понятие

большой взрыв

Большой взрыв — это начальная сингулярность и быстрое расширение, из которого возникла наблюдаемая Вселенная.
28 статей · 2 формулы · 6 учёных

Описание

Большой взрыв — стандартная космологическая модель, описывающая эволюцию Вселенной от чрезвычайно горячего и плотного состояния. Она включает стадию инфляционного расширения, образование лёгких элементов (водород, гелий), рекомбинацию и появление реликтового излучения. Модель подтверждается наблюдаемым разбеганием галактик (красное смещение), соотношением первичных элементов и спектром реликтового фона.

История

В 1922 году Александр Фридман нашёл решения уравнений Эйнштейна, допускающие расширение Вселенной. В 1927 году Жорж Леметр связал расширение с красным смещением, а в 1929-м Эдвин Хаббл подтвердил это наблюдениями. Термин «Большой взрыв» предложил Фред Хойл в 1949 году. Предсказание реликтового излучения сделали Ральф Альфер и Георгий Гамов в 1948 году, а открыли его Арно Пензиас и Роберт Уилсон в 1964-м, что стало решающим доказательством.

Как это работает

Модель ΛCDM описывает динамику через уравнения Фридмана: H² = 8πGρ/3 − kc²/a² + Λc²/3. Здесь H — параметр Хаббла (скорость расширения), ρ — плотность, k — кривизна пространства, Λ — космологическая постоянная. В первые 10⁻³² с произошло инфляционное расширение экспоненциального масштаба, сгладившее неоднородности и задавшее начальный спектр возмущений. Затем горячая плазма остыла, образовались ядра водорода и гелия (в соотношении ~3:1). Через 380 тыс. лет электроны соединились с ядрами, излучение отделилось и стало фоновым. Гравитационная неустойчивость привела к формированию галактик и крупномасштабной структуры.

Где применяется

Теория Большого взрыва предсказывает существование реликтового излучения, которое служит эталонным сигналом для калибровки радиотелескопов и спутниковых систем связи.

Любопытный факт

Каждый кубический сантиметр пространства содержит около 400 фотонов реликтового излучения — эти частицы путешествуют почти 13,8 миллиарда лет, и мы живём в их океане.

Граф понятий →

Формулы

$$m = -2.5 \log_{10}(F) + \text{ZP}$$
Определение астрономической звёздной величины через поток.
Что в формуле
mпеременнаявидимая звёздная величина — звёздная величина
Fпеременнаяпоток — поток Вт/м²
ZPпеременнаянулевая точка — zero point
log10оператордесятичный логарифм — десятичный логарифм
mag=-2.5\log({flux})+{zp}_{{vega}} · 2607.26330v1
$$M_{\rm ext} = M_{\rm int} + A$$
Наблюдаемая звёздная величина равна собственной звёздной величине плюс поглощение.
Что в формуле
M_{\rm ext}переменнаяНаблюдаемая видимая звёздная величина — видимая звёздная величина
M_{\rm int}переменнаяСобственная видимая звёздная величина — видимая звёздная величина
AпеременнаяПоглощение в звёздных величинах — вымирание
m_{\rmext}=m_{\rmint}+r_b*e · 2606.06593v1

