Большой взрыв

Физическая теория

Временная шкала расширения вселенной , где пространство, включая гипотетические ненаблюдаемые части вселенной, представлено в каждый момент времени круговыми секциями. Слева драматическое расширение происходит в инфляционную эпоху ; а в центре расширение ускоряется (концепция художника; ни время, ни размер не масштабируются).

Большой взрыв — это физическая теория , описывающая, как Вселенная расширялась из начального состояния высокой плотности и температуры . ^[1] Понятие расширяющейся Вселенной было впервые научно сформулировано физиком Александром Фридманом в 1922 году с математическим выводом уравнений Фридмана . ^{[2] [3] [4] [5]} Самое раннее эмпирическое наблюдение понятия расширяющейся Вселенной известно как Закон Хаббла , опубликованный в работе физика Эдвина Хаббла в 1929 году, который установил, что галактики удаляются от Земли со скоростью, которая ускоряется пропорционально расстоянию. Независимо от работы Фридмана и независимо от наблюдений Хаббла, физик Жорж Леметр предположил, что Вселенная возникла из «первичного атома » в 1931 году, введя современное понятие Большого взрыва.

Различные космологические модели Большого взрыва объясняют эволюцию наблюдаемой Вселенной от самых ранних известных периодов до ее последующей крупномасштабной формы. ^{[6] [7] [8]} Эти модели предлагают всеобъемлющее объяснение для широкого спектра наблюдаемых явлений, включая обилие легких элементов , космическое микроволновое фоновое излучение (CMB) и крупномасштабную структуру . Однородность Вселенной, известная как проблема плоскостности , объясняется через космическую инфляцию : внезапное и очень быстрое расширение пространства в самые ранние моменты.

Экстраполируя это космическое расширение назад во времени с использованием известных законов физики , модели описывают все более концентрированный космос, которому предшествует сингулярность , в которой пространство и время теряют смысл (обычно называемая «сингулярностью Большого взрыва»). ^[9] В физике отсутствует общепринятая теория квантовой гравитации , которая могла бы моделировать самые ранние условия Большого взрыва. В 1964 году было обнаружено реликтовое излучение, что убедило многих космологов в том, что конкурирующая стационарная модель космической эволюции была фальсифицирована , поскольку модели Большого взрыва предсказывают однородное фоновое излучение, вызванное высокими температурами и плотностями в далеком прошлом. ^[10] Широкий спектр эмпирических данных решительно свидетельствует в пользу события Большого взрыва, которое в настоящее время по существу общепризнано. ^[11] Подробные измерения скорости расширения Вселенной помещают сингулярность Большого взрыва на предполагаемую13,787 ± 0,020  миллиарда лет назад, что считается возрастом Вселенной . ^[12]

Остаются аспекты наблюдаемой Вселенной, которые пока не получили адекватного объяснения в моделях Большого взрыва. После своего первоначального расширения Вселенная достаточно остыла, чтобы позволить сформироваться субатомным частицам , а позднее и атомам . Неравное содержание материи и антиматерии , которое позволило этому произойти, является необъяснимым эффектом, известным как барионная асимметрия . Эти изначальные элементы — в основном водород , с некоторым количеством гелия и лития — позже объединились посредством гравитации , образовав ранние звезды и галактики. Астрономы наблюдают гравитационные эффекты неизвестной темной материи, окружающей галактики. Большая часть гравитационного потенциала во Вселенной, по-видимому, находится в этой форме, и модели Большого взрыва и различные наблюдения указывают на то, что этот избыточный гравитационный потенциал не создается барионной материей , такой как обычные атомы. Измерения красных смещений сверхновых указывают на то, что расширение Вселенной ускоряется , наблюдение приписывается необъяснимому явлению, известному как темная энергия . ^[13]

Особенности моделей

Модели Большого взрыва предлагают всестороннее объяснение широкого спектра наблюдаемых явлений, включая распространенность легких элементов , реликтовое излучение , крупномасштабную структуру и закон Хаббла . ^[14] Модели зависят от двух основных предположений: универсальности физических законов и космологического принципа . Универсальность физических законов является одним из основополагающих принципов теории относительности . Космологический принцип утверждает, что в больших масштабах Вселенная однородна и изотропна — выглядит одинаково во всех направлениях независимо от местоположения. ^[15]

Эти идеи изначально были приняты как постулаты, но позже были предприняты попытки проверить каждую из них. Например, первое предположение было проверено наблюдениями, показывающими, что наибольшее возможное отклонение постоянной тонкой структуры на протяжении большей части возраста Вселенной составляет порядка 10−5 ^. [ ^16] Кроме того, общая теория относительности прошла строгие испытания в масштабах Солнечной системы и двойных звезд . ^{[17] [18] [примечания 1]}

Крупномасштабная вселенная выглядит изотропной, если смотреть с Земли. Если она действительно изотропна, космологический принцип может быть выведен из более простого принципа Коперника , который гласит, что не существует предпочтительного (или особого) наблюдателя или точки обзора. С этой целью космологический принцип был подтвержден на уровне 10−5 ^{посредством} наблюдений температуры реликтового излучения. В масштабе горизонта реликтового излучения Вселенная была измерена как однородная с верхней границей порядка 10% неоднородности по состоянию на 1995 год. ^[19]

Горизонты

Важной особенностью пространства-времени Большого взрыва является наличие горизонтов частиц . Поскольку Вселенная имеет конечный возраст, а свет движется с конечной скоростью, в прошлом могут быть события, свет которых еще не успел достичь Земли. Это накладывает ограничение или горизонт прошлого на самые отдаленные объекты, которые можно наблюдать. И наоборот, поскольку пространство расширяется, а более отдаленные объекты удаляются все быстрее, свет, излучаемый нами сегодня, может никогда не «догнать» очень далекие объекты. Это определяет будущий горизонт , который ограничивает события в будущем, на которые мы сможем повлиять. Наличие любого типа горизонта зависит от деталей метрики Фридмана–Лемэтра–Робертсона–Уокера (FLRW) , которая описывает расширение Вселенной. ^[20]

Наше понимание вселенной с самых ранних времен предполагает, что существует горизонт прошлого, хотя на практике наш взгляд также ограничен непрозрачностью вселенной в ранние времена. Поэтому наш взгляд не может простираться дальше назад во времени, хотя горизонт отступает в пространстве. Если расширение вселенной продолжает ускоряться, существует и будущий горизонт. ^[20]

Термализация

Некоторые процессы в ранней Вселенной происходили слишком медленно по сравнению со скоростью расширения Вселенной, чтобы достичь приблизительного термодинамического равновесия . Другие были достаточно быстрыми, чтобы достичь термализации . Параметр, обычно используемый для выяснения того, достиг ли процесс в очень ранней Вселенной теплового равновесия, — это отношение скорости процесса (обычно скорости столкновений между частицами) к параметру Хаббла . Чем больше отношение, тем больше времени было у частиц для термализации, прежде чем они окажутся слишком далеко друг от друга. ^[21]

Хронология

Согласно моделям Большого взрыва, Вселенная в начале была очень горячей и очень компактной, а с тех пор она расширялась и охлаждалась.

Сингулярность

При отсутствии идеального космологического принципа экстраполяция расширения Вселенной назад во времени с использованием общей теории относительности дает бесконечную плотность и температуру в конечное время в прошлом. ^[22] Это нерегулярное поведение, известное как гравитационная сингулярность , указывает на то, что общая теория относительности не является адекватным описанием законов физики в этом режиме. Модели, основанные только на общей теории относительности, не могут полностью экстраполироваться в сторону сингулярности. ^[9] В некоторых предложениях, таких как модели возникающей Вселенной , сингулярность заменяется другой космологической эпохой. Другой подход определяет начальную сингулярность как сингулярность, предсказанную некоторыми моделями теории Большого взрыва как существовавшую до события Большого взрыва. ^{[23] [ необходимо разъяснение ]}

Эта изначальная сингулярность сама по себе иногда называется «Большим взрывом» ^[24], но этот термин может также относиться к более общей ранней горячей, плотной фазе ^{[25] [примечания 2]} вселенной. В любом случае «Большой взрыв» как событие также в разговорной речи называют «рождением» нашей вселенной, поскольку он представляет собой точку в истории, где вселенная может быть проверена как вступившая в режим , в котором законы физики, как мы их понимаем (в частности, общая теория относительности и Стандартная модель физики элементарных частиц ), работают. На основе измерений расширения с использованием сверхновых типа Ia и измерений температурных колебаний в космическом микроволновом фоне, время, прошедшее с того события, известное как « возраст вселенной », составляет 13,8 миллиарда лет. ^[26]

Несмотря на то, что в то время Вселенная была чрезвычайно плотной — гораздо плотнее, чем обычно требуется для образования черной дыры — она не схлопнулась снова в сингулярность. Обычно используемые расчеты и ограничения для объяснения гравитационного коллапса обычно основаны на объектах относительно постоянного размера, таких как звезды, и не применимы к быстро расширяющемуся пространству, такому как Большой взрыв. Поскольку ранняя Вселенная не сразу схлопнулась во множество черных дыр, материя в то время должна была быть очень равномерно распределена с незначительным градиентом плотности . ^[27]

Инфляция и бариогенез

Самые ранние фазы Большого взрыва являются предметом множества спекуляций, учитывая отсутствие доступных данных. В наиболее распространенных моделях вселенная была заполнена однородно и изотропно с очень высокой плотностью энергии и огромными температурами и давлениями , и очень быстро расширялась и охлаждалась. Период до 10 ⁻⁴³ секунд расширения, эпоха Планка , был фазой, в которой четыре фундаментальные силы — электромагнитная сила , сильная ядерная сила , слабая ядерная сила и гравитационная сила — были объединены в одну. ^[28] На этой стадии характерной шкалой длины вселенной была длина Планка ,1,6 × 10 ⁻³⁵  м , и, следовательно, имел температуру приблизительно 10 ³² градусов Цельсия. Даже сама концепция частицы рушится в этих условиях. Правильное понимание этого периода ждет разработки теории квантовой гравитации . ^{[29] [30]} За эпохой Планка последовала эпоха великого объединения, начинающаяся с 10 ⁻⁴³ секунд, когда гравитация отделилась от других сил по мере падения температуры Вселенной. ^[28]

Примерно через 10−37 ^секунд после начала расширения фазовый переход вызвал космическую инфляцию , во время которой Вселенная росла экспоненциально , не ограничиваясь инвариантностью скорости света , а температура упала в 100 000 раз. Эта концепция мотивирована проблемой плоскостности , где плотность материи и энергии очень близка к критической плотности, необходимой для создания плоской Вселенной . То есть, форма Вселенной не имеет общей геометрической кривизны из-за гравитационного воздействия. Микроскопические квантовые флуктуации , которые произошли из-за принципа неопределенности Гейзенберга, были «заморожены» инфляцией, усиливаясь в семена, которые позже сформируют крупномасштабную структуру Вселенной. ^[31] Примерно через 10−36 ^{секунд начинается} электрослабая эпоха , когда сильное ядерное взаимодействие отделяется от других сил, и только электромагнитное взаимодействие и слабое ядерное взаимодействие остаются едиными. ^[32]

Инфляция локально остановилась примерно в 10−33–10−32 ^{секунд ,} при этом наблюдаемый объем Вселенной увеличился по крайней мере в 1078 раз ^. Повторный нагрев последовал по мере распада поля инфлатона , пока Вселенная не достигла температур, необходимых для образования кварк -глюонной плазмы, а также всех других элементарных частиц . ^{[33] [34]} Температуры были настолько высоки, что случайные движения частиц происходили с релятивистскими скоростями , и пары частица-античастица всех видов непрерывно создавались и уничтожались в столкновениях. ^[1] В какой-то момент неизвестная реакция, называемая бариогенезисом , нарушила закон сохранения барионного числа , что привело к очень небольшому избытку кварков и лептонов над антикварками и антилептонами — порядка одной части на 30 миллионов. Это привело к преобладанию материи над антиматерией в нынешней Вселенной. ^[35]

Охлаждение

Панорамный вид всего ближнего инфракрасного неба показывает распределение галактик за пределами Млечного Пути . Цвета галактик кодируются красным смещением .

Вселенная продолжала уменьшаться в плотности и падать в температуре, поэтому типичная энергия каждой частицы уменьшалась. Фазовые переходы , нарушающие симметрию, привели фундаментальные силы физики и параметры элементарных частиц в их нынешнюю форму, при этом электромагнитная сила и слабая ядерная сила разделились примерно за 10 ⁻¹² секунд. ^{[32] [36]}

Примерно через 10−11 ^секунд картина становится менее спекулятивной, поскольку энергии частиц падают до значений, которые могут быть достигнуты в ускорителях частиц . Примерно через 10−6 ^секунд кварки и глюоны объединяются , образуя барионы, такие как протоны и нейтроны . Небольшой избыток кварков над антикварками приводит к небольшому избытку барионов над антибарионами. Температура уже не была достаточно высокой, чтобы создать новые пары протон-антипротон или нейтрон-антинейтрон. Немедленно последовала массовая аннигиляция , в результате которой осталась только одна из ¹⁰⁸ исходных частиц материи и ни одной из их античастиц . ^[37] Похожий процесс произошел примерно через 1 секунду для электронов и позитронов. После этих аннигиляций оставшиеся протоны, нейтроны и электроны больше не двигались релятивистски, и в плотности энергии Вселенной доминировали фотоны (с небольшим вкладом нейтрино ).

