Немного истории

Считается, что любительская астрономия возникла в конце XIX века, когда в 1887 году Камиль Фламмарион основал Французское астрономическое общество, а годом позже появился Нижегородский кружок любителей физики и астрономии. Однако если рассмотреть историческую перспективу внимательнее, то окажется, что профессиональная астрономия (в современном её понимании) также появилась сравнительно недавно. Можно ли назвать профессионалами античных (Аристарх Самосский, Фалес Милетский, Птолемей, Платон, Аристотель) и средневековых (Джордано Бруно, Николай Коперник, Тихо де Браге, Галилео Галилей) астрономов? По своим интересам и методам исследования они схожи скорее с современными любителями, чем с профессионалами. Их астрономия была тесно связана с философией, теологией, астрологией или искусством, и не имела дисциплинарного деления, в исследованиях преобладали визуальные наблюдения. Получается, что любительская астрономия (если посмотреть на неё с этой точки зрения, конечно) появилась намного раньше, чем профессиональная и послужила основой для развития последней.

Камиль Фламмарион - основатель Французского Астрономического общества, учёный и популяризатор науки

Однако и сейчас любительская астрономия не потеряла своей важности для «большой науки». Профессиональных астрономов не так много (например, в состав Международного Астрономического Союза входят около 10 000 участников, что достаточно мало по сравнению с профессиональными объединениями в других областях науки). Количество же астрономов-любителей, хоть и не известно с достаточной точностью, во много раз превосходит количество профессиональных астрономов (считается, что в одной только России насчитывается более 10 000 любителей). Кроме того, любители рассредоточены по всему миру, что позволяет им охватить сетью наблюдений космос практически с любой точки нашей планеты.

Чтобы оценить роль любительской астрономии в науке, достаточно просто вспомнить несколько открытий, сделанных астрономами-любителями. Например, открытие третьей по величине планеты солнечной системы принадлежит Уильяму Гершелю, обнаружение спиральной структуры галактик - лорду Россу, Роберт Эванс открыл визуально 42 вспышки сверхновых звезд. И даже радиоастрономия, популярная сейчас среди профессионалов, была основана астрономом любителем - Гроутом Ребером.

Направления любительской астрономии

Как известно, на заре астрономии использовались визуальные наблюдения. Сейчас они практически отсутствуют в профессиональной науке, и роль «наблюдателей» полностью принадлежит любителям. В этом отношении астрономов-любителей можно сравнить со средневековыми мореплавателями, открывающими новые земли и страны. Ведь часто о новых объектах становится известно именно им, и лишь после этого начинается профессиональное исследование объекта.

Какими же наблюдениями занимаются любители?

Одно из самых развитых направлений - наблюдения за солнечной активностью. Для регистрации явлений, происходящих на Солнце (пятна, факелы, вспышки), а также солнечных затмений не требуется сложная аппаратура и глубокие знания в области астрономии, наблюдения проводятся в дневное время. На поверхности Солнца можно обнаружить до 150 пятен (во время максимума цикла солнечной активности).

Вид Солнца в телескоп

Ещё одно популярное направление - наблюдение комет. Долгое время кометы считали предвестниками войн, но даже несмотря на это прохождение кометы через атмосферу Земли всегда было зрелищем завораживающим. С точки зрения многих астрономов-любителей кометы - самые красивые небесные тела. Возможно, поэтому многие кометы были открыты именно ими. Обычно оценивается блеск кометы, её размеры, особое внимание уделяется хвосту. Иногда можно наблюдать покрытия звёзд кометой -это явление нельзя предсказать, но оно может дать ценную информацию о строении ядра кометы.

Комета Макнота (2007 год)

Многие астрономы-любители занимаются наблюдением покрытия небесных тел астероидами. В настоящее время известно более полумиллиона астероидов в одной только Солнечной системе, и предполагается, что ещё примерно столько же предстоит открыть. Наблюдения покрытия небесных тел астероидами позволяют оценить их размер (измерив время, в течение которого изменится яркость звезды, через которую проходит астероид).

С развитием телескопостроения среди любителей получило популярность наблюдение переменных звезд. Изменение блеска звезды - это не только просто красивое зрелище, но и физическое явление, способное многое сказать о строении звезды. Как правило, астрономы наблюдает изменение блеска только в том случае, если оно достаточно велико (превосходит 0,3 звездные величины).

