Wszechświat narodził się wraz z Wielkim Wybuchem jako niewyobrażalnie gorący, gęsty punkt. Kiedy wszechświat miał zaledwie 10-34 sekundy lub więcej – czyli setną część miliardowej części trylionowej części trylionowej części sekundy – doświadczył niesamowitego wybuchu ekspansji znanego jako inflacja, w którym przestrzeń sama w sobie rozszerzała się szybciej niż prędkość światła. W tym okresie wszechświat podwoił swoje rozmiary co najmniej 90 razy, przechodząc od rozmiarów subatomowych do rozmiarów piłki golfowej niemal natychmiast.
Praca, która włożyła się w zrozumienie rozszerzającego się wszechświata pochodzi z połączenia fizyki teoretycznej i bezpośrednich obserwacji astronomów. Jednak w niektórych przypadkach astronomowie nie byli w stanie dostrzec bezpośrednich dowodów – tak jak w przypadku fal grawitacyjnych związanych z kosmicznym tłem mikrofalowym, czyli promieniowaniem pozostałym po Wielkim Wybuchu. Wstępne ogłoszenie o znalezieniu tych fal w 2014 roku zostało szybko wycofane, po tym jak astronomowie stwierdzili, że wykryty sygnał może być wyjaśniony przez pył w Drodze Mlecznej.
Według NASA, po inflacji wzrost wszechświata był kontynuowany, ale w wolniejszym tempie. Jako przestrzeń rozszerzona, wszechświat ochłodził się i materia uformowała się. Jedną sekundę po Wielkim Wybuchu, wszechświat był wypełniony neutronami, protonami, elektronami, antyelektronami, fotonami i neutrinami.
Powiązane: What Is Big Bang Theory?
Podczas pierwszych trzech minut istnienia wszechświata, lekkie pierwiastki narodziły się podczas procesu znanego jako nukleosynteza Wielkiego Wybuchu. Temperatura obniżyła się ze 100 nonilionów (1032) Kelwinów do 1 miliarda (109) Kelwinów, a protony i neutrony zderzyły się, tworząc deuter, izotop wodoru. Większość deuteru połączyła się w hel, a śladowe ilości litu również zostały wygenerowane.
Przez pierwsze 380 000 lat lub tak, wszechświat był zasadniczo zbyt gorący, aby światło mogło świecić, według francuskiego Narodowego Centrum Badań Kosmicznych (Centre National d’Etudes Spatiales, lub CNES). Ciepło tworzenia rozbijało atomy razem z wystarczającą siłą, aby rozbić je w gęstą plazmę, nieprzezroczystą zupę protonów, neutronów i elektronów, które rozpraszały światło jak mgła. 380 000 lat po Wielkim Wybuchu materia ochłodziła się na tyle, aby atomy mogły się uformować w erze rekombinacji, co dało w rezultacie przezroczysty, elektrycznie neutralny gaz, według NASA. To uruchomiło początkowy błysk światła stworzony podczas Wielkiego Wybuchu, który jest wykrywalny dzisiaj jako kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła. Jednak po tym momencie wszechświat pogrążył się w ciemności, ponieważ nie powstały jeszcze żadne gwiazdy ani inne jasne obiekty.
Około 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu wszechświat zaczął wychodzić z kosmicznych ciemnych wieków podczas epoki rejonizacji. W tym czasie, który trwał ponad pół miliarda lat, kępy gazu zapadły się na tyle, aby utworzyć pierwsze gwiazdy i galaktyki, których energetyczne światło ultrafioletowe zjonizowało i zniszczyło większość neutralnego wodoru.
Ale ekspansja wszechświata stopniowo spowalniała, ponieważ materia we wszechświecie ciągnęła na siebie przez grawitację, około 5 lub 6 miliardów lat po Wielkim Wybuchu, według NASA, tajemnicza siła zwana obecnie ciemną energią zaczęła ponownie przyspieszać ekspansję wszechświata, zjawisko, które trwa do dziś.
Trochę po 9 miliardach lat od Wielkiego Wybuchu narodził się nasz Układ Słoneczny.
Wielki Wybuch
Wielki Wybuch nie nastąpił jako eksplozja w zwykły sposób, w jaki myśli się o takich rzeczach, mimo że można by to wywnioskować z jego nazwy. Wszechświat nie rozszerzył się w przestrzeni, ponieważ przestrzeń nie istniała przed wszechświatem, według NASA Zamiast tego, lepiej jest myśleć o Wielkim Wybuchu jako jednoczesne pojawienie się przestrzeni wszędzie we wszechświecie. The wszechświat rozszerzać od jakaś jeden miejsce od the Wielki Wybuch – raczej, przestrzeń sam rozciągać, i nieść materia z ono.
Since the wszechświat swój definicja obejmować wszystkie przestrzeń i czas gdy my znać ono, NASA mówić ono być poza the model the Wielki Wybuch the wszechświat rozszerzać w lub co dać wzrost the Wielki Wybuch. Chociaż istnieją modele, które spekulują na temat tych pytań, żaden z nich nie dokonał realistycznie testowalnych przewidywań, jak dotąd.
W 2014 r. naukowcy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ogłosili, że znaleźli słaby sygnał w kosmicznym mikrofalowym tle, który może być pierwszym bezpośrednim dowodem fal grawitacyjnych, uważanych za „dymiący pistolet” dla Wielkiego Wybuchu. Odkrycia te były gorąco dyskutowane, a astronomowie wkrótce wycofali swoje wyniki, gdy zdali sobie sprawę, że pył w Drodze Mlecznej może wyjaśniać ich odkrycia. tajemnicze falowanie
Wiek
Wszechświat jest obecnie szacowany na około 13,8 miliarda lat, czyli mniej więcej 130 milionów lat. Dla porównania, Układ Słoneczny ma tylko około 4,6 miliarda lat.