Через несколько минут после начала расширения, когда температура достигала около миллиарда кельвинов , а плотность материи во Вселенной была сопоставима с текущей плотностью атмосферы Земли, нейтроны объединились с протонами, образовав ядра дейтерия и гелия Вселенной в процессе, называемом нуклеосинтезом Большого взрыва (BBN). ^[38] Большинство протонов остались необъединенными в виде ядер водорода. ^[39]

По мере того, как Вселенная охлаждалась, плотность энергии покоя материи стала гравитационно доминировать над плотностью фотонного излучения . Эпоха рекомбинации началась примерно через 379 000 лет, когда электроны и ядра объединились в атомы (в основном водород ), которые были способны испускать излучение. Это реликтовое излучение, которое продолжалось в пространстве в основном беспрепятственно, известно как космический микроволновый фон. ^[39]

Формирование структуры

Скопление галактик Abell 2744 – вид Hubble Frontier Fields ^[40]

После эпохи рекомбинации немного более плотные области равномерно распределенной материи гравитационно притягивали близлежащую материю и, таким образом, становились еще плотнее, образуя газовые облака, звезды, галактики и другие астрономические структуры, наблюдаемые сегодня. ^[1] Детали этого процесса зависят от количества и типа материи во Вселенной. Четыре возможных типа материи известны как холодная темная материя (CDM), теплая темная материя , горячая темная материя и барионная материя . Лучшие доступные измерения, полученные с помощью зонда микроволновой анизотропии Уилкинсона (WMAP), показывают, что данные хорошо соответствуют модели Lambda-CDM, в которой темная материя предполагается холодной. (Теплая темная материя исключается ранней реионизацией .) ^[41] По оценкам, эта CDM составляет около 23% материи/энергии Вселенной, в то время как барионная материя составляет около 4,6%. ^[42]

В «расширенной модели», которая включает горячую темную материю в форме нейтрино, ^[43] «физическая плотность барионов» оценивается в 0,023. (Это отличается от «плотности барионов», выраженной как доля общей плотности материи/энергии, которая составляет около 0,046.) Соответствующая плотность холодной темной материи составляет около 0,11, а соответствующая плотность нейтрино оценивается менее 0,0062. ^[42] ${\displaystyle \Omega _{\text{b}}h^{2}}$ ${\displaystyle \Omega _{\text{b}}}$ ${\displaystyle \Omega _{\text{c}}h^{2}}$ ${\displaystyle \Omega _{\text{v}}h^{2}}$

Космическое ускорение

Независимые линии доказательств от сверхновых типа Ia и реликтового излучения подразумевают, что во Вселенной сегодня доминирует таинственная форма энергии, известная как темная энергия , которая, по-видимому, однородно пронизывает все пространство. Наблюдения показывают, что 73% общей плотности энергии современной Вселенной находится в этой форме. Когда Вселенная была очень молодой, она, вероятно, была наполнена темной энергией, но со всем, что было ближе друг к другу, гравитация преобладала, тормозя расширение. В конце концов, после миллиардов лет расширения, уменьшение плотности материи относительно плотности темной энергии позволило расширению Вселенной начать ускоряться. ^[13]

Темная энергия в своей простейшей формулировке моделируется космологическим постоянным членом в уравнениях поля Эйнштейна общей теории относительности, но ее состав и механизм неизвестны. В более общем плане, детали ее уравнения состояния и связь со Стандартной моделью физики элементарных частиц продолжают исследоваться как посредством наблюдений, так и посредством теории. ^[13]

Вся эта космическая эволюция после инфляционной эпохи может быть строго описана и смоделирована с помощью лямбда-CDM-модели космологии, которая использует независимые рамки квантовой механики и общей теории относительности. Не существует легко проверяемых моделей, которые описывали бы ситуацию до приблизительно 10 ⁻¹⁵ секунд. ^[44] Понимание этой самой ранней эпохи в истории Вселенной является одной из величайших нерешенных проблем в физике .

История концепции

Этимология

Английскому астроному Фреду Хойлу приписывают введение термина «Большой взрыв» во время выступления на радио BBC в марте 1949 года , ^[45] где он сказал: «Эти теории основывались на гипотезе, что вся материя во Вселенной была создана в результате одного большого взрыва в определенное время в далеком прошлом». ^{[46] [47]} Однако он не был популярен до 1970-х годов. ^[47]

Широко распространено мнение, что Хойл, выступавший за альтернативную « стационарную » космологическую модель, намеревался использовать это в уничижительном смысле, ^{[48] [49] [50]} но Хойл открыто отрицал это и сказал, что это было просто яркое изображение, призванное подчеркнуть разницу между двумя моделями. ^{[51] [52] [54]} Хельге Краг пишет, что доказательства того, что это было уничижительным выражением, «неубедительны», и упоминает ряд указаний на то, что это не было уничижительным выражением. ^[47]

Сам термин был назван неправильным, поскольку он вызывает ассоциации со взрывом. ^{[47] [55]} Аргумент состоит в том, что в то время как взрыв предполагает расширение в окружающее пространство, Большой взрыв описывает только внутреннее расширение содержимого вселенной. ^{[56] [57]} Другая проблема, на которую указал Сантош Мэтью, заключается в том, что взрыв подразумевает звук, который не является важной особенностью модели. ^[49] Попытка найти более подходящую альтернативу не увенчалась успехом. ^{[47] [50]}

Разработка

Hubble eXtreme Deep Field (XDF)

Модели Большого взрыва развивались из наблюдений за структурой Вселенной и из теоретических соображений. В 1912 году Весто Слайфер измерил первое доплеровское смещение « спиральной туманности » (спиральная туманность — устаревший термин для спиральных галактик) и вскоре обнаружил, что почти все такие туманности удаляются от Земли. Он не понимал космологических последствий этого факта, и действительно, в то время было очень спорно, были ли эти туманности «островными вселенными» за пределами нашего Млечного Пути . ^{[60] [61]} Десять лет спустя Александр Фридман , русский космолог и математик , вывел уравнения Фридмана из уравнений поля Эйнштейна, показав, что Вселенная может расширяться в отличие от статической модели Вселенной, которую отстаивал Альберт Эйнштейн в то время. ^[62]

В 1924 году американский астроном Эдвин Хаббл измерил большое расстояние до ближайших спиральных туманностей и показал, что эти системы действительно были другими галактиками. Начиная с того же года, Хаббл кропотливо разрабатывал серию индикаторов расстояний, предшественников космической лестницы расстояний , используя 100-дюймовый (2,5 м) телескоп Хукера в обсерватории Маунт-Вилсон . Это позволило ему оценить расстояния до галактик, красные смещения которых уже были измерены, в основном Слайфером. В 1929 году Хаббл открыл корреляцию между расстоянием и скоростью удаления — теперь известную как закон Хаббла. ^{[63] [64]}

Независимо выведя уравнения Фридмана в 1927 году, Жорж Леметр , бельгийский физик и священник Римско-католической церкви , предположил, что разбегание туманностей было вызвано расширением Вселенной. ^[65] Он вывел соотношение, которое позже наблюдал Хаббл, учитывая космологический принцип. ^[13] В 1931 году Леметр пошел дальше и предположил, что очевидное расширение Вселенной, если спроецировать его назад во времени, означает, что чем дальше в прошлое, тем меньше была Вселенная, пока в какой-то конечный момент в прошлом вся масса Вселенной не сосредоточилась в одной точке, «первичном атоме», где и когда возникла ткань времени и пространства. ^[66]

В 1920-х и 1930-х годах почти каждый крупный космолог предпочитал вечную стационарную вселенную, и некоторые жаловались, что начало времени, подразумеваемое Большим взрывом, импортировало религиозные концепции в физику; это возражение позже повторили сторонники теории стационарного состояния. ^[67] Это восприятие усиливалось тем фактом, что создатель концепции Большого взрыва, Леметр, был римско-католическим священником. ^[68] Артур Эддингтон соглашался с Аристотелем в том, что вселенная не имела начала во времени, а именно , что материя вечна . Начало во времени было для него «отвратительным». ^{[69] [70]} Леметр, однако, не соглашался:

Если мир начался с одного кванта , понятия пространства и времени вообще не имели бы никакого смысла в начале; они начали бы иметь разумный смысл только тогда, когда исходный квант был бы разделен на достаточное количество квантов. Если это предположение верно, начало мира произошло немного раньше начала пространства и времени. ^[71]

В 1930-х годах были предложены другие идеи в качестве нестандартных космологий для объяснения наблюдений Хаббла, включая модель Милна ^[72] , осциллирующую вселенную ( первоначально предложенную Фридманом, но поддержанную Альбертом Эйнштейном и Ричардом К. Толменом ) ^[73] и гипотезу уставшего света Фрица Цвикки [ ^74] .

После Второй мировой войны появились две различные возможности. Одной из них была модель стационарного состояния Фреда Хойла, в которой новая материя создавалась по мере того, как Вселенная, казалось бы, расширялась. В этой модели Вселенная примерно одинакова в любой момент времени. ^[75] Другой была теория Большого взрыва Леметра, пропагандируемая и развиваемая Джорджем Гамовым , который представил BBN ^[76] и чьи коллеги, Ральф Альфер и Роберт Герман , предсказали реликтовое излучение. ^[77] По иронии судьбы, именно Хойл придумал фразу, которая стала применяться к теории Леметра, назвав ее « идеей большого взрыва » во время радиопередачи BBC в марте 1949 года. ^{[52] [47] [примечания 3]} Некоторое время поддержка разделялась между этими двумя теориями. В конце концов, наблюдательные свидетельства, в первую очередь из подсчетов радиоисточников , начали отдавать предпочтение Большому взрыву по сравнению с стационарным состоянием. Открытие и подтверждение реликтового излучения в 1964 году закрепило за Большим взрывом статус лучшей теории происхождения и эволюции Вселенной. ^[78]

В 1968 и 1970 годах Роджер Пенроуз , Стивен Хокинг и Джордж Ф. Р. Эллис опубликовали статьи, в которых показали, что математические сингулярности были неизбежным начальным условием релятивистских моделей Большого взрыва. ^{[79] [80]} Затем, с 1970-х по 1990-е годы, космологи работали над характеристикой особенностей Вселенной Большого взрыва и решением нерешенных проблем. В 1981 году Алан Гут совершил прорыв в теоретической работе по решению некоторых нерешенных теоретических проблем в моделях Большого взрыва, введя эпоху быстрого расширения в ранней Вселенной, которую он назвал «инфляцией». ^[81] Между тем, в течение этих десятилетий два вопроса в наблюдательной космологии , которые вызвали много дискуссий и разногласий, касались точных значений постоянной Хаббла ^[82] и плотности материи Вселенной (до открытия темной энергии, которая, как считалось, была ключевым предиктором окончательной судьбы Вселенной ). ^[83]

В середине 1990-х годов наблюдения за некоторыми шаровыми скоплениями , по-видимому, указывали на то, что им было около 15 миллиардов лет, что противоречило большинству тогдашних оценок возраста Вселенной (и, конечно, возрасту, измеренному сегодня). Этот вопрос был позже решен, когда новые компьютерные моделирования, включавшие эффекты потери массы из-за звездных ветров , указали на гораздо более молодой возраст шаровых скоплений. ^[84]

Значительный прогресс в космологии Большого взрыва был достигнут с конца 1990-х годов в результате достижений в области технологий телескопов , а также анализа данных со спутников, таких как Cosmic Background Explorer (COBE), ^[85] Космический телескоп Хаббл и WMAP. ^[86] Космологи теперь имеют довольно точные и правильные измерения многих параметров модели Большого взрыва и сделали неожиданное открытие, что расширение Вселенной, по-видимому, ускоряется. ^{[87] [88]}

Данные наблюдений

«[Картина] Большого взрыва слишком прочно основана на данных из каждой области, чтобы доказать ее несостоятельность в общих чертах».

— Лоуренс Краусс ^[89]

Самыми ранними и наиболее прямыми наблюдательными доказательствами справедливости теории являются расширение Вселенной согласно закону Хаббла (на что указывают красные смещения галактик), открытие и измерение космического микроволнового фона и относительного содержания легких элементов, произведенных нуклеосинтезом Большого взрыва (BBN). Более поздние доказательства включают наблюдения за образованием и эволюцией галактик , а также распределением крупномасштабных космических структур . ^[90] Иногда их называют «четырьмя столпами» моделей Большого взрыва. ^[91]

Точные современные модели Большого взрыва апеллируют к различным экзотическим физическим явлениям, которые не наблюдались в земных лабораторных экспериментах или не были включены в Стандартную модель физики элементарных частиц. Из этих особенностей темная материя в настоящее время является предметом наиболее активных лабораторных исследований. ^[92] Оставшиеся вопросы включают проблему гало каспия ^[93] и проблему карликовой галактики ^[94] холодной темной материи. Темная энергия также является областью интенсивного интереса для ученых, но не ясно, будет ли возможно прямое обнаружение темной энергии. ^[95] Инфляция и бариогенез остаются более спекулятивными особенностями текущих моделей Большого взрыва. Жизнеспособные количественные объяснения таких явлений все еще ищутся. Это нерешенные проблемы в физике.

Закон Хаббла и расширение Вселенной

Красное смещение линий поглощения из-за скорости удаления

Наблюдения за далекими галактиками и квазарами показывают, что эти объекты смещены в красную область: свет, испускаемый ими, смещен в сторону более длинных волн. Это можно увидеть, взяв частотный спектр объекта и сопоставив спектроскопическую картину линий излучения или поглощения, соответствующих атомам химических элементов, взаимодействующих со светом. Эти красные смещения однородно изотропны, равномерно распределены среди наблюдаемых объектов во всех направлениях. Если интерпретировать красное смещение как доплеровский сдвиг, можно рассчитать скорость удаления объекта. Для некоторых галактик можно оценить расстояния с помощью космической лестницы расстояний . Когда скорости удаления нанесены на график в зависимости от этих расстояний, наблюдается линейная зависимость, известная как закон Хаббла : ^[63] где ${\displaystyle v=H_{0}D}$

• ${\displaystyle v}$это скорость удаления галактики или другого удаленного объекта,
• ${\displaystyle D}$правильное расстояние до объекта, и
• ${\displaystyle H_{0}}$постоянная Хаббла , измеренная как70.4+1,3
  −1,4 км / с / Мпк по данным WMAP. ^[42]

Закон Хаббла подразумевает, что Вселенная равномерно расширяется повсюду. Это космическое расширение было предсказано из общей теории относительности Фридманом в 1922 году ^[62] и Леметром в 1927 году ^[65] , задолго до того, как Хаббл сделал свой анализ и наблюдения в 1929 году, и оно остается краеугольным камнем модели Большого взрыва, разработанной Фридманом, Леметром, Робертсоном и Уокером.

Теория требует, чтобы соотношение выполнялось в любое время, где — надлежащее расстояние, — скорость удаления, а , , и изменяются по мере расширения Вселенной (поэтому мы пишем для обозначения современной «постоянной» Хаббла). Для расстояний, намного меньших, чем размер наблюдаемой Вселенной , красное смещение Хаббла можно рассматривать как доплеровский сдвиг, соответствующий скорости удаления . Для расстояний, сравнимых с размером наблюдаемой Вселенной, приписывание космологического красного смещения становится более неоднозначным, хотя его интерпретация как кинематического доплеровского сдвига остается наиболее естественной. ^[96] ${\displaystyle v=HD}$ ${\displaystyle D}$ ${\displaystyle v}$ ${\displaystyle v}$ ${\displaystyle H}$ ${\displaystyle D}$ ${\displaystyle H_{0}}$ ${\displaystyle v}$

Необъяснимое расхождение с определением постоянной Хаббла известно как напряжение Хаббла . Методы, основанные на наблюдении за реликтовым излучением, предполагают более низкое значение этой константы по сравнению с величиной, полученной из измерений, основанных на космической лестнице расстояний. ^[97]

Космическое микроволновое фоновое излучение

Спектр космического микроволнового фона, измеренный прибором FIRAS на спутнике COBE , является наиболее точно измеренным спектром черного тела в природе. ^[98] Точки данных и полосы погрешностей на этом графике скрыты теоретической кривой.

В 1964 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон по счастливой случайности открыли космическое фоновое излучение, всенаправленный сигнал в микроволновом диапазоне. ^[78] Их открытие предоставило существенное подтверждение предсказаний Большого взрыва Альфера, Германа и Гамова около 1950 года. В течение 1970-х годов было обнаружено, что излучение приблизительно соответствует спектру черного тела во всех направлениях; этот спектр был смещен в красную сторону из-за расширения Вселенной и сегодня соответствует приблизительно 2,725 К. Это склонило чашу весов доказательств в пользу модели Большого взрыва, и Пензиас и Уилсон были удостоены Нобелевской премии по физике 1978 года .