Одно из самых захватывающих занятий среди любителей - заполнение белых мест на звездной карте. Конечно, найти новую звезду, не имея профессионального оборудования и инструментов непросто, но, тем не менее, часть открытий принадлежит астрономам-любителям. Открыть новую звезду можно, когда происходит взрыв (вспышка) - при этом яркость звезды увеличивается в тысячи раз. В августе 2013 года астроном-любитель из Японии обнаружил Новую звезду в созвездии Дельфина, используя телескоп диаметром всего 17,5 см.

К наблюдениям объектов вне Солнечной системы можно отнести также поиск экзопланет - планет, обращающихся вокруг других звезд. Наблюдать их намного сложнее в связи с большим расстоянием от Земли и малой яркостью. Тем не менее, по официальным данным на 4 мая 2014 года зарегистрировано 1786 экзопланет, несколько из которых были найдены любителями при анализе данных телескопа «Кеплер». Однако очень малая часть экзопланет поддаётся визуальному наблюдению, подавляющее большинство было открыто с использованием непрямых методов (астро- , фото- и спектрометрии).

Роль любительской астрономии

Этот список можно продолжить, но давайте посмотрим, зачем же любители занимаются астрономией, что побуждает их покупать дорогое оборудование и проводить ночи за наблюдениями? Какие цели они преследуют?

Самое важное, пожалуй - это получение личного опыта и знаний. Стремление к познанию себя и окружающей среды - это одно из непреодолимых стремлений человечества. Такими были наши предки, исследующие, например, строение человеческого тела, такие же и мы, познающие структуру Вселенной.

Кроме того любительская астрономия - это эстетическое удовольствие. Смотреть на звезды не только полезно, но и приятно. Для многих из нас прогулка по ночному небу намного желаннее, чем посещение самой большой картинной галереи или самого искусного театрального представления.

Кроме того, любительская астрономия включает в себя общение, обсуждение, обмен опытом и впечатлениями с другими исследователями. Этому способствует развитие астрономических сообществ, клубов и кружков, а также интернет-ресурсов.

Нельзя не отметить роль любительской астрономии в популяризации науки. Многие научно-популярные статьи и монографии по астрономии написаны именно любителями - они красочно делятся своим опытом с читателем, заражая его желанием самому приобщиться к наблюдениям. В последнее время набирает обороты так называемая «тротуарная астрономия» - вид популярной науки, когда приборы для наблюдения космических объектов устанавливают прямо на улицах городов, что даёт возможность любому желающему взглянуть на звёзды.

Астроном Джон Добсон вынес свой телескоп на улицы Сан-Франциско

Большой вклад вносит любительская астрономия и в приборостроение. Например, изобретение самого крупного телескопа своего времени принадлежит лорду Россу - астроному любителю. Кроме того, любители вносят огромное количество усовершенствований в уже существующие конструкции телескопов.

Ну и, конечно же, нужно сказать об астрофотографии, которая находится на стыке науки и искусства. Фотографии астрономических объектов восхищают зрителей не меньше, чем традиционные виды фотоискусства. Однако астрофотографии - это не культурная ценность, но ещё и ценный материал для науки. С помощь. Этого метода можно выявить изменения в яркости звезд, определить траектории небесных тел и даже открыть новые объекты.

Помимо личных наблюдений астрономы-любители часто принимают участие в крупных проектах совместно с профессионалами. Таковыми являются, например, проекты распределённых вычислений а краудсорсинга, получившие широкое распространение с развитием компьютеров и информационных технологий.

Участие в проектах распределённых вычислений а краудсорсинг. Это направление любительской астрономии появилось с развитием компьютеров и интернета. Самые известные астрономические проекты распределенных вычислений - Cosmology@home (поиск наиболее адекватной модели Вселенной по данным реликтового излучения), Einstein@Home (исследование пульсаров), MilkyWay@home (построение трехмерной модели нашей галактики), Orbit@home (слежение за орбитами тел, проходящих рядом с Землей), PlanetQuest (открытие новых планет и классификация звезд), SETI@home (поиск внеземных цивилизаций), Stardust@Home (исследование кометы Вильда 2). Также интересен краудсорсинговый проект NASA Clickworkers, созданный с целью проанализировать массив снимков марсианской поверхности силами астрономов-любителей.

Как можно заметить, астрономами-любителями движут различные цели и стремления, их интересы различны. Это и люди с техническим складом ума, занимающиеся телескопостроением, например, и творческие натуры - фотографы и художники. Но всех и объединяет одно - стремление к звёздам.

