عالم همه فضا و زمان [a] و محتویات آنهاست . [10] شامل تمام هستی ، هرگونه برهمکنش بنیادی ، فرآیند فیزیکی و ثابت فیزیکی ، و در نتیجه تمام اشکال ماده و انرژی ، و ساختارهایی است که آنها تشکیل می‌دهند، از ذرات زیر اتمی گرفته تا رشته‌های کهکشانی . فضا و زمان، بر اساس نظریه کیهان شناسی رایج بیگ بنگ ، با هم پدیدار شدند.13.787 ± 0.020 میلیارد سال پیش، [11] و جهان از آن زمان در حال انبساط بوده است . امروزه جهان به سن و اندازه ای منبسط شده است که از نظر فیزیکی فقط در بخش هایی قابل مشاهده به عنوان جهان قابل مشاهده است ، که قطر آن تقریباً 93 میلیارد سال نوری در حال حاضر است، در حالی که اندازه فضایی، در صورت وجود، کل جهان است. ناشناخته [3]
برخی از اولین مدل‌های کیهان‌شناسی جهان توسط فیلسوفان یونان و هند باستان ایجاد شده‌اند و زمین‌مرکزی هستند و زمین را در مرکز قرار می‌دهند . [12] [13] در طول قرن‌ها، مشاهدات نجومی دقیق‌تر، نیکولاس کوپرنیک را به توسعه مدل خورشید مرکزی با خورشید در مرکز منظومه شمسی سوق داد . در توسعه قانون گرانش جهانی ، آیزاک نیوتن بر اساس کار کوپرنیک و همچنین قوانین حرکت سیاره‌ای یوهانس کپلر و مشاهدات تیکو براهه استوار شد .
بهبودهای بیشتر رصدی منجر به این شد که خورشید یکی از چند صد میلیارد ستاره راه شیری است ، که یکی از چند صد میلیارد کهکشان در جهان قابل مشاهده است. بسیاری از ستاره های یک کهکشان سیاره دارند . در بزرگترین مقیاس ، کهکشان ها در همه جهات به طور یکسان و یکسان توزیع شده اند، به این معنی که جهان نه لبه دارد و نه مرکز. در مقیاس‌های کوچکتر، کهکشان‌ها در خوشه‌ها و ابرخوشه‌ها توزیع می‌شوند که رشته‌ها و حفره‌های عظیمی را در فضا تشکیل می‌دهند و ساختاری فوم‌مانند وسیع ایجاد می‌کنند. [14] اکتشافات در اوایل قرن 20 حاکی از آن است که جهان آغازی داشته و از آن زمان در حال انبساط بوده است. [15]
طبق نظریه بیگ بنگ، انرژی و ماده اولیه موجود با انبساط جهان چگالی کمتری پیدا کرده است. پس از یک انبساط شتاب دار اولیه به نام دوره تورم در حدود 10 تا 32 ثانیه، و جدا شدن چهار نیروی بنیادی شناخته شده ، جهان به تدریج سرد شد و به انبساط ادامه داد و به اولین ذرات زیراتمی و اتم های ساده اجازه تشکیل داد. ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم به تدریج به مکان هایی که ماده متراکم ترین بود کشیده شدند و اولین کهکشان ها، ستارگان و هر چیز دیگری را که امروزه دیده می شود، تشکیل دادند.
از مطالعه تأثیر گرانش بر روی ماده و نور، کشف شد که جهان دارای ماده بسیار بیشتری نسبت به اجسام مرئی است. ستاره ها، کهکشان ها، سحابی ها و گازهای بین ستاره ای. این ماده غیبی به عنوان ماده تاریک شناخته می شود ، [16] ( تاریک به این معنی است که طیف گسترده ای از شواهد غیرمستقیم قوی وجود دارد، اما ما هنوز مستقیماً آن را شناسایی نکرده ایم) که قبلاً در کنار بقیه جهان فیزیکی وجود داشته است. به تدریج در یک ساختار فوم مانند از رشته ها و حفره ها جمع می شود و به اشکال دیگر ماده اجازه می دهد تا با هم به ساختارهای قابل مشاهده تبدیل شوند. مدل ΛCDM پذیرفته‌شده‌ترین مدل جهان است. این نشان می دهد که در مورد2/1 ± 2/69 درصد جرم و انرژی جهان را انرژی تاریک تشکیل می دهد که مسئول شتاب انبساط کیهان است و حدودا25.8 ± 1.1 درصد ماده تاریک است. [17] بنابراین ماده معمولی (" باریونی ") تنها است4.84٪ ± 0.1٪ از جهان فیزیکی. [17] ستارگان، سیارات و ابرهای گازی قابل مشاهده تنها حدود 6 درصد از ماده معمولی را تشکیل می دهند. [18]
فرضیه های رقیب زیادی در مورد سرنوشت نهایی جهان و در مورد اینکه چه چیزی قبل از بیگ بنگ رخ داده است وجود دارد ، در حالی که سایر فیزیکدانان و فیلسوفان از حدس و گمان خودداری می کنند و تردید دارند که اطلاعات مربوط به حالت های قبلی هرگز قابل دسترسی باشد. برخی از فیزیکدانان فرضیه های چندجهانی مختلفی را مطرح کرده اند که در آنها جهان ممکن است یکی از بسیاری از آنها باشد. [3] [19] [20]
جهان فیزیکی به عنوان تمام فضا و زمان [a] (در مجموع به عنوان فضازمان نامیده می شود ) و محتویات آنها تعریف می شود. [10] چنین محتویاتی شامل تمام انرژی در اشکال مختلف آن، از جمله تابش الکترومغناطیسی و ماده ، و در نتیجه سیارات، قمرها ، ستارگان، کهکشان‌ها و محتویات فضای بین کهکشانی است . [21] [22] [23] جهان همچنین شامل قوانین فیزیکی است که بر انرژی و ماده تأثیر می گذارد، مانند قوانین بقا ، مکانیک کلاسیک ، و نسبیت . [24]
جهان اغلب به عنوان «کل هستی» یا هر چیزی که وجود دارد، هر چیزی که وجود داشته است، و هر چیزی که وجود خواهد داشت، تعریف می شود. [24] در واقع، برخی از فیلسوفان و دانشمندان از گنجاندن ایده ها و مفاهیم انتزاعی - مانند ریاضیات و منطق - در تعریف جهان حمایت می کنند. [26] [27] [28] کلمه جهان همچنین ممکن است به مفاهیمی مانند کیهان ، جهان و طبیعت اشاره داشته باشد . [29] [30]
کلمه جهان از کلمه فرانسوی قدیم univers گرفته شده است که به نوبه خود از کلمه لاتین universus به معنای "ترکیب در یک" مشتق شده است. [31] واژه لاتین "universum" توسط سیسرو و نویسندگان لاتین بعدی در بسیاری از معانی مشابهی که کلمه انگلیسی مدرن به کار می رود استفاده شد. [32]
اصطلاحی برای جهان در میان فیلسوفان یونان باستان از فیثاغورث به بعد، τὸ πᾶν ( tò pân ) «همه» بود که به عنوان همه ماده و همه فضا تعریف می شد، و τὸ ὅλον ( tò hólon ) «همه چیز» بود که لزوماً شامل باطل [33] [34] مترادف دیگر ὁ κόσμος ( ho kósmos ) به معنای « جهان ، کیهان » بود. [35] مترادف ها نیز در نویسندگان لاتین یافت می شوند ( totum ، mundus ، natura ) [36] و در زبان های مدرن باقی می مانند، به عنوان مثال، واژه های آلمانی Das All ، Weltall ، و Natur برای جهان . مترادف های مشابه در زبان انگلیسی مانند همه چیز (مانند نظریه همه چیز )، کیهان (مانند کیهان شناسی )، جهان (مانند تعبیر جهان های متعدد ) و طبیعت (مانند قوانین طبیعی یا فلسفه طبیعی) یافت می شوند. ). [37]
مدل غالب برای تکامل جهان نظریه بیگ بنگ است. [38] [39] مدل بیگ بنگ بیان می‌کند که اولین حالت جهان، حالتی بسیار داغ و متراکم بود و جهان متعاقبا منبسط و سرد شد. این مدل بر اساس نسبیت عام و بر اساس فرضیات ساده‌سازی مانند همگنی و همسانگردی فضا است. نسخه ای از مدل با ثابت کیهانی (لامبدا) و ماده تاریک سرد ، که به مدل Lambda-CDM معروف است ، ساده ترین مدلی است که گزارش خوبی از مشاهدات مختلف در مورد جهان ارائه می دهد.
حالت گرم و متراکم اولیه، دوره پلانک نامیده می شود ، دوره کوتاهی که از زمان صفر تا یک واحد زمان پلانک تقریباً 10 تا 43 ثانیه گسترش می یابد. در دوران پلانک، همه انواع ماده و انواع انرژی در حالت متراکم متمرکز شده بودند، و اعتقاد بر این است که گرانش - که در حال حاضر ضعیف‌ترین در میان چهار نیروی شناخته شده است - به اندازه سایر نیروهای بنیادی قوی بوده است. ممکن است نیروها متحد شده باشند . فیزیک کنترل کننده این دوره بسیار اولیه (از جمله گرانش کوانتومی در دوره پلانک) درک نشده است، بنابراین نمی توانیم بگوییم که قبل از زمان صفر چه اتفاقی افتاده است . از دوران پلانک، جهان تا مقیاس کنونی خود در حال انبساط بوده است، با یک دوره بسیار کوتاه اما شدید تورم کیهانی که گمان می‌رود در 10 تا 32 ثانیه اول رخ داده است . [40] این دوره اولیه تورم توضیح می دهد که چرا فضا بسیار مسطح به نظر می رسد .
