10 Alternativy ke konvenční teorii velkého třesku

Terry Pratchett popsal konvenční pohled na vytvoření tohoto vesmíru takto: "Na počátku nebylo nic, co explodovalo." Současný běžné pohled na kosmologii je rozšiřujícím se vesmírem, který pochází z velkého třesku, který je dobře podporován důkazy ve formě kosmického pozadí záření a posun vzdáleného světla směrem k červenému konci spektra, což naznačuje, že vesmír se neustále rozšiřuje.

Nicméně, ne každý je přesvědčen. V průběhu let byly prezentovány různé alternativní a různé názory kosmologie. Některé z nich jsou zajímavé spekulace, které jsou s našimi dosavadními důkazy nebo technologií nadmíru neověřitelné. Jiní jsou zavádějící lety fantasy, vzbouřující se proti nesnesitelnému způsobu, jak se zdá, že vesmír popírá lidské představy o zdravém rozumu.

10 Ustálený stav

Podle nedávno získaného rukopisu Alberta Einsteina vědec věnoval věrohodnosti teorii britské astrofyziky Freda Hoyle, že prostor by se mohl neustále rozšiřovat a zároveň udržovat konzistentní hustotu, pokud by nová věc byla neustále představována spontánním generováním. Po celá desetiletí mnozí z nich považovali Hoyle za kliku, ale dokument naznačuje, že Einstein přinejmenším poskytl myšlenky vážné úvahy.

Teorie ustáleného stavu byla navržena v roce 1948 Hermannem Bondim, Thomasem Goldem a Fredem Hoylem. To bylo odvozeno z perfektního kosmologického principu, který říká, že vesmír vypadá v podstatě stejný z každého místa v něm po celou dobu (v makroskopickém smyslu). To bylo filozoficky lákavé, protože naznačovalo, že vesmír nemá žádný začátek ani konec. Teorie byla populárně přijata mnoha v padesátých a šedesátých létech. Když čelí důkazům o tom, že vesmír se rozšiřuje, navrhovatelé navrhli, aby nová hmota byla spontánně vytvořena s konstantní, ale nepatrnou rychlostí - několika atomy na kubickou míli za rok.

Pozorování kvazarů ve vzdálených (a tím i starších, z našeho pohledu) galaxií, které v naší hvězdné oblasti neexistovaly, tlumilo nadšení pro tuto teorii a bylo to nakonec odhaleno, když se vědci dozvěděli o kosmickém pozadí záření. Nicméně, zatímco Hoyle prosazoval svou oblíbenou teorii, provedl řadu studií, které dokázaly, jak do vesmíru se objevily atomy těžší než hélium. (Byly vytvořeny vysokou teplotou a tlakem prvních hvězd, které procházejí jejich životním cyklem.) Také ironicky byl ten, kdo vytvořil výraz "velký třesk".

9 Trápené světlo

Edwin Hubble poznamenal, že vlnová délka světla ze vzdálených galaxií se posunula směrem k červenému konci spektra ve srovnání s světlem vyzařovaným blízkými hvězdnými tělesy, což naznačuje, že fotony určitě ztratili energii. Tento "rudý posun" je obecně vysvětlen v kontextu rozšíření post-big bang jako funkce dopplerovského efektu. Zástupci stacionárních modelů vesmíru namísto toho navrhli, že fotony světla postupně ztrácejí energii, když cestují vesmírem, přecházejí na delší vlnovou délku, méně energeticky červený konec spektra. Tuto teorii poprvé navrhl Fritz Zwicky v roce 1929.

Existuje řada problémů s unaveným světlem. Za prvé, neexistuje způsob, jak by mohla být fotonová energie změněna, aniž by se změnila její hybnost, což by vedlo k rozmazání, které nedodržujeme. Za druhé, nevysvětluje pozorované vzorce emisí světla ze supernov, které místo toho více odpovídají modelům rozšiřujícího se vesmíru se speciální relativitou způsobující časovou dilataci. Konečně, většina modelů pro teorii unaveného světla je založena na neexpandujícím vesmíru, ale to by vedlo k spektru pozadí záření, které neodpovídá našim pozorováním. Podle čísel, pokud by byla hypotéza o únavném světle správná, by všechny naše pozorované kosmické zářivé pozadí musely pocházet ze zdrojů, které jsou blíže k nám než Andromeda Galaxy M31 (naše nejbližší galaxie souseda), a všechno, co přesahuje to by bylo neviditelné nás.