Поверхность последнего рассеяния, соответствующая излучению реликтового фона, возникает вскоре после рекомбинации , эпохи, когда нейтральный водород становится стабильным. До этого Вселенная состояла из горячего плотного фотонно-барионного плазменного моря, где фотоны быстро рассеивались от свободных заряженных частиц. Пик около372 ± 14 тыс. лет [ ^41] длина свободного пробега фотона становится достаточно большой, чтобы достичь наших дней, и Вселенная становится прозрачной.

9-летнее изображение космического микроволнового фонового излучения, полученное с помощью WMAP (2012 г.). ^{[99] [100]} Излучение изотропно примерно до одной части на 100 000. ^[101]

В 1989 году NASA запустило COBE, который сделал два важных шага: в 1990 году высокоточные измерения спектра показали, что спектр частот CMB представляет собой почти идеальное черное тело без отклонений на уровне 1 части на 10 ⁴ , и измерили остаточную температуру 2,726 К (более поздние измерения немного снизили эту цифру до 2,7255 К); затем в 1992 году дальнейшие измерения COBE обнаружили крошечные колебания ( анизотропию ) температуры CMB по всему небу на уровне примерно одной части на 10 ⁵ . ^[85] Джон К. Мазер и Джордж Смут были удостоены Нобелевской премии по физике 2006 года за лидерство в этих результатах.

В течение следующего десятилетия анизотропия РИ была дополнительно исследована большим количеством наземных и воздушных экспериментов. В 2000–2001 годах несколько экспериментов, наиболее заметный из которых был BOOMERanG , обнаружили, что форма Вселенной пространственно почти плоская, путем измерения типичного углового размера (размера на небе) анизотропии. ^{[102] [103] [104]}

В начале 2003 года были опубликованы первые результаты зонда Wilkinson Microwave Anisotropy, которые дали наиболее точные на тот момент значения некоторых космологических параметров. Результаты опровергли несколько конкретных моделей космической инфляции, но в целом согласуются с теорией инфляции. ^[86] Космический зонд Planck был запущен в мае 2009 года. Другие наземные и аэростатные эксперименты по исследованию космического микроволнового фона продолжаются.

Обилие первичных элементов

Временная эволюция распространенности легких элементов во время нуклеосинтеза Большого взрыва

Используя модели Большого взрыва, можно рассчитать ожидаемую концентрацию изотопов гелия-4 ( ⁴ He), гелия-3 ( ³ He), дейтерия ( ² H) и лития-7 ( ⁷ Li) во Вселенной как отношение к количеству обычного водорода. ^[38] Относительное содержание зависит от одного параметра, отношения фотонов к барионам. Это значение можно рассчитать независимо из детальной структуры флуктуаций реликтового излучения. Предсказанные отношения (по массе, а не по содержанию) составляют около 0,25 для ⁴ He:H, около 10−3 ^для 2 ^H :H, около 10−4 ^для 3 ^He :H и около 10−9 ^для 7 ^Li :H. ^[38]

Все измеренные содержания согласуются, по крайней мере, приблизительно с теми, которые предсказаны из одного значения барионно-фотонного отношения. Согласие превосходное для дейтерия, близкое, но формально расходящееся для ⁴ He, и в два раза меньше для ⁷ Li (эта аномалия известна как космологическая проблема лития ); в последних двух случаях имеются существенные систематические неопределенности . Тем не менее, общее соответствие с содержаниями, предсказанными BBN, является сильным доказательством Большого взрыва, поскольку теория является единственным известным объяснением относительного содержания легких элементов, и практически невозможно «настроить» Большой взрыв так, чтобы он производил намного больше или меньше 20–30% гелия. ^[105] Действительно, нет никакой очевидной причины за пределами Большого взрыва, что, например, молодая Вселенная до образования звезд , как определено путем изучения материи, предположительно свободной от продуктов звездного нуклеосинтеза , должна иметь больше гелия, чем дейтерия, или больше дейтерия, чем ³ He, и в постоянных соотношениях. ^{[106] : 182–185}

Галактическая эволюция и распределение

Подробные наблюдения морфологии и распределения галактик и квазаров согласуются с текущими моделями Большого взрыва. Сочетание наблюдений и теории предполагает, что первые квазары и галактики образовались в течение миллиарда лет после Большого взрыва, ^[107] и с тех пор формируются более крупные структуры, такие как скопления галактик и сверхскопления . ^[108]

Популяции звезд стареют и развиваются, так что далекие галактики (которые наблюдаются такими, какими они были в ранней Вселенной) кажутся очень отличными от близлежащих галактик (наблюдаемых в более недавнем состоянии). Более того, галактики, которые образовались относительно недавно, кажутся заметно отличными от галактик, образовавшихся на схожих расстояниях, но вскоре после Большого взрыва. Эти наблюдения являются сильными аргументами против модели стационарного состояния. Наблюдения за звездообразованием, распределением галактик и квазаров и более крупными структурами хорошо согласуются с моделированием Большого взрыва формирования структуры во Вселенной и помогают дополнить детали теории. ^{[108] [109]}

Первичные газовые облака

Фокальная плоскость телескопа BICEP2 под микроскопом – используется для поиска поляризации в реликтовом излучении ^{[110] [111] [112] [113]}

В 2011 году астрономы обнаружили то, что они считают первозданными облаками первичного газа, проанализировав линии поглощения в спектрах далеких квазаров. До этого открытия все другие астрономические объекты, как было обнаружено, содержали тяжелые элементы, которые образуются в звездах. Несмотря на чувствительность к углероду, кислороду и кремнию, эти три элемента не были обнаружены в этих двух облаках. ^{[114] [115]} Поскольку облака газа не имеют обнаруживаемых уровней тяжелых элементов, они, вероятно, образовались в первые несколько минут после Большого взрыва, во время BBN.

Другие доказательства

Возраст Вселенной, оцененный по расширению Хаббла и реликтовому фону, теперь согласуется с другими оценками, использующими возраст старейших звезд, как измеренными путем применения теории звездной эволюции к шаровым скоплениям, так и посредством радиометрического датирования отдельных звезд населения II . ^[116] Он также согласуется с оценками возраста, основанными на измерениях расширения с использованием сверхновых типа Ia и измерениях температурных флуктуаций в космическом микроволновом фоне. ^[26] Согласие независимых измерений этого возраста подтверждает модель Lambda-CDM (ΛCDM), поскольку модель используется для связи некоторых измерений с оценкой возраста, и все оценки согласуются. Тем не менее, некоторые наблюдения объектов из относительно ранней Вселенной (в частности, квазара APM 08279+5255 ) вызывают озабоченность относительно того, было ли у этих объектов достаточно времени, чтобы сформироваться так рано в модели ΛCDM. ^{[117] [118]}

Предсказание о том, что температура CMB была выше в прошлом, было экспериментально подтверждено наблюдениями линий поглощения очень низкой температуры в газовых облаках при высоком красном смещении. ^[119] Это предсказание также подразумевает, что амплитуда эффекта Сюняева-Зельдовича в скоплениях галактик не зависит напрямую от красного смещения. Наблюдения показали, что это примерно верно, но этот эффект зависит от свойств скоплений, которые меняются с космическим временем, что затрудняет точные измерения. ^{[120] [121]}

Будущие наблюдения

Будущие гравитационно-волновые обсерватории, возможно, смогут обнаружить первичные гравитационные волны , реликты ранней Вселенной, менее чем через секунду после Большого взрыва. ^{[122] [123]}

Проблемы и смежные вопросы по физике

Как и в любой теории, в результате разработки моделей Большого взрыва возникло множество загадок и проблем. Некоторые из этих загадок и проблем были решены, в то время как другие все еще остаются нерешенными. Предлагаемые решения некоторых проблем в модели Большого взрыва открыли новые собственные загадки. Например, проблема горизонта , проблема магнитного монополя и проблема плоскостности чаще всего решаются с помощью теории инфляции, но детали инфляционной Вселенной все еще остаются нерешенными, и многие, включая некоторых основателей теории, говорят, что она была опровергнута. ^{[124] [125] [126] [127]} Ниже приведен список загадочных аспектов концепции Большого взрыва, которые все еще интенсивно исследуются космологами и астрофизиками .

Барионная асимметрия

Пока не понятно, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. ^[35] Обычно предполагается, что когда Вселенная была молодой и очень горячей, она находилась в статистическом равновесии и содержала равное количество барионов и антибарионов. Однако наблюдения показывают, что Вселенная, включая ее самые отдаленные части, состоит почти полностью из обычной материи, а не из антиматерии. Для объяснения асимметрии была выдвинута гипотеза о процессе, называемом бариогенезисом. Для возникновения бариогенезиса должны быть выполнены условия Сахарова . Они требуют, чтобы барионное число не сохранялось, чтобы были нарушены C-симметрия и CP-симметрия и чтобы Вселенная отходила от термодинамического равновесия . ^[128] Все эти условия встречаются в Стандартной модели, но эффекты недостаточно сильны, чтобы объяснить нынешнюю барионную асимметрию.

Темная энергия

Измерения соотношения красного смещения и величины для сверхновых типа Ia показывают, что расширение Вселенной ускоряется с тех пор, как Вселенная была примерно в два раза моложе своего нынешнего возраста. Чтобы объяснить это ускорение, общая теория относительности требует, чтобы большая часть энергии во Вселенной состояла из компонента с большим отрицательным давлением, называемого «темной энергией». ^[13]

Темная энергия, хотя и спекулятивна, решает многочисленные проблемы. Измерения космического микроволнового фона показывают, что Вселенная очень близка к пространственно плоской, и поэтому согласно общей теории относительности Вселенная должна иметь почти точно критическую плотность массы/энергии. Но плотность массы Вселенной можно измерить из ее гравитационного скопления, и обнаружено, что она составляет всего около 30% от критической плотности. ^[13] Поскольку теория предполагает, что темная энергия не скопляется обычным образом, это является лучшим объяснением «отсутствующей» плотности энергии. Темная энергия также помогает объяснить две геометрические меры общей кривизны Вселенной, одна из которых использует частоту гравитационных линз , ^[129] а другая использует характерный рисунок крупномасштабной структуры — барионные акустические колебания — в качестве космической линейки. ^{[130] [131]}

Отрицательное давление считается свойством энергии вакуума , но точная природа и существование темной энергии остается одной из величайших загадок Большого взрыва. Результаты команды WMAP в 2008 году согласуются с тем, что вселенная состоит из 73% темной энергии, 23% темной материи, 4,6% обычной материи и менее 1% нейтрино. ^[42] Согласно теории, плотность энергии в материи уменьшается с расширением вселенной, но плотность темной энергии остается постоянной (или почти постоянной) по мере расширения вселенной. Таким образом, материя составляла большую долю полной энергии вселенной в прошлом, чем сегодня, но ее дробный вклад упадет в далеком будущем , поскольку темная энергия станет еще более доминирующей. ^{[ необходима цитата ]}

Компонент темной энергии Вселенной был объяснен теоретиками с использованием различных конкурирующих теорий, включая космологическую постоянную Эйнштейна, а также распространяясь на более экзотические формы квинтэссенции или другие модифицированные схемы гравитации. ^[132] Проблема космологической постоянной , иногда называемая «самой неловкой проблемой в физике», возникает из-за очевидного несоответствия между измеренной плотностью энергии темной энергии и той, которая наивно предсказана из единиц Планка . ^[133]

Темная материя

На диаграмме показано соотношение различных компонентов Вселенной – около 95% составляют темная материя и темная энергия .

В 1970-х и 1980-х годах различные наблюдения показали, что во Вселенной недостаточно видимой материи, чтобы объяснить кажущуюся силу гравитационных сил внутри и между галактиками. Это привело к идее, что до 90% материи во Вселенной — это темная материя, которая не излучает свет и не взаимодействует с обычной барионной материей. Кроме того, предположение о том, что Вселенная в основном состоит из обычной материи, привело к предсказаниям, которые сильно противоречили наблюдениям. В частности, сегодня Вселенная гораздо более комковатая и содержит гораздо меньше дейтерия, чем можно было бы объяснить без темной материи. Хотя темная материя всегда была спорной, ее существование выводится из различных наблюдений: анизотропии в реликтовом фоновом свете, дисперсии скоростей скоплений галактик , крупномасштабного распределения структур, исследований гравитационного линзирования и рентгеновских измерений скоплений галактик. ^[134]

Косвенное доказательство существования темной материи исходит из ее гравитационного влияния на другую материю, поскольку в лабораториях не наблюдалось ни одной частицы темной материи. Было предложено много кандидатов в физике частиц на роль темной материи, и в настоящее время реализуется несколько проектов по их непосредственному обнаружению. ^[135]

Кроме того, существуют нерешенные проблемы, связанные с нынешней предпочитаемой моделью холодной темной материи, в том числе проблема карликовой галактики ^[94] и проблема гало-каспи . ^[93] Были предложены альтернативные теории, которые не требуют большого количества необнаруженной материи, но вместо этого изменяют законы гравитации, установленные Ньютоном и Эйнштейном; тем не менее, ни одна альтернативная теория не оказалась столь успешной, как предложение холодной темной материи, в объяснении всех существующих наблюдений. ^[136]

Проблема горизонта

Проблема горизонта возникает из предпосылки, что информация не может распространяться быстрее света . Во Вселенной конечного возраста это устанавливает предел — горизонт частиц — на разделение любых двух областей пространства, которые находятся в причинном контакте. ^[137] Наблюдаемая изотропия КМФ проблематична в этом отношении: если бы во Вселенной доминировало излучение или материя во все времена вплоть до эпохи последнего рассеяния, горизонт частиц в это время соответствовал бы примерно 2 градусам на небе. Тогда не было бы механизма, который заставил бы более широкие области иметь одинаковую температуру. ^{[106] : 191–202}

Разрешение этого кажущегося противоречия предлагается теорией инфляции, в которой однородное и изотропное скалярное энергетическое поле доминирует во Вселенной в какой-то очень ранний период (до бариогенеза). Во время инфляции Вселенная подвергается экспоненциальному расширению, и горизонт частиц расширяется гораздо быстрее, чем предполагалось ранее, так что области, в настоящее время находящиеся на противоположных сторонах наблюдаемой Вселенной, находятся глубоко внутри горизонта частиц друг друга. Наблюдаемая изотропия реликтового излучения затем следует из того факта, что эта большая область находилась в причинном контакте до начала инфляции. ^{[31] : 180–186}

Принцип неопределенности Гейзенберга предсказывает, что во время инфляционной фазы будут квантовые тепловые флуктуации , которые будут увеличены до космических масштабов. Эти флуктуации послужили семенами для всех текущих структур во Вселенной. ^{[106] : 207} Инфляция предсказывает, что изначальные флуктуации почти масштабно инвариантны и гауссовы , что было подтверждено измерениями реликтового излучения. ^{[86] : сек 6}

Возникает проблема, связанная с классической проблемой горизонта, поскольку в большинстве стандартных космологических моделей инфляции инфляция прекращается задолго до того, как происходит нарушение электрослабой симметрии , поэтому инфляция не должна быть в состоянии предотвратить крупномасштабные разрывы в электрослабом вакууме , поскольку отдаленные части наблюдаемой Вселенной были причинно разделены, когда закончилась электрослабая эпоха . ^[138]

Магнитные монополи

Возражение против магнитного монополя было выдвинуто в конце 1970-х годов. Теории великого объединения (GUT) предсказали топологические дефекты в пространстве, которые проявлялись бы как магнитные монополи . Эти объекты эффективно производились бы в горячей ранней Вселенной, приводя к плотности, намного превышающей ту, которая согласуется с наблюдениями, учитывая, что монополи не были обнаружены. Эта проблема решается космической инфляцией, которая удаляет все точечные дефекты из наблюдаемой Вселенной таким же образом, каким она приводит геометрию к плоскостности. ^[137]

Проблема плоскостности

Общая геометрия Вселенной определяется тем, является ли космологический параметр Омега меньшим, равным или большим 1. Сверху вниз показаны замкнутая Вселенная с положительной кривизной, гиперболическая Вселенная с отрицательной кривизной и плоская Вселенная с нулевой кривизной.