Как далеко находится человечество на пути познания Вселенной? Всего 57 лет назад был запущен первый искусственный спутник, не прошло и полвека с момента вывода человека в открытый космос, мы до сих пор не побывали ни на одной соседней планете и имеем, по сути, только гипотезы относительно возникновения Вселенной. Видимо, мы находимся где-то в самом начале этого пути, полного великих открытий и неизбежных заблуждений.

Астрономы-любители смогли получить немало интересной информации о новом иранском спутнике из наблюдений за ним с помощью обычных любительских телескопов.

Группа астрономов-любителей под неформальным руководством Тэда Молчана (Ted Molchan), осуществляющих наблюдения за спутниками на околоземных орбитах, провела наблюдения первого иранского искусственного спутника Земли и смогла сделать ряд небезынтересных выводов.
О наблюдении спутника 3 февраля 2009 года на Эдинбургом (Шотландия) первым сообщил Элан Пикап. Согласно его данным, иранский спутник прошел в 18 часов 39 минут 30 с по всемирному времени вблизи звезды «мю» Андромеды на удалении около 330 км по орбите наклонением 60 градусов.
Видимый блеск варьировался от 5 до 7 звёздной величины и слабее – это почти на пределе видимости невооружённым глазом. Период колебаний яркости, обусловленных, по всей видимости, нестабилизированностью спутника по осям, составил около 1 с.
Вышедшая вместе со спутником на околоземную орбиту с большим эксцентриситетом последняя ступень РН «Сафир» в 18 часов 49 минут 50 с по всемирному времени вблизи звезды «бета» Андромеды на удалении около 370 км.
Наклонение орбиты, естественно, такое же, как и у спутника – около 60 градусов. Объект наблюдался в виде звезды яркостью около 4,5 звёздной величины, но периодически блеск возрастал до 3 звёздной величины.

Согласно последующим оценкам, основанным на предположениях о геометрии объектов и их вращении, спутник «Надежда» представляет собой модуль размером около полуметра в поперечнике. Последняя ступень РН «Сафир», согласно ранее сделанным оценкам, имеет габариты около 5х1,25 м. Вариации блеска и яркость объекта соответствуют этим оценкам.
Это, в свою очередь, позволило сделать вывод о том, что РН «Сафир» использует энергетически значительно более эффективное топливо, чем БР малой дальности «Скад» – иначе потребовалась бы более «тяжёлая» ракета-носитель. Это свидетельствует о существенном прогрессе Ирана в области ракетных двигателей.
Оптические наблюдения спутников астрономами-любителями позволяют восстановить целый ряд их характеристик – параметры орбиты, общую геометрию объектов, их размеры, характер стабилизации, наличие либо отсутствие разворачиваемых панелей солнечных батарей и вероятную энергетику спутника, его целевое назначение (по параметрам орбиты), маневрирование (по изменениям параметров орбиты), и т.д.
Наблюдениям первого иранского ИСЗ "Надежда" поможет представление его орбиты в геоинтерфейсе , также составленное астрономами-любителями на основе открытых данных об элементах орбиты ИСЗ.
Согласно им, в период подготовки материала спутник прошел на Индийским океаном, вышел на Евразию в районе границы Пакистана и Индии, прошел последовательно над территориями Индии, Китая, Монголии и России и над акваторией Тихого океана.

Тест по теме «Познание»

Запишите слово пропущенное в таблице

Выберите верные суждения об истине и ее критериях, и запишите цифры под которыми они указаны

1) Абсолютная истина в отличии от относительной истины представляет собой теоритически обоснованное знание.

2)Абсолютная истина является исчерпывающим знанием о предмете.

3)Относительная истина-это знание, которое может изменяться, дополняться по мере возможностей познания.

4)Единственный критерий истины –соответствие существующим научным теориям.

5)Истина –это знание, соответствующее свойствам познаваемого предмета.

3.Установите соответствие между признаками научного познания (исследований) к каждой позиции:

Уровни научного познания

(исследований)

А)выявление и объяснение закономерностей

1).эмпирический

Б) сбор фактов

2)теоритический

В)описание наблюдаемых явлений

Г)формулирование научной проблемы

Д)выдвижение гипотез

4,Ниже приведен ряд терминов. Все они за исключением двух, относятся к методам научного познания .

1. Теория,2)наблюдение, 3)эксперимент, 4)концепция, 5)классификация,6)систематизация.

5. Установите соответствие между формами и уровнями познания к каждой позиции

6.Выбирите верное суждение о познании и запищите цифры, под которыми они указаны.

