HISTORIA POWSTANIA WSZECHŚWIATA


Istnieje kilka teorii opisujących początek i ewolucję wszechświata. Spośród nich najszerzej akceptowana jest teoria Wielkiego Wybuchu (zwana inaczej jako Big Bang). Wielki Wybuch to prawdę mówiąc nie jedna teoria, ale cały ich szereg. Wielki wybuch to cała grupa zagadnień, dociekań i przypuszczeń. Część z tych zagadnień zostało udowodnionych, lecz dla większości z nich wielu badaczy wciąż szuka dowodów. Podstawowym problemem jest to, iż żaden chyba człowiek nie może w pełni uwierzyć w to, że powstało coś z niczego. I to chyba całkiem naturalne. "WIELKI WYBUCH (Big-Bang), gwałtowna eksplozja bardzo gorącego i bardzo skondensowanego Wszechświata 15-20 mld lat temu, po której rozpoczęła się jego ewolucja" - to chyba najkrótsza definicja wielkiego wybuchu, będąca trzonem każdej innej definicji, spotykanych w rożnego rodzajach encyklopediach, słownikach fizycznych itp. Polska nazwa omawianego przez nas zjawiska - Wielki Wybuch, odzwierciedla początkową intensywność procesów, zachodzących we Wszechświecie, ale wprowadza również fałszywe skojarzenia z pospolitą eksplozją. Wybuch np. granatu polega na krótkotrwałym wydzieleniu energii w określonym miejscu przestrzeni, co powoduje powstanie znacznego wzrostu ciśnienia i temperatury, a w następstwie tego - fali uderzeniowej. Wielki Wybuch objął zaś jednocześnie cały Wszechświat - całą przestrzeń; ośrodek pozostawał jednorodny i izotropowy. Wielki Wybuch "zaczął się" wszędzie w tej samej chwili. Również angielska nazwa tego zjawiska - Big Bang, nie jest trafna. 10-43 sekundy po Wielkim wybuchu cały Wszechświat zawierał się w kuli wielkości łebka szpilki, a jego temperatura wynosiła 1032K. Na pewno, więc nie był "Big"(z ang. duży). Jeżeli zaś chodzi o "Bang" (z ang. wystrzał, huk, trzask... - bez wątpienia wyrazy dźwiękonaśladowcze), to próżnia, która go otaczała nie pozwalała mu się rozprzestrzeniać...
Początek wszechświata ocenia się na jakieś 15-20 mld lat. Co było przedtem? Tego nikt nie wie na pewno. Po Wielkim Wybuchu wszechświat był tak gorący (miał 1032 K), że cztery główne, znane nam dziś oddziaływania tworzyły jedną całość. Kiedy temp. opadła do 1028 K zaczęła powstawać pierwsza materia w postaci kwarków, a grawitacja oddzieliła się od pozostałych trzech oddziaływań. Potem powstaje "pierwotna zupa", której składnikami są mało liczne: kwarki, elektrony, neutrina i fotony, które tworzą materię, oraz ich przeciwne co do ładunku elektrycznego: antykwarki, pozytrony, antyneutrina, które tworzą antymaterię. Pomiędzy 10-35, a 10-32 s Wszechświat szybko się powiększał (jest to tzw. okres inflacji) i w tym czasie materia i antymateria uległy anihilacji, w wyniku, której została wyzwolona energia. Cząstki stają się obojętne łącząc się z odpowiednimi anty-cząstkami, co powoduje w efekcie powstanie dwóch fotonów. Fotony, posiadające wystarczającą energię, powodują na nowo powstawanie par cząstka-antycząstka, które znów się neutralizują... Historia mogłaby się tutaj zakończyć gdyby natura nie miała drobnych preferencji dla materii w stosunku do antymaterii: na miliard antycząstek przypadł miliard i jedna cząstka. Materia zwyciężyła. Podczas tego krótkiego czasu (zegar kosmiczny wskazuje 10-6 sekundy), Wszechświat się rozszerza i ochładza, a piekielny proces tworzenia i destrukcji zamiera: fotony nie mają już wystarczającej energii, aby produkować cząstki. Stając się bardziej stabilnymi, kwarki łączą się po 3, tworząc protony i neutrony. Mijają 3 minuty, niektóre protony skupiają się z innym protonem i dwoma neutronami, tworząc w ten sposób jądro helu. Samotne protony tworzą jądra wodoru. 300 000 lat przemija, w trakcie których Wszechświat kontynuuje swoją ekspansję i ochładzanie (jego temperatura nie przekracza już 10000K!). Jądra, naładowane dodatnio w zależności od liczby ich protonów, łączą się z naładowanymi ujemnie elektronami: 1 elektron dla jąder wodoru, 2 dla jąder helu. Jest to początek narodzin pierwszych atomów, najstarszych we Wszechświecie. Jeden miliard lat wystarczył, aby atomy wodoru (75%) i helu (23%) zgrupowały się dzięki sile grawitacji, tworząc cieplejsze rejony w środku lodowatej przestrzeni kosmosu, dając początek galaktykom wypełniającym cały kosmos.

Niektórzy astronomowie twierdzą, że istnieje nie jeden, ale wiele wszechświatów ( jedynym przypuszczalnym empirycznym potwierdzeniem takiej tezy jest funkcja falowa Hawkinga). W hipotezie tej istnieje również wiele czasoprzestrzeni, a czarne dziury są dziura swoistym kanałem - łączącym wszechświaty, lub ich zalążkiem. W kontekście tej teorii pojawia się jednak kolejna zagadka: w takim razie częścią czego - jakiego wszech-wszechświata, są wszystkie wszechświaty razem wzięte?