Проблема плоскостности (также известная как проблема старости) — это наблюдательная проблема, связанная с FLRW. ^[137] Вселенная может иметь положительную, отрицательную или нулевую пространственную кривизну в зависимости от ее полной плотности энергии. Кривизна отрицательна, если ее плотность меньше критической плотности; положительна, если больше; и равна нулю при критической плотности, в этом случае пространство называется плоским . Наблюдения показывают, что вселенная согласуется с тем, что она плоская. ^{[139] [140]}

Проблема в том, что любое небольшое отклонение от критической плотности растет со временем, и все же сегодня Вселенная остается очень близкой к плоской. ^{[примечания 4]} Учитывая, что естественной шкалой времени для отклонения от плоскостности может быть время Планка , 10−43 ^секунд , ^[1] тот факт, что Вселенная не достигла ни тепловой смерти , ни Большого сжатия за миллиарды лет, требует объяснения. Например, даже в относительно позднем возрасте в несколько минут (время нуклеосинтеза) плотность Вселенной должна была быть в пределах одной части в 1014 ^от ее критического значения, иначе она бы не существовала так, как она существует сегодня. ^[141]

Заблуждения

Одно из распространенных заблуждений о модели Большого взрыва заключается в том, что она полностью объясняет происхождение Вселенной . Однако модель Большого взрыва не описывает, как возникли энергия, время и пространство, а скорее описывает возникновение нынешней Вселенной из сверхплотного и высокотемпературного начального состояния. ^[142] Ошибочно визуализировать Большой взрыв, сравнивая его размер с повседневными объектами. Когда описывается размер Вселенной при Большом взрыве, он относится к размеру наблюдаемой Вселенной, а не всей Вселенной. ^[143]

Другое распространенное заблуждение заключается в том, что Большой взрыв следует понимать как расширение пространства, а не в терминах содержимого пространства, взрывающегося на части. Фактически, любое описание может быть точным. Расширение пространства (подразумеваемое метрикой FLRW) — это всего лишь математическое соглашение, соответствующее выбору координат в пространстве-времени. Не существует общековариантного смысла, в котором расширяется пространство. ^[144]

Скорости разбегания, связанные с законом Хаббла, не являются скоростями в релятивистском смысле (например, они не связаны с пространственными компонентами 4-скоростей ). Поэтому неудивительно, что согласно закону Хаббла галактики, находящиеся дальше расстояния Хаббла, разбегаются быстрее скорости света. Такие скорости разбегания не соответствуют движению со скоростью, превышающей скорость света .

Многие популярные отчеты приписывают космологическое красное смещение расширению пространства. Это может ввести в заблуждение, поскольку расширение пространства — это всего лишь выбор координат. Наиболее естественной интерпретацией космологического красного смещения является то, что это доплеровский сдвиг . ^[96]

Подразумеваемое

Учитывая современное понимание, научные экстраполяции о будущем вселенной возможны только для конечных периодов, хотя и для гораздо более длительных периодов, чем текущий возраст вселенной. Все, что выходит за эти рамки, становится все более спекулятивным. Аналогично, в настоящее время правильное понимание происхождения вселенной может быть предметом только догадок. ^[145]

Космология до Большого взрыва

Большой взрыв объясняет эволюцию вселенной от начальной плотности и температуры, которые находятся далеко за пределами возможностей человечества воспроизвести, поэтому экстраполяции к самым экстремальным условиям и самым ранним временам неизбежно более спекулятивны. Леметр назвал это начальное состояние « первичным атомом », в то время как Гамов назвал материал « илемом ». То, как возникло начальное состояние вселенной, все еще остается открытым вопросом, но модель Большого взрыва ограничивает некоторые из его характеристик. Например, если бы определенные законы природы возникли случайным образом, инфляционные модели показывают, что некоторые их комбинации гораздо более вероятны, ^[146] отчасти объясняя, почему наша Вселенная довольно стабильна. Другим возможным объяснением стабильности Вселенной может быть гипотетическая мультивселенная, которая предполагает, что каждая возможная вселенная существует, и мыслящие виды могут появиться только в тех, которые достаточно стабильны. ^[147] Плоская вселенная подразумевает баланс между гравитационной потенциальной энергией и другими формами энергии, не требуя создания дополнительной энергии. ^{[139] [140]}

Теория Большого взрыва, построенная на уравнениях классической общей теории относительности, указывает на сингулярность в начале космического времени, и такая бесконечная плотность энергии может быть физически невозможной. Однако физические теории общей теории относительности и квантовой механики, как они сейчас реализованы, неприменимы до эпохи Планка, и исправление этого потребует разработки правильной трактовки квантовой гравитации. ^[22] Некоторые трактовки квантовой гравитации, такие как уравнение Уиллера-ДеВитта , подразумевают, что само время может быть эмерджентным свойством . ^[148] Таким образом, физика может заключить, что времени не существовало до Большого взрыва. ^{[149] [150]}

Хотя неизвестно, что могло предшествовать горячему плотному состоянию ранней Вселенной, как и почему оно возникло, и даже являются ли такие вопросы разумными, существует множество предположений на тему «космогонии».

Вот некоторые спекулятивные предложения по этому поводу, каждое из которых влечет за собой непроверенные гипотезы:

• Простейшие модели, в которых Большой взрыв был вызван квантовыми флуктуациями . У этого сценария было очень мало шансов произойти, но, согласно тоталитарному принципу , даже самое невероятное событие в конечном итоге произойдет. Оно произошло мгновенно, с нашей точки зрения, из-за отсутствия воспринимаемого времени до Большого взрыва. ^{[151] [152] [153] [154]}
• Модели возникающей Вселенной , которые характеризуют малоактивную прошлую вечную эпоху до Большого взрыва, напоминая древние идеи о космическом яйце и рождении мира из изначального хаоса .
• Модели, в которых все пространство-время конечно, включая условие отсутствия границ Хартла-Хокинга . Для этих случаев Большой взрыв представляет собой предел времени, но без сингулярности. ^[155] В таком случае вселенная самодостаточна. ^[156]
• Модели космологии бран , в которых инфляция обусловлена ​​движением бран в теории струн ; модель до Большого взрыва; экпиротическая модель, в которой Большой взрыв является результатом столкновения бран; и циклическая модель , вариант экпиротической модели, в которой столкновения происходят периодически. В последней модели Большому взрыву предшествовал Большой сжатие, и вселенная циклически переходит от одного процесса к другому. ^{[157] [158] [159] [160]}
• Вечная инфляция , в которой всеобщая инфляция заканчивается локально здесь и там случайным образом, каждая конечная точка приводит к пузырю вселенной , расширяющемуся из собственного большого взрыва. ^{[161] [162]}

Предложения в последних двух категориях рассматривают Большой взрыв как событие либо в гораздо большей и старой Вселенной , либо в мультивселенной .

Окончательная судьба вселенной

До наблюдений темной энергии космологи рассматривали два сценария будущего Вселенной. Если бы плотность массы Вселенной была больше критической плотности, то Вселенная достигла бы максимального размера, а затем начала бы коллапсировать. Она бы снова стала плотнее и горячее, закончив состоянием, аналогичным тому, в котором она началась — Большим Сжатием . ^[20]

В качестве альтернативы, если бы плотность во Вселенной была равна или ниже критической плотности, расширение замедлилось бы, но никогда не остановилось бы. Звездообразование прекратилось бы с потреблением межзвездного газа в каждой галактике; звезды сгорели бы, оставив белые карлики , нейтронные звезды и черные дыры. Столкновения между ними привели бы к накоплению массы во все более крупных черных дырах. Средняя температура Вселенной очень постепенно асимптотически приближалась бы к абсолютному нулю — Большое Замораживание . ^[163] Более того, если протоны нестабильны , то барионная материя исчезла бы, оставив только излучение и черные дыры. В конце концов, черные дыры испарились бы, испуская излучение Хокинга . Энтропия Вселенной увеличилась бы до точки, когда никакая организованная форма энергии не могла бы быть извлечена из нее, сценарий, известный как тепловая смерть. ^[164]

Современные наблюдения ускоряющегося расширения подразумевают, что все больше и больше видимой в настоящее время Вселенной будет проходить за наш горизонт событий и вне контакта с нами. Окончательный результат неизвестен. Модель ΛCDM Вселенной содержит темную энергию в форме космологической постоянной. Эта теория предполагает, что только гравитационно связанные системы, такие как галактики, останутся вместе, и они также будут подвержены тепловой смерти по мере расширения и охлаждения Вселенной. Другие объяснения темной энергии, называемые теориями фантомной энергии , предполагают, что в конечном итоге скопления галактик, звезды, планеты, атомы, ядра и сама материя будут разорваны на части постоянно увеличивающимся расширением в так называемом Большом Разрыве . ^[165]

Религиозные и философские интерпретации

Как описание происхождения Вселенной, Большой взрыв имеет значительное влияние на религию и философию. ^{[166] [167]} В результате, он стал одной из самых оживленных областей в дискурсе между наукой и религией . ^[168] Некоторые считают, что Большой взрыв подразумевает создателя, ^{[169] [170]} в то время как другие утверждают, что космология Большого взрыва делает понятие создателя излишним. ^{[167] [171]}

Смотрите также

• Антропный принцип  – Гипотеза о разумной жизни и вселенной
• Большой отскок  – Модель происхождения Вселенной
• Большое сжатие  – гипотетический сценарий окончательной судьбы Вселенной
• Холодный Большой Взрыв  – Обозначение абсолютного нуля температуры в начале Вселенной.
• Космический календарь  – метод визуализации хронологии вселенной
• Космогония  – раздел науки или теория о происхождении Вселенной.
• Эврика: поэма в прозе  – длинное научно-популярное произведение американского автора Эдгара Аллана По, размышление о Большом взрыве.
• Будущее расширяющейся Вселенной  – Будущий сценарий, будет ли расширение Вселенной продолжаться вечно или нет
• Тепловая смерть вселенной  – Возможная судьба вселенной. Также известна как Большое похолодание и Большое замораживание
• Нестандартная космология  – модели Вселенной, которые отклоняются от существующего на тот момент научного консенсуса.
• Форма Вселенной  – Локальная и глобальная геометрия Вселенной
• Модель стационарного состояния  — Модель Вселенной — альтернатива модели Большого взрыва, дискредитированная теория, отрицающая Большой взрыв и утверждающая, что Вселенная существовала всегда.

Примечания

1. Дополнительная информация и ссылки на тесты общей теории относительности приведены в статье тесты общей теории относительности .
2. Нет единого мнения о том, как долго длилась фаза Большого взрыва. Для некоторых авторов это означает только начальную сингулярность, для других — всю историю вселенной. Обычно говорят, что по крайней мере первые несколько минут (в течение которых синтезируется гелий) происходят «во время Большого взрыва».
3. Обычно сообщается, что Хойл намеревался сделать это уничижительным. Однако Хойл позже отрицал это, говоря, что это был просто яркий образ, призванный подчеркнуть разницу между двумя теориями для радиослушателей. ^[51]
4. Строго говоря, темная энергия в форме космологической постоянной движет Вселенную к плоскому состоянию; однако наша Вселенная оставалась близкой к плоской в ​​течение нескольких миллиардов лет, прежде чем плотность темной энергии стала значительной.