Целенаправленное систематическое восприятие явлений окружающего мира называется наблюдением

Благодаря ощущениям происходит выделение общего, существенного в информации о предмете

Чувственное познание и рациональное познание тесно взаимосвязаны

Чувственное познание фиксирует существенные общие признаки группы, класса объекта

Формулирование предположений для объяснения имеющихся фактов характеризует метод выдвижения гипотез.

7. Ученые обобщили результаты многолетнего исследования и написали книгу. По каким основаниям содержания книги можно отнести к научному познанию.

Для подтверждения истинности суждений предложены доказательства

Книга сложна для самостоятельного изучения неспециалистами

Содержание книги изложено профессиональным языком

Все гипотезы исследователей были обоснованы

Книга была напечатана в крупном издательстве

Весь тираж книги был раскуплен в течении одного месяца

8. Установите соответствие между признаками и видами познания, которые соответствуют к каждой позиции

9.В приведенном ниже ряду найдите понятие, которое является обобщающим для всех остальных.

1) форма познания, 2)ощущение, 3)восприятие, 4)представление, 5)суждение.

10.Группа астрономов-любителей разработала свою теорию происхождения теории Вселенной. Профессиональные астрономы не признали эту теорию научной. Какие из приведенных ниже оснований могли стать основой такой профессиональной оценки. Запишите цифры, под которыми они указаны.

Теорию разработали любители

Теория не подтверждается практикой

Выводы разработчиков нелогичны

Теория опровергает принятые в науке представления

Основные положения теории не обоснованы

Разработчики рассматривают участие сверхъестественных сил

11.Запишите слово, пропущенное в таблице.

12.Выбирите верные суждения о науке и запищите цифры.

Наука осуществляет поиск путей преодоления глобальных проблем современного человечества

Наука способствует построению целостной системы взглядов на мир и место человека в нем

Основная функция науки связана с регулированием социального поведения людей

Наука помогает человеку рассматривать явления окружающего мира в их единстве и многообразии

Наука в отличии от других форм(областей) духовной культуры оказывает эмоциональное воздействие на человека

13.Прочитайте приведенный ниже текст. Вставте пропущенные слова из списка.

«Человек посредством познания и на его основе преобразует______(А),самого себя, формирует свой______(Б), свою культуру. Познание- сложное явление. Оно представляет собой активное______(В)человеком внешнего мира посредством особого вида____(Г).

Различают две ступени познания: чувственное и ______(Д). Эти две ступени познания внутри себя разграничиваются на ряд форм, из последовательного восхождения которых от простого к сложному формируется познавательный ______(Е) »

Список терминов:

1)воприятие, 4)окружающий мир 7)теоретическое

2)рациональное 5)суждение 8)представление

3)процесс 6)деятельность 9)духовный мир

II часть .

Вам поручено подготовить развернутый ответ по теме «Многообразие форм познания». Составте план в соответствии с которым Вы будите освещать данную тему .

Какой смысл обществоведы вкладывают в понятие «познание»? Привлекая знания обществоведческого курса, составте два предложения: одно предложение, содержащие информацию о различие в характере знаний, получаемых с помощью чувственного познания, и одно предложение, раскрывающее сущность суждения как формы рационального познания .

Назовите и проиллюстрируйте примерами две особенности эмпирического уровня научного познания.

Какой смысл обществоведы вкладывают в понятие «истина » Привлекая знания обществоведческого курса, составте два предложения: одно предложение, содержащие информацию об относительной истине, и одно предложение, раскрывающее объективный характер истины.

Просмотры: 854

Терри Пратчетт описал традиционный взгляд на создание Вселенной примерно так: «В начале было ничего, которое взорвалось». Современная точка зрения космологии подразумевает, что расширяющаяся Вселенная возникла в результате Большого Взрыва, и она хорошо поддерживается доказательствами в виде реликтового излучения и смещением далекого света в направлении красной части спектра: Вселенная расширяется постоянно.

И все же далеко не всех удалось в этом убедить. В течение многих лет предлагались самые разные альтернативы и различные мнения. Некоторые интересные предположения остаются, увы, непроверяемыми с применением наших современных технологий. Другие представляют собой полеты фантазии, восставшей против непостижимости Вселенной, которая, кажется, бросает вызов человеческим представлениям о здравом смысле.

Теория стационарной Вселенной

Согласно недавно восстановленной рукописи Альберта Эйнштейна, великий ученый отдал дань уважения британскому астрофизику Фреду Хойлу за теорию о том, что пространство может расширяться в течение неопределенного времени, сохраняя равномерную плотность, если постоянно будет появляться новая материя в процессе спонтанной генерации. В течение многих десятилетий многие считали идеи Хойла ерундой, но недавно обнаруженный документ показывает, что Эйнштейн как минимум серьезно рассматривал его теорию.