در اولین کسری از ثانیه وجود جهان، چهار نیروی اساسی از هم جدا شده بودند. همانطور که جهان از حالت گرم غیرقابل تصور خود به سرد شدن ادامه داد، انواع مختلفی از ذرات زیر اتمی توانستند در دوره های زمانی کوتاهی به نام های دوره کوارک ، دوره هادرون و دوره لپتون شکل بگیرند . این دوره ها با هم، کمتر از 10 ثانیه زمان پس از انفجار بزرگ را شامل می شود. این ذرات بنیادی به طور پایدار در ترکیب‌های بزرگتر، از جمله پروتون‌ها و نوترون‌های پایدار ، که سپس هسته‌های اتمی پیچیده‌تری را از طریق همجوشی هسته‌ای تشکیل دادند، مرتبط می‌شوند . [41] [42]
این فرآیند که به عنوان هسته‌سازی بیگ بنگ شناخته می‌شود ، حدود 17 دقیقه طول کشید و حدود 20 دقیقه پس از انفجار بزرگ پایان یافت، بنابراین تنها سریع‌ترین و ساده‌ترین واکنش‌ها رخ داد. حدود 25 درصد از پروتون‌ها و تمام نوترون‌های جهان، بر حسب جرم، به هلیوم با مقادیر کمی دوتریوم ( شکلی از هیدروژن ) و ردپایی از لیتیوم تبدیل شدند . هر عنصر دیگری فقط در مقادیر بسیار ریز تشکیل شده است. 75 درصد دیگر پروتون ها به عنوان هسته های هیدروژن بدون تأثیر باقی ماندند . [41] [42] : 27-42
پس از پایان یافتن نوکلئوسنتز، جهان وارد دوره‌ای شد که به عنوان عصر فوتون شناخته می‌شود . در طول این دوره، جهان هنوز برای تشکیل اتم های خنثی بسیار داغ بود ، بنابراین حاوی پلاسمای داغ، متراکم و مه آلود از الکترون های با بار منفی، نوترینوهای خنثی و هسته های مثبت بود. پس از حدود 377000 سال، جهان به اندازه‌ای سرد شده بود که الکترون‌ها و هسته‌ها می‌توانند اولین اتم‌های پایدار را تشکیل دهند . این به دلایل تاریخی به عنوان نوترکیبی شناخته می شود . الکترون ها و هسته ها برای اولین بار با هم ترکیب شدند. برخلاف پلاسما، اتم‌های خنثی نسبت به طول‌موج‌های نور شفاف هستند ، بنابراین برای اولین بار جهان نیز شفاف شد. فوتون‌های آزاد شده (" جداشده ") هنگام تشکیل این اتم‌ها هنوز هم امروزه قابل مشاهده هستند. آنها پس زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) را تشکیل می دهند. [42] : 15-27
با انبساط جهان، چگالی انرژی تابش الکترومغناطیسی سریعتر از ماده کاهش می یابد ، زیرا انرژی هر فوتون با تغییر کیهانی به سرخ کاهش می یابد . در حدود 47000 سال، چگالی انرژی ماده بزرگتر از فوتون ها و نوترینوها شد و شروع به تسلط بر رفتار مقیاس بزرگ جهان کرد. این پایان دوره تحت سلطه تابش و شروع دوره تحت سلطه ماده بود . [43] : 390
در مراحل اولیه کیهان، نوسانات کوچک در چگالی کیهان منجر به تشکیل تدریجی غلظت ماده تاریک شد . ماده معمولی که توسط گرانش به آنها جذب می‌شود ، ابرهای گازی بزرگ و در نهایت ستاره‌ها و کهکشان‌ها را تشکیل می‌دهد، جایی که ماده تاریک بیشترین چگالی را داشت، و حفره‌هایی که کمترین چگالی را داشت. پس از حدود 100 تا 300 میلیون سال، [43] : 333 اولین ستارگان شکل گرفتند که به عنوان ستارگان جمعیت III شناخته می شوند . اینها احتمالاً بسیار عظیم، درخشان، غیر فلزی و کوتاه مدت بودند. آنها مسئول یونیزه شدن تدریجی جهان بین 200 تا 500 میلیون سال تا 1 میلیارد سال، و همچنین بذر دادن جهان با عناصر سنگین تر از هلیوم، از طریق نوکلئوسنتز ستارگان بودند . [44]
جهان همچنین حاوی یک انرژی اسرارآمیز - احتمالاً یک میدان اسکالر - به نام انرژی تاریک است که چگالی آن در طول زمان تغییر نمی کند. پس از حدود 9.8 میلیارد سال، جهان به اندازه کافی منبسط شده بود به طوری که چگالی ماده کمتر از چگالی انرژی تاریک بود، که نشانگر آغاز عصر کنونی تحت تسلط انرژی تاریک است . [45] در این عصر، انبساط جهان به دلیل انرژی تاریک شتاب می گیرد .
از میان چهار برهمکنش اساسی ، گرانش در مقیاس های طول نجومی غالب است. اثرات گرانش تجمعی هستند. در مقابل، اثرات بارهای مثبت و منفی تمایل به خنثی کردن یکدیگر دارند و باعث می شود که الکترومغناطیس در مقیاس های طول نجومی نسبتاً ناچیز باشد. دو برهمکنش باقی مانده، نیروهای هسته ای ضعیف و قوی ، با فاصله بسیار سریع کاهش می یابد. اثرات آنها عمدتا به مقیاس های طول زیر اتمی محدود می شود. [46] : 1470
به نظر می رسد که جهان دارای ماده بسیار بیشتری نسبت به پادماده است ، عدم تقارن که احتمالاً مربوط به نقض CP است . [47] این عدم تعادل بین ماده و پادماده تا حدی مسئول وجود تمام مواد موجود امروزی است، زیرا ماده و پادماده، اگر در انفجار بزرگ به طور مساوی تولید شوند ، به طور کامل یکدیگر را از بین می‌برند و در نتیجه برهمکنش آنها فقط فوتون‌ها باقی می‌ماند. . [48] این قوانین قانون گاوس و عدم واگرایی تنش -انرژی- تکانه شبه تانسور هستند . [49]
.png/1280px-Extended_universe_logarithmic_illustration_(English_annotated).png)
طبق نظریه نسبیت عام، به دلیل سرعت محدود نور و انبساط مداوم فضا، مناطق دور از فضا ممکن است هرگز با منطقه ما حتی در طول عمر جهان تعامل نداشته باشند . برای مثال، پیام‌های رادیویی ارسال شده از زمین ممکن است هرگز به برخی از مناطق فضا نرسند، حتی اگر جهان برای همیشه وجود داشته باشد: فضا ممکن است سریعتر از آنچه نور بتواند از آن عبور کند، منبسط شود. [50]
منطقه فضایی را که می توان با تلسکوپ مشاهده کرد، جهان قابل مشاهده نامیده می شود که به مکان رصدگر بستگی دارد. فاصله مناسب - فاصله ای که در یک زمان خاص، از جمله زمان حال اندازه گیری می شود - بین زمین و لبه جهان قابل مشاهده 46 میلیارد سال نوری است [51] [52] (14 میلیارد پارسک ) که باعث می شود قطر کیهان قابل مشاهده حدود 93 میلیارد سال نوری (28 میلیارد پارسک) است. [51] فاصله ای که نور از لبه جهان قابل مشاهده طی کرده است بسیار نزدیک به سن جهان برابر سرعت نور، 13.8 میلیارد سال نوری (4.2 × 109 pc ) است، اما این نشان دهنده این نیست که فاصله در هر زمان معین زیرا لبه جهان قابل مشاهده و زمین از آن زمان دورتر شده اند. [53]
برای مقایسه، قطر یک کهکشان معمولی 30000 سال نوری (9198 پارسک ) و فاصله معمولی بین دو کهکشان همسایه 3 میلیون سال نوری (919.8 کیلوپارسک) است. [54] به عنوان مثال، کهکشان راه شیری تقریباً 100000 تا 180000 سال نوری قطر دارد، [55] [56] و نزدیکترین کهکشان خواهر به کهکشان راه شیری، کهکشان آندرومدا ، تقریباً 2.5 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. . [57]
از آنجایی که انسان نمی تواند فضای فراتر از لبه جهان قابل مشاهده را مشاهده کند، مشخص نیست که آیا اندازه جهان در کل آن محدود است یا نامحدود. [3] [58] [59] برآوردها نشان می دهد که کل جهان، اگر متناهی باشد، باید بیش از 250 برابر بزرگتر از یک کره هابل باشد . [60] برخی از تخمین‌های مورد مناقشه [61] برای اندازه کل جهان، اگر محدود باشد، به اندازه مگاپارسک می‌رسد، همانطور که با قطعنامه پیشنهادی پیشنهاد بدون مرز مشخص می‌شود . [62] [ب]
با فرض درستی مدل Lambda-CDM ، اندازه‌گیری پارامترها با استفاده از تکنیک‌های مختلف توسط آزمایش‌های متعدد، بهترین مقدار سن جهان را در 0.021 ± 13.799 میلیارد سال تا سال 2015 به دست می‌دهد. [2]
با گذشت زمان، جهان و محتویات آن تکامل یافته است. به عنوان مثال، جمعیت نسبی اختروش ها و کهکشان ها تغییر کرده است [63] و جهان گسترش یافته است . این انبساط از مشاهده ای استنباط می شود که نور کهکشان های دور به سرخ منتقل شده است ، که نشان می دهد کهکشان ها از ما دور می شوند. تجزیه و تحلیل ابرنواخترهای نوع Ia نشان می دهد که انبساط در حال شتاب گرفتن است . [64] [65]
هر چه ماده در جهان بیشتر باشد، کشش گرانشی متقابل ماده قوی تر می شود. اگر کیهان خیلی متراکم بود، دوباره به یک تکینگی گرانشی فرو می‌رفت . با این حال، اگر کیهان حاوی ماده بسیار کمی باشد ، گرانش خود برای تشکیل ساختارهای نجومی، مانند کهکشان ها یا سیارات، بسیار ضعیف است. از زمان انفجار بزرگ، جهان به طور یکنواخت گسترش یافته است . شاید تعجب آور نباشد که جهان ما چگالی جرم-انرژی مناسبی دارد ، معادل حدود 5 پروتون در هر متر مکعب، که به آن در 13.8 میلیارد سال گذشته اجازه انبساط داده و زمان تشکیل جهان را همانطور که امروزه مشاهده می‌کنیم، می‌دهد. [66] [67]
