Загадочным образом миллиарды лет назад на Земле возникли живые организмы, которые эволюционировали в существ, что теперь пытаются осознать самих себя и свое происхождение. Но откуда мы взялись? А что было до начала начал — Большого взрыва? Правда ли вселенных бесконечное количество, а в одну из них можно попасть через черную дыру? Космос величественный и таинственный, а в этом материале мы собрали самые поразительные загадки о нем, те, над которыми астрономы бьются десятилетиями.
С чего все началось, откуда взялась Вселенная и все, что ее наполняет? Самый распространенный ответ — теория Большого взрыва. Считается, что Вселенная возникла из бесконечно малой, горячей и плотной точки — сингулярности, — которая расширяется в течение примерно 14 миллиардов лет.
Это само по себе кажется фантастикой, но теория подтверждается многочисленными исследованиями. Однако картина Большого взрыва не является полной, в ней не хватает важного фрагмента — самых ранних моментов существования самой Вселенной. А главный и самый загадочный вопрос: что было до Большого взрыва? Большинство ученых просто игнорируют этот вопрос, поскольку считают его слишком сложным для решения.
Стивен Хокинг считал, что в момент Большого взрыва появились и пространство, и время, поэтому нет никакого «до» в принципе. А даже если ученые узнают о причине возникновения Вселенной, то сразу же встанет следующий вопрос: а что было причиной той причины? И так до бесконечности. Поэтому британский физик Джулиан Барбур утверждал, что времени вообще не существует — это лишь иллюзия в нашем сознании.
Однако некоторые ученые пытаются разрешить загадку и строят теории. Например, есть физики, которые предполагают, что Большой взрыв был вызван столкновением нашего пустого четырехмерного пространства-времени с другой вселенной, которая существует рядом с нашей, но имеет бо́льшее количество измерений. Другая теория говорит, что расширение однажды обратится в сжатие, что приведет к новому Большому взрыву, начав следующий цикл вечной последовательности.
Одна из величайших загадок астрономии — наш ближайший космический сосед. Первые убедительные теории происхождения Луны появились, когда астронавты миссии «Аполлон» привезли лунные камни для изучения. Сложность химического состава пород поначалу сбивала ученых с толку, но затем возникло несколько гипотез рождения спутника Земли. Согласно одной из них, Луна была блуждающим телом, захваченным гравитацией Земли. Другая гласит, что Земля и Луна образовались одновременно как своего рода двойная планета.
Но самой популярной теорией считается гигантское столкновение. В 1970-х годах астрономы предположили, что на заре существования Солнечной системы с Землей столкнулось небесное тело размером с Марс — позже названное Тейей, — вызвав выброс огромного облака материи, которое сформировалось в Луну. В NASA даже попытались визуализировать это событие в виде компьютерной симуляции.
Наиболее убедительным доказательством теории о столкновении является то, что изотопы кислорода в лунных породах практически идентичны земным. Планетологи полагают, что они должны были произойти из общего источника, и столкновение могло бы это объяснить.
Однако остаются и вопросы. Например, подозрительно низкое содержание железа на Луне по сравнению с Землей. Богатое железом ядро Земли составляет около 30% массы планеты, тогда как ядро Луны — это примерно 1,7% от ее общей массы. Одна из возможных причин — энергия удара, породившего Луну: при нем более легкие материалы могли быть испарены и выброшены в космос, а тяжелые элементы, такие как железо (которое испаряется лишь при очень высоких температурах), остались и погрузились в ядро Земли.
Сейчас полным ходом идет подготовка новой лунной программы «Артемида», в рамках которой астронавты NASA вновь высадятся на спутник Земли спустя более чем 50 лет. Это даст новую информацию о происхождении Луны, которая может перевернуть все с ног на голову.
Короткий ответ очень прост: никто не знает. То, что нам знакомо — атомы и молекулы, — составляет лишь вершину айсберга: около 5% Вселенной. 27% приходится на темную материю, которая состоит из неизвестных частиц, однако считается, что именно она формирует космос, организуя галактики и космические объекты в больших масштабах. Но это еще не все. Оставшиеся 68% занимает так называемая темная энергия, которая ускоряет расширение Вселенной. Мы не только не видим размеров айсберга, но и не понимаем, в каком темном океане он плавает.
Темная материя взаимодействует с обычной материей посредством гравитации, но она, по всей видимости, вообще не взаимодействует с электромагнитным излучением — поэтому темная материя невидима для нас: она не поглощает, не отражает и не излучает свет. Но у нее есть кое-что общее с обычной материей: она занимает пространство и обладает массой. Но что же такое темная материя? Этот вопрос ученые пытаются решить уже почти 100 лет.
