Походження Всесвіту: Вступ до астрономії

Астрономія вивчає Всесвіт у цілому, а також різноманітні об'єкти, що його складають. Це зірки різних класів із їхніми планетами і супутниками, які разом з міжзоряною матерією формують галактики. Групуючись, галактики утворюють скупчення і суперскупчення. Астрономи описують небесні тіла, досліджують їхній склад і аналізують взаємозв'язки між ними, а також їх еволюцію в часі.

Астрономію можна поділити на класичну астрономію та астрофізику. Класична астрономія включає в себе: астрономію позицій, також відому як астрометрія або сферична астрономія, яка займається локалізацією зірок за допомогою різних систем координат, і небесну механіку, що вивчає рух планет, супутників і інших небесних тіл, спираючись на закон всесвітнього тяжіння Ньютона.

Астрофізика ж застосовує теорії та техніки з фізики, які виникли здебільшого з початку XX століття. Серед них — фотометрія, спектроскопія та аналіз радіохвиль, які випромінюються небесними тілами, що належать до радіоастрономії.

У рамках астрофізики виділяють фізику зірок, що вивчає їх структуру та склад; космогонію, яка досліджує походження та еволюцію всіх небесних тіл; і космологію, що займається вивченням структури та еволюції Всесвіту в цілому.

Походження

Астрономія вважається однією з найдавніших наук, що сприяла розвитку інших дисциплін, таких як математика, фізика, географія тощо. Стародавні культури, такі як вавилонська, китайська, єгипетська, грецька, індійська, майя, мали елементарні астрономічні знання, які базувалися на спостереженнях неозброєним оком і використовувалися з практичними чи міфологічно-релігійними цілями. Астрономічні теорії античності були підпорядковані авторитету Арістотеля (IV ст. до н.е.) і віруванню в нерухомість Землі. Найзначніші спостереження цього періоду належать грецькому астроному Гіпарху (кінець II ст. до н.е.), чия праця дійшла до нас у арабській версії «Альмагесту» (IX ст.) завдяки Птолемею (кінець II ст. н.е.). Спостереження неозброєним оком, доповнені використанням примітивних інструментів (астролябії, арбалети тощо), дозволили встановити сферичність Землі, пов'язати рухи Місяця з припливами, скласти перші каталоги зірок і визначити паралакс для деяких об'єктів. Пізніше роботи астрономів, таких як Микола Коперник, Тихо Браге та Йоганн Кеплер, заклали наукові основи цієї дисципліни, зокрема геліоцентричну теорію, складання астрономічних таблиць та дуже обширних каталогів, створення перших постійних астрономічних обсерваторій і формулювання законів руху планет (закони Кеплера).

Як все почалося?

Коли ми відступаємо назад у часі, щоб дійти до походження космосу, явища та процеси стають дедалі незвичнішими, а цифри — майже незрозумілими.

Досягнення в галузі фізики частинок дозволили простежити сліди, починаючи з мить після початкового вибуху. В цей момент увесь Всесвіт мав розмір, еквівалентний атомному ядру; все було стиснуте в одну точку, без обсягу, і весь космос був у ній. Це те, що в фізиці називається сингулярністю; всередині неї ні простір, ні час не можуть існувати. Таким чином, початок розширення стало створенням Всесвіту.

Сингулярність моделей Фрідмана є найближчим до акту створення, що знайшла наука. Якщо ми будемо дотримуватись цього буквально, можемо стверджувати, що не лише простір-час почав існувати в сингулярності, але й вся матерія Всесвіту.

Отже, сингулярність є тимчасовим обмеженням для всіх речей. Таким чином, питання, що було або що відбувалося до Великого вибуху, перестає мати сенс. Не існує «до» Великого вибуху, оскільки часу не було. Також втрачає сенс питання, що спричинило Великий вибух, оскільки причина передбачає часовий порядок (причина завжди передує наслідку), якого не існувало до моменту початку розширення.

Ці міркування показують, що подія створення є фізично набагато глибшою в теорії відносності, ніж у біблійному оповіданні, яке стверджує, що матерія була створена в попередньому вакуумі.

З давніх-давен різні народи піднімали свої погляди до небес, намагаючись розгадати таємниці, які ставлять перед нами зорі. Пояснення небесних явищ були численними з часів доісторичності, через культури класичної античності до наших днів. У той час, як перші теорії базувалися на міфах і легендах, нинішні спираються на результати, отримані в рамках сучасних наук, таких як фізика, астрофізика або космологія.