نیروهای دینامیکی بر روی ذرات جهان اثر می‌گذارند که بر سرعت انبساط تأثیر می‌گذارند. پیش از سال 1998، انتظار می رفت که نرخ انبساط با گذشت زمان به دلیل تأثیر فعل و انفعالات گرانشی در جهان کاهش یابد. و بنابراین یک کمیت قابل مشاهده اضافی در جهان به نام پارامتر کاهش سرعت وجود دارد که اکثر کیهان شناسان انتظار داشتند که مثبت باشد و به چگالی ماده جهان مربوط باشد. در سال 1998، پارامتر کاهش سرعت توسط دو گروه مختلف اندازه گیری شد تا منفی باشد، تقریباً 0.55-، که از نظر فنی نشان می دهد که مشتق دوم عامل مقیاس کیهانی در 5-6 میلیارد سال گذشته مثبت بوده است. [68] [69]
فیزیک مدرن رویدادها را به عنوان سازماندهی شده در فضا زمان می داند . [70] این ایده از نظریه نسبیت خاص سرچشمه می گیرد ، که پیش بینی می کند اگر یک ناظر ببیند که دو رویداد در مکان های مختلف به طور همزمان اتفاق می افتد، ناظر دوم که نسبت به اولی در حال حرکت است، آن رویدادها را در زمان های مختلف مشاهده خواهد کرد. [71] : 45-52 دو ناظر در مورد زمان بین رویدادها اختلاف نظر خواهند داشت و در مورد فاصله بین رویدادها اختلاف نظر خواهند داشت، اما در مورد سرعت نور به توافق خواهند رسید و برای ترکیب همان مقدار را اندازه گیری می کنند. . [71] : 80 جذر قدر مطلق این کمیت را فاصله بین دو رویداد می گویند. این بازه بیان می‌کند که رویدادها چقدر از هم جدا هستند، نه فقط در مکان یا زمان، بلکه در فضای ترکیبی فضازمان. [71] : 84، 136 [72]
نظریه نسبیت خاص نمی تواند گرانش را توضیح دهد . جانشین آن، نظریه نسبیت عام ، گرانش را با تشخیص اینکه فضازمان ثابت نیست، بلکه پویا است، توضیح می دهد. در نسبیت عام، نیروی گرانشی دوباره به عنوان انحنای فضازمان تصور می شود . یک مسیر منحنی مانند یک مدار، نتیجه نیرویی نیست که جسم را از یک مسیر خط مستقیم ایده آل منحرف می کند، بلکه تلاش بدن برای سقوط آزادانه در پس زمینه ای است که خود با حضور توده های دیگر منحنی شده است. سخنی از جان آرچیبالد ویلر که در بین فیزیکدانان ضرب المثل شده است، این نظریه را خلاصه می کند: "فضا زمان به ماده می گوید چگونه حرکت کند؛ ماده به فضا زمان می گوید چگونه منحنی کند" [73] [74] و بنابراین هیچ فایده ای ندارد که یکی را بدون دیگری در نظر بگیریم. . [15] نظریه گرانش نیوتنی یک تقریب خوب برای پیش‌بینی‌های نسبیت عام است، زمانی که اثرات گرانشی ضعیف هستند و اجرام در مقایسه با سرعت نور به کندی حرکت می‌کنند. [75] : 327 [76]
رابطه بین توزیع ماده و انحنای فضازمان توسط معادلات میدان انیشتین ارائه شده است که برای بیان آنها به حساب تانسوری نیاز است. [77] : 43 [78] به نظر می رسد که جهان یک پیوستار فضا-زمان صاف است که از سه بعد مکانی و یک بعد زمانی ( زمانی ) تشکیل شده است. بنابراین، یک رویداد در فضا-زمان جهان فیزیکی را می توان با مجموعه ای از چهار مختصات شناسایی کرد: ( x ، y ، z ، t ) . به طور متوسط، مشاهده می‌شود که فضا تقریباً مسطح است (با انحنای نزدیک به صفر)، به این معنی که هندسه اقلیدسی از نظر تجربی با دقت بالایی در سراسر جهان صادق است. [79] فضا-زمان همچنین به نظر می رسد که یک توپولوژی ساده متصل ، در قیاس با یک کره، حداقل در مقیاس طول جهان قابل مشاهده، دارد. با این حال، مشاهدات کنونی نمی‌توانند این احتمالات را که جهان دارای ابعاد بیشتری است (که توسط نظریه‌هایی مانند نظریه ریسمان فرض می‌شود ) و اینکه فضازمان آن ممکن است دارای توپولوژی جهانی چندگانه مرتبط باشد، در قیاس با توپولوژی‌های استوانه‌ای یا حلقوی دوبعدی، رد کند. فضاها . [80] [81]
نسبیت عام توضیح می دهد که چگونه فضازمان توسط جرم و انرژی (گرانش) منحنی و خم می شود. توپولوژی یا هندسه جهان شامل هندسه محلی در جهان قابل مشاهده و هندسه جهانی است . کیهان شناسان اغلب با یک برش فضا مانند معین از فضازمان به نام مختصات متحرک کار می کنند . بخشی از فضازمان که می توان مشاهده کرد مخروط نوری عقب مانده است که افق کیهانی را مشخص می کند . افق کیهانی که به آن افق ذرات یا افق نوری نیز می گویند، حداکثر فاصله ای است که ذرات می توانند از آن تا ناظر در عصر کیهان طی کنند . این افق مرز بین مناطق قابل مشاهده و غیر قابل مشاهده جهان را نشان می دهد. [82] [83]
پارامتر مهمی که تکامل آینده نظریه جهان را تعیین می کند، پارامتر چگالی ، امگا (Ω) است که به عنوان میانگین چگالی ماده جهان تقسیم بر مقدار بحرانی آن چگالی تعریف می شود. این یکی از سه هندسه ممکن را بسته به اینکه Ω مساوی، کوچکتر یا بزرگتر از 1 باشد، انتخاب می کند. اینها به ترتیب جهان مسطح، باز و بسته نامیده می شوند. [84]
مشاهدات، از جمله کاوشگر پس‌زمینه کیهانی (COBE)، کاوشگر ناهمسانگردی مایکروویو ویلکینسون (WMAP) و نقشه‌های پلانک از CMB، نشان می‌دهند که جهان با سن محدودی از نظر وسعت بی‌نهایت است، همانطور که فریدمن-لماتر-رابرتسون-واکر توصیف کرده است. مدل های (FLRW). [85] [80] [86] [87] بنابراین، این مدل‌های FLRW از مدل‌های تورمی و مدل استاندارد کیهان‌شناسی پشتیبانی می‌کنند، که جهان مسطح و همگن را توصیف می‌کنند که در حال حاضر تحت سلطه ماده تاریک و انرژی تاریک است . [88] [89]
فرضیه جهان تنظیم شده این گزاره است که شرایطی که وجود حیات قابل مشاهده در جهان را امکان پذیر می کند تنها زمانی رخ می دهد که برخی از ثابت های فیزیکی بنیادی جهانی در محدوده بسیار باریکی از مقادیر قرار گیرند. بر اساس این فرضیه، اگر هر یک از چندین ثابت بنیادی فقط اندکی متفاوت بود، بعید بود که جهان برای استقرار و توسعه ماده ، ساختارهای نجومی، تنوع عنصری، یا زندگی آنطور که فهمیده می‌شود، مساعد باشد. اینکه آیا این درست است، و اینکه آیا این سوال حتی از نظر منطقی معنادار است یا خیر، موضوعات مورد بحث بسیاری است. [90] این گزاره در میان فیلسوفان ، دانشمندان ، متکلمان ، و طرفداران خلقت گرایی مورد بحث قرار گرفته است . [91]
جهان تقریباً به طور کامل از انرژی تاریک، ماده تاریک و ماده معمولی تشکیل شده است . محتویات دیگر عبارتند از تابش الکترومغناطیسی (تخمین زده می شود که از 0.005٪ تا نزدیک به 0.01٪ از کل جرم-انرژی جهان را تشکیل می دهد) و ضد ماده . [92] [93] [94]
نسبت انواع ماده و انرژی در طول تاریخ جهان تغییر کرده است. [95] مقدار کل تشعشعات الکترومغناطیسی تولید شده در جهان در 2 میلیارد سال گذشته 1/2 کاهش یافته است. [96] [97] امروزه، ماده معمولی، که شامل اتم‌ها، ستاره‌ها، کهکشان‌ها و حیات است ، تنها 4.9 درصد از محتویات جهان را تشکیل می‌دهد. [8] چگالی کلی فعلی این نوع ماده بسیار کم است، تقریباً 4.5 × 10-31 گرم بر سانتی متر مکعب، که مربوط به چگالی فقط یک پروتون برای هر چهار متر مکعب حجم است. [6] ماهیت انرژی تاریک و ماده تاریک ناشناخته است. ماده تاریک، شکل مرموز ماده که هنوز شناسایی نشده است، 26.8 درصد از محتویات کیهانی را تشکیل می دهد. انرژی تاریک که انرژی فضای خالی است و باعث تسریع انبساط کیهان می شود، 68.3 درصد باقیمانده محتویات را تشکیل می دهد. [8] [98] [99]
