Teoria Big Bang Este o teorie cosmologică pentru a explica originea universului și cea care are în prezent mai multă acceptare în comunitatea științifică. Se afirmă că universul a început cu un big bang, în urmă cu aproximativ 13,8 miliarde de ani, și se extinde continuu de atunci..
Din această mare explozie a venit materia, timpul și spațiul, care ulterior au devenit galaxii și sisteme stelare, inclusiv propria noastră Căi Lactee, sistemul solar și în cele din urmă noi înșine..
Teoria a luat naștere în 1915, cu ecuațiile relativității lui Albert Einstein, care, printre altele, prezic expansiunea universului, fapt cu care omul de știință german nu s-a simțit niciodată confortabil..
Cu toate acestea, astronomul belgian George Lemaitre, când a studiat relativitatea, a sugerat că, dacă expansiunea ar fi adevărată, în mod evident universul trebuie să aibă un punct de plecare. În 1927 Lemaitre a publicat un articol în care și-a prezentat ideile despre originea universului, pe care l-a numit „atomul primordial”.
Astronomul american Edwin Hubble a promovat noua teorie, confirmând în 1929 că galaxiile se îndepărtează una de alta și, de asemenea, de noi.
Revenind în timp, galaxiile trebuie să fi fost cu siguranță mult mai apropiate decât sunt astăzi. Și, prin urmare, trebuie să fi existat un moment în care toată materia a fost incredibil de comprimată, ocupând un spațiu infinit de mic: o singularitate.
Indice articol
Termenul „big bang” a fost inventat de către fizicianul Fred Hoyle în 1940, care nu era înțelegător cu ideea, așa că s-a referit la el în mod derizoriu, numindu-l „acel big bang”. Hoyle era convins că universul era staționar.
Deși numele său ne duce cu gândul la un eveniment catastrofal, fizicienii și cosmologii cred acum că nu a fost nici măcar nici un cataclism din care galaxiile au zburat în toate direcțiile..
Dar a fost atât de puternic încât cele patru interacțiuni fundamentale ale Fizicii au fost unificate în primele momente.
Întregul univers era inițial într-o stare incredibil de caldă și densă, iar apoi s-a extins brusc pe măsură ce s-a răcit încet. Această expansiune continuă astăzi.
Big Bang-ul nu explică modul în care a apărut singularitatea originală, cel mai puțin ceea ce a existat înainte. Ceea ce explică este ceea ce s-a întâmplat cu universul în primele zile când singularitatea a încetat să mai fie..
Oamenii de știință estimează că big bang-ul s-a întâmplat în urmă cu 13,8 miliarde de ani și nu este posibil să știm ce s-a întâmplat înainte, deoarece timpul, împreună cu spațiul și materia, au fost create în acel moment precis.
Nu a fost un eveniment localizat. Se pare că, cu cât sunt mai îndepărtate obiectele pe care le vedem cu cele mai puternice telescoape, cu atât ne întoarcem mai departe la momentul în care s-a produs big bang-ul, indiferent de direcția în care îl privim..
După big bang, temperatura a scăzut și s-au format particulele subatomice pe care le știm: protoni, neutroni și electroni, pentru a da naștere atomilor.
În timpul big bang-ului, a apărut gravitația, forța unificatoare de atracție a materiei, precum și celelalte interacțiuni fundamentale.
Primele elemente chimice formate au fost hidrogenul, cel mai simplu dintre toate, și apoi heliu și litiu, într-un proces numit nucleosinteza. De-a lungul timpului, nori imensi ai acestor elemente au dat naștere primelor galaxii.
Big Bang-ul se bazează pe:
- ecuații ale teoriei relativității propus de Einstein.
- model standard de particule, care descrie structura materiei în termeni de particule fundamentale și interacțiunile dintre ele.
- principiu cosmologic, care afirmă că universul este omogen și izotrop, când îl vedem la o scară mai mare. Aceasta înseamnă că proprietățile sale sunt identice în toate direcțiile și legile Fizicii sunt aceleași peste tot..
Desigur, știm că există acumulări de materie, separate de spații cu o densitate mult mai mică. Din acest punct de vedere, proprietățile universului diferă cu siguranță. Dar scara cuprinsă de principiul cosmologic este mult mai mare decât atât..
Conform principiului cosmologic, universul nu are un centru și nici nu are granițe sau limite, deoarece locurile preferențiale pur și simplu nu există..
Prin urmare, se concluzionează că universul are o origine în timp și, prin urmare, o epocă finită, deși nu este încă clar dacă extensia sa este finită sau infinită..
Oamenii de știință disting trei etape majore, prima dintr-un univers foarte primar, al doilea din universul primordial propriu-zis și al treilea stadiul formarea structurii.
În primele două, universul a fost dominat mai întâi de radiații și apoi de materie.
În această eră, energia era sub formă de fotoni, particule elementare fără masă care alcătuiesc lumina. Datorită lor au fost create perechile de materie și antimaterie electron-pozitron, care se anihilează atunci când se întâlnesc, emițând din nou energie sub formă de fotoni..
Cu toate acestea, la un moment dat materia a predominat ușor asupra antimateriei, ceea ce a dus mai târziu la apariția primelor particule subatomice..
