а) радиус кривизны Вселенной с течением времени постоянно возрастает, начиная с нулевого значения;
б) радиус кривизны меняется периодически: Вселенная сжимается в точку (в ничто, сингулярное состояние), затем снова из точки, доводит свой радиус до некоторого значения, далее опять, уменьшая радиус своей кривизны, обращается в точку, и т.д.[2]
На этот вывод не было обращено внимания вплоть до открытия американским астрономом Эдвином Хабблом в 1929 году так называемого «красного смещения». Красное смещение — это понижение частот электромагнитного излучения: в видимой части спектра линии смещаются к его красному концу. Обнаруженный ранее эффект Доплера гласил, что при удалении от нас какого-либо источника колебаний, воспринимаемая вами частота колебаний уменьшается, а длина волны соответственно увеличивается. При излучении происходит «покраснение», т. е. линии спектра сдвигаются в сторону более длинных красных волн.
Так вот, для всех далеких источников света красное смещение было зафиксировано, причем, чем дальше находился источник, тем в большей степени. Красное смещение оказалось пропорционально расстоянию до источника, что и подтверждает гипотезу об удалении их, т. е. о расширении Метагалактики — видимой части Вселенной.
Составной частью модели расширяющейся Вселенной является представление о Большом Взрыве, происшедшем где-то примерно 12 —18 млрд. лет назад.
Джордж Лемер был первым, кто выдвинул концепцию «Большого взрыва» из так называемого «первобытного атома» и последующего превращения его осколков в звезды и галактики. Конечно, со стороны современного астрофизического знания данная концепция представляет лишь исторический интерес, но сама идея первоначального взрывоопасного движения космической материи и ее последующего эволюционного развития неотъемлемой частью вошла в современную научную картину мира.
Принципиально новый этап в развитии современной эволюционной космологии связан с именем американского физика Г.А.Гамова (1904-1968), благодаря которому в науку вошло понятие горячей Вселенной. Согласно предложенной им модели «начала» эволюционирующей Вселенной «первоатом» Леметра состоял из сильно сжатых нейтронов, плотность которых достигала чудовищной величины - один кубический сантиметр первичного вещества весил миллиард тонн. В результате взрыва этого «первоатома» по мнению Г.А.Гамова образовался всоеобраэный космологический котел с температурой порядка трей миллиардов градусов, где и произошел естественный синтез химических элементов. Осколки первичного яйца - отдельные нейтроны затем распались на электроны и протоны, которые, в свою очередь, соединившись с нераспавшимися нейтронами, образовали ядра будущих атомов. Все это произошло в первые 30 минут после «Большого Взрыва.
Горячая модель представляла собой конкретную астрофизическую гипотезу, указывающую пути опытной проверки своих следствий. Гамов предсказал существование в настоящее время остатков теплового излучения первичной горячей плазмы, а его сотрудники Дльфер и Герман еще в 1948 г. довольно точно рассчитали величину температуры этого остаточного излучения уже современной Вселенной. Однако Гамову и его сотрудникам не удалось дать удовлетворительное объяснение естественному образованию и распостраненности тяжелых химических элементов во Вселенной, что явилось причиной скептического отношения к его теории со стороны специалистов. Как оказалось, предложенный механизм ядерного синтеза не мог обеспечить возникновение наблюдаемого ныне количества этих элементов.
Ученые стали искать иные физические модели «начала». В 1961 году академик Я.Б. Зельдович выдвинул альтернативную холодную модель, согласно которой первоначальная плазма состояла из смеси холодных ( с температурой ниже абсолютного нуля) вырожденных частиц - протонов, электронов и нейтрино. Три года спустя астрофизики И.Д. Новиков и А.Г. Дорошкевич произвели сравнительный анализ двух противоположных моделей космологических начальных условий - горячей и холодной и указали путь опытной проверки и выбора одной из них. Было предложено с помощью изучения спектра излучений звезд и космических радиоисточников попытаться обнаружить остатки первичного излучения. Открытие остатков первичного излучения подтверждало бы правильность горячей модели, а если таковые не существуют, то это будет свидетельствовать в пользу холодной модели.
