Теоритични основи за Големият взрив

В днешния си вид теорията за Големия взрив произтича от три предпоставки:

  1. Универсалност на физичните закони
  2. Космологичен принцип
  3. Коперников принцип

При появата им, тези идеи са приети просто като постулати, но днес се правят опити за проверка на всеки от тях. В резултат на тези изследвания е установено, че максималното отклонение на физичните константи в историята на Вселената е не по-голямо от порядъка на 10-5. Изотропността на Вселената, определяща космологичния принцип, е измерена с точност от 10-5, а хомогенността в най-едър мащаб е измерена с точност до 10%. Правят се опити да се измери коперниковия принцип с наблюдение на взаимодействието на галактически струпвания и реликтовото излъчване чрез ефекта на Суняев-Зелдович при точност от 1%.

Теорията на Големия взрив използва постулата на Вейл за да измери недвусмислено времето във всяка точка като „време от епохата на Планк”. Измерванията в тази система използват конформни координати, в които разширението на Вселената се изважда от измерванията на пространство-времето.

0000103648-article

В този смисъл Големият взрив не е експлозия на материята, движеща се навън и запълваща една празна Вселена. Той е самото разширяващо се пространство-време. Това разширение кара физическото разстояние между всеки две неподвижни точки в нашата Вселена да нараства. Обектите, свързани един към друг, например отгравитацията, не се разширяват с разширението на пространство-времето, защото скоростта на разширение на Вселената на тези малки мащаби е по-малка от типичните средни скорости на движение на частиците. Разширението на Вселената започва да става видимо за разстояния от порядъка на 1 Mpc.

Класически проблеми

С времето възникват редица проблеми с теорията на Големия взрив. Днес някои от тях представляват само исторически интерес и са избегнати или чрез модификации на теорията, или в резултат на по-добри наблюдения. Други въпроси, като например проблемът с галактиките джуджета, не се смятат за фатални, тъй като могат да бъдат разрешени чрез прецизиране на теорията. Някои противници на Големия взрив сочат тези проблеми като модификации на парче и кръпки на теорията. Най-често атакувани са частите от стандартната космология, свързани с тъмна материя, тъмна енергия и космическа инфлация. Те са добре потвърдени от наблюдения на реликтовото излъчване, едромащабната структура и свръхнови от тип Ia, но остават на границата на физичните изследвания. Все още няма консенсус за природата на тъмната материя, тъмната енергия и инфлацията. Макар че гравитационните им ефекти са обяснени чрез наблюдения и теоретично, те все още не са отразени по общоприет начин в стандартния модел на физиката на частиците.

Съществува малък брой привърженици на нестандартни космологии, смятащи, че изобщо не е имало Голям взрив. Макар че някои аспекти на стандартната космология не са добре обяснени от стандартния модел, повечето физици приемат, че съгласуването на теорията за Големия взрив с наблюденията твърдо потвърждава основните ѝ части.