barrow7

RYSUNEK 1 .5

Wszechświaty, których ewolucję przedstawiają linie położone za bardzo ponad krzywą reprezentującą ewolucję modelu krytycznego, ekspandują za szybko, by mogły powstać galaktyki i gwiazdy; w takim wszechświecie nie może powstać życie. Wszechświaty, których ewolucję przedstawiają linie położone za bardzo poniżej krzywej krytycznej zapadają się, zanim zdążą powstać gwiazdy. Zaciemniony obszar przedstawia przedział epok i rodzajów ekspansji kosmosu, w których mogą powstawać obserwatorzy.

ją obserwatorem (patrz rysunek 1.5). Nie powinniśmy się więc dziwić widząc, że nasz Wszechświat naśladuje tak bardzo model krytyczny. Nie moglibyśmy istnieć we wszechświatach innego rodzaju.

Poznanie budowy i historii ekspandującego Wszechświata następowało bardzo powoli. Belgijski ksiądz i fizyk Georges Lemaitre odegrał główną rolę w rozwoju tej wiedzy na początku lat trzydziestych XX wieku. Jego teoria „pierwotnego atomu” była prekursorem tej, którą dziś znamy jako model

Wielkiego Wybuchu. Najważniejsze postępy zostały dokonane w latach czterdziestych przez George’a Gamowa, rosyjskiego emigranta żyjącego w Stanach Zjednoczonych, i jego dwóch młodych studentów: Ralpha Alphera i Roberta Hermana. Na serio potraktowali oni możliwość zastosowania znanej fizyki do badania wczesnych etapów ekspansji Wszechświata. Bardzo wcześnie zdali sobie sprawę z podstawowego faktu: jeśli Wszechświat rozpoczął swą ewolucję w dalekiej przeszłości, od stanu gorącego o dużej gęstości materii, to powinno z tej pierwotnej eksplozji pozostać jakieś promieniowanie. Mówiąc bardziej szczegółowo, zrozumieli, że gdy Wszechświat liczył sobie zaledwie kilka minut, panowała w nim tak wysoka temperatura i gęstość, że reakcje jądrowe zachodziły wszędzie. Później te ważne intuicje zostały potwierdzone przez znacznie bardziej szczegółowe przewidywania i obserwacje.

W 1948 roku Alpher i Herman przewidzieli, że szczątkowe promieniowanie pochodzące z Wielkiego Wybuchu, ochłodzone wskutek ekspansji Wszechświata powinno dziś mieć temperaturę około pięciu stopni powyżej zera bezwzględnego (temperatura zera bezwzględnego odpowiada w przybliżeniu -273°C), czyli pięciu kelwinom. Ich przewidywanie poszło jednak w zapomnienie. Piętnaście lat później kilku uczonych rozważało problem początku gorącego, ekspandującego Wszechświata, ale żaden z nich nie wiedział o pracy Alphera i Hermana. Przepływ informacji wyglądał wtedy inaczej niż dziś. W latach pięćdziesiątych i na początku lat sześćdziesiątych odtwarzanie szczegółów wczesnych etapów ewolucji kosmosu nie było uważane przez większość fizyków za poważny temat badań. Wszystko zmieniło się w 1965 roku. Kosmiczne pole promieniowania, rozważane przez Alphera

29