Темная энергия — это название, которое ученые дали тому, что заставляет нашу Вселенную расширяться с ускорением — еще одна космическая загадка. Темная энергия не сосредоточена в галактиках или скоплениях галактик, ученые считают, что она распределена по всей Вселенной.
И темная материя, и темная энергия — самые большие нерешенные вопросы о Вселенной, которые поражают своей загадочностью и масштабом.
Земля образовалась около 4,6 миллиарда лет назад, спустя еще примерно миллиард лет на нашей планете уже существовали живые организмы. Но откуда они взялись? Есть три главные теории.
Ученые считают, что 4 миллиарда лет назад атмосфера Земли в основном состояла из азота и метана, и они предположили, что каким-то образом химические вещества объединились и эволюционировали сначала в простые клетки, а затем и в сложные организмы. Чтобы проверить гипотезу, исследователи провели эксперимент, результаты которого поразили всех.
Для опыта создали замкнутую систему, в которой вода нагревалась и соединялась с молекулами водорода, метана и аммиака. Затем эти молекулы подвергались воздействию электрического тока — симулируя молнию — и охлаждались, что позволяло смеси конденсироваться и выпадать обратно в воду, подобно дождю. В результате экспериментальный «океан» стал красновато-коричневым из-за молекул, которые объединились и образовали аминокислоты — строительные блоки жизни. Но несмотря на то, что такой эксперимент воспроизводится с тех пор регулярно, до сих пор ни одна форма жизни не выползла из колбы. Возможно, лабораторному испытанию потребуется около миллиарда лет, чтобы ученые смогли понять, как Земля это сделала.
Согласно другой теории, аминокислоты, а также некоторые иные ключевые строительные блоки жизни, такие как углерод и вода, могли быть занесены на раннюю Землю из космоса на метеорите или комете — эта гипотеза называется панспермией.
И третья теория предполагает, что жизнь могла зародиться вокруг гидротермальных источников на морском дне. Некоторые ученые согласны, что первые живые организмы появились в воде, но думают, что это произошло где-то на поверхности, например в мелких прудах или в среде, похожей на горячие источники, которая очень распространена вокруг мест падения метеоритов или в регионах богатых вулканами. Так или иначе, возникновение жизни на Земле остается одной из величайших загадок.
Мы знаем о существовании черных дыр и даже имеем изображения падающего на них вещества в центрах галактик. Но что в конечном счете происходит с этим веществом — неизвестно, потому что никто не проходил через черную дыру, чтобы это выяснить. Даже если бы кому-то удалось попасть внутрь этого загадочного космического объекта, мы бы все равно ничего не узнали, поскольку информация только входит в черную дыру, но не выходит из нее.
В самом сердце черной дыры, также известной как сингулярность, законы физики нарушаются. Гравитационное притяжение черной дыры настолько сильное, что любой падающий в нее объект, даже свет, достигает невероятной скорости и в итоге схлопывается в точку. Такие условия невозможно воссоздать на Земле, и потому это большая тайна.
Некоторые предполагают, что черная дыра — это ворота в параллельную вселенную или что вся наша Вселенная может находиться внутри черной дыры.
Теория мультивселенной предполагает, что наша Вселенная, со всеми ее сотнями миллиардов галактик и почти бесчисленным количеством звезд, простирающаяся на десятки миллиардов световых лет, может быть не единственной. Гипотетически может существовать совершенно другая вселенная, а за ней еще одна, и еще одна… Более того, может существовать бесконечное множество вселенных, каждая со своими законами физики и даже со своими собственными разумными цивилизациями.
Эта концепция популярна в научной фантастике, философии, религии и эзотерике, но у нее есть и реальные обоснования. Самое убедительное объяснение основано на теории инфляции (цены в магазинах здесь ни при чем) — это предполагаемое событие, произошедшее сразу после Большого взрыва, когда за невероятно короткий промежуток времени Вселенная очень быстро и очень сильно расширилась, став на много порядков больше своего первоначального размера.
Считается, что в нашей Вселенной инфляция закончилась 14 миллиардов лет назад, однако могут существовать и другие, гораздо более удаленные области, где инфляция продолжалась — и продолжается до сих пор. Ученые полагают, что отдельные вселенные могут «отщепляться» от более крупных, раздувающихся и расширяющихся вселенных, создавая бесконечное море вечной инфляции, наполненное множеством отдельных вселенных.
Самое поразительное следствие теории мультивселенной — существование двойников. Если вселенных действительно бесконечное множество, то в конечном счете все будет обязательно повторяться. Поэтому вполне возможно, что на каком-то невероятном расстоянии существует точная копия вас, читающих точную копию этой статьи.
Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро
Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ga@onliner.by