ماده، ماده تاریک و انرژی تاریک به طور همگن در سراسر کیهان در مقیاس های طولی بیش از 300 میلیون سال نوری (ly) یا بیشتر توزیع شده اند. [100] با این حال، در مقیاس های طول کوتاه تر، ماده تمایل دارد به صورت سلسله مراتبی توده شود. بسیاری از اتم ها به ستاره ها ، بیشتر ستاره ها به کهکشان ها، بیشتر کهکشان ها به خوشه ها، ابرخوشه ها و در نهایت رشته های کهکشانی در مقیاس بزرگ متراکم می شوند . جهان قابل مشاهده دارای حدود 2 تریلیون کهکشان است [101] [102] [103] و در مجموع حدود 10 24 ستاره تخمین زده می شود [104] [105] - تعداد ستاره ها (و سیارات مشابه زمین) بیشتر از تمام دانه های شن ساحل در سیاره زمین ; [106] [107] [108] اما کمتر از تعداد کل اتم های تخمین زده شده در جهان به عنوان 1082 ; [109] و تعداد کل تخمینی ستارگان در یک جهان تورمی (مشاهده شده و مشاهده نشده)، 10100 است . [110] کهکشان‌های معمولی از کوتوله‌هایی با ده میلیون [111] (107 ) ستاره تا غول‌هایی با یک تریلیون [112] (1012 ) ستاره متغیر هستند. بین ساختارهای بزرگتر حفره هایی وجود دارد که معمولاً 10-150 Mpc (33 میلیون تا 490 میلیون ly) قطر دارند. کهکشان راه شیری در گروه محلی کهکشان ها قرار دارد که به نوبه خود در ابرخوشه Laniakea قرار دارد . [113] این ابرخوشه بیش از 500 میلیون سال نوری وسعت دارد، در حالی که گستره گروه محلی بیش از 10 میلیون سال نوری است. [114] جهان همچنین دارای مناطق وسیعی از پوچی نسبی است. بزرگترین فضای خالی شناخته شده 1.8 میلیارد ly (550 Mpc) عرض دارد. [115]
جهان قابل مشاهده در مقیاس هایی به طور قابل توجهی بزرگتر از ابرخوشه ها همسانگرد است ، به این معنی که ویژگی های آماری جهان در همه جهات با مشاهده از زمین یکسان است. جهان در تابش مایکروویو بسیار همسانگردی غرق شده است که مربوط به طیف تعادل حرارتی جسم سیاه تقریباً 2.72548 کلوین است . [7] این فرضیه که جهان در مقیاس بزرگ همگن و همسانگرد است به عنوان اصل کیهان شناسی شناخته می شود . [117] جهانی که همگن و همسانگرد است از همه نقاط یکسان به نظر می رسد و مرکزی ندارد. [118] [119]
توضیحی برای اینکه چرا انبساط جهان در حال شتاب گرفتن است، مبهم است. اغلب به "انرژی تاریک" نسبت داده می شود، شکل ناشناخته ای از انرژی که فرض می شود در فضا نفوذ می کند. [120] بر اساس هم ارزی جرم-انرژی ، چگالی انرژی تاریک (~ 7 × 10-30 گرم بر سانتی متر مکعب ) بسیار کمتر از چگالی ماده معمولی یا ماده تاریک در کهکشان ها است. با این حال، در عصر انرژی تاریک کنونی، بر جرم-انرژی جهان تسلط دارد زیرا در سراسر فضا یکنواخت است. [121] [122]
دو شکل پیشنهادی برای انرژی تاریک عبارتند از : ثابت کیهانی ، چگالی انرژی ثابت که فضا را به طور همگن پر می‌کند، [123] و میدان‌های اسکالر مانند کوئنتسانس یا مدول ، کمیت‌های دینامیکی که چگالی انرژی آنها می‌تواند در زمان و مکان متفاوت باشد در حالی که هنوز نفوذ می‌کند و به اندازه کافی نفوذ می‌کند. نرخ انبساط مشاهده شده سهم میدان‌های اسکالر که در فضا ثابت هستند نیز معمولاً در ثابت کیهانی گنجانده می‌شوند. ثابت کیهانی را می توان معادل انرژی خلاء فرموله کرد .
ماده تاریک نوعی ماده فرضی است که برای کل طیف الکترومغناطیسی نامرئی است ، اما بیشتر ماده در جهان را تشکیل می دهد. وجود و خواص ماده تاریک از اثرات گرانشی آن بر ماده مرئی، تشعشع و ساختار بزرگ مقیاس جهان استنباط می شود. به غیر از نوترینوها ، شکلی از ماده تاریک داغ ، ماده تاریک به طور مستقیم کشف نشده است، که آن را به یکی از بزرگترین اسرار در اخترفیزیک مدرن تبدیل کرده است . ماده تاریک نور یا هر تابش الکترومغناطیسی دیگری را در سطح قابل توجهی ساطع نمی کند و جذب نمی کند. تخمین زده می شود که ماده تاریک 26.8٪ از کل جرم-انرژی و 84.5٪ از کل ماده در جهان را تشکیل می دهد. [98] [124]
4.9 درصد باقیمانده از جرم-انرژی جهان را ماده معمولی تشکیل می‌دهد، یعنی اتم‌ها ، یون‌ها ، الکترون‌ها و اجسامی که تشکیل می‌دهند. این ماده شامل ستارگانی می شود که تقریباً تمام نوری را که ما از کهکشان ها می بینیم، و همچنین گاز بین ستاره ای در رسانه های بین ستاره ای و بین کهکشانی ، سیارات ، و تمام اجرام زندگی روزمره را که می توانیم به آنها برخورد کنیم، لمس کنیم یا فشار دهیم، تولید می کنند. [125] اکثریت عظیم ماده معمولی در جهان دیده نمی‌شود، زیرا ستارگان و گازهای مرئی در داخل کهکشان‌ها و خوشه‌ها کمتر از 10 درصد سهم ماده معمولی در چگالی جرم-انرژی جهان را تشکیل می‌دهند. [126] [127] [128]
ماده معمولی معمولاً در چهار حالت (یا فاز ) وجود دارد: جامد ، مایع ، گاز و پلاسما . [129] با این حال، پیشرفت‌ها در تکنیک‌های تجربی، سایر مراحل نظری قبلی، مانند میعانات بوز-اینشتین و میعانات فرمیونی را نشان داده است . [130] [131] ماده معمولی از دو نوع ذره بنیادی تشکیل شده است : کوارک ها و لپتون ها . [132] برای مثال، پروتون از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین تشکیل شده است . نوترون از دو کوارک پایین و یک کوارک بالا تشکیل شده است. و الکترون نوعی لپتون است. یک اتم از یک هسته اتمی تشکیل شده است که از پروتون ها و نوترون ها (که هر دو باریون هستند ) و الکترون هایی که به دور هسته می چرخند، تشکیل شده است. [46] : 1476
اندکی پس از انفجار بزرگ ، پروتون‌ها و نوترون‌های اولیه از پلاسمای کوارک-گلوئون کیهان اولیه هنگامی که زیر دو تریلیون درجه سرد می‌شد، تشکیل شدند. چند دقیقه بعد، در فرآیندی به نام بیگ بنگ هسته‌سازی ، هسته‌ها از پروتون‌ها و نوترون‌های اولیه تشکیل شدند. این هسته‌سازی عناصر سبک‌تری را تشکیل داد، آنهایی که دارای اعداد اتمی کوچک تا لیتیوم و بریلیم بودند ، اما فراوانی عناصر سنگین‌تر با افزایش تعداد اتمی به شدت کاهش یافت. ممکن است مقداری بور در این زمان تشکیل شده باشد، اما عنصر سنگین‌تر بعدی، کربن ، به مقدار قابل توجهی تشکیل نشده است. به دلیل کاهش سریع دما و چگالی جهان در حال انبساط، سنتز هسته‌ای بیگ بنگ پس از حدود 20 دقیقه متوقف شد. تشکیل بعدی عناصر سنگین‌تر ناشی از سنتز هسته‌ای ستاره‌ای و سنتز هسته‌ای ابرنواختر است . [133]
ماده معمولی و نیروهایی که بر ماده وارد می شوند را می توان بر حسب ذرات بنیادی توصیف کرد . [134] این ذرات گاهی اوقات به عنوان بنیادی توصیف می شوند، زیرا آنها زیرساخت ناشناخته ای دارند و مشخص نیست که آیا آنها از ذرات کوچکتر و حتی بنیادی تر تشکیل شده اند یا خیر. [135] [136] در اکثر مدل های معاصر، آنها به عنوان نقاطی در فضا در نظر گرفته می شوند. [137] همه ذرات بنیادی در حال حاضر به بهترین وجه توسط مکانیک کوانتومی توضیح داده می‌شوند و دوگانگی موج-ذره را نشان می‌دهند : رفتار آنها هم جنبه‌های ذره‌ای و هم جنبه‌های موجی دارد ، با ویژگی‌های متفاوتی که تحت شرایط مختلف غالب هستند. [138]
مدل استاندارد از اهمیت اساسی برخوردار است ، نظریه ای که به برهمکنش های الکترومغناطیسی و برهمکنش های هسته ای ضعیف و قوی مربوط می شود . [139] مدل استاندارد با تأیید تجربی وجود ذراتی که ماده را تشکیل می‌دهند: کوارک‌ها و لپتون‌ها ، و دوگانه « پادماده » متناظر آنها، و همچنین ذرات نیرویی که واسطه برهم‌کنش‌ها هستند، پشتیبانی می‌شود : فوتون ، W و Z. بوزون ها و گلوئون . [135] مدل استاندارد وجود بوزون هیگز اخیراً کشف شده را پیش‌بینی کرد ، ذره‌ای که مظهر میدانی در جهان است که می‌تواند به ذرات جرم بدهد. [140] [141] به دلیل موفقیت آن در توضیح طیف گسترده ای از نتایج تجربی، مدل استاندارد گاهی اوقات به عنوان "تئوری تقریباً همه چیز" در نظر گرفته می شود. [139] مدل استاندارد، با این حال، جاذبه را در خود جای نمی دهد. یک "نظریه همه چیز" نیرو-ذره واقعی به دست نیامده است. [142]
هادرون یک ذره مرکب است که از کوارک هایی ساخته شده است که توسط نیروی قوی به هم متصل شده اند . هادرون ها به دو دسته تقسیم می شوند: باریون ها (مانند پروتون ها و نوترون ها ) از سه کوارک و مزون ها (مانند پیون ها ) ساخته شده از یک کوارک و یک آنتی کوارک . از هادرون ها، پروتون ها پایدار هستند و نوترون های محدود شده در هسته های اتمی پایدار هستند. هادرون های دیگر در شرایط عادی ناپایدار هستند و بنابراین اجزای ناچیز جهان مدرن هستند. [143] : 118-123
تقریباً از 10 تا 6 ثانیه پس از انفجار بزرگ ، در دوره ای که به عنوان دوره هادرون شناخته می شود ، دمای جهان به اندازه ای کاهش یافته بود که به کوارک ها اجازه می داد تا به هادرون ها متصل شوند و جرم جهان تحت سلطه هادرون ها بود . در ابتدا، دما به اندازه‌ای بالا بود که امکان تشکیل جفت‌های هادرون-ضد هادرون را فراهم کرد که ماده و پادماده را در تعادل حرارتی نگه می‌داشتند . با این حال، با ادامه کاهش دمای جهان، جفت هادرون-ضد هادرون دیگر تولید نشد. سپس بیشتر هادرون ها و ضد هادرون ها در واکنش های نابودی ذره-ضد ذره حذف شدند و تا زمانی که جهان حدود یک ثانیه عمر کرد، باقیمانده کمی از هادرون ها باقی ماند. [143] : 244-266