Статьи по теме · 218

Солнечная вспышка: кипение начинается до включения плиты
В кастрюле на плите вода начинает бурлить снизу, задолго до того, как закипит вся. Пузырьки пара поднимаются от дна, хотя сама плита ещё не раскалилась. Примерно так ведёт себя атмосфера Солнца перед вспышкой: потоки вещества устремляются вверх из глубоких слоёв, хотя главный источник нагрева, по прежним представлениям, ещё не включился.
Сквозь туман: как свободные электроны размывают древний свет
Представьте, что вы смотрите на далёкий горный хребет сквозь утренний туман. Контуры вершин размыты, а если туман неоднороден, то одни склоны теряются сильнее других. Примерно так же выглядит для астрономов древний свет Вселенной, который добирается до нас 13,8 миллиарда лет. Этот свет родился, когда Вселенной было всего 380 тысяч лет — задолго до первых звёзд.
Галактики2026-08-102 минarXiv:2608.10311экспресс
Антивещество в галактиках: неожиданный след из ранней Вселенной
В первые мгновения после Большого взрыва вещество и антивещество должны были родиться в равных количествах — таковы законы симметрии физики элементарных частиц. Но сегодня вокруг нас — обычное вещество (протоны, нейтроны, электроны), а антивещество (антипротоны, позитроны и т.д.) почти не встречается. Куда оно делось?
Галактики2026-08-101 минarXiv:2608.09813экспресс
Галактика-подросток застигнута в момент перестройки
В первые полмиллиарда лет после Большого взрыва галактики росли как на дрожжах. Газ стремительно падал в них и схлопывался в звёзды, не встречая сопротивления. Этот период называют «беспрепятственным звездообразованием». Всё равно что жарить блины на раскалённой сковороде без крышки: брызги летят, но никто их не сдерживает.
Окаменелые часы: как реликтовые галактики измеряют бег Вселенной
В сердце старого города стоит башня с часами, которые не переводили с момента постройки. По их отставанию можно вычислить, насколько растянулось время с тех пор. В космосе роль таких башен играют реликтовые галактики — плотные звёздные скопления, которые сформировались в первые миллиарды лет и с тех пор не сливались с соседями и не рождали новых звёзд.
Галактики2026-08-102 минarXiv:2608.10311экспресс
Антивещество в галактиках: неожиданный след из ранней Вселенной
В первые мгновения после Большого взрыва вещество и антивещество должны были родиться в равных количествах — таковы законы симметрии физики элементарных частиц. Но сегодня вокруг нас — обычное вещество (протоны, нейтроны, электроны), а антивещество (антипротоны, позитроны и т.д.) почти не встречается. Куда оно делось?
Вселенная не могла расширяться вечно: почему у космоса должно быть начало
Луч прожектора уходит в темноту, но если мысленно провести его назад, он упрётся в источник света — лампу. С историей Вселенной, возможно, то же самое: прослеживая её расширение вспять, мы упираемся в самое начало. Физики взяли самую простую модель — Вселенную, которая растягивается одинаково по всем направлениям, как куб, у которого одновременно увеличиваются все стороны.
Как квантовая запутанность меняет музыку Большого взрыва
В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная раздувалась быстрее, чем свет успевал её пересечь. Этот процесс, называемый космологической инфляцией, можно представить как надуваемый воздушный шар, только вместо резины растягивается само пространство.
Вселенная могла замереть в горячем начале
Космос расширяется, и это расширение ускоряется. Но что, если в первые мгновения после Большого взрыва гравитация — искривление пространства-времени массивными телами — работала иначе? Авторы новой работы добавили в уравнения Эйнштейна невидимое поле, которое перехватывает энергию у обычного вещества и излучения.
Как капля стала океаном материи: барионная асимметрия и сфалерогенезис
Ранняя Вселенная представляла собой горячий «бульон» из частиц и античастиц, которые непрерывно рождались и аннигилировали парами. Согласно законам симметрии, они должны были полностью уничтожить друг друга, но крошечный избыток вещества уцелел. Из этого избытка впоследствии сформировались звёзды, планеты и всё, что мы видим вокруг, включая нас самих.
Столкновение, которое нагревает вакуум
При ударе двух атомных ядер рождается крошечный огненный шар — состояние вещества с экстремальной плотностью энергии. Он живёт мгновение, но внутри успевают смениться целые эпохи: сжатие, нагрев, расширение. Физики научились подслушивать этот процесс, и их «микрофоном» стали пары электронов и позитронов — частиц-антиподов, вылетающих из шара на разных стадиях.
Как рождение Вселенной управляет тёмной энергией сегодня
Всё началось с растяжения. В первые доли секунды Вселенная раздулась — физики называют это инфляцией: экспоненциальное расширение, за которым стояло скалярное поле с огромной потенциальной энергией. Потом стремительное расширение сменилось фазой, где энергия поля перешла в обычные частицы.