Ссылки

1. Бридж, Марк (Режиссер) (30 июля 2014 г.). Первая секунда Большого взрыва. Как устроена Вселенная . Силвер-Спринг, Мэриленд. Канал Science .
2. Беленький, Ари (1 октября 2012 г.). «Александр Фридман и истоки современной космологии». Physics Today . 65 (10): 38–43. Bibcode : 2012PhT....65j..38B. doi : 10.1063/PT.3.1750. ISSN  0031-9228.
3. Nemiroff, Robert J.; Patla, Bijunath (1 марта 2008 г.). «Приключения в космологии Фридмана: подробное расширение космологических уравнений Фридмана». American Journal of Physics . 76 (3): 265–276. arXiv : astro-ph/0703739 . Bibcode : 2008AmJPh..76..265N. doi : 10.1119/1.2830536. ISSN  0002-9505.
4. Кэрролл, Шон М.; Каплингхат, Манодж (27 февраля 2002 г.). «Проверка уравнения Фридмана: расширение Вселенной во время нуклеосинтеза большого взрыва». Physical Review D. 65 ( 6): 063507. arXiv : astro-ph/0108002 . Bibcode : 2002PhRvD..65f3507C. doi : 10.1103/PhysRevD.65.063507. ISSN  0556-2821.
5. Мёртселль, Эдвард (1 сентября 2016 г.). «Космологические истории из уравнения Фридмана: Вселенная как частица». European Journal of Physics . 37 (5): 055603. arXiv : 1606.09556 . Bibcode :2016EJPh...37e5603M. doi :10.1088/0143-0807/37/5/055603. ISSN  0143-0807.
6. Силк 2009, стр. 208.
7. Сингх 2004, стр. 560. Книга ограничена 532 страницами. Запрошена правильная исходная страница.
8. NASA/WMAP Science Team (6 июня 2011 г.). «Космология: изучение Вселенной». Вселенная 101: Теория Большого взрыва . Вашингтон, округ Колумбия: NASA . Архивировано из оригинала 29 июня 2011 г. Получено 18 декабря 2019 г. Во втором разделе обсуждаются классические проверки теории Большого взрыва, которые делают ее столь убедительной как наиболее вероятное обоснованное и точное описание нашей Вселенной.
9. Chow 2008, стр. 211
10. Партридж 1995, стр. xvii
11. Kragh 1996, стр. 319: «В то же время, когда наблюдения определенно склонили чашу весов в пользу релятивистской теории большого взрыва, ...»
12. «Планк открывает почти идеальную вселенную». Max-Planck-Gesellschaft. 21 марта 2013 г. Получено 17 ноября 2020 г.
13. Peebles, PJE ; Ratra, Bharat (22 апреля 2003 г.). «Космологическая постоянная и темная энергия». Reviews of Modern Physics . 75 (2): 559–606. arXiv : astro-ph/0207347 . Bibcode :2003RvMP...75..559P. doi :10.1103/RevModPhys.75.559. ISSN  0034-6861. S2CID  118961123.
14. Райт, Эдвард Л. (24 мая 2013 г.). «Часто задаваемые вопросы по космологии: каковы доказательства Большого взрыва?». Учебник по космологии Неда Райта . Лос-Анджелес: Отделение астрономии и астрофизики, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес . Архивировано из оригинала 20 июня 2013 г. Получено 25 ноября 2019 г.
15. Фрэнсис, Чарльз (2018). Свет после тьмы I: Структуры неба. Troubador Publishing Ltd. стр. 199. ISBN 9781785897122.
16. Иванчик, Александр В.; Потехин, Александр Ю.; Варшалович, Дмитрий А. (март 1999 г.). «Постоянная тонкой структуры: новый наблюдательный предел ее космологической вариации и некоторые теоретические следствия». Астрономия и астрофизика . 343 (2): 439–445. arXiv : astro-ph/9810166 . Bibcode : 1999A&A...343..439I.
17. Турышев, Слава Г. (ноябрь 2008 г.). «Экспериментальные проверки общей теории относительности». Annual Review of Nuclear and Particle Science . 58 (1): 207–248. arXiv : 0806.1731 . Bibcode :2008ARNPS..58..207T. doi :10.1146/annurev.nucl.58.020807.111839. S2CID  119199160.
18. Ishak, Mustapha (декабрь 2019 г.). «Проверка общей теории относительности в космологии». Living Reviews in Relativity . 22 (1): 204. arXiv : 1806.10122 . Bibcode : 2019LRR....22....1I. doi : 10.1007/s41114-018-0017-4. PMC 6299071. PMID  30613193. 1. 
19. Гудман, Джереми (15 августа 1995 г.). «Geocentrism reexamined» (PDF) . Physical Review D . 52 (4): 1821–1827. arXiv : astro-ph/9506068 . Bibcode :1995PhRvD..52.1821G. doi :10.1103/PhysRevD.52.1821. PMID  10019408. S2CID  37979862. Архивировано (PDF) из оригинала 2 мая 2019 г. . Получено 2 декабря 2019 г. .
20. Kolb & Turner 1988, гл. 3
21. Энквист, К.; Сиркка, Дж. (сентябрь 1993 г.). «Химическое равновесие в газе КХД в ранней Вселенной». Physics Letters B. 314 ( 3–4): 298–302. arXiv : hep-ph/9304273 . Bibcode : 1993PhLB..314..298E. doi : 10.1016/0370-2693(93)91239-J. S2CID  119406262.
22. Хокинг и Эллис 1973
23. Уолл, Майк (21 октября 2011 г.). «Большой взрыв: что на самом деле произошло при рождении нашей Вселенной?». История и будущее космоса . Space.com . Получено 7 сентября 2023 г.
24. Roos 2012, стр. 216: «Эта сингулярность называется Большим взрывом».
25. Дреес 1990, стр. 223–224.
26. Planck Collaboration (октябрь 2016 г.). " Результаты Planck 2015. XIII. Космологические параметры". Астрономия и астрофизика . 594 : Статья A13. arXiv : 1502.01589 . Bibcode : 2016A&A...594A..13P. doi : 10.1051/0004-6361/201525830. S2CID  119262962.(См. Таблицу 4, Возраст/тыс. лет, последний столбец.)
27. Массер, Джордж (22 сентября 2003 г.). «Почему вся эта материя немедленно не схлопнулась в черную дыру?». Scientific American . Получено 22 марта 2020 г.
28. Unruh, WG; Semenoff, GW, ред. (1988). Ранняя вселенная . Reidel. ISBN 90-277-2619-1. OCLC  905464231.
29. Хоули, Джон Ф.; Холкомб, Кэтрин А. (7 июля 2005 г.). Основы современной космологии. OUP Oxford. стр. 355. ISBN 9780198530961.
30. "Краткая история Вселенной". www.astro.ucla.edu . Получено 28 апреля 2020 г. .
31. Гут 1998
32. "Модели Большого взрыва возвращаются к планковскому времени". hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . Получено 28 апреля 2020 г. .
33. Шеве, Филлип Ф.; Стайн, Бен П. (20 апреля 2005 г.). «Океан кварков». Physics News Update . Том 728, № 1. Архивировано из оригинала 23 апреля 2005 г. Получено 30 ноября 2019 г.
34. Хёг, Эрик (2014). «Астросоциология: Интервью о бесконечной вселенной». Азиатский журнал физики . arXiv : 1408.4795 . Bibcode : 2014arXiv1408.4795H.
35. Kolb & Turner 1988, гл. 6
36. Колб и Тернер 1988, гл. 7
37. Weenink, Jan (26 февраля 2009). "Бариогенез" (PDF) . Томислав Прокопец. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года.
38. Kolb & Turner 1988, гл. 4
39. Peacock 1999, гл. 9
40. Clavin, Whitney; Jenkins, Ann; Villard, Ray (7 января 2014 г.). «NASA's Hubble and Spitzer Team up to Probe Faraway Galaxies». Jet Propulsion Laboratory . Washington, DC: NASA . Архивировано из оригинала 3 сентября 2019 г. . Получено 8 января 2014 г. .
41. Spergel, David N. ; Verde, Licia ; Peiris, Hiranya V. ; et al. (сентябрь 2003 г.). «Первоначальные наблюдения зонда микроволновой анизотропии Уилкинсона (WMAP) : определение космологических параметров». Серия приложений к астрофизическому журналу . 148 (1): 175–194. arXiv : astro-ph/0302209 . Bibcode :2003ApJS..148..175S. doi :10.1086/377226. S2CID  10794058.
42. Jarosik, Norman ; Bennett, Charles L. ; Dunkley, Jo ; et al. (февраль 2011 г.). "Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results" (PDF) . Серия приложений к Astrophysical Journal . 192 (2): Статья 14. arXiv : 1001.4744 . Bibcode :2011ApJS..192...14J. doi :10.1088/0067-0049/192/2/14. hdl :2152/43001. S2CID  46171526. Архивировано (PDF) из оригинала 14 сентября 2019 г. . Получено 2 декабря 2019 г.(См. Таблицу 8.)
43. До свидания, Деннис (15 апреля 2020 г.). «Почему Большой взрыв произвел нечто, а не ничто — как материя получила преимущество над антиматерией в ранней Вселенной? Может быть, только может быть, нейтрино» . The New York Times . Архивировано из оригинала 15 апреля 2020 г. Получено 16 апреля 2020 г.
44. Мэнли 2011, глава 7: «Абсолютно бесплатный обед» ^{[ нужна страница ]} .
45. "Умер астроном, изучавший "Большой взрыв"". Sci/Tech. BBC News . Лондон: BBC . 22 августа 2001 г. Архивировано из оригинала 3 сентября 2019 г. Получено 2 декабря 2019 г.
46. "Hoyle on the Radio: Creating the „Big Bang“". Fred Hoyle: An Online Exhibition . Cambridge: St John's College . Архивировано из оригинала 26 мая 2014 года . Получено 2 декабря 2019 года .
47. Kragh, Helge (апрель 2013 г.). «Большой взрыв: этимология имени». Астрономия и геофизика . 54 (2): 2.28–2.30. Bibcode : 2013A&G....54b2.28K. doi : 10.1093/astrogeo/att035 .
48. Мэттсон, Барбара (руководитель проекта) (8 декабря 2017 г.). «Хойл насмехается над теорией Вселенной „Большого взрыва“». Cosmic Times (размещено Imagine the Universe!) . Гринбелт, Мэриленд: NASA : Исследовательский центр High Energy Astrophysics Science Archive . OCLC  227004453. Архивировано из оригинала 10 марта 2018 г. Получено 2 декабря 2019 г.
49. Mathew, Santhosh (2013). Очерки о рубежах современной астрофизики и космологии. Springer Science & Business Media. стр. 13. ISBN 978-3-319-01887-4.
50. Тимоти Феррис пишет: «Термин «большой взрыв» был придуман с насмешливым намерением Фредом Хойлом, и его живучесть свидетельствует о креативности и остроумии сэра Фреда. Действительно, термин выдержал международный конкурс, в котором три судьи — телевизионный научный репортер Хью Даунс, астроном Карл Саган и я — просеяли 13 099 заявок из 41 страны и пришли к выводу, что ни одна из них не подходит для его замены. Победитель не был объявлен, и нравится нам это или нет, мы застряли с «большим взрывом». ^[58]
51. Croswell 1995, стр. 113, глава 9
52. Mitton 2011, стр. 129: «Чтобы создать картину в сознании слушателя, Хойл сравнил взрывную теорию происхождения Вселенной с «большим взрывом».
53. Краг, Хельге (2014). Хозяева Вселенной: беседы с космологами прошлого. Oxford University Press. стр. 210n30. ISBN 978-0-19-103442-8.
54. Хойл заявил: «Я постоянно стремился по радио — где у меня не было никаких визуальных средств, ничего, кроме устного слова — к визуальным образам. И это, казалось, был один из способов отличить устойчивое состояние от взрывного большого взрыва. И поэтому я использовал этот язык». ^{[47] [53]}
55. Калер, Джеймс Б. (2013). Маленькая книга звезд. Springer Science & Business Media. стр. 3. ISBN 978-0-387-21621-8.
56. Эмам, Моатаз (2021). Ковариантная физика: от классической механики до общей теории относительности и далее. Oxford University Press. С. 208–246. ISBN 978-0-19-886489-9. Термин «Большой взрыв» — неудачное неправильное название. Он подразумевает «взрыв», а взрывы — это события, происходящие в космосе. Это неверно; термин описывает первый момент расширения самого пространства . Некоторые даже интерпретируют его как самое начало Вселенной, эволюционирующей из «ничего». Трудно представить, что именно это было, но взрывом это определенно не было.
57. Московиц, Клара (2010). «Был ли Большой взрыв действительно взрывом?». Live Science .
58. • Феррис, Тимоти (1998). The Whole Shebang: A State of the Universe Report. Саймон и Шустер. стр. 323n10. ISBN 978-0-684-83861-8.
    • Гейтер, Карл К.; Кавазос-Гейтер, Альма Э. (2012). Словарь научных цитат Гейтера (2-е изд.). Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4614-1114-7.(цитируя Ферриса)
59. Московиц, Клара (25 сентября 2012 г.). «Телескоп Хаббл открывает самый дальний обзор Вселенной». Space.com . Нью-Йорк: Future plc . Архивировано из оригинала 12 октября 2019 г. Получено 3 декабря 2019 г.
60. Slipher, Vesto M. (1913). «Лучевая скорость туманности Андромеды». Бюллетень обсерватории Лоуэлла . 1 (8): 56–57. Bibcode : 1913LowOB...2...56S.
61. Slipher, Vesto M. (январь 1915 г.). «Спектрографические наблюдения туманностей». Popular Astronomy . 23 : 21–24. Bibcode : 1915PA.....23...21S.
62. Фридман, Александр (декабрь 1922 г.). «Über die Krümmung des Raumes». Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 10 (1): 377–386. Бибкод : 1922ZPhy...10..377F. дои : 10.1007/BF01332580. S2CID  125190902.
    • Перевод: Фридман, Александр (декабрь 1999 г.). «О кривизне пространства». Общая теория относительности и гравитация . 31 (12): 1991–2000. Bibcode : 1999GReGr..31.1991F. doi : 10.1023/A:1026751225741. S2CID  122950995.
63. Hubble, Edwin (15 марта 1929 г.). "A Relation Between Distance and Radial Velocity Among Extra-Galactic Nebulae". Труды Национальной академии наук . 15 (3): 168–173. Bibcode : 1929PNAS...15..168H. doi : 10.1073/pnas.15.3.168 . PMC 522427. PMID  16577160. Архивировано из оригинала 1 октября 2006 г. Получено 28 ноября 2019 г. 
64. Кристиансон 1995
65. Леметр, Жорж (апрель 1927 г.). «Un Univers Homogene de Masse Constante et de Rayon Croissant Rendant Compte de la Vitesse Radiale des Nebuleuses Extra-galactiques». Annales de la Société scientifique de Bruxelles (на французском языке). 47 : 49–59. Бибкод : 1927ASSB...47...49L.
    • Перевод: Лемэтр, Жорж (март 1931 г.). «Однородная Вселенная постоянной массы и увеличивающегося радиуса, учитывающая радиальную скорость внегалактических туманностей». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 91 (5): 483–490. Bibcode : 1931MNRAS..91..483L. doi : 10.1093/mnras/91.5.483 .
66. Лемэтр, аббат Жорж (24 октября 1931 г.). «Вклад в обсуждение Британской ассоциации по эволюции Вселенной». Nature . 128 (3234): 704–706. Bibcode :1931Natur.128..704L. doi :10.1038/128704a0. S2CID  4028196.
