Космология

Науката, изследваща структурата и развитието на Вселената като цяло, се нарича космология. Задачата ѝ е да разбере как различните природни феномени – от най- малката елементарна частица до най-едромащабните структури във Вселената – се сглобяват в едно цяло под действието на най-фундаменталните сили, които познаваме. Ето защо въпросите, които разглежда космологията, са едни от най-основните в науката. Намира ли се Вселената в своето детство, или е в зряла възраст? Как ще се развива тя в бъдещето? Ще има ли край нейното съществуване или няма да има? Изясняването на произхода на Вселената и как тя се развива във времето е свързано и с главния за човечеството въпрос – как се е появила човешката цивилизация и как ще се развива тя в бъдещето.

Космологията е наблюдателна наука, която в момента изживява истински “златен век”. До неотдавна тя се основаваше само на две фундаментални наблюдателни открития. Едното е законът на Хъбъл*, който отразява много важен за еволюцията на Вселената факт – галактиките с по-голямо червено отместване на спектралните си линии се отдалечават с по-голяма скорост. От него непосредствено следва, че Вселената се разширява. Второто е т.нар. микровълново фоново излъчване, за което ще стане дума по-надолу.

*В края на 2018 г., Международният астрономически съюз, след допитване до своите членове, промени името на закона на Хъбъл на закон на Хъбъл-Льометр, за да отдаде дължимото признание на Жорж Льометр за неговия принос за откриването на разширението на Вселената.

Космологичен принцип

VВселената е структурирана по различен начин, когато я разглеждаме в различни мащаби. Структурите в мащаба на елементарните частици са едни, а в най-едър мащаб структурите са съвсем други. 

За да се разбере строежът на Вселената като цяло, космолозите се опират на т.нар. космологичен принцип. Той гласи, че физическите закони са еднакви навсякъде във Вселената. Той се основава на два важни факта, които следват от досегашните ни знания за Вселената. Първият е, че Вселената е еднородна в големи мащаби. Това означава, че в един куб с големи размери (например 200-300 милиона светлинни години), намиращ се на произволно място във Вселената, ще се съдържат толкова на брой галактики, колкото и във всеки друг куб със същите размери, взет на което и да друго място. С други думи, при такива мащаби Вселената изглежда “гладка”. Вторият факт е, че Вселената е изотропна. Това означава, че тя изглежда еднакво от която и да е нейна точка. Един наблюдател, разположен на произволно място във Вселената, ще вижда същата едромащабна структура, която виждаме и ние.