Космология2026-08-052 минarXiv:2608.05296экспресс
Космический свет меняет поляризацию: тёмная энергия как 3-форма
Свет от самой горячей стадии Вселенной летит к нам почти 14 миллиардов лет. Это реликтовое излучение — слабое свечение, заполняющее всё небо, своего рода «эхо» Большого взрыва. Недавно астрономы заметили странность: его поляризация — направление колебаний электрического поля — оказалась повёрнута примерно на 0,3 градуса.
Хиггс играет вполсилы: что двойное рождение говорит о самодействии поля
В протонных столкновениях на Большом адронном коллайдере иногда рождается не один бозон Хиггса, а сразу два. Частота таких событий — прямой отпечаток того, как поле Хиггса взаимодействует само с собой: параметр самодействия κλ определяет вероятность одновременного появления пары хиггсовских бозонов.
Как квантовый хаос рождает инфляцию
Ранняя Вселенная напоминала перегретый котёл, в котором бурлили квантовые флуктуации — случайные всплески энергии, присущие микромиру. В этом хаосе, словно пар над кипящей водой, сгустилось особое поле — скалярное. Оно стало тем «двигателем», который заставил пространство расширяться с невероятной скоростью. Этот процесс называют инфляцией.
Космология2026-07-312 минarXiv:2607.29013экспресс
Осциллоны: рябь на ткани ранней Вселенной
Самый первый миг существования Вселенной подобен натянутой струне, по которой внезапно ударили. Она завибрировала, и эти колебания застыли в крупномасштабной структуре — галактиках и пустотах. Но физики подозревают, что были и другие вибрации — быстрые, локальные, почти как барабанная дробь на фоне медленной мелодии.
Вселенная разогревается на вихрях пространства-времени
Ранняя Вселенная напоминает туго сжатую пружину. В первые мгновения она расширялась с невообразимой скоростью — этот этап называют инфляцией.
Космический коллайдер в инфляционной Вселенной
В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная пережила стремительное расширение — инфляцию. Движущей силой этого процесса было гипотетическое поле инфлатона, чья энергия расталкивала пространство подобно тому, как дрожжи заставляют подниматься тесто.
Вселенная не стремится к максимуму энтропии
Представьте завод, способный выпускать миллион деталей в час, но по какой-то причине производящий лишь сотню. Примерно так ведёт себя наша Вселенная, если рассматривать её через призму энтропии — физической величины, характеризующей степень беспорядка, которая, согласно второму началу термодинамики, в замкнутой системе должна только возрастать.
Происхождение материи: квантово-полевое уточнение уравнения Больцмана
Спустя долю секунды после Большого взрыва Вселенная представляла собой раскалённый бульон из частиц и античастиц. Согласно известным законам физики, они должны были полностью аннигилировать, оставив лишь пустоту. Однако по неизвестной причине на каждый миллиард пар возник дисбаланс: одна «лишняя» частица материи выживала.
Гигантские пузыри за горизонтом: их столкновение слышно в гравитационных волнах
Первые мгновения после Большого взрыва: пространство стремительно раздувается — физики называют этот период инфляцией. Внутри этой разбухающей ткани, словно мыльные пузыри в струе воздуха, начинают зарождаться области нового вакуума — происходит фазовый переход первого рода. Большинство пузырей лопаются или сливаются, едва появившись.
Гигантские пузыри за горизонтом: их столкновение слышно в гравитационных волнах
Первые мгновения после Большого взрыва: пространство стремительно раздувается — физики называют этот период инфляцией. Внутри этой разбухающей ткани, словно мыльные пузыри в струе воздуха, начинают зарождаться области нового вакуума — происходит фазовый переход первого рода. Большинство пузырей лопаются или сливаются, едва появившись.
Пульс Вселенной: как колебания в распределении галактик выдают физику начала времен
Вселенная пронзительно звенела в первые мгновения. В эпоху инфляции, когда пространство расширялось быстрее света, энергии были чудовищны — в триллионы раз выше, чем в Большом адронном коллайдере.
Детектор лжи для тёмной энергии: проверка данных DESI
37 пар галактик разного возраста послужили часами. Их стрелки — разница в возрасте звёзд — рассказали, как быстро расширялась Вселенная в разные эпохи. На основе этих показаний космологи построили детектор лжи для тёмной энергии.
Бикфордов шнур космического фейерверка: что выдал ранний свет 17 сверхновых
17 сверхновых из выборки ZTF DR2 зажглись с опережением графика. В первые часы и дни после взрыва они испускали больше света, чем предписывают стандартные модели. Астрономы сравнивают это с бикфордовым шнуром: прежде чем ослепительная вспышка разорвет небо, по внешним слоям пробегает огонек-предвестник.
Галактический выдох: нейтральный газ покидает массивные галактики в ранней Вселенной