Теорию стационарной Вселенной была предложена в 1948 году Германом Бонди, Томасом Голдом и Фредом Хойлом. Она вышла из идеального космологического принципа, который гласит, что вселенная выглядит по существу одинаково в каждой точке в любое время (в макроскопическом смысле). С философской точки зрения он привлекателен, поскольку тогда у вселенной нет начала и конца. Теория была популярна в 50-60-х годах. Столкнувшись с указаниями на то, что Вселенная расширялась, ее сторонники предположили, что во вселенной постоянно рождается новая материя, в постоянном, но умеренном темпе - несколько атомов на кубический километр в год.

Наблюдения квазаров в далеких (и старых, с нашей точки зрения) галактиках, которых в наших звездных окрестностях не существует, охладили энтузиазм теоретиков, и ее окончательно развенчали, когда ученые обнаружили космическое фоновое излучение. Тем не менее, хотя теория Хойла не принесла ему лавров, он провел серию исследований, которые показали, как во вселенной появились атомы тяжелее гелия. (Они появились в процессе жизненного цикла первых звезд при высоких температурах и давлении). По иронии судьбы, он также был одним из создателей термина «большой взрыв».

Утомленный свет

Эдвин Хаббл заметил, что длины волн света далеких галактик смещаются в направлении красной части спектра, если сравнивать со светом, излученным звездными телами поблизости, что говорит об утрате фотонами энергии. «Красное смещение» объясняется в контексте расширения после Большого Взрыва как функция эффекта Доплера. Сторонники моделей стационарной вселенной вместо этого предположили, что фотоны света теряют энергию постепенно по мере движения через космос, переходя к длинным волнам, менее энергетическим в красном конце спектра. Эту теорию впервые предложил Фриц Цвикки в 1929 году.

С утомленным светом связывают целый ряд проблем. Во-первых, нет никакого способа изменить энергию фотона без изменения его импульса, что должно приводить к эффекту размытия, который мы не наблюдаем. Во-вторых, он не объясняет наблюдаемые паттерны излучения света сверхновых, которые прекрасно соотносятся с моделью расширяющейся вселенной и специальной относительности. Наконец, большинство моделей утомленного света базируются на нерасширяющейся вселенной, но это приводит к спектру фонового излучения, который не соответствует нашим наблюдениям. В численном выражении, если бы гипотеза утомленного света была корректной, вся наблюдаемая радиация космического фона должна была бы приходить из источников, которые ближе к нам, чем галактика Андромеды (ближайшая к нам галактика), а все, что за ней, было бы для нас невидимо.

Вечная инфляция

Большинство современных моделей ранней Вселенной постулируют короткий период экспоненциального роста (известный как инфляция), вызванный энергией вакуума, в процессе которого соседствующие частицы оказались быстро разделенными огромными областями пространства. После этой инфляции, энергия вакуума распалась на горячий плазменный бульон, в котором образовались атомы, молекулы и так далее. В теории вечной инфляции этот процесс инфляции никогда не заканчивался. Вместо этого пузыри пространства прекратили бы раздуваться и вступили бы в низкоэнергетическое состояние, чтобы после расшириться в инфляционном пространстве. Такие пузыри были бы подобны пузырям пара в кипящей кастрюле с водой, только в этот раз кастрюля постоянно увеличивалась бы.

По этой теории наша Вселенная - один из пузырьков множественной вселенной, характеризующейся постоянной инфляцией. Один из аспектов этой теории, который можно было бы проверить, это допущение, что две вселенные, которые будут достаточно близко, чтобы встретиться, вызовут нарушения в пространстве-времени каждой вселенной. Лучшей поддержкой такой теории будет обнаружение доказательства такого нарушения на фоне реликтового излучения.

Первую инфляционную модель предложил советский ученый Алексей Старобинский, но на западе известной она стала благодаря физику Алану Гуту, который предположил, что ранняя вселенная могла переохладиться и позволить экспоненциальному росту начаться еще до Большого Взрыва. Андрей Линде взял эти теории и разработал на их основе теорию «вечного хаотического расширения», согласно которой вместо необходимости Большого Взрыва, при необходимой потенциальной энергии, расширение может начаться в любой точки скалярного пространства и происходить постоянно во всей мультивселеннной.