لپتون یک ذره اسپینی ابتدایی و نیمه صحیح است که برهمکنش قوی ندارد اما تابع اصل طرد پائولی است . هیچ دو لپتون از یک گونه نمی توانند در یک زمان دقیقاً در یک حالت باشند. [144] دو دسته اصلی از لپتون ها وجود دارد: لپتون های باردار (همچنین به عنوان لپتون های الکترون مانند شناخته می شوند )، و لپتون های خنثی (بهتر به عنوان نوترینو شناخته می شوند ). الکترون‌ها پایدار و رایج‌ترین لپتون باردار در جهان هستند، در حالی که میون‌ها و تاوس ذرات ناپایداری هستند که پس از تولید در برخوردهایی با انرژی بالا ، مانند برخوردهایی که پرتوهای کیهانی دارند یا در شتاب‌دهنده‌های ذرات انجام می‌شوند، به سرعت تجزیه می‌شوند . [145] [146] لپتون های باردار می توانند با ذرات دیگر ترکیب شوند تا ذرات ترکیبی مختلفی مانند اتم ها و پوزیترونیوم را تشکیل دهند . الکترون تقریباً تمام شیمی را اداره می کند، زیرا در اتم ها یافت می شود و مستقیماً با تمام خواص شیمیایی مرتبط است . نوترینوها به ندرت با چیزی تعامل دارند و در نتیجه به ندرت مشاهده می شوند. نوترینوها در سراسر کیهان جریان دارند اما به ندرت با ماده معمولی تعامل دارند. [147]
دوره لپتون دوره ای از تکامل جهان اولیه بود که در آن لپتون ها بر جرم جهان تسلط داشتند. تقریباً 1 ثانیه پس از بیگ بنگ ، پس از اینکه اکثر هادرون ها و آنتی هادرون ها یکدیگر را در پایان دوره هادرون نابود کردند، شروع شد . در طول دوره لپتون، دمای جهان هنوز آنقدر بالا بود که جفت لپتون-ضد لپتون ایجاد کرد، بنابراین لپتون ها و ضد لپتون ها در تعادل گرمایی بودند. تقریباً 10 ثانیه پس از انفجار بزرگ، دمای جهان به حدی کاهش یافته بود که دیگر جفت لپتون-ضد لپتون ایجاد نمی شد. [148] سپس اکثر لپتون ها و ضد لپتون ها در واکنش های نابودی حذف شدند و بقایای کمی از لپتون ها باقی ماندند. جرم جهان پس از ورود به عصر فوتون زیر تحت سلطه فوتون ها قرار گرفت . [149] [150]
فوتون کوانتوم نور و سایر اشکال تابش الکترومغناطیسی است . این حامل نیروی الکترومغناطیسی است . اثرات این نیرو در سطح میکروسکوپی و ماکروسکوپی به راحتی قابل مشاهده است زیرا فوتون جرم سکون صفر دارد . این اجازه می دهد تا تعاملات راه دور . [46] : 1470
عصر فوتون پس از نابودی اکثر لپتون ها و ضد لپتون ها در پایان دوره لپتون، حدود 10 ثانیه پس از انفجار بزرگ آغاز شد. هسته‌های اتمی در فرآیند سنتز هسته‌ای ایجاد شدند که در چند دقیقه اول دوره فوتون رخ داد. برای باقیمانده دوران فوتون، جهان حاوی پلاسمای متراکم داغ از هسته، الکترون و فوتون بود. حدود 380000 سال پس از انفجار بزرگ، دمای جهان به حدی کاهش یافت که هسته‌ها توانستند با الکترون‌ها ترکیب شوند و اتم‌های خنثی ایجاد کنند. در نتیجه، فوتون‌ها دیگر برهمکنش مکرر با ماده نداشتند و جهان شفاف شد. فوتون های به شدت سرخ شده از این دوره پس زمینه مایکروویو کیهانی را تشکیل می دهند. تغییرات کوچک در دما و چگالی قابل تشخیص در CMB "دانه‌های" اولیه بودند که تمام ساختارهای بعدی از آنها شکل گرفت. [143] : 244-266
فراوانی حیات در کیهان از جمله مواردی است که در اخترشناسی و اختر زیست شناسی مورد بررسی قرار گرفته است ، از جمله موضوع معادله دریک و دیدگاه های مختلف در مورد آن، از شناسایی پارادوکس فرمی ، وضعیت عدم یافتن هیچ نشانه ای از حیات فرازمینی. ، به استدلال برای کیهان شناسی بیوفیزیکی ، دیدگاهی از حیات که ذاتی کیهان شناسی فیزیکی جهان است. [151]
نسبیت عام نظریه هندسی گرانش است که توسط آلبرت انیشتین در سال 1915 منتشر شد و توصیف فعلی گرانش در فیزیک مدرن است . این اساس مدل های کیهانی فعلی جهان است. نسبیت عام نسبیت خاص و قانون گرانش جهانی نیوتن را تعمیم می دهد و توصیفی یکپارچه از گرانش به عنوان یک ویژگی هندسی فضا و زمان یا فضازمان ارائه می دهد. به ویژه، انحنای فضازمان به طور مستقیم با انرژی و تکانه هر ماده و تشعشع موجود در آن مرتبط است. [152]
این رابطه توسط معادلات میدان انیشتین ، یک سیستم معادلات دیفرانسیل جزئی مشخص می شود . در نسبیت عام، توزیع ماده و انرژی هندسه فضازمان را تعیین می کند که به نوبه خود شتاب ماده را توصیف می کند. بنابراین، حل معادلات میدان انیشتین، تکامل جهان را توصیف می کند. معادلات نسبیت عام همراه با اندازه گیری مقدار، نوع و توزیع ماده در جهان، سیر تکامل جهان را در طول زمان توصیف می کند. [152]
با فرض اصل کیهان شناسی که جهان در همه جا همگن و همسانگرد است، یک راه حل خاص از معادلات میدانی که جهان را توصیف می کند، تانسور متریک به نام متریک فریدمن-لماتر-رابرتسون-واکر است .
که در آن ( r ، θ، φ) مربوط به یک سیستم مختصات کروی است . این متریک تنها دو پارامتر نامشخص دارد. یک ضریب مقیاس طول کلی بدون بعد R مقیاس اندازه جهان را به عنوان تابعی از زمان توصیف می کند (افزایش R انبساط جهان است )، [153] و یک شاخص انحنای k هندسه را توصیف می کند. شاخص k به گونه‌ای تعریف می‌شود که می‌تواند تنها یکی از سه مقدار را بگیرد: 0، مربوط به هندسه اقلیدسی صاف . 1، مربوط به فضای انحنای مثبت . یا -1، مربوط به فضایی با انحنای مثبت یا منفی. [154] مقدار R به عنوان تابعی از زمان t به k و ثابت کیهانی Λ بستگی دارد . [152] ثابت کیهانی نشان دهنده چگالی انرژی خلاء فضا است و می تواند با انرژی تاریک مرتبط باشد. [99] معادله ای که توضیح می دهد چگونه R با زمان تغییر می کند به نام معادله فریدمن به نام مخترع آن الکساندر فریدمن شناخته می شود . [155]
راه حل های R(t) به k و Λ بستگی دارند ، اما برخی از ویژگی های کیفی چنین راه حل هایی کلی هستند. اول و مهمتر از همه، مقیاس طول R جهان تنها زمانی ثابت می ماند که جهان کاملاً همسانگرد با انحنای مثبت ( k = 1) باشد و در همه جا یک مقدار دقیق چگالی داشته باشد، همانطور که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین اشاره شد . [152]
دوم، همه راه‌حل‌ها نشان می‌دهند که در گذشته یک تکینگی گرانشی وجود داشته است ، زمانی که R به صفر می‌رسید و ماده و انرژی بی‌نهایت چگال بودند. ممکن است به نظر برسد که این نتیجه گیری نامطمئن است زیرا مبتنی بر مفروضات مشکوک همگنی کامل و همسانگردی (اصل کیهان شناختی) است و تنها برهم کنش گرانشی مهم است. با این حال، قضایای تکینگی پنروز-هاوکینگ نشان می دهد که یک تکینگی باید برای شرایط بسیار کلی وجود داشته باشد. از این رو، طبق معادلات میدان انیشتین، R به سرعت از یک حالت گرم و متراکم غیرقابل تصوری که بلافاصله پس از این تکینگی وجود داشت (زمانی که R یک مقدار محدود و کوچک داشت) رشد کرد. این جوهر مدل بیگ بنگ جهان است. درک تکینگی بیگ بنگ احتمالاً نیازمند یک نظریه کوانتومی گرانش است که هنوز فرموله نشده است. [156]
سوم، شاخص انحنای k نشانه انحنای سطوح فضایی با زمان ثابت [154] را در مقیاس های طولی به اندازه کافی بزرگ (بیشتر از حدود یک میلیارد سال نوری ) به طور میانگین تعیین می کند. اگر k = 1، انحنای مثبت است و جهان حجم محدودی دارد. [157] جهانی با انحنای مثبت اغلب به عنوان یک کره سه بعدی که در یک فضای چهار بعدی تعبیه شده است، تجسم می شود. برعکس، اگر k صفر یا منفی باشد، جهان بی نهایت حجم دارد. [157] ممکن است غیر شهودی به نظر برسد که یک جهان بی‌نهایت و در عین حال بی‌نهایت چگال می‌تواند در یک لحظه زمانی که R =0 ایجاد شود، اما دقیقاً زمانی که k غیرمثبت است و اصل کیهان‌شناختی برآورده می‌شود، از نظر ریاضی پیش‌بینی می‌شود. بر اساس قیاس، یک صفحه نامتناهی دارای انحنای صفر اما مساحت نامتناهی است، در حالی که یک استوانه نامتناهی در یک جهت محدود است و یک چنبره در هر دو متناهی است.
