7921506550

i pozostają niezmienne w czasie kosmologicznym (w szczególności stałe fizyczne są stałe).

Tak więc, o ile Wszechświat jest pewnego rodzaju układem, jesteśmy dopiero na początku drogi w poznawaniu wzajemnych powiązań między jego elementami. Jest niezwykle ciekawe, że mówi się dzisiaj nie tylko o ekstrapolacji znanych praw na Wszechświat, ale także o ograniczeniach na parametry tego Wszechświata z obecności w nim np. obiektów astrofizycznych. U podstaw takiego poglądu leży głęboko tkwiące u kosmologów przekonanie o jedności praw przyrody, które nim rządzą. Problem leży w tym, że wykazanie istnienia mechanizmów współdziałania jest trudne z uwagi na to, że efekty są słabe, np. czy efekty grawitacji są istotne dla procesów życiowych.

Co do drugiej kwestii, to można podać pewne argumenty za wzajemnym współoddziaływaniem elementów. W tym kontekście istotne wydają się być badania w kierunku poznania nielokalności Wszechświata czy unifikacji praw przyrody.

Pozostawiając niejako problem: „czy Wszechświat jest układem, i w jakim sensie¹, pokażemy przykłady samoorganizujących się struktur we Wszechświecie oraz że pewne kwantowe modele kosmologiczne oparte na kwantowej grawitacji są przykładem samoorganizującego się Wszechświata. Również świadectwo typowości relacji potęgowych spotykanych w astrofizyce wskazuje, że Wszechświat w skali galaktyk, gwiazd jest układem złożonym przemawiającym do nas tymi prostymi relacjami. Przejdźmy teraz do omówienia różnych manifestacji złożoności Wszechświata w kontekście powstawania samoorganizujących się struktur.

3.1 Powstawanie galaktyk i struktur we Wszechświecie

Wydarzenie to miało miejsce od ok 300 tys. do 2 mld lat, licząc od wielkiego wybuchu. W tym przedziale czasu formowały się już struktury, które następnie przekształcały się w galaktyki. O zalążkach struktur, w zasadzie już można mówić we wszechświecie inflacyjnym. Wówczas inflacyjna ekspansja przebiegała różnie w jego przestrzeni i pewne jego obszary „rozdęła” do większych, inne do mniejszych rozmiarów. Pewne z nich rozszerzały się wolniej, a inne szybciej. Te wolniejsze charakteryzowały się większą gęstością, pozostałe mniejszą, natomiast siły grawitacyjne przyciągały materię do obszarów o większej gęstości. Później w tych obszarach powstawały galaktyki i struktury bogatsze; ich gromady i super-gromady w drodze mechanizmu tzw. grawitacyjnej niestabilności. Kosmologowie potrafią symulować komputerowo proces powstawania wielkoskalowej struktury Wszechświata z charakterystycznymi obszarami pustek, ścian i łańcuchów.

Gdy galaktyki już się pojawiły, skupiły one w sobie większość materii Wszechświata. To jest powodem, dla którego od tego momentu „ewolucja” Wszechświata polegała na zmianach zachodzących w samych wnętrzach gwiazdowych. Na początku galaktyki składały się wyłącznie z wodoru i helu, i dopiero mechanizm grawitacyjnej niestabilności spowodował, że obłoki tego gazu zaczęły się grawitacyjnie zapadać. Powstały pierwsze pokolenia gwiazd. W gwiazdach zachodziły reakcje termojądrowe, które następnie przekształcały jądra wodoru w jądra helu, a później te ostatnie w jądra węgła i tlenu. Mamy

1

Na przykład pytanie o jego „zamkniętość” czy otwartość jako układu termodynamicznego wydaje się nie być jeszcze zasadnie postawione.