Вот что говорит Линде: «Вместо вселенной с одним законом физики, вечная хаотическая инфляция предполагает самовоспроизводяющуюся и вечно существующую мультивселенную, в которой все возможно».

Мираж четырехмерной черной дыры

Стандартная модель Большого Взрыва утверждает, что Вселенная взорвалась из бесконечно плотной сингулярности, но это не облегчает задачу объяснения ее почти однородной температуры, учитывая относительно короткое время (по меркам космоса), которое прошло со времен этого жестокого события. Некоторые считают, что это могла бы объяснить неизвестная форма энергии, которая привела к тому, что вселенная расширилась быстрее скорости света. Группа физиков из Института теоретической физики Периметра предположила, что вселенная может быть по сути трехмерным миражом, созданным на горизонте событий четырехмерной звезды, коллапсирующей в черную дыру.

Ниайеш Афшорди и его коллеги изучали предложение 2000 года, сделанное командой Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, на тему того, что наша Вселенная может быть лишь одной мембраной, существующей в «объемной вселенной» с четырьмя измерениями. Они решили, что если эта объемная вселенная также содержит четырехмерные звезды, они могут вести себя подобно своим трехмерным коллегам в нашей вселенной - взрываясь в сверхновые и коллапсируя в черные дыры.

Трехмерные черные дыры окружены сферической поверхностью - горизонтом событий. В то время как поверхность горизонта событий трехмерной черной дыры двумерна, форма горизонта событий четырехмерной черной дыры должна быть трехмерной - гиперсферой. Когда команда Афшорди смоделировала смерть четырехмерной звезды, она обнаружила, что извергаемый материал образовал трехмерную брану (мембрану) вокруг горизонта событий и медленно расширился. Команда предположила, что наша Вселенная может быть миражом, сформированным из обломков внешних слоев четырехмерной коллапсирующей звезды.

Поскольку четырехмерная объемная вселенная может быть намного старше, или даже бесконечно старой, это объясняет однородную температуру, наблюдаемую в нашей Вселенной, хотя некоторые из последних данных свидетельствуют о том, что могут быть отклонения, вследствие которых традиционная модель подходит лучше.

Зеркальная Вселенная

Одна из запутанных проблем физики такова, что почти все принятые модели, включая гравитацию, электродинамику и относительность, работают одинаково хорошо в описании Вселенной, независимо от того, идет время вперед или назад. В реальном же мире мы знаем, что время движется лишь в одном направлении, и стандартное объяснение этому в том, что наше восприятие времени есть лишь продукт энтропии, в процессе которой порядок растворяется в беспорядке. Проблема этой теории в том, что из нее вытекает, что наша Вселенная начала с высокоупорядоченного состояния и низкой энтропии. Многие ученые несогласны с понятием низкоэнтропийной ранней вселенной, фиксирующей направление времени.

Джулиан Барбур из Оксфордского университета, Тим Козловски из Университета Нью-Брансвик и Флавио Меркати из Института теоретической физики Периметра разработали теорию, согласно которой гравитация привела к тому, что время стало течь вперед. Они изучили компьютерное моделирование частиц в 1000 точек, взаимодействующих между собой под влиянием ньютоновой гравитации. Выяснилось, что независимо от их размера или размера, частицы в конечном итоге образуют состояние низкой сложности с минимальным размером и максимальной плотностью. Затем эта система частиц расширяется в обоих направлениях, создавая две симметричных и противоположных «стрелы времени», а с ней и более упорядоченные и сложные структуры по обе стороны.

Это позволяет предположить, что Большой Взрыв привел к созданию не одной, а двух вселенных, в каждой из которых время течет в противоположную от другой сторону. По мнению Барбура:

«Эта ситуация с двумя будущими будет демонстрировать единое хаотичное прошлое в обоих направлениях, означая, что будет по сути две вселенных, по каждую сторону центрального состояния. Если они будут достаточно сложными, обе стороны будут поддерживать наблюдателей, которые смогут воспринимать течение времени в обратном направлении. Любые разумные существа определят свою стрелу времени как удаление от центрального состояния. Они будут думать, что мы сейчас живем в их далеком прошлом».