Oszacowania te pochodzą z pomiarów składu materii i gęstości energii we wszechświecie. To pozwoliło naukowcom obliczyć, jak szybko wszechświat rozszerzał się w przeszłości. Mając tę wiedzę, mogli cofnąć zegar i ekstrapolować, kiedy nastąpił Wielki Wybuch. Czas pomiędzy tym momentem a chwilą obecną to wiek wszechświata.
Struktura
Naukowcy uważają, że w najwcześniejszych momentach wszechświata nie było żadnej struktury, o której można by mówić, z materią i energią rozłożoną prawie równomiernie. Według NASA, grawitacyjne przyciąganie małych fluktuacji w gęstości materii dało początek rozległej, podobnej do sieci strukturze gwiazd i pustki widzianej dzisiaj. Gęste regiony wciągały coraz więcej materii poprzez grawitację, a im bardziej stawały się masywne, tym więcej materii mogły wciągnąć poprzez grawitację, tworząc gwiazdy, galaktyki i większe struktury znane jako gromady, supergromady, włókna i ściany, z „wielkimi ścianami” tysięcy galaktyk osiągającymi ponad miliard lat świetlnych długości. Mniej gęste regiony nie rosły, ewoluując w obszary pozornie pustej przestrzeni zwanej pustkami.
Treść
Do około 30 lat temu astronomowie myśleli, że wszechświat składa się prawie w całości ze zwykłych atomów, lub „materii barionowej”, według NASA. Jednak ostatnio pojawiło się coraz więcej dowodów, które sugerują, że większość składników tworzących wszechświat występuje w formach, których nie możemy zobaczyć.
Okazuje się, że atomy stanowią jedynie 4,6 procent wszechświata. Z pozostałej części, 23 procent składa się z ciemnej materii, która prawdopodobnie składa się z jednego lub więcej gatunków cząstek subatomowych, które bardzo słabo oddziałują ze zwykłą materią, a 72 procent składa się z ciemnej energii, która najwyraźniej napędza przyspieszającą ekspansję wszechświata.
Jeśli chodzi o znane nam atomy, wodór stanowi około 75 procent, hel około 25 procent, a cięższe elementy stanowią tylko niewielki ułamek atomów wszechświata, według NASA.
Kształt
Kształt wszechświata i to, czy jest on skończony czy nieskończony zależy od walki pomiędzy tempem jego ekspansji a siłą przyciągania grawitacyjnego. Siła tego przyciągania zależy częściowo od gęstości materii we wszechświecie.
Jeśli gęstość wszechświata przekracza pewną wartość krytyczną, to wszechświat jest „zamknięty” i „dodatnio zakrzywiony” jak powierzchnia kuli. Oznacza to, że wiązki światła, które początkowo są równoległe, będą się powoli zbiegać, w końcu skrzyżują się i wrócą do punktu wyjścia, jeśli wszechświat będzie trwał wystarczająco długo. Jeśli tak, według NASA, wszechświat nie jest nieskończony, ale nie ma końca, tak jak obszar na powierzchni kuli nie jest nieskończony, ale nie ma początku ani końca, o którym można by mówić. The wszechświat ostatecznie zatrzymywać ekspansja i zaczynać collapsing w na siebie, the tak zwany „Big Crunch.”
Jeśli the gęstość the wszechświat być mniej niż ten krytyczny gęstość, then the geometria przestrzeń być „otwarty” i „ujemnie krzywy” jak the powierzchnia siodełko. Jeżeli tak, wszechświat nie ma granic i będzie się rozszerzał wiecznie.
Jeżeli gęstość wszechświata dokładnie równa się gęstości krytycznej, wtedy geometria wszechświata jest „płaska” z zerową krzywizną jak kartka papieru, według NASA. Jeśli tak, to wszechświat nie ma granic i będzie się rozszerzał w nieskończoność, ale tempo ekspansji będzie stopniowo zbliżać się do zera po nieskończonym czasie. Ostatnie pomiary sugerują, że wszechświat jest płaski z zaledwie 2 procentowym marginesem błędu.
Możliwe jest, że wszechświat ma bardziej skomplikowany kształt ogólnie, podczas gdy wydaje się posiadać inną krzywiznę. Na przykład, wszechświat może mieć kształt torusa lub pączka.
Rozszerzający się wszechświat
W latach dwudziestych XX wieku astronom Edwin Hubble odkrył, że wszechświat nie jest statyczny. Odkrycie to ujawniło, że wszechświat najwyraźniej narodził się w Wielkim Wybuchu.
Potem długo sądzono, że grawitacja materii we wszechświecie z pewnością spowolni ekspansję wszechświata. Następnie, w 1998 roku, obserwacje bardzo odległych supernowych przeprowadzone przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a ujawniły, że dawno temu wszechświat rozszerzał się wolniej niż obecnie. Innymi słowy, rozszerzanie się wszechświata nie zwalniało z powodu grawitacji, ale zamiast tego niewytłumaczalnie przyspieszało. Nazwa nieznanej siły napędzającej tę przyspieszoną ekspansję to ciemna energia, i pozostaje ona jedną z największych tajemnic nauki.
Dodatkowe raporty autorstwa Noli Taylor Redd i Elizabeth Howell, współpracowników Space.com.
Ostatnie wiadomości