سرنوشت نهایی جهان هنوز ناشناخته است زیرا به شدت به شاخص انحنای k و ثابت کیهانی Λ بستگی دارد . اگر جهان به اندازه کافی چگال بود، k برابر با 1 بود، به این معنی که انحنای متوسط آن در سراسر مثبت است و جهان در نهایت در یک کرانچ بزرگ دوباره فرو می‌پاشد ، [158] که احتمالاً جهان جدیدی را در یک پرش بزرگ آغاز می‌کند . برعکس، اگر کیهان به اندازه کافی چگال نبود، k برابر با 0 یا -1 می شد و جهان برای همیشه منبسط می شد، خنک می شد و در نهایت به یخ بزرگ و مرگ گرمایی جهان می رسید . [152] داده های مدرن نشان می دهد که انبساط جهان در حال شتاب است . اگر این شتاب به اندازه کافی سریع باشد، جهان ممکن است در نهایت به یک شکاف بزرگ برسد . از نظر مشاهداتی، جهان مسطح به نظر می رسد ( k = 0)، با چگالی کلی که بسیار نزدیک به مقدار بحرانی بین فروپاشی و انبساط ابدی است. [159]
برخی از نظریه‌های گمانه‌زنی پیشنهاد کرده‌اند که جهان ما تنها یکی از مجموعه‌ای از جهان‌های منفصل است که در مجموع به عنوان چندجهانی شناخته می‌شوند و تعاریف محدودتری از جهان را به چالش می‌کشند یا تقویت می‌کنند. [19] [160] ماکس تگمارک یک طرح طبقه‌بندی چهار بخشی برای انواع مختلف چندجهانی که دانشمندان در پاسخ به مشکلات مختلف در فیزیک پیشنهاد کرده‌اند، ایجاد کرد . نمونه ای از چنین چندجهانی، نمونه ای است که از مدل تورم آشفته جهان اولیه حاصل شده است. [161]
دیگری چندجهانی است که از تفسیر چندجهانی مکانیک کوانتومی حاصل شده است. در این تفسیر، جهان‌های موازی به شیوه‌ای مشابه برهم نهی کوانتومی و ناهمدوسی تولید می‌شوند ، با تمام حالت‌های توابع موج در جهان‌های مجزا تحقق می‌یابند. به طور مؤثر، در تفسیر جهان های متعدد، چندجهانی به عنوان یک تابع موج جهانی تکامل می یابد . اگر انفجار بزرگی که چندجهان ما را ایجاد کرد، مجموعه ای از چندجهان را ایجاد می کرد، عملکرد موجی مجموعه به این معنا درهم پیچیده می شد. [162] اینکه آیا می توان احتمالات علمی معنادار را از این تصویر استخراج کرد یا نه موضوع مورد بحث بسیاری بوده و همچنان ادامه دارد و نسخه های متعددی از تفسیر جهان های متعدد وجود دارد. [163] [164] [165] موضوع تفسیر مکانیک کوانتومی به طور کلی با اختلاف نظر مشخص می شود. [166] [167] [168]
کم بحث‌برانگیزترین، اما همچنان بسیار مورد مناقشه، دسته چندجهانی در طرح تگمارک، سطح I است . چندجهانی از این سطح توسط رویدادهای فضا-زمان دور "در جهان خودمان" تشکیل شده اند. تگمارک و دیگران [169] استدلال کرده‌اند که اگر فضا بی‌نهایت، یا به اندازه کافی بزرگ و یکنواخت باشد، نمونه‌های یکسانی از تاریخ کل حجم هابل زمین هر چند وقت یک‌بار اتفاق می‌افتد. تگمارک محاسبه کرد که نزدیکترین به اصطلاح دوپلگانگر ما 1010115 متر از ما فاصله دارد ( یک تابع نمایی دو برابر بزرگتر از googolplex ). [170] [171] با این حال، استدلال های مورد استفاده ماهیت حدسی دارند. [172]
می توان فضا-زمان های منفصل را تصور کرد که هر کدام وجود دارند اما قادر به تعامل با یکدیگر نیستند. [170] [173] استعاره ای از این مفهوم که به راحتی قابل تجسم است، گروهی از حباب های صابون جداگانه است که در آن ناظرانی که روی یک حباب صابون زندگی می کنند، حتی در اصل نمی توانند با حباب های دیگر صابون تعامل داشته باشند. [174] بر اساس یک اصطلاح رایج، هر "حباب صابون" فضازمان به عنوان یک جهان نشان داده می شود ، در حالی که فضازمان خاص انسان به عنوان جهان نشان داده می شود ، [19] همانطور که انسان ها ماه زمین را ماه می نامند . کل مجموعه این فضا-زمان های مجزا به عنوان چندجهانی نشان داده می شود. [19]
با این اصطلاح، جهان های مختلف به طور علّی به یکدیگر متصل نیستند . [19] در اصل، جهان‌های غیر مرتبط دیگر ممکن است ابعاد و توپولوژی‌های متفاوت فضازمان، اشکال مختلف ماده و انرژی ، و قوانین فیزیکی و ثابت‌های فیزیکی متفاوت داشته باشند ، اگرچه چنین احتمالاتی صرفاً نظری هستند. [19] برخی دیگر هر یک از چندین حباب ایجاد شده به عنوان بخشی از تورم پر هرج و مرج را جهان‌های مجزا می‌دانند ، اگرچه در این مدل همه این جهان‌ها منشأ علّی دارند. [19]
از نظر تاریخی، ایده های زیادی در مورد کیهان (کیهان شناسی) و منشأ آن (کیهان شناسی) وجود داشته است. نظریه های جهان غیرشخصی که توسط قوانین فیزیکی اداره می شود اولین بار توسط یونانی ها و هندی ها ارائه شد. [13] فلسفه چینی باستان مفهوم جهان را شامل تمام فضا و زمان می‌شد. [175] در طول قرن‌ها، پیشرفت‌ها در مشاهدات نجومی و تئوری‌های حرکت و گرانش منجر به توصیف‌های دقیق‌تر از جهان شد. عصر مدرن کیهان شناسی با نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در سال 1915 آغاز شد که امکان پیش بینی کمی مبدا، تکامل و پایان جهان را به عنوان یک کل فراهم کرد. بیشتر نظریه های مدرن و پذیرفته شده کیهان شناسی بر اساس نسبیت عام و به طور خاص تر، انفجار بزرگ پیش بینی شده است . [176]
بسیاری از فرهنگ ها داستان هایی دارند که منشا جهان و جهان را توصیف می کنند . فرهنگ ها عموماً این داستان ها را دارای حقیقت می دانند . با این حال، بسیاری از باورهای متفاوت در مورد نحوه کاربرد این داستان ها در میان کسانی که به منشأ ماوراء طبیعی اعتقاد دارند، وجود دارد، از خدایی که مستقیماً جهان را ایجاد می کند، همانطور که اکنون وجود دارد تا خدایی که فقط "چرخ ها را به حرکت در می آورد" (مثلاً از طریق مکانیسم هایی مانند انفجار بزرگ و تکامل). [177]
قوم شناسان و مردم شناسانی که به مطالعه اسطوره ها می پردازند، طرح های طبقه بندی مختلفی را برای مضامین مختلفی که در داستان های خلقت ظاهر می شوند، ایجاد کرده اند. [178] [179] برای مثال، در یک نوع داستان، جهان از یک تخم مرغ دنیا متولد می شود . چنین داستان هایی شامل شعر حماسی فنلاندی Kalevala ، داستان چینی پانگو یا برهماندا پورانای هندی است . در داستان‌های مرتبط، جهان توسط یک موجود منفرد ایجاد می‌شود که چیزی توسط خود او نشأت می‌گیرد یا تولید می‌کند، مانند مفهوم بودایی تبتی آدی بودا ، داستان یونان باستان گایا (زمین مادر)، اسطوره الهه آزتک Coatlicue ، داستان آتوم خدای مصر باستان و روایت خلقت پیدایش یهودی-مسیحی که در آن خدای ابراهیمی جهان را خلق کرده است. در نوع دیگری از داستان، جهان از اتحاد خدایان مرد و زن ایجاد شده است، مانند داستان مائوری رنگی و پاپا . در داستان های دیگر، جهان با ساختن آن از مواد از قبل موجود، مانند جسد یک خدای مرده - مانند تیامات در حماسه بابلی Enuma Elish یا از Ymir غول پیکر در اساطیر اسکاندیناوی - یا از مواد آشفته، به عنوان مثال، ایجاد شده است. در ایزاناگی و ایزانامی در اساطیر ژاپنی . در داستان‌های دیگر، جهان از اصول بنیادینی مانند برهمن و پراکرتی و افسانه خلقت سررها سرچشمه می‌گیرد . [180]
