результат этого ученым пока не известен, однако «тепловая смерть» вполне может оказаться конечной точкой подобных событий.
Есть и другие гипотезы относительно распределения темной энергии, а точнее, ее возможных видов (например фантомной энергии). Согласно им галактические скопления, звезды, планеты, атомы, ядра атомов и материя сама по себе будут разорваны на части в результате ее бесконечного расширения. Такой сценарий эволюции носит название «большого разрыва». Причиной гибели Вселенной согласно этому сценарию является само расширение.
Как происходил Большой Взрыв
Все процессы после Большого Взрыва были обусловлены тем, что Вселенная постепенно остывала и становилась все менее плотной. Как мы знаем, температура — это мера движения частиц. Температура падает — частицы замедляются. Чем медленнее двигаются частицы, тем проще им друг с другом соединяться. По мере остывания Вселенной сначала отдельно летающие кварки смогли объединиться в протоны, нейтроны и другие адроны и лептоны. Затем уже полученные частицы, продолжая замедляться, начали формировать первые ядра привычных нам атомов.
Период формирования первых атомов во Вселенной называется . Продолжался он примерно 20 минут после Большого Взрыва. В этот период вся Вселенная была разогрета до состояния, которое мы сегодня наблюдаем внутри звезд. В этот период в основном формировались ядра водорода и гелия в соотношении 3 к 1. Такие доли водорода и гелия, двух самых распространенных элементов во Вселенной, мы наблюдаем до сих пор.
Один из самых часто задаваемых вопросов — Ведь если был взрыв, должен быть и эпицентр. Но на самом деле это заблуждение, которое происходит из не совсем корректного термина «взрыв». Дело в том, что у нашей Вселенной нет центра (примерно как нельзя обозначить центр на поверхности сферы). Правильнее представлять, что Большой Взрыв произошел сразу везде, во всех точках Вселенной одновременно.
После того, как закончился первичный нуклеосинтез, и новые ядра атомов уже почти не формировались, Вселенная все еще оставалась горячей настолько, что вещество в ней находилось в состоянии плазмы. В ней электроны летали отдельно от ядер. И благодаря свободно летающим электронам в этот период Вселенная была непрозрачной для света. Фотоны постоянно сталкивались с электронами и не могли лететь прямо, как будто их закрыли в зеркальном лабиринте. Поэтому же, кстати, вы не можете их видеть сквозь лампу дневного света или сквозь наше Солнце. Они тоже состоят из плазмы, и поэтому непрозрачны.
Вселенная продолжала остывать, и спустя примерно 300 000 лет после Большого Взрыва температура опустилась достаточно, чтобы электроны могли присоединиться к ядрам атомов, и, как следствие, Вселенная стала прозрачной. Этот момент называется Фотоны, которыми было наполнено все вокруг, больше не видели препятствий в виде электронов и смогли лететь прямо. При чем сразу отовсюду и во все стороны.
Собственно, именно те фотоны, которые были «освобождены» в момент рекомбинации, мы видим и сегодня. Спустя более чем 13 миллиардов лет они долетают до нас в виде — микроволнового космического фона, который мы регистрируем с помощью современных телескопов.
Обнаружение реликтового излучения — одно из главных подтверждений Теории Большого Взрыва
Важной его особенностью является однородность. Оно одинаковое независимо от того, в какую сторону мы посмотрим
Это также косвенно подтверждает, что у Вселенной нет некого выделенного направления. Куда бы мы не посмотрели, на больших масштабах Вселенная одинакова во всех направлениях.
Сегодня существует множество подтверждений Теории Большого Взрыва. Мы наблюдаем расширение Вселенной и видим, как формировались галактики и межгалактические структуры на разных этапах эволюции Вселенной, наблюдаем предсказанное соотношение гелия и водорода в последней. Все они сходятся с текущими представлениями о ранних этапах формирования Вселенной, которые и описывает ТБВ.
В самой теории есть неточности, которые нужно будет устранять дальнейшими более точными и подробными астрономическими наблюдениями и разработкой более совершенных физических моделей. Но то количество независимых перекрестных данных, которые уже есть на руках у современной космологии, позволяют нам с уверенностью говорить о том, что Большой Взрыв, ставший отправной точкой расширения Вселенной, действительно произошел, и все вокруг нас — это его прямые последствия.
Производство Править
Главным консультантом сериала является Дэвид Сальцберг, профессор физики и астрономии в Калифорнийском университете. Он проверяет сценарий каждой серии и обеспечивает достоверность схем и математических формул, которые используются в реквизите. Название каждой серии, за исключением первой, включает в себя какой-либо научный термин или принцип.
В течение первых трёх сезонов исполнители главных ролей Джим Парсонс, Джонни Гэлеки и Кэйли Куоко получали по 60 тыс. долларов за серию. С увеличением популярности сериала их зарплата выросла до 350 тыс. долларов к седьмому сезону. За 8-10 сезоны сериалы актёры уже получали по 1 миллиону долларов за серию. Благодаря такой сумме Кэйли Куоко стала самой высокооплачиваемой актрисой на телевидении.