Det teorien om Big Bang Det er en kosmologisk teori, der forklarer universets oprindelse og den, der i øjeblikket har større accept i det videnskabelige samfund. Det hedder, at universet begyndte med et big bang for omkring 13,8 milliarder år siden og har været kontinuerligt ekspanderet lige siden..
Fra denne store eksplosion kom stof, tid og rum, som senere blev galakser og stjernesystemer, inklusive vores egen Mælkevej, solsystemet og endelig os selv..
Teorien opstod i 1915 med Albert Einsteins relativitetsligninger, der blandt andet forudsiger udvidelsen af universet, en kendsgerning som den tyske videnskabsmand aldrig har været fortrolig med..
Imidlertid foreslog den belgiske astronom George Lemaitre, når han studerede relativitet, at hvis udvidelsen var sand, må universet naturligvis have et udgangspunkt. I 1927 offentliggjorde Lemaitre en artikel, hvor han præsenterede sine ideer om universets oprindelse, som han kaldte "det oprindelige atom".
Den amerikanske astronom Edwin Hubble fremmede den nye teori og bekræftede i 1929, at galakser bevæger sig væk fra hinanden og også fra os.
Når vi går tilbage i tiden, skal galakserne bestemt have været meget tættere end de er i dag. Og derfor må der have været et øjeblik, hvor al materie var utroligt komprimeret og optog et uendeligt lille rum: en singularitet.
Artikelindeks
Udtrykket "big bang" blev opfundet af fysikeren Fred Hoyle i 1940, som ikke var sympatisk med ideen, så han henviste hånligt til den og kaldte den "det store bang." Hoyle var overbevist om, at universet var stille.
Selvom navnet får os til at tænke på en katastrofal begivenhed, tror fysikere og kosmologer nu, at den hverken var stor eller en katastrofe, hvorfra galakser fløj i alle retninger..
Men det var så stærkt, at de fire grundlæggende interaktioner mellem fysik blev samlet i de første øjeblikke.
Hele universet var oprindeligt i en utrolig varm og tæt tilstand, og derefter ekspanderede det pludselig, da det langsomt afkøledes. Denne udvidelse fortsætter i dag.
Big bang forklarer ikke, hvordan den originale singularitet opstod, mindst af alt, hvad der eksisterede før den. Hvad det forklarer er, hvad der skete med universet i de tidlige dage, hvor singulariteten ophørte med at være..
Forskere vurderer, at big bang skete for 13,8 milliarder år siden, og det er ikke muligt at vide, hvad der skete før, da tid sammen med rum og materie blev skabt i det nøjagtige øjeblik.
Det var ikke en lokal begivenhed. Det viser sig, at jo mere fjerne objekterne vi ser med de mest kraftfulde teleskoper, jo længere går vi tilbage til det tidspunkt, hvor big bang opstod, uanset hvilken retning vi ser på det..
Efter big bang faldt temperaturen, og de subatomære partikler, som vi kender, blev dannet: protoner, neutroner og elektroner, for at give anledning til atomer.
Under big bang opstod tyngdekraften, den forenende kraft af tiltrækning af materie såvel som de andre grundlæggende interaktioner.
De første kemiske grundstoffer, der blev dannet, var hydrogen, den enkleste af alle, og derefter helium og lithium i en proces, der kaldes nukleosyntese. Over tid gav store skyer af disse elementer anledning til de første galakser.
Big bang er baseret på:
-Det ligninger af relativitetsteorien foreslået af Einstein.
-Det standard model for partikler, der beskriver stofens struktur i form af de grundlæggende partikler og interaktionen mellem dem.
-Det kosmologiske princip, som bekræfter, at universet er homogent og isotropt, når vi ser det i større skala. Dette betyder, at dens egenskaber er identiske i alle retninger, og at fysikkens love er de samme overalt..
Naturligvis ved vi, at der er ophobninger af stof adskilt af rum med meget mindre tæthed. Fra dette synspunkt adskiller universets egenskaber bestemt sig. Men skalaen omfattet af det kosmologiske princip er meget større end det..
I henhold til det kosmologiske princip har universet ikke et centrum, og det har heller ikke grænser eller grænser, fordi præferencesteder simpelthen ikke findes..
Det konkluderes derfor, at universet har sin oprindelse i tid og derfor en endelig alder, skønt det endnu ikke er klart, om dets udvidelse er endelig eller uendelig..
Forskere skelner mellem tre store faser, den første i et univers meget primær, det andet af det oprindelige urbane univers og det tredje etape af struktur dannelse.
I løbet af de første to blev universet først domineret af stråling og derefter af stof.
I denne æra var energi i form af fotoner, masseløse elementære partikler, der udgør lys. Takket være dem blev der skabt elektron-positron-par af stof og antimateriale, som tilintetgøres, når de mødes og udsender energi igen i form af fotoner..
Men på et tidspunkt dominerede stof lidt over antimateriale, hvilket senere førte til udseendet af de første subatomære partikler..
