Интересуюсь космологией на любительском уровне. Теория Большого взрыва вроде как общепринятая модель возникновения Вселенной.
Но насколько она полна? Какие в ней есть нерешенные вопросы или противоречия? Может быть есть альтернативные теории которые объясняют наблюдаемые данные?
Буду благодарен за объяснение доступным языком без сложной математики.
Нет, не все. У теории Большого взрыва есть несколько серьезных белых пятен:
Проблема горизонта
Удаленные области Вселенной имеют одинаковую температуру хотя никогда не могли контактировать друг с другом (свет не успел бы их соединить за время существования Вселенной). Решение - теория инфляции (сверхбыстрое расширение в первые доли секунды) но она сама вызывает новые вопросы.
Проблема плоскостности
Вселенная почти идеально плоская (евклидова геометрия). Но чтобы получить такую плоскостность начальные условия должны были быть настроены с точностью до 60-го знака после запятой. Это выглядит как подгонка.
Темная материя и темная энергия
Мы не знаем что это такое. 95% массы-энергии Вселенной состоит из чего то о чем мы не имеем понятия. Просто придумали названия для неизвестных величин чтобы уравнения сходились.
Сингулярность
Теория предсказывает что в начальный момент вся Вселенная была сжата в точку бесконечной плотности. Но это физически бессмысленно - все известные законы физики перестают работать.
Что было до
Теория не отвечает на вопрос что было до Большого взрыва. Формально вопрос некорректен (время началось вместе с пространством) но интуитивно неудовлетворителен.
Альтернативы: циклическая модель (Вселенная расширяется и сжимается бесконечно) теория струн мультивселенная. Но у них еще меньше доказательств чем у Большого взрыва.
Добавлю еще один момент который меня всегда смущал.
Теория говорит что Вселенная расширяется с ускорением. Причем это ускорение объясняется "темной энергией" которая составляет 68% всей энергии Вселенной.
Но мы понятия не имеем что это. Просто ввели термин чтобы объяснить наблюдения. Это как в средневековье объясняли горение через "флогистон" - невидимую субстанцию которая как выяснилось позже вообще не существует.
Может быть через 100 лет выяснится что темная энергия тоже выдумка и расширение объясняется чем то совсем другим.
Важно понимать что Большой взрыв - это не взрыв в обычном смысле. Не было такого что в пустом пространстве рванула бомба.
Само пространство начало расширяться. Причем расширяется оно везде одновременно а не из одной точки.
Представь себе поверхность надувающегося шарика на которой нарисованы точки. Когда шарик надувается все точки удаляются друг от друга но нельзя указать на какую то одну точку и сказать "вот отсюда все началось". Началось везде сразу.
Многие путаются именно из за названия "взрыв".
А еще есть проблема с измерением постоянной Хаббла (скорость расширения Вселенной).
Ее измеряют двумя разными способами и получают разные результаты. Разница небольшая но статистически значимая. Это называется "напряжение Хаббла".
Либо один из методов измерения неправильный либо в теории есть что то что мы не учитываем.
Последние данные с телескопа Джеймс Уэбб только усилили это противоречие.
Вся эта теория большого взрыва вообще высосана из пальца.
Подумайте сами: откуда взялась энергия для этого взрыва? Откуда взялась материя? Законы сохранения энергии куда делись?
А реликтовое излучение которое они приводят как доказательство - это просто фоновый шум. Его можно объяснить иначе например стационарной моделью Вселенной.
Но ученым нужно оправдывать гранты поэтому они придумывают все более сложные теории с темной материей темной энергией инфляцией. Скоро еще что нибудь "темное" изобретут.
Стационарная модель опровергнута еще в 1960-х. Реликтовое излучение имеет четкий спектр абсолютно черного тела с температурой 2.7К что невозможно объяснить просто шумом.
Для тех кто хочет копнуть глубже рекомендую книгу "Первые три минуты" Стивена Вайнберга. Написана доступным языком объясняет что происходило в первые моменты после Большого взрыва.
Еще хороший канал на ютубе "PBS Space Time" правда на английском но с субтитрами можно.
самое прикольное что теорию изначально предложил католический священник жорж леметр)
многие атеисты были против типа это попытка протащить идею сотворения мира в науку. а верующие наоборот обрадовались
но сама теория религиозно нейтральна просто описывает физические процессы
Отличный ответ, спасибо! Особенно интересно про проблему горизонта, не знал об этом.