67. Краг 1996
68. "Введена теория большого взрыва – 1927". Научная одиссея . Бостон, Массачусетс: WGBH Boston . 1998. Архивировано из оригинала 23 апреля 1999 года . Получено 31 июля 2014 года .
69. Эддингтон, Артур С. (21 марта 1931 г.). «Конец света: с точки зрения математической физики». Nature . 127 (3203): 447–453. Bibcode :1931Natur.127..447E. doi :10.1038/127447a0. S2CID  4140648.
70. Аполлони, Саймон (17 июня 2011 г.). «„Отвратительно“, „Совсем не отвратительно“: как соответствующие эпистемические установки Жоржа Леметра и сэра Артура Эддингтона повлияли на то, как каждый из них подходил к идее начала Вселенной». Научный журнал IBSU . 5 (1): 19–44.
71. Лемэтр, Жорж (9 мая 1931 г.). «Начало мира с точки зрения квантовой теории». Nature . 127 (3210): 706. Bibcode :1931Natur.127..706L. doi : 10.1038/127706b0 . ISSN  0028-0836. S2CID  4089233.
72. Милн 1935
73. Толман 1934
74. Цвикки, Фриц (15 октября 1929 г.). «О красном смещении спектральных линий через межзвездное пространство». Труды Национальной академии наук . 15 (10): 773–779. Bibcode :1929PNAS...15..773Z. doi : 10.1073/pnas.15.10.773 . PMC 522555 . PMID  16577237. 
75. Хойл, Фред (октябрь 1948 г.). «Новая модель расширяющейся Вселенной». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 108 (5): 372–382. Bibcode : 1948MNRAS.108..372H. doi : 10.1093/mnras/108.5.372 .
76. Альфер, Ральф А .; Бете, Ганс ; Гамов, Джордж (1 апреля 1948 г.). «Происхождение химических элементов». Physical Review . 73 (7): 803–804. Bibcode : 1948PhRv...73..803A. doi : 10.1103/PhysRev.73.803 . PMID  18877094.
77. Альфер, Ральф А .; Герман, Роберт (13 ноября 1948 г.). «Эволюция Вселенной». Nature . 162 (4124): 774–775. Bibcode : 1948Natur.162..774A. doi : 10.1038/162774b0. S2CID  4113488.
78. Penzias, Arno A. ; Wilson, RW (июль 1965 г.). «Измерение избыточной температуры антенны на частоте 4080 МГц». The Astrophysical Journal . 142 : 419–421. Bibcode :1965ApJ...142..419P. doi : 10.1086/148307 . Архивировано из оригинала 14 октября 2019 г. . Получено 5 декабря 2019 г. .
79. Хокинг, Стивен У .; Эллис, Джордж Ф. Р. (апрель 1968 г.). «Космическое излучение черного тела и существование сингулярностей в нашей Вселенной». The Astrophysical Journal . 152 : 25. Bibcode : 1968ApJ...152...25H. doi : 10.1086/149520.
80. Хокинг, Стивен У .; Пенроуз, Роджер (27 января 1970 г.). «Особенности гравитационного коллапса и космология». Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 314 (1519): 529–548. Bibcode : 1970RSPSA.314..529H. doi : 10.1098/rspa.1970.0021. S2CID  120208756.
81. Гут, Алан (15 января 1981 г.). «Инфляционная Вселенная: Возможное решение проблем горизонта и плоскостности». Physical Review D. 23 ( 2): 347–356. Bibcode : 1981PhRvD..23..347G. doi : 10.1103/PhysRevD.23.347 .
82. Huchra, John P. (2008). "The Hubble Constant". Science . 256 (5055): 321–5. doi :10.1126/science.256.5055.321. PMID  17743107. S2CID  206574821. Архивировано из оригинала 30 сентября 2019 года . Получено 5 декабря 2019 года .
83. Ливио 2000, стр. 160
84. Наваби, Али Акбар; Риази, Нематолла (март 2003 г.). «Решена ли проблема возраста?». Журнал астрофизики и астрономии . 24 (1–2): 3–10. Bibcode : 2003JApA...24....3N. doi : 10.1007/BF03012187. S2CID  123471347.
85. Boggess, Nancy W.; Mather, John C .; Weiss, Rainer ; et al. (1 октября 1992 г.). «Миссия COBE: ее проектирование и эффективность через два года после запуска». The Astrophysical Journal . 397 : 420–429. Bibcode : 1992ApJ...397..420B. doi : 10.1086/171797 .
86. Spergel, David N. ; Bean, Rachel ; Doré, Olivier ; et al. (июнь 2007 г.). «Трехлетние наблюдения зонда анизотропии микроволнового излучения Уилкинсона (WMAP) : значение для космологии». Серия приложений к астрофизическому журналу . 170 (2): 377–408. arXiv : astro-ph/0603449 . Bibcode :2007ApJS..170..377S. doi :10.1086/513700. S2CID  1386346.
87. Рейсс, Адам Г.; Филиппенко, Алексей В.; Чаллис, Питер; Клоккиатти, Алехандро; Диркс, Алан; Гарнавич, Питер М.; Джиллиленд, Рон Л.; Хоган, Крейг Дж.; Джа, Саурабх; Киршнер, Роберт П.; Лейбундгут, Б.; Филлипс, М. М.; Рейсс, Дэвид; Шмидт, Брайан П.; Шоммер, Роберт А.; Смит, Р. Крис; Спиромилио, Дж.; Стаббс, Кристофер; Санцефф, Николас Б.; Тонри, Джон (1998). «Наблюдательные свидетельства от сверхновых для ускоряющейся Вселенной и космологической постоянной». The Astronomical Journal . 116 (3): 1009–1038. arXiv : astro-ph/9805201 . Бибкод : 1998AJ....116.1009R. дои : 10.1086/300499. S2CID  15640044.
88. Перлмуттер, С.; Олдеринг, Г.; Гольдхабер, Г.; Кноп, РА; Ньюджент, П.; Кастро, П.Г.; Деустуа, С.; Фаббро, С.; Губар, А.; Грум, Делавэр; Хук, И.М.; Ким, АГ; Ким, МОЙ; Ли, Джей Си; Нуньес, Нью-Джерси; Боль, Р.; Пеннипакер, Чехия; Куимби, Р.; Лидман, К.; Эллис, РС; Ирвин, М.; МакМахон, Р.Г.; Руис-Лапуэнте, П.; Уолтон, Н.; Шефер, Б.; Бойл, Би Джей; Филиппенко А.В.; Мэтисон, Т.; Фрухтер, А.С.; Панагия, Н.; Ньюберг, HJM; Коуч, WJ (1999). «Измерения Омеги и Лямбды по 42 сверхновым с большим красным смещением». Астрофизический журнал . 517 (2): 565–586. arXiv : astro-ph/9812133 . Bibcode : 1999ApJ...517..565P. doi : 10.1086/ 307221. S2CID  118910636.
89. Краусс 2012, стр. 118
90. Глэддерс, Майкл Д.; Йи, ХКК; Маджумдар, Субхабрата; и др. (20 января 2007 г.). «Космологические ограничения из обзора скоплений красной последовательности». The Astrophysical Journal . 655 (1): 128–134. arXiv : astro-ph/0603588 . Bibcode :2007ApJ...655..128G. doi :10.1086/509909. S2CID  10855653.
91. Shellard, Paul; et al., eds. (2012). "The Four Pillars of the Standard Cosmology". Outreach . Кембридж, Великобритания: Centre for Theoretical Cosmology ; University of Cambridge . Архивировано из оригинала 2 ноября 2013 года . Получено 6 декабря 2019 года .
    • С удаленного сайта: Shellard, Paul; et al., eds. (2006). "The Four Pillars of the Standard Cosmology". Cambridge Relativity and Cosmology . Кембридж, Великобритания: Кембриджский университет. Архивировано из оригинала 28 января 1998 года . Получено 6 декабря 2019 года .
92. Садуле, Бернар ; и др. «Прямые поиски темной материи» (PDF) . Astro2010: The Astronomy and Astrophysics Decadal Survey (белая книга). Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press от имени Национального исследовательского совета Национальной академии наук . OCLC  850950122. Архивировано из оригинала 13 апреля 2009 г. Получено 8 декабря 2019 г.
93. Diemand, Jürg; Zemp, Marcel; Moore, Ben; Stadel, Joachim; Carollo, C. Marcella (декабрь 2005 г.). «Выступы в гало холодной темной материи». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 364 (2): 665–673. arXiv : astro-ph/0504215 . Bibcode : 2005MNRAS.364..665D. doi : 10.1111/j.1365-2966.2005.09601.x . S2CID  117769706.
94. Bullock, James S. (2010). «Заметки о проблеме пропавших спутников». В Martinez-Delgado, David; Mediavilla, Evencio (ред.). Local Group Cosmology . стр. 95–122. arXiv : 1009.4505 . doi :10.1017/CBO9781139152303.004. ISBN 9781139152303. S2CID  119270708.
95. Cahn, Robert N.; et al. (2009). "Whitepaper: For a Comprehensive Space-Based Dark Energy Mission" (PDF) . Astro2010: The Astronomy and Astrophysics Decadal Survey, Science White Papers, № 35 (white paper). 2010 . Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press от имени Национального исследовательского совета Национальной академии наук : 35. Bibcode :2009astro2010S..35B. OCLC  850950122. Архивировано из оригинала 7 августа 2011 г. Получено 8 декабря 2019 г.
96. Bunn, EF; Hogg, DW (2009). «Кинематическое происхождение космологического красного смещения». American Journal of Physics . 77 (8): 688–694. arXiv : 0808.1081 . Bibcode : 2009AmJPh..77..688B. doi : 10.1119/1.3129103. S2CID  1365918.
97. Ди Валентино, Элеонора; Мена, Ольга; Пан, Суприя; Визинелли, Лука; Ян, Вэйцян; Мелькиорри, Алессандро; Мота, Дэвид Ф.; Рисс, Адам Г.; Силк, Джозеф (2021). «В области напряжения Хаббла — обзор решений». Классическая и квантовая гравитация . 38 (15): 153001. arXiv : 2103.01183 . Bibcode : 2021CQGra..38o3001D. doi : 10.1088/1361-6382/ac086d. S2CID  232092525.
98. White, Martin (1999). "Anisotropies in the CMB" (PDF) . В Arisaka, Katsushi; Bern, Zvi (ред.). DPF 99: Proceedings of the Los Angeles Meeting . Division of Particles and Fields Conference 1999 (DPF '99). Лос-Анджелес: Калифорнийский университет, Лос-Анджелес от имени Американского физического общества . arXiv : astro-ph/9903232 . Bibcode :1999dpf..conf.....W. OCLC  43669022. Talk #9–10: The Cosmic Microwave Background. Архивировано (PDF) из оригинала 4 февраля 2017 г. . Получено 9 декабря 2019 г. .
99. Беннетт, Чарльз Л .; Ларсон, Дэвин; Вайланд, Джанет Л.; и др. (октябрь 2013 г.). «Девятилетние наблюдения зонда анизотропии микроволнового излучения Уилкинсона (WMAP) : окончательные карты и результаты». Серия приложений к астрофизическому журналу . 208 (2): Статья 20. arXiv : 1212.5225 . Bibcode : 2013ApJS..208...20B. doi : 10.1088/0067-0049/208/2/20. S2CID  119271232.
100. Гэннон, Меган (21 декабря 2012 г.). «Новая „детская фотография“ Вселенной раскрыта». Space.com . Нью-Йорк: Future plc . Архивировано из оригинала 29 октября 2019 г. Получено 9 декабря 2019 г.
101. Райт 2004, стр. 291
102. Мелькиорри, Алессандро; Аде, Питер АР; де Бернардис, Паоло; и др. (20 июня 2000 г.). «Измерение Ω с североамериканского испытательного полета бумеранга». The Astrophysical Journal Letters . 536 (2): L63–L66. arXiv : astro-ph/9911445 . Bibcode : 2000ApJ...536L..63M. doi : 10.1086/312744. PMID  10859119. S2CID  27518923.
103. de Bernardis, Paolo; Ade, Peter AR; Bock, James J.; et al. (27 апреля 2000 г.). "A Flat Universe from High-Resolution Maps of the Cosmic Microwave Background Radiation" (PDF) . Nature . 404 (6781): 955–959. arXiv : astro-ph/0004404 . Bibcode :2000Natur.404..955D. doi :10.1038/35010035. hdl :10044/1/60851. PMID  10801117. S2CID  4412370. Архивировано (PDF) из оригинала 2 мая 2019 г. . Получено 10 декабря 2019 г. .
104. Миллер, Андре Д.; Колдуэлл, Роберт Х.; Девлин, Марк Джозеф; и др. (10 октября 1999 г.). «Измерение углового спектра мощности космического микроволнового фона от l = 100 до 400». The Astrophysical Journal Letters . 524 (1): L1–L4. arXiv : astro-ph/9906421 . Bibcode : 1999ApJ...524L...1M. doi : 10.1086/312293. S2CID  1924091.
105. Стейгман, Гэри (февраль 2006 г.). «Первичный нуклеосинтез: успехи и проблемы». International Journal of Modern Physics E . 15 (1): 1–36. arXiv : astro-ph/0511534 . Bibcode :2006IJMPE..15....1S. CiteSeerX 10.1.1.337.542 . doi :10.1142/S0218301306004028. S2CID  12188807. 
106. Райден 2003
107. О'Каллаган, Джонатан (6 декабря 2022 г.). «Астрономы борются с открытием ранних галактик телескопом JWST». Scientific American . Получено 13 февраля 2023 г.
108. Берчингер, Эдмунд (2000). «Космологическая теория возмущений и формирование структур». arXiv : astro-ph/0101009 .
109. Bertschinger, Edmund (сентябрь 1998 г.). "Моделирование формирования структур во Вселенной" (PDF) . Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 36 (1): 599–654. Bibcode :1998ARA&A..36..599B. doi :10.1146/annurev.astro.36.1.599. S2CID  29015610. Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2019 г.
110. "Результаты и продукты данных BICEP2 за март 2014 г.". Эксперименты BICEP и Keck Array CMB . Кембридж, Массачусетс: FAS Research Computing , Гарвардский университет . 16 декабря 2014 г. [Результаты первоначально опубликованы 17 марта 2014 г.]. Архивировано из оригинала 18 марта 2014 г. Получено 10 декабря 2019 г.
111. Clavin, Whitney (17 марта 2014 г.). «NASA Technology Views Birth of the Universe». Jet Propulsion Laboratory . Washington, DC: NASA . Архивировано из оригинала 10 октября 2019 г. Получено 10 декабря 2019 г.
112. Overbye, Dennis (17 марта 2014 г.). «Космические ряби раскрывают неопровержимые улики Большого взрыва» . Космос и космос. The New York Times . Нью-Йорк. ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 17 марта 2014 г. Получено 11 декабря 2019 г.«Версия этой статьи появилась в печати 18 марта 2014 года в разделе A на странице 1 нью-йоркского издания под заголовком: Космические волны раскрывают неопровержимые доказательства Большого взрыва». Онлайн-версия этой статьи изначально называлась «Обнаружение волн в космосе подтверждает знаменательную теорию Большого взрыва».
113. Overbye, Dennis (24 марта 2014 г.). "Ripples From the Big Bang" . Out There. The New York Times . Нью-Йорк. ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 25 марта 2014 г. . Получено 24 марта 2014 г. .«Версия этой статьи появилась в печати 25 марта 2014 года в разделе D, на странице 1 нью-йоркского издания под заголовком: «Отголоски Большого взрыва».