Конформная циклическая космология

Сэр Роджер Пенроуз, физик Оксфордского университета, считает, что Большой Взрыв не был началом Вселенной, а лишь переходом по мере того, как она проходит через циклы расширения и сжатия. Пенроуз предположил, что геометрия пространства изменяется со временем и становится все более запутанной, как описывает математическое понятие тензора кривизны Вейля, который начинается с нуля и увеличивается со временем. Он считает, что черные дыры действуют, уменьшая энтропию Вселенной, и когда последняя достигает конца расширения, черные дыры поглощают материю и энергию и, в конце концов, друг друга. По мере распада материи в черных дырах, она исчезает в процессе излучения Хокинга, пространство становится однородным и наполненным бесполезной энергией.

Это приводит к понятию конформной инвариантности, симметрии геометрий с разными масштабами, но одной формы. Когда Вселенная уже не сможет соответствовать изначальным условиям, Пенроуз считает, что конформное преобразование приведет геометрию пространства к сглаживанию, и деградировавшие частицы вернутся к состоянию нулевой энтропии. Вселенная коллапсирует сама в себя, готовая разразиться новым Большим Взрывом. Отсюда следует, что Вселенная характеризуется повторяющимся процессом расширения и сжатия, который Пенроуз поделил на периоды под названием «эоны».

Панроуз и его партнер, Ваагн (Ваге) Гурзадян из Ереванского физического института в Армении, собрали спутниковые данные NASA о реликтовом излучении и заявили, что нашли 12 четких концентрических колец в этих данных, которые, по их мнению, могут быть доказательством гравитационных волн, вызванных столкновением сверхмассивных черных дыр в конце предыдущего эона. Пока это главное доказательство теории конформной циклической космологии.

Холодный Большой Взрыв и сжимающаяся Вселенная

Стандартная модель Большого Взрыва говорит, что после того, как вся материя взорвалась из сингулярности, она раздулась в горячую и плотную Вселенную и начала медленно остывать в течение миллиардов лет. Но эта сингулярность создает ряд проблем, когда ее пытаются впихнуть в общую теорию относительности и квантовую механику, поэтому космолог Криштоф Веттерих из Университета Гейдельберга предположил, что Вселенная могла начаться с холодного и огромного пустого пространства, которое становится активным лишь потому, что сжимается, а не расширяется в соответствии со стандартной моделью.

В этой модели, красное смещение, наблюдаемое астрономами, может быть вызвано увеличением массы вселенной по мере сжатия. Свет, излученный атомами, определяется массой частиц, больше энергии проявляется по мере движения света в голубую часть спектра и меньше - в красную.

Главная проблема теории Веттериха в том, что ее невозможно подтвердить измерениями, поскольку мы сравниваем лишь соотношения различных масс, а не самих масс. Один физик пожаловался, что эта модель сродни утверждению, что не Вселенная расширяется, а линейка, которой мы ее измеряем, сжимается. Веттерих говорил, что не считает свою теорию заменой Большому Взрыву; он лишь отмечал, что она соотносится со всеми известными наблюдениями Вселенной и может быть более «естественным» объяснением.

Круги Картера

Джим Картер - ученый-любитель, разработавший личную теорию о вселенной, основанную на вечной иерархии «цирклонов», гипотетических круглых механических объектов. Он считает, что всю историю Вселенной можно объяснить как поколения цирклонов, развивающихся в процессе воспроизводства и деления. К такому выводу ученый пришел после наблюдения идеального кольца пузырьков, выходящих из его дыхательного аппарата, когда он занимался подводных плаванием в 1970-х годах, и отточил свою теорию экспериментами с участием контролируемых колец дыма, мусорных баков и резиновых листов. Картер считал их физическим воплощением процесса под названием цирклонная синхронность.

Он говорил, что цирклонная синхронность являет собой лучшее объяснение создания Вселенной, нежели теория Большого Взрыва. Его теория живой вселенной постулирует, что хотя бы один атом водорода существовал всегда. В начале один атом антиводорода плавал в трехмерной пустоте. У этой частицы была такая же масса, как и у всей вселенной, и состояла она из положительно заряженного протона и отрицательно заряженного антипротона. Вселенная пребывала в завершенной идеальной дуальности, но отрицательный антипротон гравитационно расширялся чуть быстрее, чем положительный протон, что приводило к потере им относительной массы. Они расширялись по направлению друг к другу, пока отрицательная частица не поглотила положительную, и они не сформировали антинейтрон.

Антинейтрон тоже был несбалансирован по массе, но в конечном итоге вернулся в равновесие, что привело к расщеплению его на два новых нейтрона из частицы и античастицы. Этот процесс вызвал экспоненциальный рост числа нейтронов, некоторые из которых уже не расщеплялись, а аннигилировали в фотоны, которые легли в основу космических лучей. В конечном итоге вселенная стала массой стабильных нейтронов, которые существовали определенное время перед распадом, и позволили электронам впервые объединиться с протонами, образовав первые атомы водорода и наполнив вселенную электронами и протонами, активно взаимодействующими с образованием новых элементов.