8 Věčná inflace

Většina moderních modelů prvního vesmíru představuje krátkou dobu exponenciálního růstu (známého jako inflace) způsobeného vakuovou energií, ve které se sousední částice rychle nacházely odděleny obrovskými oblastmi prostoru. Po této inflaci se vakuová energie rozpadla na horkou plazmovou polévku, která nakonec vytvořila atomy, molekuly a tak dále. V teorii věčné inflace tento proces inflace nikdy nekončil. Místo toho by bubliny prostoru přestaly nafoukat a vstoupily do nízkoenergetického stavu a pak se rozšířily do nafukovacího interiéru. Tyto bubliny by byly jako bubliny páry ve varném hrnci s vodou, s výjimkou této analogie, že hrnce se stále zvětšuje.

V této teorii je náš vesmír jednou z mnoha bublin v multiverse charakterizované nepřetržitou inflací. Jeden aspekt této teorie, který může být testovatelný, je myšlenka, že dva vesmíry, které jsou dostatečně blízko ke vzájemnému setkání, by způsobily narušení vesmírného času každého vesmíru. Nejlepší podpora této teorie by byla důkazem takového narušení, které bylo zjištěno v kosmickém pozadí.

První inflační model navrhl sovětský vědec Alexej Starobinksy, ale na západě byl slavný fyzikem Alanem Guttem, který předpokládal, že časný vesmír by mohl být podchlazený, aby umožnil exponenciální růst před velkým třeskem. Andrei Linde vzal tyto teorie a vyvinul je do své "věčné chaotické expanze" teorie, která naznačovala, že spíše než vyžadovat velký třesk, s ohledem na správnou potenciální energii, expanze se může stát z jakéhokoli místa v skalárním prostoru a stala se neustále v celé multiverse.

Podle Linde: "Místo vesmíru s jediným zákonem fyziky, věčná chaotická inflace předpovídá samo-reprodukční věčně existující multiverse, kde se mohou realizovat všechny možnosti."

7 4-D černá díra Mirage

Standardní model velkého třesku říká, že vesmír vybuchl z nekonečně husté singularity, ale je těžké vysvětlit, proč má téměř stejnoměrnou teplotu, vzhledem k krátkému (kosmickému) období, které uplynulo od té násilné události. Někteří věří, že to lze vysvětlit neznámou formou energie, díky níž se vesmír rozšiřuje rychleji než rychlost světla. Tým fyziky z Perimetrového institutu pro teoretickou fyziku navrhl, že vesmír může ve skutečnosti být 3-D záblesk generovaný v horizontu událostí čtyřrozměrné hvězdy, která se zhroutila do černé díry.

Niayesh Afshordi a jeho kolegové se podívali na návrh z roku 2000 týmu na univerzitě Ludwiga Maximilianse v Mnichově, v němž bylo uvedeno, že náš vesmír je pouze jedna membrána existující v "vesmíru vesmíru", který má čtyři rozměry. Uvědomili si, že jestliže tento vesmír vesmíru obsahuje také 4-D hvězdy, mohou se chovat podobně jako jejich 3-D protějšky v našem vesmíru - explodují do supernov a sbíhají se do černých děr.

Trojrozměrné černé díry jsou obklopeny sférickým povrchem nazývaným obzor událostí. Zatímco povrch povrchu obzoru 3-D černé díry je dvourozměrný, tvar horizontu událostí 4-D černé díry by byl trojrozměrný - hypersféra. Když Afshordiho tým modeloval 4-D hvězdnou smrt, zjistili, že vysunutý materiál tvořil 3-D branec (membránu) kolem obzoru události a pomalu se rozšířil. Pak navrhli, že náš vesmír může být ve skutečnosti jen zlom, který vznikl z vraku vnějších vrstev čtyřrozměrné hvězdy, která se zhroutila.

Vzhledem k tomu, že 4D vesmírný vesmír může být mnohem starší nebo dokonce nekonečně starý, vysvětluje to jednotnou teplotu, kterou pozorujeme v našem vesmíru, ačkoli některé nedávné údaje naznačují, že by mohly existovat nesrovnalosti, které by vyhovovaly konvenčnímu modelu lépe.