Kosmologer mener, at dette stadium varede omkring 700.000 år, og i det skelnes der mellem følgende perioder:
Starter fra 10-43 sekunder efter big bang opstod og inkluderer:
-Planck-æraen, hvor de fire grundlæggende interaktioner - elektromagnetisk, stærk kernekraft, svag kernekraft og tyngdekraft - udgjorde en enkelt grundlæggende kraft.
-Enhedens æra fandt sted 10-36 sekunder senere, når tyngdekraften er adskilt fra de andre kræfter, men de andre forblev sammensmeltet i det, der kaldes GUT (grand samlet teori) da universet ekspanderede og afkøledes.
Fra 10-36 op til 10-33 sekunder, hvor universet gennemgik accelereret vækst, afkøledes og dens densitet hurtigt faldt som en konsekvens af ekspansionen.
Sådan voksede universet fra noget mindre end spidsen af en nål til en kugle på størrelse med flere soler som vores, alt sammen med stor hastighed.
Væksten i universet blev langsommere uden at stoppe, og de første elementære partikler dukkede op: protoner, elektroner og neutroner..
Efter tre minutter kolliderede protoner og neutroner for at danne de første kerner. Derefter mødtes disse kerner, og lysatomer blev dannet.
Paradoksalt nok tillod de høje temperaturer i det tidlige univers ikke lys at dukke op før omkring 380.000 år efter big bang..
Men så var universet allerede afkølet nok til at tillade dannelse af neutralt brint, hvormed fotoner - lysbærere - kunne bevæge sig store afstande uden forhindringer..
Universet, der tidligere var uigennemsigtigt på grund af dets høje tæthed, blev gennemsigtigt for stråling og stof blev dominerende.
På denne måde blev de første konglomerater dannet takket være tyngdekraftens virkning, og universet begyndte at få sin nuværende form. Det er stadiet i dannelsen af strukturer.
Tyngdekraften kollapsede gasskyer til at danne de første stjerner, som senere blev forbundet med galakser. Eksperter mener, at dette skete omkring 400 millioner år efter big bang..
Udvidelsen af universet er ikke stoppet, tværtimod ser det ud til at have accelereret.
Nu mener forskere, at der er en anden sag end den, vi kan se, kaldet mørkt stof, som er ansvarlig for denne accelererede udvidelse.
Big bang kan stadig observeres i dag på trods af den forløbne tid gennem stråling, der kommer fra de fjerneste steder i universet..
Den kosmiske mikrobølgestrålingsbaggrund (kosmisk mikrobølgeovn baggrund) blev opdaget i midten af 1960'erne af to forskere fra Bell Laboratories: Arno Penzias og Robert Wilson.
Det er den glød, som big bang efterlod, noget som teorien allerede havde påpeget på forhånd, men som ikke var blevet opdaget før eksperimenterne med Penzias og Wilson..
I 1929 bekræftede Edwin Hubble, at universet ekspanderede, og i otte år var han ansvarlig for at indsamle de nødvendige data for at bevise det på Mount Wilson Observatory, Californien.
På denne måde fortalte han følgende lov, hvor hastigheden v hvormed galakser bevæger sig væk fra os, er proportional med afstanden R, være H Hubble er konstant:
v = HR
Hvor H = 22 x 10-3 m / (lysår). Denne enkle form for lov er gyldig, når det kommer til galakser, der ikke er alt for langt væk..
Hubble-teleskopet bekræfter, at fjerne galakser er homogent fordelt i overensstemmelse med det kosmologiske princip.
Jo større rødskift, jo større er den tilsyneladende størrelse på en fjern galakse, hvilket betyder, at dens bølgelængde forlænges, når den bevæger sig gennem et ekspanderende univers..
I teorien er der mange punkter, der forbliver uklare, for eksempel ved forskere stadig ikke, hvad der udløste den store inflation.
På den anden side er mange eksperter ikke tilfredse med det faktum, at materie og rum inden big bang ikke eksisterede, da nogle mener, at tiden altid har eksisteret.
Naturligvis peger kosmologiske teorier på store fænomener og raffineres eller kasseres takket være nye opdagelser. Forskere håber at løse uoverensstemmelser som følgende:
Entropi var unormalt lav i de første øjeblikke af universet, og kosmologer kan ikke forklare stigningen i entropi til de nuværende niveauer..
Dette problem henviser til det faktum, at lysets hastighed er endelig, og intet bevæger sig hurtigere end det, men regioner, der under big bang ikke kunne være i kontakt på grund af deres adskillelse, viser det sig, at de var i termisk ligevægt..
Det menes, at vi lever i et fladt univers, men big bang-teorien tilbyder ikke en fysisk mekanisme, der tilfredsstillende forklarer årsagen.
Big bang-teorien forudsiger eksistensen af magnetiske monopol, men indtil videre er de ikke fundet. Hver gang vi prøver, ved at skære en magnet, får vi altid mindre magneter med nord- og sydpoler, aldrig adskilte magnetpoler (monopol).
Andre bekymringer omkring teorien er: hvor kom singulariteten fra? Og hvordan kom materien til at dominere over antimateriale? Eller hvordan og hvorfor opstod den store inflation? Der er stadig en lang vej at gå.
Endnu ingen kommentarer