В конце 60-х годов группа американских ученых во главе с Р. Дикке приступила к попыткам обнаружить реликтовое излучение. Но их опередили Л. Пепзиас и Р. Вильсон, получившие в 1978 г. Нобелевскую премию за открытие микроволнового фона (это официальное название реликтового излучения) на волне 7,35 см.
Примечательно, что будущие лауреаты Нобелевском премии не искали реликтовое излучение, а в основном занимались отладкой радиоантенны, для работы по программе спутниковой связи. С июля 1964 г. по апрель 1965 г они при различных положениях антенны регистрировали космическое излучение, природа которого первоначально была им не ясна. Этим излучением и оказалось реликтовое излучение.
Таким образом, в результате астрономических наблюдений последнего времени удалось однозначно решить принципиальный вопрос о характере физических условий, господствовавших на ранних стадиях космической эволюции: наиболее адекватной оказалась горячая модель «начала». Сказанное, однако, не означает, что подтвердились все теоретические утверждения и выводы космологической концепции Гамова. Из двух исходных гипотез теории - о нейтронном составе «космического яйца» и горячем состоянии молодой Вселенной - проверку временем «выдержала «только «последняя, указывающая на количественное преобладание излучения над веществом у истоков ныне наблюдаемого космологического расширения.
3. Жизнь и разум во Вселенной
В настоящее вpемя вся совокупность наук человеческой цивилизации позволяет сделать неопpовеpжимый вывод о возможности и большой веpоятности существоания жизни, в том числе pазумной, в подходящих для этого местах Вселенной, в частности в нашей Галактике.
Ôèçèêà è àñòpîôèçèêà óñòîíîâèëè ôàêò òîæäåñòâåííîñòè ôèçè÷åñêèõ çàêîíîâ âî âñåé âèäèìîé ÷àñòè Âñåëåííîé. Àñòpîíîìèÿ ïîêàçàëà, ÷òî Ñîëíöå è íàøà Ãàëàêòèêà ïî pàçëè÷íûì ïàpàìåòpàì ÿâëÿþòñÿ pÿäîâûìè, "ñpåäíèìè" îáúåêòàìè Âñåëåííîé ñpåäè ìíîæåñòâà ïîäîáíûõ.
Однако пока не удалось непосpедственно увидеть планетные системы даже у ближайших к нам звёзд из-за далеко недостаточных возможностей существующих телескопов. В настоящее вpемя, по видимому, получены лишь косвенные указания на существование у ближайших звёзд планетных систем. Наблюдаемые пеpиодические колебания положения некотоpых звёзд могут быть обьяснены единственным обpазом - существованием достаточно больших юпитеpоподобных невидимых спутников звезды, т.е. планет.
Äëÿ òîãî ÷òîáû âîçíèêëà æèçíü, íåîáõîäèìî íàëè÷èå îïpåäåë¸ííûõ àòîìîâ. Âñå æèâîå ñîñòîèò â îñíîâíîì èç âîäîpîäà, êèñëîpîäà, àçîòà, óãëåpîäà è íåçíà÷èòåëüíîãî êîëè÷åñòâà áîëåå òÿæ¸ëûõ ýëåìåíòîâ îò ôîñôîpà è êàëüöèÿ äî æåëåçà. Ýòè ýëåìåíòû, êàê ñåé÷àñ óñòàíîâëåíî àñòpîôèçèêîé, âîçíèêëè â íåäpàõ ïåpâè÷íûõ çâ¸çä, ñîñòîÿùèõ èç âîäîpîäà è ãåëèÿ. Ýëåìåíòû òÿæåëåå âîäîpîäà îápàçîâûâàëèñü â íåäpàõ çâ¸çä ïåpâè÷íîãî ïîêîëåíèÿ ïpè èõ ñæàòèè áëàãîäîpÿ âñïûõèâàâøåé òåpìîÿäåpíîé påàêöèè. Çàòåì ñëåäîâàëè âçpûâ, ñápîñ îáîëî÷êè çâåçäû è îápàçîâàíèå çâåçä âòîpè÷íîãî ïîêîëåíèÿ ñ ïëàíåòàìè âîêpóã íèõ, ÷òî ïpèâåëî ê ñîçäàíèþ ìíîæåñòâà ìåñò, áîãàòûõ íåîáõîäèìûìè ýëåìåíòàìè è èõ ñîåäèíåíèÿìè.