فیلسوفان یونانی پیش از سقراط و فیلسوفان هندی برخی از اولین مفاهیم فلسفی جهان را توسعه دادند. [13] [181] اولین فیلسوفان یونانی خاطرنشان کردند که ظواهر می تواند فریبنده باشد، و به دنبال درک واقعیت نهفته در پشت ظواهر بودند. به ویژه، آنها به توانایی ماده برای تغییر شکل (مثلاً یخ به آب به بخار) اشاره کردند و چندین فیلسوف پیشنهاد کردند که همه مواد فیزیکی در جهان اشکال مختلف یک ماده اولیه یا قوس هستند . اولین کسی که این کار را کرد تالس بود که این ماده را آب پیشنهاد کرد . شاگرد تالس، آناکسیماندر ، پیشنهاد کرد که همه چیز از apeiron بی حد و حصر آمده است . آناکسیمنس ماده اولیه را به دلیل ویژگی های جذاب و دافعه ادراک شده آن که باعث متراکم شدن یا تفکیک قوس به اشکال مختلف می شود، پیشنهاد کرد که هوا باشد. آناکساگوراس اصل Nous (ذهن) را مطرح کرد، در حالی که هراکلیتوس آتش را پیشنهاد کرد (و از لوگوس صحبت کرد ). امپدوکلس عناصر را زمین، آب، هوا و آتش پیشنهاد کرد. مدل چهار عنصری او بسیار محبوب شد. افلاطون نیز مانند فیثاغورث معتقد بود که همه چیز از عدد تشکیل شده است و عناصر امپدوکلس شکل جامدات افلاطونی را به خود می گیرند . دموکریتوس ، و فیلسوفان بعدی - به ویژه لوسیپوس - پیشنهاد کردند که جهان از اتم های غیرقابل تقسیمی تشکیل شده است که در خلاء ( خلاء ) حرکت می کنند، اگرچه ارسطو معتقد نبود که امکان پذیر باشد زیرا هوا، مانند آب، در برابر حرکت مقاومت می کند . هوا فوراً برای پر کردن یک فضای خالی هجوم می‌آورد، و علاوه بر این، بدون مقاومت، این کار را به سرعت نامحدود انجام می‌دهد. [13]
اگرچه هراکلیتوس برای تغییر ابدی استدلال می کرد، [182] پارمنیدس معاصر او بر تغییر ناپذیری تأکید داشت. شعر پارمنیدس در مورد طبیعت این گونه خوانده شده است که می گوید تمام تغییرات یک توهم است، که واقعیت واقعی نهفته است تا ابد تغییر ناپذیر و ماهیت واحدی دارد، یا حداقل اینکه ویژگی اساسی هر چیزی که وجود دارد باید همیشه و بدون منشأ وجود داشته باشد. تغییر، یا پایان [183] شاگرد او Zeno of Elea ایده های روزمره در مورد حرکت را با چندین پارادوکس معروف به چالش کشید . ارسطو با توسعه مفهوم بی نهایت قابل شمارش بالقوه و همچنین پیوستار بی نهایت قابل تقسیم به این پارادوکس ها پاسخ داد. [184] [185]
فیلسوف هندی کانادا ، بنیانگذار مکتب وایشیکا ، مفهوم اتمیسم را توسعه داد و پیشنهاد کرد که نور و گرما انواعی از یک ماده هستند. [186] در قرن پنجم پس از میلاد، فیلسوف اتمیست بودایی دیگناگا پیشنهاد کرد که اتم‌ها دارای اندازه نقطه، بی‌دوام و از انرژی باشند. آنها وجود ماده اساسی را انکار کردند و پیشنهاد کردند که حرکت شامل جرقه های لحظه ای یک جریان انرژی است. [187]
مفهوم تناهی زمانی الهام گرفته شده از آموزه آفرینش است که در سه دین ابراهیمی مشترک است : یهودیت ، مسیحیت و اسلام . فیلسوف مسیحی ، جان فیلوپونوس ، استدلال‌های فلسفی را علیه تصور یونان باستان از گذشته و آینده نامحدود ارائه کرد. استدلال فیلوپونوس علیه گذشته نامحدود توسط فیلسوف مسلمان اولیه ، الکندی (الکیندوس) استفاده شد. فیلسوف یهودی ، سعدیا گاون (سعدیا بن جوزف)؛ و متکلم مسلمان ، غزالی (الغازل). [188]
پانتئیسم باور دینی فلسفی است که جهان هستی خود عین الوهیت و موجود یا موجودی برتر است . [189] بنابراین، جهان فیزیکی به عنوان خدایی فراگیر و درونی شناخته می شود . [190] اصطلاح "پانتئیست" به کسی اشاره می کند که هم معتقد است همه چیز یک وحدت را تشکیل می دهد و هم اینکه این وحدت الهی است و شامل یک خدا یا الهه آشکار و فراگیر است . [191] [192]
اولین سوابق مکتوب از پیشینیان قابل شناسایی نجوم مدرن از مصر باستان و بین النهرین از حدود 3000 تا 1200 قبل از میلاد آمده است . [193] [194] اخترشناسان بابلی قرن هفتم قبل از میلاد جهان را به عنوان یک قرص مسطح که توسط اقیانوس احاطه شده بود می دیدند. [195] [196]
فیلسوفان یونانی بعدی ، با مشاهده حرکات اجرام آسمانی، به توسعه مدل‌هایی از جهان بر اساس شواهد تجربی عمیق‌تر توجه داشتند . اولین مدل منسجم توسط Eudoxus of Cnidos ارائه شد ، شاگرد افلاطون که از ایده افلاطون پیروی می کرد که حرکت های آسمانی باید دایره ای باشد. به منظور توضیح عوارض شناخته شده حرکات سیارات، به ویژه حرکت رتروگراد ، مدل ادوکسوس شامل 27 کره مختلف آسمانی بود : چهار سیاره برای هر یک از سیارات قابل مشاهده با چشم غیرمسلح، سه کره برای خورشید و ماه، و یکی برای ستاره ها تمام این کره ها بر روی زمین متمرکز شده بودند، زمینی که در حالی که برای ابد می چرخیدند، بی حرکت ماندند. ارسطو این مدل را توضیح داد و تعداد کره ها را به 55 افزایش داد تا جزئیات بیشتر حرکت سیاره ها را توضیح دهد. از نظر ارسطو، ماده عادی به طور کامل در کره زمین قرار داشت و از قوانین اساساً متفاوت از مواد آسمانی پیروی می کرد . [197] [198]
رساله پس از ارسطو De Mundo (درباره تألیف و تاریخ نامشخص) بیان می‌کند: «پنج عنصر، در کره‌هایی در پنج ناحیه قرار گرفته‌اند، که در هر مورد کمتر توسط ناحیه بزرگتر احاطه شده‌اند - یعنی زمین که توسط آب، آب توسط هوا، هوا احاطه شده است. با آتش، و آتش توسط اتر - تمام جهان را تشکیل می دهد. [199] این مدل نیز توسط کالیپوس اصلاح شد و پس از رها شدن کره‌های متحدالمرکز، با مشاهدات نجومی بطلمیوس مطابقت کامل داشت . [200] موفقیت چنین مدلی عمدتاً به دلیل این واقعیت ریاضی است که هر تابع (مانند موقعیت یک سیاره) را می توان به مجموعه ای از توابع دایره ای ( حالت های فوریه ) تجزیه کرد. سایر دانشمندان یونانی، مانند فیلسوف فیثاغورثی فیلولاوس ، فرض کردند (طبق گزارش استوبائوس ) که در مرکز جهان یک "آتش مرکزی" وجود دارد که زمین ، خورشید ، ماه و سیارات با حرکت دایره ای یکنواخت به دور آن می چرخند. [201]
ستاره شناس یونانی، آریستارخوس ساموسی، اولین فرد شناخته شده ای بود که یک مدل خورشیدمرکزی از جهان را پیشنهاد کرد. اگرچه متن اصلی از بین رفته است، مرجعی در کتاب ارشمیدس ، The Sand Reckoner، مدل heliocentric آریستارخوس را توصیف می کند. ارشمیدس نوشت:
تو ای پادشاه ژلون، می دانی که جهان نامی است که اکثر ستاره شناسان به کره ای داده اند که مرکز آن مرکز زمین است، در حالی که شعاع آن برابر با خط مستقیم بین مرکز خورشید و مرکز خورشید است. زمین این همان روایت رایجی است که از ستاره شناسان شنیده اید. اما آریستارخوس کتابی متشکل از فرضیه‌های خاصی آورده است که در آن، در نتیجه فرضیات مطرح شده، به نظر می‌رسد که جهان چند برابر بزرگتر از جهان است. فرضیه های او این است که ستارگان ثابت و خورشید بی حرکت می مانند، زمین به دور خورشید در محیط دایره می چرخد، خورشید در وسط مدار قرار دارد، و کره ستارگان ثابت تقریباً در همان مرکز قرار دارد. مانند خورشید، آنقدر بزرگ است که دایره ای که او فرض می کند زمین در آن می چرخد، نسبتی با فاصله ستارگان ثابت دارد که مرکز کره تا سطح آن است. [202]
بنابراین، آریستارخوس معتقد بود که ستارگان بسیار دور هستند، و این را دلیل مشاهده نشدن اختلاف منظر ستاره‌ای می‌دانست ، یعنی ستارگان مشاهده نشده بودند که نسبت به یکدیگر حرکت کنند، زیرا زمین به دور خورشید می‌چرخد. ستارگان در واقع بسیار دورتر از فاصله ای هستند که معمولاً در زمان های قدیم تصور می شد، به همین دلیل است که اختلاف منظر ستاره ای تنها با ابزار دقیق قابل تشخیص است. فرض می‌شود که مدل زمین‌مرکزی، مطابق با اختلاف منظر سیاره‌ای، توضیحی برای غیرقابل مشاهده بودن اختلاف منظر ستاره‌ای باشد. [203]
