Общепринятая теория «Большого взрыва» в кратком изложении. |
В самом начале Вселенной все вещество и все излучение были сконцентрированы в крохотной области пространства, неизмеримо меньшей, чем ядро одного атома. Теория, согласно которой Вселенная расширилась почти что из ничего до своих нынешних невообразимых размеров, основана на предположении, что красные смещения галактик обусловлены их удалением от нас.
Вселенная расширяется, значит в прошлом она должна была быть более плотной. Насколько плотной? Теория Большого взрыва утверждает, что когда-то все вещество и энергия Вселенной были заключены в ничтожной области пространства. Все это было невероятно горячим и фантастически плотным. Вселенная, которую мы наблюдаем, возникла в результате Большого взрыва. После того как это произошло, Вселенная постоянно расширяется и остывает.
Возраст Вселенной пока не удается вычислить точно, поскольку результат зависит от степени кривизны пространства, а ее трудно измерить. Исходя из скорости расширения, можно предположить, что Вселенной сейчас от 10 до 20 млрд. лет. Точная цифра пока неизвестна, но наверняка Вселенная старше, чем Солнце и Земля.
Вселенная далекого прошлого, когда она только-только родилась из Большого взрыва, сильно отличалась от той Вселенной планет, звезд и галактик, которую мы видим сегодня.
Самая ранняя Вселенная представляла собой огненный шар излучения. Материя не была похожа на то вещество, что мы видим сегодня. Вселенная состояла из смеси экзотических частиц, которые быстро охлаждались по мере расширения крохотного мира. Когда возраст Вселенной достиг одной миллионной доли секунды, большая часть энергии превратилась в протоны (ядра атомов водорода). В следующую тысячную долю секунды сформировались электроны, которые слились с протонами, образовав нейтроны. Нейтроны могут самостоятельно существовать всего тысячу секунд, поэтому следующие несколько минут были решающими! За первую четверть часа протоны успели прореагировать с быстро распадающимися нейтронами, и появились ядра атомов гелия. В гонке на время, продолжая охлаждаться и расширяться, Вселенная смогла превратиться из водорода в гелий около четвертой части своей материи. Остальной водород пошел на образование звезд.
В конце первого часа после начала Большого взрыва Вселенная состояла из частиц излучения — фотонов, а также из электронов, ядер водорода (протонов) и ядер гелия. Атомов еще не было, потому что при столь высокой температуре электроны не могут удерживаться на орбитах около протонов или ядер гелия. Любой электрон, попытавшийся приблизиться к высокоэнергетическому протону, тут же отбрасывался в результате столкновения с ним. Но время работало против излучения. Продолжавшееся расширение остужало Вселенную, и протоны постепенно теряли свою энергию, поскольку им приходилось заполнять все большее пространство. Спустя примерно миллион лет температура упала до 4000°С, что уже позволяло ядрам удерживать электроны на орбитах. Именно на этой стадии развития Вселенной образовались атомы. Электронам хватило нескольких тысяч лет, чтобы устроиться на орбитах вокруг ядер водорода и гелия. Пока этого не произошло, свет не мог распространяться во Вселенной на большие расстояния. Если бы ты вдруг оказался в ранней Вселенной, ты был бы со всех сторон окружен ярко светящимся туманом, непроницаемым для взгляда даже на сантиметр. Но как только сформировались устойчивые атомы, Вселенная стала прозрачной, и свет получил возможность путешествовать беспрепятственно. С помощью своих телескопов мы не можем вернуться во времени дальше этого момента, так как до него Вселенная была непрозрачной. Это точно так же, как с Солнцем: оно непрозрачно, и поэтому мы не можем проникнуть взглядом в его внутреннюю часть. Вот так и наши телескопы не позволяют заглянуть внутрь первоначального пылающего шара. Нам остается только догадываться, что там происходило, применяя к ранней Вселенной законы физики.
«Oxford’s Astronomy» Simon & Jacqueline Mitton.
| Рубрики: | Стоит почитать! |
| Комментировать | « Пред. запись — К дневнику — След. запись » | Страницы: [1] [Новые] |