114. Фумагалли, Мишель; О'Мира, Джон М.; Прохаска, Дж. Ксавье (2 декабря 2011 г.). «Обнаружение чистого газа через два миллиарда лет после Большого взрыва». Science . 334 (6060): 1245–1249. arXiv : 1111.2334 . Bibcode :2011Sci...334.1245F. doi :10.1126/science.1213581. PMID  22075722. S2CID  2434386.
115. Стивенс, Тим (10 ноября 2011 г.). «Астрономы находят облака первичного газа из ранней Вселенной». Uc Santa Cruz News . Санта-Крус, Калифорния: Калифорнийский университет, Санта-Крус . Архивировано из оригинала 14 ноября 2011 г. Получено 11 декабря 2019 г.
116. Perley, Daniel (21 февраля 2005 г.). «Определение возраста Вселенной, к». Беркли, Калифорния: Кафедра астрономии, Калифорнийский университет, Беркли . Архивировано из оригинала 11 сентября 2006 г. Получено 11 декабря 2019 г.
117. Янг, Р. Дж. и Чжан, С. Н. (2010). Проблема возраста в модели ΛCDM. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 407(3), стр. 1835–1841.
118. Ю, Х. и Ванг, Ф.Й. (2014). Согласование проблемы космического возраста во вселенной $$ R_\mathrm {h}= ct $$. Европейский физический журнал C, 74(10), 3090.
119. Шриананд, Рагхунатхан ; Нотердам, Паскье; Леду, Седрик; и др. (май 2008 г.). «Первое обнаружение CO в системе Lyman-α с высоким красным смещением». Астрономия и астрофизика . 482 (3): L39–L42. arXiv : 0804.0116 . Bibcode : 2008A&A...482L..39S. doi : 10.1051/0004-6361:200809727 .
120. Avgoustidis, Anastasios; Luzzi, Gemma; Martins, Carlos JAP; et al. (14 февраля 2012 г.). "Ограничения зависимости температуры и красного смещения реликтового излучения от измерений SZ и расстояний". Journal of Cosmology and Astroparticle Physics . 2012 (2): Статья 013. arXiv : 1112.1862 . Bibcode : 2012JCAP...02..013A. CiteSeerX 10.1.1.758.6956 . doi : 10.1088/1475-7516/2012/02/013. S2CID  119261969. 
121. Белушевич 2008, стр. 16
122. Ghosh, Pallab (11 февраля 2016 г.). «Гравитационные волны Эйнштейна, «видимые» из черных дыр». Наука и окружающая среда. BBC News . Лондон: BBC . Архивировано из оригинала 11 февраля 2016 г. Получено 13 апреля 2017 г.
123. Биллингс, Ли (12 февраля 2016 г.). «Будущее гравитационно-волновой астрономии». Scientific American . Архивировано из оригинала 13 февраля 2016 г. Получено 13 апреля 2017 г.
124. Эрман, Джон ; Мостерин, Хесус (март 1999). «Критический взгляд на инфляционную космологию». Философия науки . 66 (1): 1–49. doi :10.1086/392675. JSTOR  188736. S2CID  120393154.
125. Хокинг и Израиль 2010, стр. 581–638, гл. 12: «Сингулярности и асимметрия времени» Роджера Пенроуза .
126. Пенроуз 1989
127. Steinhardt, Paul J. (апрель 2011 г.). «Дебаты об инфляции: глубоко ли ошибочна теория, лежащая в основе современной космологии?» (PDF) . Scientific American . Vol. 304, no. 4. pp. 36–43. doi :10.1038/scientificamerican0411-36. Архивировано (PDF) из оригинала 1 ноября 2019 г. . Получено 23 декабря 2019 г. .
128. Сахаров, Андрей Д. (10 января 1967 г.). «Нарушение СР-инвариантности, С-асимметрии и барионной асимметрии Вселенной» [Нарушение CP -инвариантности, C -асимметрии и барионной асимметрии Вселенной] (PDF) . Письма в ЖЭТФ . 5 (1): 32–35. Архивировано (PDF) из оригинала 28 июля 2018 года.
     • Перевод на: Сахаров, Андрей Д. (10 января 1967 г.). "Нарушение CP-инвариантности, С-асимметрия и барионная асимметрия Вселенной" (PDF) . Письма в ЖЭТФ . 5 (1): 24–27. Архивировано (PDF) из оригинала 9 ноября 2019 г. . Получено 13 декабря 2019 г. .
       • Перепечатано в: Kolb & Turner 1988, стр. 371–373
129. Weinberg, Nevin N.; Kamionkowski, Marc (май 2003 г.). «Ограничение темной энергии из обилия слабых гравитационных линз». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 341 (1): 251–262. arXiv : astro-ph/0210134 . Bibcode : 2003MNRAS.341..251W. doi : 10.1046/j.1365-8711.2003.06421.x . S2CID  1193946.
130. Уайт, Мартин. «Барионные акустические колебания и темная энергия».
131. Алам, Шадаб и др. (апрель 2021 г.). «Завершен расширенный спектроскопический обзор барионных колебаний SDSS-IV: космологические последствия двух десятилетий спектроскопических обзоров в обсерватории Апачи-Пойнт». Physical Review D. 103 ( 8): 083533. arXiv : 2007.08991 . Bibcode : 2021PhRvD.103h3533A. doi : 10.1103/PhysRevD.103.083533.
132. Танабаши, М. 2018, стр. 406–413, гл. 27: «Темная энергия» (пересмотрено в сентябре 2017 г.) Дэвида Х. Вайнберга и Мартина Уайта.
     • Olive 2014, стр. 361–368, гл. 26: «Темная энергия» (ноябрь 2013 г.) Майкла Дж. Мортонсона, Дэвида Х. Вайнберга и Мартина Уайта. Bibcode : 2014arXiv1401.0046M
133. Rugh, Svend E.; Zinkernagel, Henrik (декабрь 2002 г.). «Квантовый вакуум и проблема космологической постоянной». Исследования по истории и философии науки, часть B. 33 ( 4): 663–705. arXiv : hep-th/0012253 . Bibcode : 2002SHPMP..33..663R. doi : 10.1016/S1355-2198(02)00033-3. S2CID  9007190.
134. Keel, William C. (октябрь 2009 г.) [Последние изменения: февраль 2015 г.]. «Темная материя». Заметки Билла Кила по лекциям – Галактики и Вселенная . Архивировано из оригинала 3 мая 2019 г. Получено 15 декабря 2019 г.
135. Танабаши, М. 2018, стр. 396–405, гл. 26: «Темная материя» (пересмотрено в сентябре 2017 г.) Мануэля Дреса и Жиля Жербье.
     • Яо, В.-М. 2006, стр. 233–237, гл. 22: «Темная материя» (сентябрь 2003 г.) Мануэля Дреса и Жиля Жербье.
136. Додельсон, Скотт (31 декабря 2011 г.). «Настоящая проблема с MOND». International Journal of Modern Physics D . 20 (14): 2749–2753. arXiv : 1112.1320 . Bibcode :2011IJMPD..20.2749D. doi :10.1142/S0218271811020561. S2CID  119194106.
137. Kolb & Turner 1988, гл. 8
138. Пенроуз 2007
139. Филиппенко, Алексей В. ; Пасахофф, Джей М. (март–апрель 2002 г.). «Вселенная из ничего». Mercury . Том 31, № 2. стр. 15. Bibcode :2002Mercu..31b..15F. Архивировано из оригинала 22 октября 2013 г. . Получено 10 марта 2010 г. .
140. Лоуренс М. Краусс (спикер); Р. Элизабет Корнуэлл (продюсер) (21 октября 2009 г.). «Вселенная из ничего» Лоуренса Краусса, AAI 2009 (видео). Вашингтон, округ Колумбия: Фонд Ричарда Докинза по разуму и науке . Архивировано из оригинала 23 ноября 2021 г. . Получено 17 октября 2011 г. .
141. Хокинг и Израиль 2010, стр. 504–517, гл. 9: «Космология Большого взрыва — загадки и панацеи» Роберта Х. Дике и Филиппа Дж. Э. Пиблза .
142. "Краткие ответы на космические вопросы". Universe Forum . Кембридж, Массачусетс: Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Архивировано из оригинала 13 апреля 2016 года . Получено 18 декабря 2019 года .Архивный сайт: «Функции Universe Forum как части Сети поддержки образования NASA завершились в сентябре 2009 года».
143. Дэвис, Тамара М.; Лайнуивер, Чарльз Х. (31 марта 2004 г.). «Расширяющаяся путаница: распространенные заблуждения о космологических горизонтах и ​​сверхсветовом расширении Вселенной». Публикации Астрономического общества Австралии . 21 (1): 97–109. arXiv : astro-ph/0310808 . Bibcode : 2004PASA...21...97D. doi : 10.1071/as03040. S2CID  13068122.
144. Пикок, JA (2008). «Обличительная тирада о расширяющемся пространстве». arXiv : 0809.4573 [astro-ph].
145. Старобинский, Алексей (2000). «Будущее и происхождение нашей Вселенной: современный взгляд». В Бурдюжа, В.; Хозин, Г. (ред.). Будущее Вселенной и будущее нашей цивилизации . Труды симпозиума, состоявшегося в Будапеште-Дебрецене, Венгрия, 2–6 июля 1999 г. Сингапур: World Scientific Publishing. стр. 71. Bibcode : 2000fufc.conf...71S. doi : 10.1142/9789812793324_0008. ISBN 9810242646. S2CID  37813302.
146. Хокинг 1988, стр. 69.
147. Кун, Роберт Лоуренс (23 декабря 2015 г.). «Противостояние Мультивселенной: Что Означали бы „Бесконечные Вселенные“». Space.com . Получено 7 января 2024 г. .
148. Кэрролл nd
149. Беккерс, Майк (16 февраля 2015 г.). «Квантовый трюк, устраняющий сингулярность Большого взрыва». Космология. Spektrum der Wissenschaft (на немецком языке). Архивировано из оригинала 21 июля 2017 года . Проверено 19 декабря 2019 г. Перевод Google
     • Али, Ахмед Фараг; Дас, Саурья (4 февраля 2015 г.). «Космология из квантового потенциала». Physics Letters B . 741 : 276–279. arXiv : 1404.3093v3 . Bibcode :2015PhLB..741..276F. doi :10.1016/j.physletb.2014.12.057. S2CID  55463396.
       • Лашин, Эль-Саид И. (7 марта 2016 г.). «О корректности космологии из квантового потенциала». Modern Physics Letters A . 31 (7): 1650044. arXiv : 1505.03070 . Bibcode :2016MPLA...3150044L. doi :10.1142/S0217732316500449. S2CID  119220266.
     • Das, Saurya; Rajat K., Bhaduri (21 мая 2015 г.). «Темная материя и темная энергия из конденсата Бозе–Эйнштейна». Classical and Quantum Gravity . 32 (10): 105003. arXiv : 1411.0753 . Bibcode :2015CQGra..32j5003D. doi :10.1088/0264-9381/32/10/105003. S2CID  119247745.
150. Хокинг, Стивен У. (1996). «Начало времени». Стивен Хокинг (лекция). Лондон: Фонд Стивена Хокинга. Архивировано из оригинала 6 ноября 2019 года . Получено 26 апреля 2017 года .
151. Уолл, Майк (24 июня 2012 г.). «Исследователи утверждают, что Большому взрыву не нужен был Бог для начала Вселенной». Space.com .
152. До свидания, Деннис (22 мая 2001 г.). «До Большого взрыва было... Что?» . The New York Times . Архивировано из оригинала 27 февраля 2013 г.
153. Хэ, Дуншань; Гао, Дунфэн; Цай, Цин-юй (3 апреля 2014 г.). «Спонтанное создание вселенной из ничего». Physical Review D. 89 ( 8): 083510. arXiv : 1404.1207 . Bibcode : 2014PhRvD..89h3510H. doi : 10.1103/PhysRevD.89.083510. S2CID  118371273.
154. Линкольн, Майя; Вассер, Ави (1 декабря 2013 г.). «Спонтанное создание Вселенной из ничего». Physics of the Dark Universe . 2 (4): 195–199. Bibcode : 2013PDU.....2..195L. doi : 10.1016/j.dark.2013.11.004 . ISSN  2212-6864.
155. Хартл, Джеймс Х.; Хокинг , Стивен У. (15 декабря 1983 г.). «Волновая функция Вселенной». Physical Review D. 28 ( 12): 2960–2975. Bibcode : 1983PhRvD..28.2960H. doi : 10.1103/PhysRevD.28.2960. S2CID  121947045.
156. Хокинг 1988, стр. 71.
157. Ланглуа, Дэвид (2003). «Космология на бране». Приложение к журналу Progress of Theoretical Physics . 148 : 181–212. arXiv : hep-th/0209261 . Bibcode : 2002PThPS.148..181L. doi : 10.1143/PTPS.148.181. S2CID  9751130.
158. Gibbons, Shellard & Rankin 2003, стр. 801–838, гл. 43: «Инфляционная теория против экпиротического/циклического сценария» Андрея Линде . Bibcode :2003ftpc.book..801L
159. Than, Ker (8 мая 2006 г.). «Переработанная Вселенная: теория могла бы раскрыть космическую тайну». Space.com . New York: Future plc . Архивировано из оригинала 6 сентября 2019 г. Получено 19 декабря 2019 г.
160. Кеннеди, Барбара К. (1 июля 2007 г.). «Что произошло до Большого взрыва?». Новости и события . University Park, PA: Eberly College of Science , Pennsylvania State University . Архивировано из оригинала 15 декабря 2019 г. . Получено 19 декабря 2019 г.
     • Бойовальд, Мартин (август 2007 г.). «Что произошло до Большого взрыва?». Nature Physics . 3 (8): 523–525. Bibcode : 2007NatPh...3..523B. doi : 10.1038/nphys654 .
161. Линде, Андрей Д. (май 1986). «Вечная хаотическая инфляция». Modern Physics Letters A . 1 (2): 81–85. Bibcode :1986MPLA....1...81L. doi :10.1142/S0217732386000129. S2CID  123472763. Архивировано из оригинала 17 апреля 2019 г.
162. Линде, Андрей Д. (14 августа 1986 г.). «Вечно существующая самовоспроизводящаяся хаотическая инфляционная Вселенная». Physics Letters B. 175 ( 4): 395–400. Bibcode : 1986PhLB..175..395L. doi : 10.1016/0370-2693(86)90611-8.
163. NASA/WMAP Science Team (29 июня 2015 г.). «Какова окончательная судьба Вселенной?». Вселенная 101: Теория Большого взрыва . Вашингтон, округ Колумбия: NASA . Архивировано из оригинала 15 октября 2019 г. . Получено 18 декабря 2019 г. .
164. Адамс, Фред К .; Лафлин, Грегори (апрель 1997 г.). «Умирающая вселенная: долгосрочная судьба и эволюция астрофизических объектов». Reviews of Modern Physics . 69 (2): 337–372. arXiv : astro-ph/9701131 . Bibcode : 1997RvMP...69..337A. doi : 10.1103/RevModPhys.69.337. S2CID  12173790..
165. Колдуэлл, Роберт Р .; Камионковски, Марк ; Вайнберг, Невин Н. (15 августа 2003 г.). «Фантомная энергия: темная энергия с w<−1 вызывает космический конец света». Physical Review Letters . 91 (7): 071301. arXiv : astro-ph/0302506 . Bibcode : 2003PhRvL..91g1301C. doi : 10.1103/PhysRevLett.91.071301. PMID  12935004. S2CID  119498512.
166. Харрис 2002, стр. 128
167. Frame 2009, стр. 137–141
168. Харрисон 2010, стр. 9
169. Харрис 2002, стр. 129
170. Крейг, Уильям Лейн (декабрь 1999 г.). «Главный вопрос происхождения: Бог и начало Вселенной». Астрофизика и космическая наука (лекция). 269–270 (1–4): 721–738. Bibcode :1999Ap&SS.269..721C. doi :10.1023/A:1017083700096. S2CID  117794135.
     • Блок и др. 2000, стр. 723–740 doi :10.1007/978-94-011-4114-7_85
     • Крейг, Уильям Лейн . «Главный вопрос происхождения: Бог и начало Вселенной». Scholarly Writings: The Existence of God. Reasonable Faith . Даллас, Техас. Архивировано из оригинала 29 декабря 2019 г. Получено 21 декабря 2019 г.
171. Хокинг 1988, Введение: «... вселенная без границ в пространстве, без начала и конца во времени, и Творцу нечего делать». — Карл Саган .

