Как появилась Вселенная?

Как появилась наша Вселенная?

Наши предки таких проблем не знали: «Вначале было Слово и Слово было у Бога и Слово было Бог». Потом, когда в космогонию прорвался материализм, о возникновении Вселенной старались не слишком задумываться.

Но в первой половине XX века ученые обнаружили так называемое «красное смещение» галактик. Первооткрывателем этого явления был американский астроном Весто Мелвин Слайфер — именно он в 1913 году обнаружил, что спектр Туманности Андромеды смещен в красную область.

В 1922 году обоснование космологическому красному смещению предложил Александр Фридман. А Эдвин Хаббл в 1929 году, исследовав спектр множества галактик, доказал, что чем дальше от нас находится галактика, тем больше в красную сторону смещен диапазон ее излучения. Но если галактики разлетаются и скорость их разлета ученым известна, то можно подсчитать, когда вся Вселенная только начала разлетаться.

В 1931 году была предложена теория возникновения Вселенной в результате Большого Взрыва. Автор этой теории — бельгийский ученый Жорж Леметр.

Были проведены расчеты, согласно которым примерно 13.6 млрд лет назад вся Вселенная находилась в одной точке (сингулярности). Внезапно эта точка начала расширяться. Первые звезды образовались примерно через 300 млн лет после Большого Взрыва. Затем начали формироваться галактики, в них стали образовываться планетные системы… Но когда же образовались элементы этой Вселенной?

В 1948 году ученые-физики Георгий Гамов, Ханс Альбрехт Бете и Ральф Ашер Альфер предложили теорию, как и за какое время из сингулярности после Большого Взрыва было создано вещество современной Вселенной. По фамилиям авторов эту космогоническую теорию назвали Альфа-Бета-Гамма теорией.

Согласно этой теории, когда изначальная точка (она же сингулярность, она же первоатом) взорвалась, начала создаваться наша Вселенная и все ее атомы. Считалось, что взрыв первоатома породил осколки, которые тоже были сверхтяжелыми, а потому нестабильными. Для того, чтобы создать все 10 в 80-й степени атомов, из которых, как считается, состоит наша Вселенная, надо было, чтобы произошло всего 260 делений.

Итак, изначальная сингулярность, состоявшая из невероятно сжатых «сверхнагретых» нейтронов, начала резко расширяться.

Примерно через сто секунд после Большого Взрыва температура и давление упали настолько, что смогли начаться реакции синтеза элементов. Из нейтрона в ходе бета-реакции получался протон + электрон, затем протон с нейтроном создавали дейтерий.

Были просчитаны реакции синтеза вплоть до лития. По расчетам авторов теории ядра атомов всех существующих ныне элементов были синтезированы в течение первых 15 минут существования Вселенной!

Спустя недолгое время, порядка часа, давление и температура молодой Вселенной упали настолько, что ядра элементов смогли обзавестись электронными оболочками.

Цепочку продолжения синтеза элементов в рамках Альфа-Бета-Гамма теории продолжили другие физики, были найдены некоторые нестыковки у авторов, часть элементов, получаемых по их «схемам», оказались слишком нестабильными. Так что длительность возникновения Вселенной из суперчастицы-сингулярности во время Большого Взрыва, по расчетам ученых, оказалась в несколько раз более длительной. Создание Вселенной, оказывается, длилось не 15 минут, а несколько часов.

После нескольких часов творения наша Вселенная охладилась настолько, что синтез элементов прекратился, после этого несколько сотен миллионов лет она продолжала расширяться. Наконец пространство оказалось достаточно разреженным, чтобы могли возникнуть первые галактики, а затем и звездные системы внутри них.

Как появилась Альфа-Бета-Гамма теория?

Георгий Гамов учился физике и стал известным ученым-физиком в СССР (он был в СССР самым молодым членом-корреспондентом АН СССР). Уже в начале 1930-х он обнаружил, что такие, как он, слишком самовольные ученые начинают попадать в НКВД, и решил бежать из СССР. Он начал реализовывать план побега.

У него был план ухода в Финляндию и в Турцию. Оба плана были слишком рискованными, скорее всего при реализации любого из них он бы погиб. На его счастье, он смог выехать в Бельгию на конгресс ученых физиков. Особенно трудно было ему вытащить за рубеж свою молодую жену, власти СССР старались обеспечить лояльность выезжающих советских граждан путем оставления дома кого-то из близких. В качестве заложников. Гамов сумел заручиться поддержкой видных ученых и уехал под их честное слово, которое не сдержал и остался, вскоре переехав в США.

Здесь, среди прочего, он занялся разработкой теории Большого Взрыва. В 1944 году к разработке теории присоединился его аспирант Ральф Ашер Альфер, который, тщательно прорабатывая теорию своего научного руководителя, проделал большую часть расчетов цепочки синтеза элементов при сверхвысоких давлениях и температурах.

Когда расчеты Альфера показали реальность такого синтеза, Гамов написал статью, в ней добавил в число соавторов и своего знакомого Ханса Бете, который тогда еще не принимал участия в разработке теории. Своему аспиранту он объяснил, что название «Альфа-Бета-Гамма теория» звучит очень парадоксально и наверняка привлечет внимание в научном мире.

Новая теория возникновения Вселенной и в самом деле произвела сенсацию. Ведь в ней впервые численно, опираясь на известные физические законы, показали, как именно создавалась наша Вселенная.

Первая статья о теории была больше скандальной — при помощи формул авторы доказали, что все вещество нашего мира было создано всего-то за 15 минут! Полагаю, что именно на скандальность Георгий Гамов и рассчитывал.

Тот факт, что впоследствии его расчеты были слегка поправлены, не играет большой роли — авторство Гамова в теории создания Вселенной было дополнительными расчетами только подтверждено. И тот факт, что спустя много лет ученые выяснили, что в звездах и сейчас происходит синтез тяжелых элементов, не опровергает основную теорию, появившуюся 75 лет назад.