В 1965 Арно Пензиас (Arno Penzias) и Роберт Уилсон (Robert Wilson) обнаружили горячее «послесвечение» огненного шара Большого взрыва — космическое фоновое излучение. Это был триумф теории Большого взрыва.
98. Где произошел Большой взрыв?
Термин «Большой взрыв» неправильно передает визуальную картину почти во всех мыслимых отношениях. В частности, он создает впечатление взрыва.
Взрыв, так же как взрыв динамита, происходит в одном месте. Но нет места, на которое вы можете указать и сказать: «Большой взрыв произошел здесь».
В момент Большого взрыва пространство взорвалось и сразу же начало расти везде. Это произошло одновременно везде.
Представьте себе изюм в поднимающемся пироге. С точки зрения какой-то одной изюминки, все другие изюминки удаляются (представьте бесконечный пирог без границ!!!).
Галактики, встроенные в расширяющееся пространство, как изюм в растущем торте. С точки зрения любой галактики, все другие галактики удаляются.
Так, в расширяющейся Вселенной каждый видит одну и ту же картину и каждому кажется, что он находится в эпицентре взрыва (хотя ни о ком так сказать нельзя).
Кроме того, при взрыве динамита шрапнель взрывается и разлетается в существующем до взрыва пространстве. Но для Вселенной не было ранее существующего пространства.
Большой взрыв не расширялся в чем-то. Пространство просто появилось, и каждая ячейка начала расширение, удаляясь от всех других.
Представьте бесконечный пирог снова. Если он бесконечный, то не существует чего-то внешнего для того, чтобы расшириться туда. Расширение означает, что все точки внутри отдаляются друг от друга.
Конечно, это могут быть пространственные кривые, замыкающиеся сами на себя, подобно многомерной версии поверхности шара Снова нет «внешнего», чтобы расшириться в него.
Если ваш мозг не может осознать это, то помните: Большой взрыв — 4-мерное явление (3 пространственных координаты и 1 временная) и поэтому принципиально непостижим для 3D-существ, таких как мы.
Все, что мы можем сделать, — это поймать отблески Большого взрыва, но никогда не сможем постичь его во всей полноте. Только общая теории относительности может это сделать.
99. Откуда мы знаем, что был Большой взрыв?
Вселенная расширяется, значит, должна в прошлом быть меньше. Наличие вселенского гелия (10 % атомов) можно объяснить, только если считать его произведенным в печи Большого взрыва.
Повседневные доказательства: 1 % от помех или «шума» в телевизоре, настроенном между станциями, идет непосредственно от Большого взрыва.
Огненный шар Большого взрыва подобен огненному шару Н-бомбы (водородной). Но в то время, как тепло бомбы рассеивается в окружающее пространство, это невозможно для Большого взрыва.
Теплу Большого взрыва некуда идти. Оно было закупорено во Вселенной — которая, по определению, и есть все это.
Тепло Большого взрыва, сильно уменьшившееся из-за расширения Вселенной за истекшие 13,7 млрд лет, все еще здесь. Теперь это всего 3 градуса выше абсолютного нуля (-270 °C).
Вместо того чтобы проявиться, как видимый свет, «послесвечение» Большого взрыва проявляется как микроволны (и миллиметровые волны) — невидимый свет, который попал в ваш телевизор.
Прежде чем ударить по вашей ТВ-антенне, микроволны Большого взрыва путешествовали 13,7 млрд лет, и последнее, чего они касались, был огненный шар Большого взрыва.
Колоссальное количество (99,9 %) всех фотонов (частиц света) во Вселенной не от звезд и галактик, но от послесвечения Большого взрыва.
Если бы мы могли увидеть Вселенную извне, то были бы потрясены «послесвечением создания». Все пространство светилось бы как внутренность лампочки.
Атмосфера и все холодные объекты (даже вы) испускают реликтовые микроволны, но, как это ни парадоксально, преобладающее излучение во Вселенной является невидимым.
«Космическое фоновое излучение» (реликтовое излучение) обнаружили только в 1965, и то случайно, два радиоастронома из «Белл телефон» (Bell Labs), в Холмделе, шт. Нью Джерси.
Несмотря на то что им удалось обнаружить микроволновое свечение, они думали, что это помехи от голубиного помета (птиц, гнездящихся в рупоре антенны радиотелескопа); Арно Пензиас и Роберт Уилсон получили Нобелевскую премию.
Космическое фоновое излучение несет в себе бесценную «детскую фотографию» Вселенной, когда она была всего лишь в возрасте 380 000 лет.
В местах, где послесвечение теплее/холоднее, чем в среднем, выявились первые сгустки материи после Большого взрыва — «зародыши» галактик.
За участие в поиске «зародышей» первых космических структур Джон Мазер и Джордж Смут в 2006 также получили Нобелевскую премию по физике.
100. Что было до Большого взрыва?
Вначале был «ложный вакуум», как гласит стандартная история. Это было необычное свойство — отталкивающая гравитация — так это «раздувалось».
Чем больше вакуума, который был создан, тем сильнее отталкивающая гравитация, и тем быстрее вакуум расширялся. Все быстрее и быстрее.
Чем больше вакуума создано, тем больше энергии накапливается. Энергия из ничего — еще одно удивительное свойство. «Основной бесплатный завтрак».
Но ложный вакуум был нестабилен. Его части распались случайным образом до «истинного» вакуума — нашего вакуума. Представьте себе пузыри, образующиеся в безбрежном океане.
Энергии ложного вакуума надо было куда-то идти. Это привело к возникновению материи в пузырях-вселенных и нагреванию ее до огромных температур. Произошел горячий Большой взрыв!
В этой «инфляционной» картине наша Вселенная является лишь одной из огромного числа, навсегда разделенных постоянно растущими пространствами ложного вакуума.
Когда инфляция практически исчерпала себя, началось нормальное расширение. Сравните взрыв динамитной шашки с расширением при взрыве водородной бомбы.
Откуда появился высокоэнергетический ложный вакуум? Квантовая теория допускает появление энергии из ничего (неопределенность Гейзенберга)
[29].
Возможно, когда появилась малая часть ложного вакуума, то началось расширение. Инфляция непобедима, поскольку вакуум расширяется быстрее, чем съедается.
Очевиден следующий вопрос: каковы же законы физики (квантовая теория), которые позволяют энергии спонтанно рождаться из ничего?