6 Zrcadlový vesmír

Jedním problémem pro fyziku je, že téměř všechny přijaté modely, včetně gravitace, elektrodynamiky a relativity, pracují stejně dobře při popisu vesmíru, a to bez ohledu na to, zda dojde čas dopředu nebo dozadu. V reálném světě víme, že čas jde jen jedním směrem a standardním vysvětlením je to, že naše vnímání času je pouze produktem entropie, v níž se řádek rozpouští do nepořádku. Problémem s touto teorií je to, že naznačuje, že náš vesmír začal ve vysokém stavu a nízkém stavu entropie. Mnoho vědců není spokojeno s pojetím časného vesmíru s nízkou entropií, který určuje směr času.

Julian Barbour z univerzity v Oxfordu, Tim Koslowski z University of New Brunswick a Flavio Mercati z Perimetrového institutu pro teoretickou fyziku vyvinuli teorii, která naznačuje, že gravitace způsobila směr proudění. Studovali počítačovou simulaci 1000 bodových částic vzájemně ovlivňujících, ovlivněných Newtonovskou gravitací. Zjistili, že bez ohledu na jejich velikost nebo množství se částice nakonec vytvoří ve stavu s minimální složitostí minimální velikosti a maximální hustoty. Pak by se systém částic rozšířil v obou směrech, vytvářel dvě symetrické a protikladné "šipky času" a vytvořil uspořádané a složitější struktury na dvou cestách.

To by naznačovalo, že velký třesk způsobil, že nebyl vytvořen žádný, ale dva vesmíry, z nichž každý má čas běžící opačným směrem. Podle Barbour:

Tato situace s dvěma futures by měla jednu chaotickou minulost v obou směrech, což znamená, že v podstatě existují dva vesmíry, jeden na každé straně tohoto centrálního státu. Pokud by to bylo dost komplikované, obě strany by mohly udržet pozorovatele, kteří by vnímali čas, který se bude pohybovat opačným směrem. Jakékoli inteligentní bytosti tam definují svou šipku času jako odklon od tohoto centrálního státu. Mysleli by, že nyní žijeme v jejich nejhlubší minulosti.

5 Konformní cyklická kosmologie

Sir Roger Penrose, fyzik z Oxfordské univerzity, tvrdí, že velký třesk nebyl počátkem vesmíru, nýbrž pouze přechodem, který prochází cykly expanze a kontrakce. Penrose naznačil, že se geometrie prostoru mění v průběhu času a stává se více zamotaná, jak je popsáno matematickým objektem tzv. Weylovým zakřivením tenzoru, který začíná od nuly a časem se zvětšuje. Věří, že černé díry se chovají ke snížení entropie ve vesmíru a že když vesmír dosáhne konce své expanze, černé díry zahalí zbývající hmotu a energii a nakonec navzájem. Jak se věda rozpadá a černé díry ztrácejí energii prostřednictvím Hawkingova záření, prostor se stává jednotným a naplněným nepotřebnou energií.

Tím se zavádí koncept nazvaný konformní invariance, symetrie geometrií s různými stupnicemi, ale stejným tvarem. Vzhledem k tomu, že vesmír by se již zdánlivě nepodařilo identifikovat podmínky na svém začátku, Penrose tvrdí, že konformní přeměna způsobí, že geometrie prostoru se vyrovná a degradované částice se vrátí do stavu nulové entropie. Vesmír by se pak zhroutil na sebe, připravený spustit nový velký třesk. To by znamenalo, že vesmír je charakterizován opakujícím se procesem expanze a kontrakce, který se Penrose dělí na období nazývané "eóny".

Penrose a jeho partner Vahe Gurzadyan z Jerevanského fyzikálního institutu v Arménii shromáždili satelitní údaje NASA o kosmickém záření a prohlásili, že v těchto datech nalezli 12 průhledných soustředných kroužků, o kterých věří, že jsou důkazem gravitačních vln způsobených supermasivními černými dírami srážka na konci předchozí eon. Toto je hlavní důkaz teorie konformní cyklické kosmologie.

