Классическая (ньютоновская) космология

принимала следующие постулаты:

- Вселенная – это все существующее, «мир в целом». Космология познает мир таким, каким он существует.

- Пространство и время абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов.

- Пространство и время метрически бесконечны.

- Пространство и время однородны и изотропны.

- Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.

В классической космологии возникло два парадокса, связанные с постулатом бесконечности Вселенной:

1) Гравитационный постулат, суть которого заключается в том, что, если Вселенная бесконечна и в ней существуют бесконечное количество небесных тел, то сила тяготения будет бесконечно большая, и Вселенная должна сколлапсировать, а не существовать вечно.

2) Фотометрический постулат, согласно которому, если существует бесконечное количество небесных тел, то должна быть бесконечная светимость неба, чего не наблюдается.

Современная (релятивистская) космология строит модели Вселенной, отталкиваясь от основного уравнения тяготения, введенного А.Эйнштейтом в общей теории относительности.

В модели Вселенной Эйнштейна (начало 20 века):

- мировое пространство однородно и изотропно;

- материя, в среднем, распределена в нем равномерно;

- гравитационное притяжение масс компенсируется универсальным космологическим отталкиванием.

В 1918 году голландский астроном Виллем де Ситтер предложил модель, представляющую собой тоже решение уравнений тяготения. Это решение имело то свойство, что оно существовало бы даже в случае «пустой» Вселенной, свободной от материи. Если же в такой Вселенной появлялись массы, то решение переставало быть стационарным: возникало некоторого рода космическое отталкивание между массами, стремящееся удалить их друг от друга и растворить всю систему.

Расширение Вселенной считается научно установленным фактом. Теоретически концепция «расширяющейся Вселенной» была выдвинута известным ученым А.А.Фридманом в 1922-1924 гг. Десятилетие спустя она получила практическое подтверждение в работах американского астронома Э.Хаббла, изучавшего движение галактик. Он обнаружил, что галактики стремительно разбегаются, следуя некоему импульсу, заданному в момент Большого взрыва. Наша Вселенная расширяется, эволюционирует. Согласно теоретическим расчетам Леметра радиус Вселенной в первоначальном состоянии был 10-12 см, а ее плотность 1096 г/см³. В сингулярном состоянии Вселенная представляла собой микрообъект ничтожно малых размеров. От первоначального сингулярного состояния Вселенная перешла к расширению в результате «Большого взрыва».

Начиняя с конца 40-х годов, все большее внимание в космологии привлекает физика процессов на разных этапах этого расширения. Ученик Фридмана Г.А.Гамов разработал модель горячей Вселенной, рассматривая ядерные реакции, протекавшие в самом начале расширения Вселенной, и назвал ее «космологией Большого взрыва».

Ретроспективные расчеты определяют возраст Вселенной в 12-20 млрд лет. Гамов предположил, что температура вещества была велика и падала с расширением Вселенной. Его расчеты показали, что Вселенная в своей эволюции проходит определенные этапы, в ходе которых происходит образование химических элементов и структур.

В современной космологии для наглядности начальную стадию эволюции Вселенной делят на «эры»:

1. Эра адронов (тяжелых частиц, вступающих в сильные взаимодействия). Продолжительность эры – 0,0001 с, температура – 1012 град. по Кельвину, плотность – 1014 г/см. В конце эры происходит аннигиляция частиц и античастиц, но остается некоторое количество протонов, гиперонов, мезонов.

2. Эра лептонов (легких частиц, вступающих в электромагнитные взаимодействия). Продолжительность эры – 10 с, температура – 1010 град. по Кельвину, плотность – 104 г/см. Основную роль играют легкие частицы, принимающие участие в реакциях между протонами и нейтронами.

3. Фотонная эра. Продолжительность – 1 млн. лет. Основная доля массы – энергии Вселенной – приходится на фотоны. К концу эры температура падает до 3000 град. по Кельвину. Главную роль играет излучение, которое в конце эры отделяется от вещества Вселенной. В звездную эру начинается процесс образования протозвезд и протогалактик. Затем разворачивается грандиозная картина образования структуры метагалактики.

В современной космологии весьма популярна инфляционная модель Вселенной, в которой рассматривается творение Вселенной. Идея творения имеет сложное обоснование и связана с квантовой космологией. В этой модели описывается эволюция Вселенной, начиная с момента 10-45 с после расширения. Сторонники инфляционной модели видят соответствие между этапами космической эволюции и этапами творения мира, описанными в Библии.

Итак, Вселенная могла возникнуть из ничего, то есть из возбужденного вакуума. Такая гипотеза, конечно, не является решающим подтверждением существования Бога. Ведь все это могло произойти в соответствии с законами физики, естественным путем, без вмешательства извне каких-либо идеальных сущностей. И в этом случае научные гипотезы не подтверждают и не опровергают религиозные догмы, которые лежат по ту сторону эмпирически подтверждаемого и опровергаемого естествознания.

Еще один вывод теории относительности: до образования Вселенной не было ни пространства, ни времени (что же было – объяснение выходит за рамки конкретной науки).