تنها ستاره شناس دیگر از دوران باستان که به نام شناخته شده بود که از مدل هلیومرکزی آریستارخوس حمایت کرد، سلوکوس سلوکیه بود ، ستاره شناس هلنیستی که یک قرن پس از آریستارخوس زندگی می کرد. [204] [205] [206] به گفته پلوتارک، سلوکوس اولین کسی بود که سیستم خورشید مرکزی را از طریق استدلال اثبات کرد ، اما معلوم نیست که او از چه استدلالی استفاده کرده است. استدلال های سلوکوس برای کیهان شناسی هلیومرکزی احتمالاً به پدیده جزر و مد مربوط می شود . [207] به گفته استرابون (1.1.9)، سلوکوس اولین کسی بود که بیان کرد که جزر و مد به دلیل جاذبه ماه است و ارتفاع جزر و مد به موقعیت ماه نسبت به خورشید بستگی دارد. [208] همچنین، او ممکن است با تعیین ثابت‌های یک مدل هندسی برای آن، و با توسعه روش‌هایی برای محاسبه موقعیت‌های سیاره‌ای با استفاده از این مدل، شبیه به نیکلاس کوپرنیک در قرن 16، خورشید مرکزی بودن را ثابت کرده باشد. [209] در طول قرون وسطی ، مدل‌های هلیومرکزی نیز توسط ستاره‌شناسان ایرانی ، آلبوماسر [210] و السیزی پیشنهاد شد . [211]
مدل ارسطویی تقریباً برای دو هزار سال در جهان غرب پذیرفته شد ، تا اینکه کوپرنیک دیدگاه آریستارخوس را احیا کرد که داده‌های نجومی را می‌توان معقول‌تر توضیح داد اگر زمین حول محور خود بچرخد و اگر خورشید در مرکز جهان قرار گیرد. [212]
خورشید در مرکز قرار دارد. زیرا چه کسی این چراغ معبد بسیار زیبا را در مکانی دیگر یا بهتر از این قرار می دهد که از آنجا بتواند همه چیز را همزمان روشن کند؟
- نیکلاس کوپرنیک، در فصل 10، کتاب 1 De Revolutionibus Orbium Coelstrum (1543)
همانطور که توسط کوپرنیک اشاره شد، این تصور که زمین در حال چرخش است بسیار قدیمی است و حداقل به فیولائوس ( حدود 450 قبل از میلاد )، هراکلیدس پونتیکوس ( حدود 350 قبل از میلاد ) و اکفانتوس فیثاغورثی مربوط می شود . تقریباً یک قرن قبل از کوپرنیک، محقق مسیحی نیکلاس کوزا نیز در کتاب خود به نام درباره جهل آموخته شده (1440) پیشنهاد کرد که زمین حول محور خود می چرخد . [213] السجزی [214] همچنین پیشنهاد کرد که زمین حول محور خود می چرخد. شواهد تجربی برای چرخش زمین حول محور خود با استفاده از پدیده دنباله دارها توسط طوسی (1201-1274) و علی قوشجی (1403-1474) ارائه شده است . [215]
این کیهان شناسی توسط اسحاق نیوتن ، کریستیان هویگنس و دانشمندان بعدی پذیرفته شد . [216] نیوتن نشان داد که قوانین حرکت و گرانش یکسان برای ماده زمینی و آسمانی اعمال می شود و تقسیم ارسطو بین این دو را منسوخ می کند. ادموند هالی (1720) [217] و ژان فیلیپ دو شزو (1744) [218] به طور مستقل خاطرنشان کردند که فرض فضای نامتناهی پر از ستاره ها به طور یکنواخت منجر به این پیش بینی می شود که آسمان شب به اندازه خود خورشید روشن خواهد بود. ; این در قرن نوزدهم به پارادوکس اولبرز معروف شد. [219] نیوتن بر این باور بود که فضای نامتناهی که به طور یکنواخت از ماده پر شده باشد باعث ایجاد نیروها و ناپایداری های بی نهایت می شود که باعث می شود ماده تحت گرانش خود به سمت داخل خرد شود. [216] این بی ثباتی در سال 1902 با معیار بی ثباتی Jeans روشن شد . [220] یکی از راه‌حل‌های این پارادوکس‌ها ، جهان شارلیه است ، که در آن ماده به‌صورت سلسله مراتبی (سیستم‌هایی از اجسام در حال گردش که خودشان در یک منظومه بزرگتر در حال گردش هستند، تا بی‌نهایت ) به‌صورت فراکتال مرتب شده‌اند، به طوری که جهان دارای یک کلیت ناچیز کوچک است. تراکم؛ چنین مدل کیهانی نیز قبلاً در سال 1761 توسط یوهان هاینریش لامبرت پیشنهاد شده بود . [54] [221]
در طول قرن هجدهم، امانوئل کانت حدس زد که سحابی‌ها می‌توانند کهکشان‌های مجزا از کهکشان راه شیری باشند، [217] و در سال 1850، الکساندر فون هومبولت این کهکشان‌های مجزا را Weltinseln یا «جزایر جهان» نامید، اصطلاحی که بعداً به «جزیره» تبدیل شد. کیهان ها". [222] [223] در سال 1919، زمانی که تلسکوپ هوکر تکمیل شد، دیدگاه غالب این بود که جهان به طور کامل از کهکشان راه شیری تشکیل شده است. با استفاده از تلسکوپ هوکر، ادوین هابل متغیرهای قیفاووسی را در چندین سحابی مارپیچی شناسایی کرد و در سالهای 1922 تا 1923 به طور قطع ثابت کرد که سحابی آندرومدا و مثلث در میان سایرین، کل کهکشان هایی خارج از کهکشان ما هستند، بنابراین ثابت کرد که جهان از تعداد زیادی کهکشان تشکیل شده است. [224]
عصر مدرن کیهان شناسی فیزیکی در سال 1917 آغاز شد، زمانی که آلبرت انیشتین برای اولین بار نظریه نسبیت عام خود را برای مدل سازی ساختار و دینامیک جهان به کار برد. [225] اکتشافات این دوران و سؤالاتی که بی پاسخ مانده اند، در بخش های بالا تشریح شده اند.
پاورقی ها
نقل قول ها
کلیت تمام فضا و زمان؛ همه آنچه هست، بوده و خواهد بود.
πᾶς
ὅλος
جهان
.png/1280px-Observable_Universe_Logarithmic_Map_(horizontal_layout_english_annotations).png)
{{cite news}}: |last2=دارای نام عمومی ( راهنما )بررسی‌های کهکشان‌ها نشان می‌دهد که 10 درصد از این باریون‌ها در اجرام فروریخته مانند کهکشان‌ها، گروه‌ها و خوشه‌ها [...] از 80 تا 90 درصد باقیمانده باریون‌های کیهانی، تقریباً نیمی از باریون‌های کیهان‌شناسی را می‌توان در پایین z به حساب آورد. محیط بین کهکشانی]
[س] چرا فیزیکدانان ذرات اینقدر به ذره هیگز اهمیت می دهند؟
[A] خوب، در واقع، آنها این کار را نمی کنند. چیزی که آنها واقعاً به آن اهمیت می دهند،
میدان
هیگز است ، زیرا
بسیار
مهم است
. [تاکید در اصل]
هر سال تفاسیر جدیدی ظاهر می شود. هیچ کدام هرگز ناپدید نمی شوند.
در کاربرد رایج، واژه «اسطوره» به روایات یا باورهایی اشاره دارد که نادرست یا صرفاً خیالی هستند. داستان‌هایی که اسطوره‌های ملی یا قومی را تشکیل می‌دهند شخصیت‌ها و رویدادهایی را توصیف می‌کنند که عقل و تجربه به ما می‌گوید غیرممکن است. با این وجود، همه فرهنگ ها چنین اسطوره هایی را گرامی می دارند و درجات مختلفی از حقیقت واقعی یا نمادین را به آنها نسبت می دهند .
"دو نظام از تفکر هندو نظریه های فیزیکی را ارائه می دهند که به طور گویا شبیه به نظریه های یونان است . کانادا، بنیانگذار فلسفه Vaishishika، معتقد بود که جهان از اتم هایی به اندازه عناصر مختلف تشکیل شده است. جین ها با آموزش بیشتر به دموکریتوس نزدیک شدند . کانادا معتقد بود که همه اتم‌ها از یک نوع هستند و نور و گرما را از یک ماده تشکیل می‌دهند و واچاسپاتی ، مانند نیوتن ، نور را چنین تفسیر می‌کرد از ذرات ریز تشکیل شده است که از مواد ساطع می شوند و به چشم برخورد می کنند."
بودایی ها می گوید: "بودایی ها وجود ماده اساسی را به کلی انکار می کردند. حرکت برای آنها از لحظات تشکیل شده است، این یک حرکت استاکاتو است، جرقه های لحظه ای یک جریان انرژی..." بودایی می گوید: "همه چیز محو می شود"، زیرا وجود دارد. هیچ چیز... هر دو نظام [ سانخیا ، و بعداً بودیسم هندی] تمایل مشترکی برای پیشبرد تحلیل هستی تا آخرین عناصر آن دارند که به عنوان کیفیات مطلق تصور می شوند، یا چیزهایی که فقط یک کیفیت منحصر به فرد دارند در هر دو سیستم به معنای کیفیات مطلق، نوعی انرژی اتمی یا درون اتمی نامیده می شود که امور تجربی از آن تشکیل شده است، بنابراین هر دو سیستم در انکار واقعیت عینی توافق دارند مقوله‌های جوهر و کیفیت و رابطه استنباط که آنها را به هم پیوند می‌دهد، در فلسفه سنخیه، کیفیتی که به آن می‌گوییم، وجود ندارد متناظر با کوانتوم ظریفی از ماده است که گونا ، "کیفیت" نامیده می شود، اما یک موجود ماهوی ظریف را نشان می دهد. همین امر در مورد بودیسم اولیه نیز صدق می‌کند که در آن همه کیفیت‌ها ماهوی هستند... یا، به‌طور دقیق‌تر، موجودات پویا، اگرچه به آنها دارما («کیفیت‌ها») نیز می‌گویند.»
سلوکوس کلدانی
از
سلوکیه
ستاره شناسی heliocentric که توسط Aristarchos از ساموس اختراع شد و هنوز هم یک قرن بعد توسط Seleucos
بابلی از آن دفاع می کند.
{{cite book}}: CS1 maint: unrecognized language (link)