4 Studený velký třesk a kontraktační vesmír

Standardní model velkého třesku naznačuje, že po všech věcech vybuchla ze zvláštnosti, začala se rozvíjet v horkém a hustém vesmíru a pak se začala pomalu rozšiřovat o miliardy let. Singularita představuje problémy, když se snažíme přizpůsobit teorii obecné relativity a kvantové mechaniky, takže kosmolog Christoff Wetterich z univerzity v Heidelbergu namísto toho tvrdí, že vesmír může být zahájen jako chladné a převážně prázdné místo, které se stalo více aktivní, protože je spíše než rozšiřujícím se způsobem jako u standardního modelu.

V tomto modelu může být červený posun pozorovaný astronomy způsoben nárůstem hmoty vesmíru při jeho kontrakci. Světlo emitované z atomů je determinováno hmotností částic, přičemž více energie se objevuje jako světlo, které se pohybuje směrem k modrému spektru a méně energie směřuje k světlu v červeném spektru.

Hlavním problémem s Wetterichovou teorií je to, že je nemožné dokázat pomocí měření, protože můžeme pouze porovnávat poměr různých hmotností, ne samotných hmot. Jeden fyzik si stěžoval, že model je jako tvrzení, že namísto vesmíru expanduje, pravítko, s nímž měříme, se zmenšuje. Wetterich řekl, že svou teorii nepovažuje za náhradu velkého třesku; pouze poukazuje na to, že je stejně shodný se všemi známými pozorováními vesmíru a může být více "přirozené" vysvětlení.

3 Živý vesmír

Jim Carter je amatérský vědec, který vyvinul osobní teorii o vesmíru na základě věčných hierarchií "cirklonů", které jsou hypotetickými kruhovými mechanickými objekty. Věří, že celá historie vesmíru může být vysvětlena jako generace cyklónů, které se objevují prostřednictvím reprodukčních a štěpných procesů. Přišel s tímto konceptem poté, co pozoroval perfektní kroužek bublin, který se vynořil z jeho dýchacího přístroje, zatímco se potápěl s abalonem v sedmdesátých letech a vylepšil své teorie experimenty zahrnujícími řízené kouřové kroužky vyrobené pomocí odpadkových plechovek a pryžových fólií, které věří, proces nazvaný circlon synchronicity.

Carter věří, že cirklonová synchronicita tvoří lepší vysvětlení pro vytvoření vesmíru než teorie velkého třesku. Jeho teorie živého vesmíru předpokládá, že přinejmenším jeden atom vodíku vždy existoval. Na začátku se v trojrozměrném prázdném prostoru vznášel jediný atom antihydrogenu. Částice měla stejnou hmotnost jako celý náš současný vesmír a byla složena z kladně nabitého protonu a negativně nabitého antiprotonu. Vesmír byl v úplné, dokonalé dualitě, ale negativní antiproton se gravitačně rozšiřoval o něco rychleji než pozitivní proton, což způsobilo, že ztratil relativní hmotnost. Pak se přiblížili k sobě, dokud negativní částice nevnímaly pozitivní a vytvořily antineutron.

Antineutron byl také nevyvážen v hromadě, ale nakonec se vrátil do rovnováhy, která by způsobila rozdělení na dva nové neutrony proti částicím a protičásticím. Tento proces způsobil exponenciálně rostoucí počet neutronů, z nichž některé se nerozdělily, ale spíše se zničily fotony, které se staly základem kosmických paprsků. Nakonec se vesmír stal hmotou stabilních neutronů, které existovaly ještě předtím, než se rozpadly a umožnily elektronům se poprvé spojit s protony, vytvářet první atomy vodíku a nakonec naplňovat vesmír elektrony a protony, které násilně interagují a vytvářejí prvky . Po období nazvaném "Era Velkého zmrzlého ohně" jsme získali formaci hvězd, planet a vědomí.

Většina fyziků považuje Carterovy myšlenky za špatné spekulace, které neodpovídají tvrdosti empirického výzkumu. Carterovo experimenty s kouřovými kroužky byly použity jako důkaz pro nyní diskreditovanou éterickou teorii před třiceti lety.

2 plazmový vesmír

Zatímco standardní kosmologie drží gravitace jako hlavní vodící síla, plazmová kosmologie nebo teorie elektrického vesmíru místo toho dává mnohem větší důraz na elektromagnetismus. Jedním z nejčasnějších zastánců této teorie byl ruský psychiatr Immanuel Velikovský, který napsal na téma "Cosmos Without Gravitation" knihu z roku 1946, v níž argumentoval, že gravitace je elektromagnetický jev, který vzniká interakcí atomových nábojů, volných nábojů a magnetických pole sluncí a planet. Tyto teorie byly dále rozvíjeny v sedmdesátých letech minulého století Ralph Juergens, který tvrdil, že hvězdy jsou poháněny elektrickými spíše než termonukleárními procesy.