Библиография

• Белушевич, Радое (2008). Теория относительности, астрофизика и космология . Том. 1. Вайнхайм: Wiley-VCH . ISBN 978-3-527-40764-4. OCLC  876678499.
• Блок, Дэвид Л.; Пуэрари, Иванио; Стоктон, Алан; и др., ред. (2000). На пути к новому тысячелетию в морфологии галактик: Труды международной конференции «На пути к новому тысячелетию в морфологии галактик: от z=0 до разлома Лаймана», состоявшейся в конференц-центре Eskom, Мидранд, Южная Африка, 13–18 сентября 1999 г. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers . doi :10.1007/978-94-011-4114-7. ISBN 978-94-010-5801-8. LCCN  00042415. OCLC  851369444.«Перепечатано из журнала «Астрофизика и космическая наука» , тома 269–270, №№ 1–4, 1999 г.».
• Блок, Дэвид Л. (2012). «Жорж Лемэтр и закон эпонимии Стиглера». В Холдер, Родни Д.; Миттон, Саймон (ред.). Затмение Хаббла: Лемэтр и цензура . Библиотека астрофизики и космической науки. Том 395. Гейдельберг; Нью-Йорк: Springer . С. 89–96. arXiv : 1106.3928v2 . Bibcode : 2012ASSL..395...89B. doi : 10.1007/978-3-642-32254-9_8. ISBN 978-3-642-32253-2. LCCN  2012956159. OCLC  839779611. S2CID  119205665.
• Кэрролл, Шон М. (б. д.). «Почему есть что-то, а не ничто?». В Нокс, Элеанор; Уилсон, Аластер (ред.). Routledge Companion to the Philosophy of Physics . Лондон: Routledge . arXiv : 1802.02231v2 . Bibcode : 2018arXiv180202231C.
• Chow, Tai L. (2008). Гравитация, черные дыры и очень ранняя Вселенная: Введение в общую теорию относительности и космологию . Нью-Йорк: Springer . ISBN 978-0-387-73629-7. LCCN  2007936678. OCLC  798281050.
• Кристиансон, Гейл Э. (1995). Эдвин Хаббл: Моряк туманностей . Нью-Йорк: Фаррар, Штраус и Жиру . ISBN 978-0-374-14660-3. LCCN  94045995. OCLC  461940674.
• Кросвелл, Кен (1995). Алхимия небес: Поиск смысла в Млечном Пути . Иллюстрации Филиппа Вана (1-е изд. Anchor Books). Нью-Йорк: Anchor Books . ISBN 978-0-385-47213-5. LCCN  94030452. OCLC  1100389944.
• d'Inverno, Ray (1992). Введение в теорию относительности Эйнштейна . Оксфорд, Великобритания; Нью-Йорк: Clarendon Press ; Oxford University Press . ISBN 978-0-19-859686-8. LCCN  91024894. OCLC  554124256.
• Дреес, Уильям Б. (1990). За пределами Большого взрыва: квантовые космологии и Бог . Ла-Саль, Иллинойс: Open Court Publishing Company . ISBN 978-0-8126-9118-4. LCCN  90038498. OCLC  1088758264.
• Фаррелл, Джон (2005). День без вчера: Леметр, Эйнштейн и рождение современной космологии . Нью-Йорк: Thunder's Mouth Press . ISBN 978-1-56025-660-1. LCCN  2006272995. OCLC  61672162.
• Фрейм, Том (2009). Теряя свою религию: неверие в Австралии . Сидней: UNSW Press. ISBN 978-1-921410-19-2. OCLC  782015652.
• Гиббонс, Гэри В .; Шеллард, EPS; Ранкин, Стюарт Джон, ред. (2003). Будущее теоретической физики и космологии: празднование 60-летия Стивена Хокинга . Кембридж, Великобритания; Нью-Йорк: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-82081-3. LCCN  2002041704. OCLC  1088190774.
• Гут, Алан Х. (1998) [Первоначально опубликовано в 1997]. Инфляционная Вселенная: Поиски новой теории космического происхождения . Предисловие Алана Лайтмана . Лондон: Vintage Books . ISBN 978-0-09-995950-2. LCCN  96046117. OCLC  919672203.
• Харрис, Джеймс Ф. (2002). Аналитическая философия религии . Справочник по современной философии религии. Том 3. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers . ISBN 978-1-4020-0530-5. LCCN  2002071095. OCLC  237734029.
• Харрисон, Питер , ред. (2010). The Cambridge Companion to Science and Religion . Cambridge Companions to Religion. Кембридж, Великобритания; Нью-Йорк: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-71251-4. LCCN  2010016793. OCLC  972341489.
• Хокинг, Стивен У .; Эллис, Джордж Ф.Р. (1973). Крупномасштабная структура пространства-времени. Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-20016-5. LCCN  72093671. OCLC  1120809270.
• Хокинг, Стивен У. (1988). Краткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр . Введение Карла Сагана ; иллюстрации Рона Миллера. Нью-Йорк: Bantam Dell Publishing Group . ISBN 978-0-553-10953-5. LCCN  87033333. OCLC  39256652.
• Хокинг, Стивен В.; Израиль , Вернер , ред. (2010) [Первоначально опубликовано в 1979]. Общая теория относительности: обзор столетия Эйнштейна . Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-13798-0. LCCN  78062112. OCLC  759923541.
• Колб, Эдвард ; Тернер, Майкл , ред. (1988). Ранняя Вселенная . Frontiers in Physics. Том 70. Редвуд-Сити, Калифорния: Addison-Wesley . ISBN 978-0-201-11604-5. LCCN  87037440. OCLC  488800074.
• Краг, Хельге (1996). Космология и противоречия: историческое развитие двух теорий Вселенной . Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press . ISBN 978-0-691-02623-7. LCCN  96005612. OCLC  906709898.
• Краусс, Лоуренс М. (2012). Вселенная из ничего: почему есть нечто, а не ничто . Послесловие Ричарда Докинза (1-е издание Free Press в твердом переплете). Нью-Йорк: Free Press . ISBN 978-1-4516-2445-8. LCCN  2011032519. OCLC  709673181.
• Ливио, Марио (2000). Ускоряющаяся Вселенная: Бесконечное расширение, космологическая константа и красота космоса (Аудиокнига в исполнении Тома Паркса, Brilliance Audio ). Предисловие Аллана Сэндиджа . Нью-Йорк: John Wiley & Sons . ISBN 978-0-471-32969-5. LCCN  99022278. OCLC  226086793.
• Мэнли, Стивен Л. (2011). Брэндон, Джоди (ред.). Видения Мультивселенной . Помптон-Плейнс, Нью-Джерси : New Page Books . ISBN 978-1-60163-720-8. LCCN  2010052741. OCLC  609531953.
• Мартинес-Дельгадо, Дэвид, ред. (2013). Локальная групповая космология . Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press . ISBN 978-1-107-02380-2. LCCN  2013012345. OCLC  875920635.«Лекции, прочитанные на XX Канарской зимней школе астрофизики, проходившей на Тенерифе, Испания, 17–18 ноября 2008 г.»
• Милн, Эдвард Артур (1935). Относительность, гравитация и структура мира. Международная серия монографий по физике. Оксфорд, Великобритания; Лондон: Clarendon Press ; Oxford University Press . LCCN  35019093. OCLC  1319934.
• Миттон, Саймон (2011). Фред Хойл: Жизнь в науке . Кембридж, Великобритания; Нью-Йорк: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-18947-7. LCCN  2011293530. OCLC  774201415.
• Olive, KA; et al. ( Particle Data Group ) (2014). "Обзор физики частиц" (PDF) . Chinese Physics C. 38 ( 9): 1–708. arXiv : 1412.1408 . Bibcode : 2014ChPhC..38i0001O. doi : 10.1088/1674-1137/38/9/090001. PMID  10020536. S2CID  118395784. Архивировано (PDF) из оригинала 30 января 2017 г. Получено 13 декабря 2019 г.
• Партридж, Р. Брюс (1995). 3K: Космическое микроволновое фоновое излучение . Серия «Кембриджская астрофизика». Том 25 (Иллюстрированное издание). Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-35808-8. LCCN  94014980. OCLC  1123849709.
• Пикок, Джон А. (1999). Космологическая физика . Серия «Кембриджская астрофизика». Кембридж, Великобритания; Нью-Йорк: Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-42270-3. LCCN  98029460. OCLC  60157380.
• Пенроуз, Роджер (1989). «Трудности с инфляционной космологией». В Fenyves, Ervin J. (ред.). Четырнадцатый Техасский симпозиум по релятивистской астрофизике . Анналы Нью-Йоркской академии наук . Том 571. Нью-Йорк: Нью-Йоркская академия наук . стр. 249–264. Bibcode : 1989NYASA.571..249P. doi : 10.1111/j.1749-6632.1989.tb50513.x. ISBN 978-0-89766-526-1. ISSN  0077-8923. LCCN  89014030. OCLC  318253659. S2CID  122383812.«Симпозиум состоялся в Далласе, штат Техас, 11–16 декабря 1988 года».
• Пенроуз, Роджер (2007) [Первоначально опубликовано: Лондон: Jonathan Cape , 2004]. Дорога к реальности (1-е изд. Vintage Books). Нью-Йорк: Vintage Books . ISBN 978-0-679-77631-4. LCCN  2008274126. OCLC  920157277.Издание книги 2004 года доступно в интернет-архиве. Получено 20 декабря 2019 г.
• Roos, Matts (2012) [Глава первоначально опубликована в 2008]. "Расширение Вселенной – Стандартная модель Большого взрыва". В Engvold, Oddbjørn ; Stabell, Rolf; Czerny, Bozena; Lattanzio, John (ред.). Astronomy and Astrophysics . Encyclopedia of Life Support Systems . Vol. II. Ramsey, Isle of Man: ЮНЕСКО в партнерстве с Eolss Publishers Co. Ltd. arXiv : 0802.2005 . Bibcode :2008arXiv0802.2005R. ISBN 978-1-84826-823-4. OCLC  691095693.
• Райден, Барбара Сью (2003). Введение в космологию . Сан-Франциско: Addison-Wesley . ISBN 978-0-8053-8912-8. LCCN  2002013176. OCLC  1087978842.
• Силк, Джозеф (2009). Горизонты космологии: исследование видимых и невидимых миров . Серия «Наука и религия» Темплтона. Коншохокен, Пенсильвания: Templeton Press . ISBN 978-1-59947-341-3. LCCN  2009010014. OCLC  818734366.
• Сингх, Саймон (2004). Большой взрыв: Происхождение Вселенной (1-е американское издание). Нью-Йорк: Fourth Estate . Bibcode :2004biba.book.....S. ISBN 978-0-00-716220-8. LCCN  2004056306. OCLC  475508230.
• Tanabashi, M.; et al. ( Particle Data Group ) (2018). «Обзор физики элементарных частиц». Physical Review D. 98 ( 3): 1–708. Bibcode : 2018PhRvD..98c0001T. doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 . PMID  10020536.
• Толмен, Ричард К. (1934). Относительность, термодинамика и космология. Международная серия монографий по физике. Оксфорд, Великобритания; Лондон: Clarendon Press ; Oxford University Press . ISBN 978-0-486-65383-9. LCCN  34032023. OCLC  919976.
• Вулфсон, Майкл (2013). Время, пространство, звезды и человек: история Большого взрыва (2-е изд.). Лондон: Imperial College Press . ISBN 978-1-84816-933-3. LCCN  2013371163. OCLC  835115510.
• Райт, Эдвард Л. (2004). "Теоретический обзор анизотропии космического микроволнового фона". В Freedman, Венди Л. (ред.). Измерение и моделирование Вселенной . Серия астрофизики обсерваторий Карнеги. Том 2. Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press . стр. 291. arXiv : astro-ph/0305591 . Bibcode : 2004mmu..symp..291W. ISBN 978-0-521-75576-4. LCCN  2005277053. OCLC  937330165.
• Yao, W.-M.; et al. ( Particle Data Group ) (2006). "Обзор физики частиц" (PDF) . Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics . 33 (1): 1–1232. Bibcode : 2006JPhG...33....1Y. doi : 10.1088/0954-3899/33/1/001. S2CID  117958297. Архивировано (PDF) из оригинала 12 февраля 2017 г. Получено 16 декабря 2019 г.

Дальнейшее чтение

• Альфер, Ральф А.; Герман , Роберт (август 1988 г.). «Размышления о ранних работах по космологии «Большого взрыва»». Physics Today . 41 (8): 24–34. Bibcode : 1988PhT....41h..24A. doi : 10.1063/1.881126.
• Барроу, Джон Д. (1994). Происхождение Вселенной . Мастера науки. Лондон: Weidenfeld & Nicolson . ISBN 978-0-297-81497-9. LCCN  94006343. OCLC  490957073.
• Дэвис, Пол (1992). Разум Бога: Научная основа рационального мира . Нью-Йорк: Simon & Schuster . ISBN 978-0-671-71069-9. LCCN  91028606. OCLC  59940452.
• Lineweaver, Charles H.; Davis, Tamara M. (март 2005 г.). «Заблуждения о Большом взрыве» (PDF) . Scientific American . Vol. 292, no. 3. pp. 36–45. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2019 г. . Получено 23 декабря 2019 г. .
• Mather, John C. ; Boslough, John (1996). Самый первый свет: Правдивая внутренняя история научного путешествия назад к заре Вселенной (1-е изд.). Нью-Йорк: Basic Books . ISBN 978-0-465-01575-7. LCCN  96010781. OCLC  34357391.
• Riordan, Michael ; Zajc, William A. (май 2006 г.). "The First Few Microseconds" (PDF) . Scientific American . Vol. 294, no. 5. pp. 34–41. Bibcode :2006SciAm.294e..34R. doi :10.1038/scientificamerican0506-34a. Архивировано (PDF) из оригинала 30 ноября 2014 г.
• Сингх, Саймон (2005) [Первое издание в США опубликовано в 2004 году]. Большой взрыв: Происхождение Вселенной (Harper Perennial; иллюстрированное издание). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Harper Perennial . ISBN 978-0007162215.
• Вайнберг, Стивен (1993) [Первоначально опубликовано в 1977]. Первые три минуты: Современный взгляд на происхождение Вселенной (обновленное издание). Нью-Йорк: Basic Books . ISBN 978-0-465-02437-7. LCCN  93232406. OCLC  488469247.1-е издание доступно в Архиве Интернета. Получено 23 декабря 2019 г.

Внешние ссылки

Послушайте эту статью ( 56 минут )

Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 12 ноября 2011 года и не отражает последующие правки. (2011-11-12)

( Аудиопомощь  · Больше устных статей )

• Однажды во Вселенной Архивировано 22 июня 2020 года в Wayback Machine – финансируемый STFC проект, объясняющий историю Вселенной на понятном языке.
• «Космология Большого взрыва» – научная группа NASA/WMAP
• «Большой взрыв» – NASA Science
• «Большой взрыв, большое недоумение» – модель большого взрыва с анимированной графикой Йоханнеса Кельмана.
• «Проблема с «Большим взрывом»» – серия недавних статей иллюстрирует давнюю путаницу вокруг этого знаменитого термина. Сабина Хоссенфельде