Розвиток і подальша доля Всесвіту значною мірою залежать від значення середньої густини речовини, яка його заповнює. Особливу роль має значення критичної густини речовини.

Якщо р > 10^-29 г/см³, то розширення Всесвіту рано чи пізно зупиниться і зміниться його стисненням. У такій моделі Всесвіт пульсує; досягнувши найбільших розмірів, знову стискається і відбувається черговий Великий вибух.

Якщо р < 10^-29 г/см³, то Всесвіт відкритий, нескінченний, і його розширення буде тривати вічно. Це означає поступову загибель Всесвіту внаслідок вичерпання енергії (охолодження).

 

Проблема «прихованої маси».

Астрономами виявлено нерівномірність заповнення речовиною найближчого до нас простору.

У великих масштабах Всесвіт однорідний, і значення середньої густини речовини у ньому - це один із найважливіших параметрів. Середня густина усієї видимої речовини - зір, пилу, газу, а також випромінювання - не перевищує 10% критичної густини.

Окрім речовини, яка спостерігається, у Всесвіті наявна загадкова «прихована» або темна речовина, яка нічим не проявляє себе, крім гравітації. Її маса у багато разів перевищує масу видимої речовини. Останніми роками астрономи отримали цілий ряд прямих вказівок на те, що в основному саме ця темна речовина заповнює Всесвіт. Можливо, це поки що не відкриті елементарні частинки, а можливо, вакуум має такі властивості, що робить свій внесок у повну густину матерії. Це якнайважливіше космологічне питання досі залишається відкритим.

 

Проблема горизонту.

Час, що називається віком Всесвіту, залежно від прийнятого значення сталої Габбла виявляється близьким до 12-15 млрд років.

Оскільки швидкість світла с має скінченне значення, то і розмір спостережуваного Всесвіту - також скінченна величина. На сьогодні за значення сталої Габбла Н = 75 км / (с • Мпк) габблівський радіус становить 4 000 Мпк.

Але поняття радіуса Всесвіту досить умовне: реальний Всесвіт безмежний і ніде не закінчується. Якщо спостерігач буде рухатись, то його спостережуваний «горизонт» буде відсуватися все далі й далі. Через скінченність швидкості світла величина червоного зміщення у спектрі далекої галактики є водночас і мірою віддалі до неї, і мірою часу, який минув відтоді, коли вона випустила той сигнал, що ми зараз сприймаємо.

Спостерігаючи все віддаленіші галактики, ми зазираємо у їхнє минуле, бо бачимо їх такими, якими вони були мільйони й мільярди років тому.

Походження й розвиток Всесвіту.

Сучасні теорії про походження й розвиток Всесвіту ґрунтуються на понятті Великого Вибуху. Близько 15 млрд років уся речовина Всесвіту була сконцентрована в надзвичайно малому об'ємі - сингулярній точці. Перехід космічної матерії зі стану точковості до стадії розширення і є Великим Вибухом.

Ера Всесвіту	Вік Всесвіту, років	Фази еволюції	Темпе-ратура, К	Густина, кг/м3
Речовини	1,5*10^10	Сучасна епоха	2,7	5 • 10^-27
1,2*10^10	Виникнення на Землі життя
10^10	Формування Сонячної системи
6*10^9	Утворення перших зір
5*10^9	Утворення нашої Галактики		10^-26
10^9	Квазари
3*10^8	Поява хмар водню та гелію
10^8	Утворюються атоми Гідрогену та Гелію		10^-13
3*10^5	Формування речовини. Всесвіт стає ней­тральним і темним		10^-10
Випромі­- нювання	300 с	Кінець ери випромінювання
10 с	Утворюються ядра Дейтерію та Гелію	10^4	10^16
Лептонна	10^-4с	Електрони і позитрони в стані теплової рівноваги з випромінюванням	10^10
Адронна	10^-7 с	Розділення електромагнітної та слабкої взаємодії	10^15
10^-10 с	Утворення нейтронів і протонів	10^27
10^-32 с	Відділення сильної взаємодії
10^-43 с	Відділення сил гравітації	10^32
Сингу- лярність		Усі чотири фундаментальні сили об'єднані в єдину. Розміри Всесвіту на­ближуються до нуля

 

 

Зв’язок між основними фундаментальними константами й життям:

Якби атоми були більші і масивніші, то вони втратили б стабільність.

Якби сила гравітації була дещо сильнішим чи слабшим, то Всесвіт давно пережила би колапс або настільки швидко розширилася, що такі зірки, як Сонце, просто не встигли б зародитися або термін їх життя не перевищив би мільйона років.

Якби сильна взаємодія, що скріпляє атомні ядра, було на кілька відсотків слабкіше або сильніше, то процес термоядерної реакції в надрах зірок припинився б і не відбувся синтез важких елементів, не утворився вуглець - основа всієї відомої нам життя, а, можливо, не виникло взагалі ніяких зірок.