Existuje celá řada různých iterací teorie, ale některé prvky jsou obecně stejné. Teorie plazmového vesmíru tvrdí, že Slunce a hvězdy jsou elektricky poháněny driftovými proudy, že některé planetové povrchové rysy jsou způsobeny "super-bleskem" a že kometové ocasy, marští praští diabli a tvorba galaxií jsou všechny elektrické procesy. Teorie tvrdí, že hluboký prostor je pronikán obřími vlákny elektronů a iontů, které se krouží vlivem elektromagnetických sil ve vesmíru a vytvářejí fyzickou hmotu jako galaxie.Plazmoví kosmologové předpokládají, že vesmír je nekonečný jak ve velikosti, tak ve věku, který omezí svou užitečnost pro kreacionisty navzdory odporu vůči kosmologii velkého třesku.

Jedna z nejvlivnějších knih na toto téma je Velký třesk se nikdy nestal, napsaný Ericem Lernerem v roce 1991. Argumentuje, že teorie velkého třesku nesprávně předpovídá hustotu lehkých prvků, jako je deuterium, lithium-7 a helium-4, že dutiny mezi galaxiemi jsou příliš rozsáhlé, aby byly vysvětleny postupem -big časový rámec a že povrchový jas vzdálených galaxií byl pozorován jako konstantní, zatímco v rozšiřujícím se vesmíru by se jasnost měla snižovat vzhledem k vzdálenosti v důsledku červeného posunu. Také tvrdí, že teorie velkého třesku vyžaduje příliš mnoho hypotéz (inflace, tmavá hmota a temná energie) a porušuje zákon o zachování energie, protože vesmír se vynořuje z ničeho.

Naproti tomu, teorie plazmy správně předpovídá hojnost světlých prvků, makroskopickou strukturu vesmíru a absorpci rádiových vln, které jsou příčinou kosmického záření. Mnoho kosmologů tvrdí, že Lernerova kritika kosmologie velkého třesku je založena na pojmech, o nichž bylo známo, že jsou nesprávné, když napsal knihu, a jeho vysvětlení o postřezích, které podporují kosmologii velkého třesku, způsobují více problémů než mohou vyřešit.

1 Bindu-Vipshot

Vyhýbali jsme se náboženským nebo mytologickým příběhům o původu vesmíru, ale můžeme udělit výjimku pro příběhy o hinduistické tvorbě, které mohou být smířeny s vědeckými teoriemi s lehkostí, která uniká většině ostatních náboženských kosmologií. Carl Sagan kdysi řekl: "Je to jediné náboženství, ve kterém časové stupnice odpovídají časům moderní vědecké kosmologie. Jeho cykly běží od našeho běžného dne a noci až po den a noc Brahmy, 8,64 miliardy let. Déle než věk Země nebo Slunce a asi polovina doby od Velkého třesku. "

Nejbližší tradiční koncept teorie velkého třesku vesmíru lze nalézt v hindském pojetí bindu-vipshot, což znamená "bodová exploze" v sanskrtu. Védské hymny starověké Indie tvrdily, že bindu-vipshot produkoval zvukové vlny slabiky "om", což znamená Brahman, Nejvyšší realitu nebo Bůh. Slovo "Brahman" pochází ze sanskrtského kořene brh, což znamená "růst velký", který má nějaký vztah k velkému třesku, jako tomu bylo u titulu písma Shabda Brahman, který by mohl být spojen s sphota, nebo "výbuch". Prvotní zvuk "om" byl interpretován jako vibrace velkého třesku zjištěného astronomy ve formě kosmického záření na pozadí.

Upanishads vysvětlují velký třesk jako jeden (Brahman), který si přeje, aby se stal množstvím lidí, které dosáhl prostřednictvím velkého třesku s výrazem vůle. Stvoření je občas zobrazeno jako lila, nebo "božská hra", s důsledkem toho, že vesmír byl vytvořen jako součást hry a spuštění velkého třesku bylo součástí tohoto. Žádná hra není zábavná, když vševědoucí hráč přesně ví, jak to půjde.