системи неможуть знаходитися в середньому на незмінних відстанях один від одного. Вони повинніабо віддалятися, або зближуватися. Такий результат - неминуче слідство наявностісил тяжіння, які очолюють в космічних масштабах. Висновок Фрідманаозначав, що Всесвіт повинен або розширюватися, або стискатися. Звідси випливавперегляд загальних уявлень про Всесвіт. У 1929р. американський астроном Е.Хаббл (1889-1953) за допомогою астрофізичних наглядів відкрив розширенняВсесвіту, підтверджуюче правильність висновків Фрідмана.
Моделі Фрідмана служать основою всьогоподальшого розвитку космології. Вони описують механічну картину рухувеличезних мас Всесвіту і її глобальну структуру. Якщо колишні космологічніпобудови покликані описувати спостережувану тепер структуру Всесвіту знезмінним в середньому рухом світів в ній, то моделі Фрідмана за своєю суттюбули еволюційними, зв'язували сьогоднішній стан Всесвіту з її попередньоюісторією. Із цієї теорії випливає, що в далекому минулому Всесвіт був зовсімсхожа на спостережувану нами сьогодні. Тоді не було ні окремих небесних тіл,ні їх систем, вся речовина була майже однорідною, дуже щільною, швидкорозширювалося. Тільки значно пізніше з такої речовини виникли галактики іїх скупчення. [5, c. 95-110]
Починаючи з кінця 40-х років нашогостоліття, все більша увага в космології привертає фізика процесів на різнихетапах космологічного розширення. У висунутій в цей час Г.А. Гамовимтеорії гарячого Всесвіту розглядалися ядерні реакції, що протікали на самомупочатку розширення Всесвіту в дуже щільній речовині. При цьому передбачалося,що температура речовини була велика і падала з розширенням Всесвіту. Теоріяпередбачала, що речовина, з якої формувалися перші зірки ігалактики, повинна складатися в основному з водню (75%) і гелію (25%), домішкаінших хімічних елементів незначна. Інший висновок теорії - в сьогоднішньомуВсесвіті повинне існувати слабке електромагнітне випромінювання, що залишилося відепохи великої густини і температури речовини. Таке випромінювання в ходірозширення Всесвіту було названо реліктовим випромінюванням.
Тоді ж з'явилися принциповонові наглядові можливості в космології: виникла радіоастрономія,розширилися можливості оптичної астрономії. Зараз Всесвіт аж довідстаней в декілька парсек досліджується різними методами.
На сучасному етапі в розвиткукосмології інтенсивно досліджується проблема початку космологічного розширення,коли густина матерії і енергії частинок була величезною. Керівними ідеямиє нові відкриття у фізиці взаємодії елементарних частинок при дужевеликих енергіях. При цьому розглядається глобальна еволюція Всесвіту.Сьогодні еволюція Всесвіту всесторонньо обгрунтовується численнимиастрофизичними спостереженнями, які спираються на теоретичний базис всієї фізики.
Космологія, будову Всесвіту,минуле, сьогодення і майбутнє нашого світу - ці питання завжди займали кращіуми людства. І укладачі Старого Завіту, і древні філософи з різнихкуточків світла пропонували свої, часом еволюційні, варіанти космології,засновані на тимчасовій шкалі, і описували якусь послідовність подій вобразах свого часу. Уявлення наших предків не так вже кардинальновідрізняються від сучасних моделей, що спираються на дані сучасноїспостережної астрономії, в першу чергу позаземної. У 1972 р. Кіржніц і Лінде прийшли до висновку, що в ранньому Всесвіті відбувалися своєрідні фазовіпереходи, коли відмінності між різними типами взаємодій раптом зникали:сильні і електрослабкої взаємодії зливалися в одну єдину силу. (Єдинатеорія слабкого і електромагнітного взаємодій, здійснюваних кварками ілептона допомогою обміну безмасовими фотонами (електромагнітневзаємодія) і важкими проміжними векторними бозона (слабкавзаємодія), створена в кінці 1960-х рр.. Стівеном Вайнбергом, ШелдономГлешоу і Абдус Саламом.) Надалі Лінде зосередився на вивченніпроцесів на ще більш ранніх стадіях розвитку Всесвіту, в перші 10-30 спісля її народження. Раніше здавалося малоймовірним, що до нас може дійти лунаподій, що відбувалися в перші мілісекунди народження Всесвіту. Однак вОстанніми роками сучасні методи астрономічних спостережень дозволилизаглянути в далеке минуле. [3, c.32-43]
1931р. англійський фізик-теоретик ПольДірак припустив існування магнітних монополів. Якщо такі частинкидійсно існує, то магнітний заряд повинен бути кратний деякоїзаданій величині, яка, в свою чергу, визначається фундаментальною величиноюелектричного заряду. Майже на півстоліття ця тема була практично забута, але в 1975 р. було зроблено сенсаційну заяву про те, що магнітний монополь виявлений в космічнихпроменях. Інформація не підтвердилася, але повідомлення знову пробудило інтерес допроблемі і сприяло розробці нової концепції.
