Сите астрономи и космолози се согласуваат дека универзумот започнал со „голема експлозија“ – стравотно моќен зачеток на време-просторот кој вртоглаво истерал нанадвор енергија и материја.
Голема теорија: Откритието на космичката микробранова позадина (cosmic microwave background – CMB) ја потврди теоријата за Големата експлозија. Згрутченоста на СМВ на астрономите им дава докази за теории од тоа кои се содржините на нашиот универзум до како се формирала неговата модерна структура. Заслуги: Астрономија: Роен Кели
Доказите се јасни, од основите на Ајнштајновата теорија на релативноста, до откритието на космичката микробранова позадина од страна на Арно Пензијас и Роберт Вилсон во 1960-тите, до потврдувањето на бранови во материјалот на древниот време-простор од страна на сателитот Истражувач на космичката позадина (Cosmic Background Explorer – COBE) во 1992. Но зајакот се крие во деталите, и тука откривањето како космологијата на Големата експлозија навистина работи станува интересно.
Моделот на Големата експлозија вообичаено се разделува на неколку клучни ери и настани. Стандардната космологија, збирот на најсигурни идеи за дешифрирање на историјата на универзумот, важи од сега до околу стотинка по Големата експлозија. Но физиката на честички и квантната космологија владееле со светот пред тоа.
При Големата експлозија се формирале материјата, енергијата, просторот и времето, и универзумот бил бесконечно густ и неверојатно жежок. Често поставуваното прашање „Што се случувало пред Големата експлозија?“ е надвор од досегот на науката бидејќи истото не може да се одговори по научна постапка. Всушност, науката нема многу да каже за начинот на кој универзумот се однесувал се до 10-43 секунди по Големата експлозија, кога започнала Големата ера на соединување (која траела само до 10-35 секунда.) Материјата и енергијата биле еднакви и урамнотежени за време на овој период, а слабата и силната нуклеарна сила и електромагнетизмот биле исти.
Ехо со висока резолуција. Доказите за Големата експлозија доаѓаат од деталните податоци од Истражувачот на космичката позадина и Вилкинсон сондата за микробранова анизотропија (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe – WMAP). Во 1992, СОВЕ ја произведе првата добра СМВ мапа (горе); девет години подоцна WMAP ја проследи со многу подетална верзија. Заслуги: НАСА/WMAP научна чајанка
Но, универзумот брзо се оладил при ширењето нанадвор, и по 10-35 секунди по Големата експлозија започнала ерата на инфлација, во која универзумот се зголемил 1050 пати во рок од 10-34 секунди. При овој див период настанале космичките струни, монополите и други егзотични видови на материја и енергија. Колку неверојатно и да звучи, инфлацијата објаснува неколку набљудувања кои инаку би било тешко да се разрешат. По инфлацијата универзумот го забавил своето ширење но продолжил да расте, како што прави и денес. Тој исто така значително се оладил, со тоа овозможувајќи го формирањето на материја – прво неутрина, електрони, кваркови и фотони, проследени се протони и неутрони. Исто така била произведено обилно количество на антиматерија, носејќи го спротивниот полнеж од честичките со кои си одговараат (на пример електрони со позитрони).
Понатаму, како што енергијата на масата на честичките ја надминала термалната енергија на универзумот, многу од нив заемно се уништиле со нивните соодветни (анти)честички, со тоа произведувајќи гама зраци. Со тек на времето, овие уништувања оставиле вишок на обична материја во споредба со антиматерија.
Хемијата е вкоренета длабоко во историјата на универзумот. Во клучен момент, околу една секунда по Големата експлозија, нуклеосинтеза создала деутериум, заедно со полесните елементи литиум и хелиум. По околу 10000 години, температурата на универзумот се спуштила до толку што масивните честички имале поголем придонес кон вкупната густина на енергија во универзумот од светлината и другите форми на радијација, кои дотогаш доминирале. Ова ја вклучило гравитацијата како клучен играч, и малите неправилности во густината на материјата се зголемиле во структури со ширењето на универзумот.
Космичко откритие. Роберт Вилсон (лево) и Арно Пензијас неочекувано ја откриле космичката микробранова позадина со оваа антена во облик на рог. Заслуги: Пацифичко астрономско друштво
Остатоците од радијацијата од Големата експлозија се разединиле(замислете ненадејно расчистување на тежок сообраќај) по речиси 400000 години, создавајќи го ехото од радијација видено од страна на Пензијас и Вилсон со нивниот радио телескоп. Овој момент на разединување ја посведочил преобразбата на универзумот од непровиден во провиден. Материјата и радијацијата конечно се разделиле.
Астрономите-набљудувачи сметаат дека голем дел од историјата на раниот универзум е проблем од областа на физика на честички, опишувајќи ги случувањата се до создавањето на галаксиите, ѕвездите и црните дупки како „куп збркана физика.“ Тие се позаинтересирани за тоа како првите астрономски објекти, големите станари на универзумот, себиле создадени околу милијарда години по Големата експлозија. Но пред да можат да добијат јасна слика за овој процес, астрономите мораат да ја земат во предвид улогата на напредвидливиот играч – темната материја.
Превод: Јоаким Јаковлески
Извор: astronomy.com
