Astronoomia

Suure Paugu teooria ja Universumi päritolu

Suure Paugu teooria ja Universumi päritolu

Suur pauk, sõna otseses mõttes suur pauk, kujutab endast hetke, mil "miski" ilmutab kogu asja, see tähendab, universumi päritolu.

Selle teooria kohaselt (Suure Paugu teooria, mitte "suur keeld", nagu seda mõnikord nimetatakse) oli asi lõpmata väike punkt ja väga tihe tihedus, mis antud ajahetkel plahvatas ja see laienes kõigis suundades, luues selle, mida tunneme oma Universumina, mis hõlmab ka ruumi ja aega. See juhtus umbes 13,8 miljardit aastat tagasi. Teoreetilistel füüsikutel on õnnestunud seda sündmuste kronoloogiat rekonstrueerida 1/100 sekundist pärast Suurt Pauku.

Pärast lööklaine, samal ajal kui Universum laienes (samamoodi, kui õhupalli täispuhumisel võtab see rohkem ruumi), jahtus see piisavalt ja moodustusid esimesed subatomaatsed osakesed: elektronid, positronid, mesonid, barioonid, neutronod, footonid ja a pikk etcetera kuni enam kui 90 tänapäeval teadaoleva osakeseni.

Hiljem moodustusid aatomid. Vahepeal rühmitati aine gravitatsiooni tõttu nende ürgsete elementide pilvedeks. Mõni kasvas nii palju, et tähed hakkasid tekkima ja moodustasid galaktikaid.

Suure paugu teooria ajalugu

1948. aastal natsionaliseeris Ameerika vene füüsik George gamow muudetud Lemaître ürgtuuma teooriat. Gamow väitis, et Universum loodi hiiglasliku plahvatuse ajal ja mitmesugused tänapäeval täheldatavad elemendid toodeti esimestel minutitel pärast suurt plahvatust, kui Universumi ülikõrge temperatuur ja tihedus sulatasid subatomilised osakesed keemilisteks elementideks.

Värskemad arvutused näitavad, et vesinik ja heelium oleksid olnud Suure Paugu esmased saadused ja kõige raskemad elemendid toodeti hiljem tähtede sees. Gamowi teooria, olgugi et see on elementaarne ja seejärel parandatud, pakub alust Universumi esimeste etappide ja sellele järgneva arengu mõistmiseks.

Universumi esimestel hetkedel eksisteerinud aine laienes kiiresti. Paisumisel heelium ja vesinik jahutati ja kondenseerusid tähtedeks ja galaktikateks. See seletab universumi laienemist ja on Hubble'i seaduse füüsiline alus.

Universumi laienedes jätkas Suure Paugu jääkkiirguse jahtumist, kuni see jõudis temperatuurini umbes 3 ° K (-270 ° C). Neid mikrolaine taustkiirguse jälgi tuvastasid raadioastronoomid 1964. aastal, pakkudes seega seda, mida enamik astronoome peab Suure Paugu teooria kinnitamiseks.

Viimased supernoovade punanihke mõõtmised, omistatud praegu tumeda energiani näitavad nad, et universumi laienemine, mis ei aeglusta kaugelt, kiireneb. Mustade aukude uurimine ja hiljutine gravitatsioonilainete avastamine pakuvad jätkuvalt huvitavamat teavet. Näib, et Suure Paugu uurimisel on veel pikk tee minna.

Avatud või suletud universum? Piiratud või lõpmatu?

Üks laieneva Universumi mudeli suurtest lahendamata teadusprobleemidest on see, kas Universum on avatud või suletud (see tähendab, kas see laieneb määramata ajaks või tõmbub uuesti kokku).

Selle probleemi lahendamise eesmärk on teha kindlaks, kas universumis on aine keskmine tihedus suurem kui Friedmanni mudeli kriitiline väärtus. Galaktika massi saab mõõta selle tähtede liikumist jälgides; korrutades iga galaktika massi galaktikate arvuga, on näha, et tihedus on vaid 5–10% kriitilisest väärtusest. Galaktikate klastri massi saab analoogselt määrata, mõõtes selles sisalduvate galaktikate liikumist. Korrutades selle massi galaktikaparvede arvuga, saadakse palju suurem tihedus, mis lähendab kriitilist piiri, mis "näib osutavat", et Universum on suletud.

Nende kahe meetodi erinevus viitab nähtamatu aine, nn tume aine, igas klastris, kuid väljaspool nähtavaid galaktikaid. Kuni varjatud massinähtuse mõistmiseni pole see Universumi saatuse määramise meetod veenev.

Paljud teoreetilise kosmoloogia tavapärased tööd keskenduvad nende protsesside parema mõistmise arendamisele, mis oleks pidanud andma tulemuseks Suure Paugu. inflatsiooniteooria, mis formuleeriti 1980ndatel, lahendab olulised probleemid Gamowi algses lähenemises, lisades hiljutised edusammud põhiosakeste füüsikas. Need teooriad on tinginud ka sellised julged spekulatsioonid nagu inflatsioonimudeli järgi toodetud universumite lõpmatus.

Enamik kosmolooge tegeleb siiski tumeda aine asukoha tuvastamisega, samas kui vähemus, keda juhib Nobeli füüsikapreemia rootslane Hannes Alfvén, on seisukohal, et mitte ainult gravitatsioon, vaid ka nähtused plasmast, on neil võti Universumi struktuuri ja arengu mõistmiseks.

Internetis on palju allikaid, mis arendavad Suure Paugu teooriat edasi, alustades Vikipeediast endast. Samuti võime oma uudishimu toita, vaadates allpool loetletud teemasid.

Avastage veel:
• Olbersi paradoks: kas universum on lõpmatu?
• Mis on gravitatsiooni- või gravitatsioonilained?
• Mustade aukude ainulaadsus


◄ EelmineJärgmine ►
Isaac Newton ja universaalse gravitatsiooni seadusAlbert Einstein ja relatiivsus