Згідно нового класу теорійелементарних частинок, яке виникло в 70-і рр.., в ранньому Всесвіті в результатіфазових переходів, передбачених Кіржніц і Лінде, могли з'явитисяекзотичні об'єкти, кожен з яких мав окремо північний і окремо південнийполюс. (У магніту, на скільки частин його б не розпилювали, завжди залишається дваполюса.) Вони називалися монополій. Маса кожного монополя в мільйон мільярдівразів більше маси протона. У 1978 р. вчені виявили, що таких монополівнароджувалося досить багато, так що зараз на кожен протон доводилося б поМонополія, а значить, Всесвіт була б дуже важкою і швидко сколлапсировалапід своєю власною вагою. Той факт, що ми до цих пір існуємо,спростовує таку можливість. [1, c.22-29]
Космологічний принцип був впершесформульований німецьким філософом Миколою Кузанський (1401-1464), який ще вXV в. стверджував: "Вічно рухома Всесвіт не має ні центру, ніокружності, ні верху, ні низу, вона однорідна, у різних частинах її пануютьоднакові закони ". Йому ж належить знаменитий афоризм: "Всесвітє сфера, центр якої всюди, а окружність ніде ", який частопомилково приписують Джордано Бруно або Паскалю, всього лише повториввислів Кузанця.
Розробка інфляційних сценаріїв укосмології завершилася, за словами одного з авторів А. Д. Лінде, створеннямтеорії хаотичної інфляції. У його сценарії становлення Всесвіту описуєтьсяяк випадкове слідство хаотичного "кипіння"просторово-часової квантової піни. Процес народження всесвітів в такійпіні не тільки випадковий і хаотичний, але і нескінченний: одні всесвіти, народжуючись,тут же коллапсую, інші ростуть, залишаючись мертвими, треті позбавлені часу ірозвитку, а четверті заповнюються галактиками, зорями, планетами і стаютьподібні нашого Всесвіту. [1, c.31]
1.2 Перегляд теорії раннього Всесвіту
Одна з труднощів, з якоюстикається традиційна теорія Великого вибуху, - необхідність пояснити,звідки взялося колосальна кількість енергії, потрібний для народженнячастинок. На цей і ряд інших питань спробували відповісти автори теорійроздувається Всесвіту.
У 1980р. співробітник Массачусетського технологічногоінституту Алан Гус (Alan Guth) у статті "роздувати Всесвіт:можливе рішення проблеми горизонту і площинності "виклав цікавийсценарій роздувається Всесвіту. Основною його відмінністю від традиційної теоріїВеликого вибуху стало опис народження світобудови в період з 10-35 до 10-32с.Гус припустив, що швидкість розширення Всесвіту була висока протягом більштривалого часу, ніж передбачалося раніше. Приблизно через 10-35с. Всесвітперейшла в стан псевдовакуума, при якому її енергія виключно велика.Тому розширення (роздування) відбувалося швидше, ніж по теорії Великоговибуху.
Через 10-35с. після народження світу небуло нічого, крім чорних міні-дір і "обривків" простору. Прирізкому роздуванні ділянки "піни" перетворилися в окремі всесвіти.Деякі з них, можливо, виявилися вкладеними один в одного. Отже,може існувати безліч всесвітів, недоступних для нашого спостереження.
Інфляційна теорія була заснована натак званої теорії фазових переходів в ранньому Всесвіті. На відміну відСтробінского, Гус придумав якийсь механізм і постарався за допомогою одногопростого принципу пояснити, чому Всесвіт велика, плоска, однорідна...