Немного безумия не повредит. Большинство физиков считает идеи Картера бредом неуравновешенного, который даже не подлежит эмпирическому обследованию. Эксперименты Картера с кольцами дыма использовались в качестве доказательства ныне дискредитированной теории эфира 13 лет назад.

Плазменная Вселенная

Если в стандартной космологии гравитация остается главной управляющей силой, в плазменной космологии (в теории электрической вселенной) большая ставка делается на электромагнетизм. Одним из первых сторонников этой теории был русский психиатр Иммануил Великовский, который написал в 1946 году работу под названием «Космос без гравитации», в которой заявил, что гравитация - это электромагнитный феномен, вытекающий из взаимодействия между зарядами атомов, свободными зарядами и магнитных полей солнца и планет. В дальнейшем эти теории прорабатывал уже в 70-х годах Ральф Юргенс, утверждавший, что звезды работают на электрических, а не на термоядерных процессах.

Существует много итераций теории, но ряд элементов остается одним. Теории плазменной вселенной утверждают, что Солнце и звезды электрически питаются дрейфовыми токами, что некоторые особенности планетарной поверхности вызываются «сверхмолниями» и что хвосты комет, марсианские пыльные дьяволы и образование галактик - все это электрические процессы. По этим теориям, глубокий космос заполнен гигантскими нитями электронов и ионов, которые скручиваются вследствие действия электромагнитных сил в космосе и создают физическую материю вроде галактик. Плазменные космологи допускают, что Вселенная бесконечна в размере и возрасте.

Одной из самых влиятельных книг на эту тему стала «Большого Взрыва никогда не было», написанная Эриком Лернером в 1991 году. Он утверждал, что теория Большого Взрыва неправильно предсказывает плотность легких элементов вроде дейтерия, лития-7 и гелия-4, что пустоты между галактиками слишком велики, чтобы их можно было объяснить временными рамками теории Большого Взрыва, и что яркость поверхности далеких галактик наблюдается как постоянная, тогда как в расширяющейся вселенной эта яркость должна уменьшаться с расстоянием вследствие красного смещения. Он также утверждал, что теория Большого Взрыва требует слишком много гипотетических вещей (инфляция, темная материя, темная энергия) и нарушает закон сохранения энергии, поскольку Вселенная якобы родилась из ничего.

Напротив, говорит он, теория плазмы правильно предсказывает изобилие легких элементов, макроскопическую структуру Вселенной и поглощение радиоволн, являющихся причиной космического микроволнового фона. Многие космологи утверждают, что лернеровская критика космологии Большого Взрыва базируется на понятиях, которые считались неправильными на момент написания его книги, и на его объяснениях, что наблюдения космологов Большого Взрыва приносят больше проблем, чем могут решить.

Бинду-випшот

Пока мы не затрагивали религиозные или мифологические истории сотворения вселенной, но сделаем исключение для индуистской истории создания, поскольку ее можно с легкостью увязать с научными теориями. Карл Саган однажды сказал, что это «единственная религия, в которой временные рамки отвечают современной научной космологии. Ее циклы переходят от наших обычных дня и ночи до дня и ночи Брахмы, длиной в 8,64 миллиарда лет. Дольше, чем существовала Земля или Солнце, почти половина времени с момента Большого Взрыва».

Ближайшая к традиционной идее Большого Взрыва вселенной обнаруживается в индуистской концепции бинду-випшот (буквально «точка-взрыв» на санскрите). Ведические гимны древней Индии гласили, что бинду-випшот произвел звуковые волны слога «ом», который означает Брахмана, Абсолютную Реальность или Бога. Слово «Брахман» имеет санскритский корень brh, означающий «большой рост», что можно связать с Большим Взрывом, согласно писанию Шабда Брахман. Первый звук «ом» интерпретируется как вибрация Большого Взрыва, обнаруженная астрономами в форме реликтового излучения.

Упанишады объясняют Большой Взрыв как одно (Брахман), желающее стать многим, чего он и достиг за счет большого взрыва как усилия воли. Создание часто изображается как лила, или «божественная игра», в том смысле, что вселенная создавалась как часть игры, и запуск в виде большого взрыва тоже был ее частью. Но разве игра будет интересной, если в ней будет всеведущий игрок, знающий, как она будет проходить?