Спектрограф JWST поймал едва заметный провал в спектре далёкой галактики — две линии, как тени, оставленные холодным газом. Это линии натрия, тот самый жёлтый свет уличных фонарей. Здесь, на краю видимой Вселенной, они выдают неспешный выдох галактики, возвращающей вещество обратно в космос.
Тёмная энергия обретает время: обратная реакция космической ряби
Космическая рябь начинается с крошечных сгустков. Через 380 000 лет после Большого взрыва Вселенная была почти однородной — перепады плотности составляли лишь одну стотысячную. Но гравитация превратила эти слабые всплески в галактики, скопления и гигантские пустоты.
Невидимые стены в раскалённом клее
Кастрюля с очень густым и горячим клеем — примерно так выглядела ранняя Вселенная. Это был не обычный клей, а «глюонный суп»: частицы, переносящие сильное взаимодействие (глюоны), свободно носились в пространстве. Температура стояла такая высокая, что даже кварки и глюоны не слипались в протоны и нейтроны.
Яркая вспышка из юности Вселенной
Охотник за древним светом — телескоп Джеймс Уэбб — навёл свои зеркала на крошечный участок неба и засёк странный маячок. Объект с рабочим именем beacon_1420-$$5253_{4770}$$ вспыхнул и погас. Сначала его записали в кандидаты на самую далёкую галактику — будто бы мы видим её всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва.
Экзопланеты2026-07-211 минarXiv:2607.19632экспресс
Столкновения планет и их водородная шуба
В одной звёздной системе кружатся две команды планет. Одни движутся по аккуратным орбитам, как фигуристы на катке, избегая столкновений. Другие сбиваются в кучу, их траектории пересекаются, и рано или поздно происходит космическая авария — гигантский удар.
Вселенский коллайдер: поиск невидимых частиц в эхе Большого взрыва
2.1 × 10⁻⁹ — примерно такой же разброс температуры по небу, как если бы на океанской глади измерили рябь высотой в доли миллиметра. Эта микроскопическая неоднородность запечатлена в реликтовом излучении и рассказывает о самом начале времён.
Пузырь в море тёмной энергии
Холодная чёрная гладь — так миллиарды лет выглядело море тёмной энергии, невидимой субстанции, расталкивающей расширение Вселенной. Но спектрограф DESI зафиксировал едва уловимую зыбь. Застывшие звуковые волны — барионные акустические осцилляции — подсказали: с космическими расстояниями неладно.
Вальс без правого поворота: гравитационные волны и рождение Вселенной
13,8 миллиардов лет назад Вселенная кружилась в вальсе. Поворот направо был запрещён. Сегодня отголоски того космического бала доходят до нас в виде едва уловимой ряби пространства-времени — гравитационных волн. Их существование предсказал Эйнштейн.
Рефляция: когда планета делает вдох после выдоха
Загадка радиусной долины — резкий провал числа экзопланет с радиусом ~1,8 земного — не даёт покоя астрономам. JWST, транзитные обзоры Kepler и TESS рисуют чёткий пробел: каменистые суперземли и газовые субнептуны разделены почти пропастью.
Космические землетрясения: алгоритм раскрывает ритм гамма-всплесков
В глубинах Вселенной, когда массивная звезда коллапсирует в чёрную дыру или рождается магнетар, вспыхивает гамма-всплеск — на миг он затмевает все звёзды наблюдаемой Вселенной. Но как умирающая звезда превращает гравитационный коллапс в ослепительный танец гамма-квантов?
Нейтрино-гигант: послание из эпохи, когда Вселенная была в 10 миллиардов раз горячее
В феврале 2023 года подводный телескоп KM3NeT, заякоренный на глубине трёх километров у берегов Сицилии, зарегистрировал вспышку. Один-единственный мюон прочертил детектор, оставив след энергии в 220 петаэлектронвольт. Это как если бы комар на лету пробил бетонную стену. Источником послужило нейтрино — частица-призрак, которая почти не взаимодействует с веществом.
Локальный Большой взрыв: взрывные истечения при рождении массивных звезд
В тишине холодных молекулярных облаков, где межзвёздный газ под действием гравитации сжимается в плотные сгустки, рождение массивных звёзд — одна из главных загадок астрофизики. Казалось бы, мощное излучение новорождённого гиганта должно разметать окружающее вещество, прекращая его рост.
Чёрные дыры-малыши строят гигантов
Телескоп «Джеймс Уэбб» заглянул в эпоху, когда Вселенной было меньше миллиарда лет, и увидел странные объекты — «маленькие красные точки». Это чёрные дыры массой в миллионы солнц, но в очень компактных, почти нетронутых химически галактиках. Стандартные сценарии не успевают вырастить такие тяжести так рано.
Вселенная из крошечного горлышка
Всё начинается с крошечного рубца — тонкого туннеля, который соединяет две вселенные. В квантовой космологии давно обсуждают, что наша замкнутая вселенная могла родиться из «ничего» путём туннелирования (это когда система преодолевает барьер, непреодолимый по обычным меркам).
Космический диммер: от резкого спада до плавного света
Ранняя Вселенная раздувалась с бешеной скоростью — этот этап называют инфляцией. Но как именно она это делала? Одни модели описывают расширение как крутой экспоненциальный взлёт, другие — как более спокойное степенное движение.