A nagy robbanás és minden eredete

Hogyan kezdődött az univerzum? Ez a kérdés a tudósok és a filozófusok elgondolkodtak a történelem során, amikor a fenti csillagos égre nézték. A csillagászat és az asztrofizika feladata a választ adni. Ezt azonban nem könnyű megoldani.

A válasz elsõ jelentõsebb pillantása az égbolton jött 1964-ben. Arno Penzias és Robert Wilson csillagászok akkor fedeztek fel egy olyan mikrohullámú jelet, amely el van temetve azoknak az adatoknak, amelyekbe az Echo ballon műholdaktól visszatérő jelek keresésére készültek. Abban az időben azt feltételezték, hogy ez egyszerűen nemkívánatos zaj, és megpróbálták kiszűrni a jelet.

Kiderül azonban, hogy amit észleltek, nem sokkal a világegyetem kezdete után jött. Bár akkoriban nem tudták, felfedezték a

Mi kezdte az univerzum születését? A fizika szerint az univerzum a szingularitásból fakadt a létezésbe - a fizikus kifejezés azt a térrégiót írja le, amely a fizika törvényeit megtéveszti. Nagyon keveset tudnak a szingularitásokról, de ismert, hogy ezek a régiók léteznek a fekete lyukak. Ez egy olyan régió, ahol az összes tömeg, amelyet egy fekete lyuk önt fel, apró pontba szorul, végtelenül hatalmas, de nagyon-nagyon kicsi is. Képzelje el, hogy a Földet úgy csúsztatja be, hogy egy pontosan nagyságú legyen. A szingularitás kisebb lenne.

Ez nem azt jelenti, hogy az univerzum fekete lyukként kezdődött. Egy ilyen feltételezés felveti a kérdést, hogy létezik valami előtt a Nagy Bang, amely elég spekulatív. A meghatározás szerint a kezdetek előtt semmi sem létezett, de ez a tény több kérdést vet fel, mint válaszokat. Például, ha a Big Bang előtt nem létezett semmi, akkor mi okozta a szingularitás kialakulását? Ez egy "gotcha" kérdés, amelyet az asztrofizikusok még mindig megpróbálnak megérteni.

Miután a szingularitás létrejött (bármi történt), a fizikusoknak jó ötletük van a következő eseményről. Az univerzum forró, sűrű állapotban volt, és inflációnak nevezett folyamaton keresztül kezdett terjeszkedni. Nagyon kicsi és nagyon sűrű, nagyon forró állapotba került. Ezután lehűlt, miközben kibővült. Ezt a folyamatot most Big Bang néven említik, amely kifejezés Sir Fred Hoyle által először jött létre egy brit Broadcasting Corporation (BBC) rádióműsor 1950-ben.

Bár a kifejezés valamiféle robbanást jelez, tényleg nem volt kitörés vagy bumm. Valójában a tér és az idő gyors bővülése volt. Gondolj úgy, mint egy ballon felfújása: amikor valaki levegőt fúj, a ballon külseje kifelé nyílik.

A nagyon korai világegyetemet (egy időben néhány másodperc törtteléssel a Big Bang kezdete után) nem kötelezték el a fizika törvényei, ahogyan ma ismertük. Tehát senki sem tudja pontosan megjósolni, hogy az univerzum akkoriban néz ki. De tudósok van képesek voltak felépíteni a világegyetem fejlődésének hozzávetőleges ábrázolását.

Először is, a csecsemő világegyetem kezdetben annyira forró és sűrű volt, hogy egyenletes is elemi részecskék például a protonok és a neutronok nem létezhetnek. Ehelyett különféle típusú ügy (anyagnak és antitestnek nevezik) összeütköztek, tiszta energiát hozva létre. Ahogy az univerzum az első néhány percben kezdett lehűlni, protonok és neutronok kezdtek képződni. A protonok, a neutronok és az elektronok lassan hidrogént és kis mennyiségű héliumot alkotnak. Az ezt követő milliárd év alatt csillagok, bolygók és galaxisok alakultak ki, hogy létrehozzák a jelenlegi világegyetemet.

Tehát vissza Penziashoz, Wilsonhoz és a CMB-hez. Mit találtak (és amelyekért nyertek egy Nóbel díj), gyakran a Big Bang „visszhangjának” nevezik. Az aláírást maga mögött hagyta, ugyanúgy, mint a kanyonban hallott visszhang az eredeti hang „aláírását” képviseli. A különbség az, hogy hallható visszhang helyett a Nagyrobbanás hőjel az egész térben. Ezt az aláírást a Cosmic Background Explorer (COBE) űrhajó és a Wilkinson mikrohullámú anizotrópiás szonda (WMAP). Adataik egyértelműen bizonyítják a kozmikus születési eseményt.

Amíg a Nagy durranás az elmélet a legszélesebb körben elfogadott modell, amely magyarázza az univerzum eredetét, és mindenki támogatja A megfigyelési bizonyítékok szerint vannak más modellek is, amelyek ugyanazt a bizonyítékot használják egy kicsit más megmondására sztori.

Egyes teoretikusok azt állítják, hogy a Nagyrobbanás elmélete hamis előfeltevésen alapul - hogy az univerzum egyre bővülő téridőn épül. Statikus univerzumot sugallnak, amelyet eredetileg Einstein elmélete előrejelzett általános relativitáselmélet. Einstein elméletét csak később módosították annak érdekében, hogy illeszkedjen az univerzum bővülésének. És a kiterjesztés a történet nagy részét képezi, különösen mivel magában foglalja a létezést sötét energia. Végül úgy tűnik, hogy a világegyetem tömegének újraszámítása támogatja az eseményeket a Big Bang elméletében.

Noha a tényleges események megértése még mindig hiányos, a CMB adatai segítenek az elméletek kialakításában, amelyek magyarázzák a kozmosz születését. A Nagyrobbanás nélkül csillagok, galaxisok, bolygók és élet nem létezhetnek.

• A Nagyrobbanás neve a világegyetem születési eseményének.
• Úgy gondolják, hogy a Nagyrobbanás akkor történt, amikor valami elindította egy apró szingularitás kibővítését, mintegy 13,8 milliárd évvel ezelőtt.
• Nem sokkal a Nagyrobbanás után kapott fény kozmikus mikrohullámú sugárzásként (CMB) érzékelhető. Ez azt a fényt képviseli, amikor az újszülött világegyetem körülbelül 380 000 évvel a nagy robbanás után megvilágított.

• "A nagy Bumm." NASA, NASA, www.nasa.gov/subject/6890/the-big-bang/.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang.
• "Az univerzum eredete." National Geographic, National Geographic, április 24. 2017, www.nationalgeographic.com/science/space/universe/origins-of-the-universe/.

Frissítette és szerkesztette: Carolyn Collins Petersen.