Cosmologii cred că această etapă a durat aproximativ 700.000 de ani și în ea se disting următoarele perioade:
Începe de la 10-43 secunde după ce a avut loc big bang-ul și include:
-Era Planck, când cele patru interacțiuni fundamentale - electromagnetice, nucleare puternice, nucleare slabe și gravitaționale - constituiau o singură forță fundamentală.
-Era unificării a avut loc 10-36 câteva secunde mai târziu, când gravitația este separată de celelalte forțe, dar celelalte au rămas fuzionate în ceea ce se numește GUT (mare teorie unificată) pe măsură ce universul s-a extins și s-a răcit.
De la 10-36 până la 10-33 secunde, în care universul a suferit o creștere accelerată, s-a răcit și densitatea sa a scăzut rapid, ca o consecință a expansiunii.
Acesta este modul în care universul a crescut de la ceva mai puțin decât vârful unui știft, la o sferă de mărimea mai multor sori ca a noastră, totul cu mare viteză.
Creșterea universului a încetinit fără oprire și au apărut primele particule elementare: protoni, electroni și neutroni..
După trei minute, protoni și neutroni s-au ciocnit pentru a forma primii nuclei. Apoi, aceste nuclee s-au întâlnit și s-au format atomii de lumină.
În mod paradoxal, temperaturile ridicate ale universului timpuriu nu permiteau apariția luminii decât la aproximativ 380.000 de ani după big bang..
Dar atunci universul s-a răcit deja suficient pentru a permite formarea hidrogenului neutru, cu care fotonii - purtători de lumină - puteau deplasa distanțe mari fără obstacole..
Universul, anterior opac datorită densității sale ridicate, a devenit transparent la radiații și materia a devenit predominantă.
În acest fel, s-au format primele conglomerate, grație acțiunii gravitației și universul a început să-și dobândească forma actuală. Este etapa formării structurilor.
Gravitația a prăbușit norii de gaz pentru a forma primele stele, care ulterior s-au asociat cu galaxiile. Experții cred că acest lucru s-a întâmplat la aproximativ 400 de milioane de ani după big bang..
Expansiunea universului nu s-a oprit, dimpotrivă se pare că s-a accelerat.
Acum oamenii de știință cred că există o chestiune diferită de cea pe care o putem vedea, numită materie întunecată, care este responsabil pentru această expansiune accelerată.
Big bang-ul este încă observabil și astăzi, în ciuda timpului scurs, prin radiații care provin din cele mai îndepărtate locuri din univers..
Fundalul radiației cosmice cu microunde (fundal cosmic cu microunde) a fost descoperit la mijlocul anilor 1960 de doi cercetători ai Laboratoarelor Bell: Arno Penzias și Robert Wilson.
Este strălucirea pe care big bang-ul a lăsat-o în urmă, lucru pe care teoria îl arătase deja în avans, dar care nu fusese detectat până la experimentele lui Penzias și Wilson..
În 1929, Edwin Hubble a afirmat că universul se extinde și, timp de opt ani, a fost însărcinat cu colectarea datelor necesare pentru a demonstra acest lucru la Observatorul Mount Wilson, California.
În acest fel a enunțat următoarea lege, în care viteza v cu care galaxiile se îndepărtează de noi, este proporțional cu distanța R, fiind H Constanta lui Hubble:
v = HR
Unde H = 22 x 10-3 m / (an lumină). Această formă simplă a legii este valabilă atunci când vine vorba de galaxii nu prea îndepărtate..
Telescopul spațial Hubble confirmă faptul că galaxiile îndepărtate sunt distribuite omogen, în conformitate cu principiul cosmologic.
Cu cât este mai mare schimbarea la roșu, cu atât este mai mare magnitudinea aparentă a unei galaxii îndepărtate, ceea ce înseamnă că lungimea de undă a luminii sale se prelungește pe măsură ce călătorește printr-un univers în expansiune..
În teorie, există multe puncte care rămân obscure, de exemplu oamenii de știință încă nu știu ce a declanșat marea inflație.
Pe de altă parte, mulți experți nu sunt mulțumiți de faptul că înainte de big bang timpul, materia și spațiul nu existau, deoarece unii cred că timpul a existat dintotdeauna.
Desigur, teoriile cosmologice indică fenomene pe scară largă și sunt rafinate sau aruncate datorită noilor descoperiri. Oamenii de știință speră să rezolve discrepanțe precum următoarele:
Entropia a fost anormal de scăzută în primele momente ale universului, iar cosmologii nu pot explica creșterea entropiei la nivelurile actuale..
Această problemă se referă la faptul că viteza luminii este finită și nimic nu se deplasează mai repede decât ea, cu toate acestea, regiunile care în timpul big bang-ului nu au putut fi în contact din cauza separării lor, se dovedește că s-au aflat în echilibru termic..
Se crede că trăim într-un univers plat, totuși teoria big bang nu oferă un mecanism fizic care să explice în mod satisfăcător motivul.
Teoria big bang prezice existența monopolurilor magnetice, dar până acum nu au fost găsite. De fiecare dată când încercăm, prin secționarea unui magnet, obținem întotdeauna magneți mai mici cu poli nord și sud, nu separăm niciodată poli magnetici (monopoluri).
Alte preocupări legate de teorie sunt: de unde a provenit singularitatea? Și cum a ajuns materia să predomine asupra antimateriei? Sau cum și de ce s-a produs marea inflație? Mai este un drum lung de parcurs.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.