Big Bang-ul și originea tuturor

Cum a început universul? Aceasta este o întrebare pe care oamenii de știință și filozofii au reflectat-o ​​de-a lungul istoriei în timp ce priveau cerul înstelat de mai sus. Este de datoria astronomiei și astrofizicii să ofere un răspuns. Cu toate acestea, nu este unul ușor de abordat.

Primele sclipiri majore ale unui răspuns au venit din cer în 1964. Asta în condițiile în care astronomii Arno Penzias și Robert Wilson au descoperit un semnal cu microunde îngropat în datele pe care le luau pentru a căuta semnale care sunt respinse de la sateliții cu baloane Echo. Aceștia au presupus la vremea aceea că era pur și simplu zgomot nedorit și au încercat să filtreze semnalul.

Cu toate acestea, se dovedește că ceea ce au detectat a venit dintr-un timp la scurt timp după începutul universului. Deși nu știau la vremea respectivă, au descoperit

Ce a început nașterea universului? Potrivit fizicii, universul a pornit în existență dintr-o singularitate - un termen pe care fizicienii îl folosesc pentru a descrie regiunile spațiului care sfidează legile fizicii. Ei știu foarte puțin despre singularități, dar se știe că astfel de regiuni există în miezurile din găuri negre. Este o regiune în care toată masa zbuciumată de o gaură neagră este stoarsă într-un punct minuscul, infinit de masiv, dar și foarte, foarte mică. Imaginați-vă îmbrăcarea Pământului în mărimea unui punct concret. O singularitate ar fi mai mică.

Asta nu înseamnă că universul a început ca o gaură neagră, totuși. O asemenea presupunere ar ridica problema a ceva existent inainte de Big Bang, care este destul de speculativ. Prin definiție, nimic nu a existat înainte de început, dar acest fapt creează mai multe întrebări decât răspunsuri. De exemplu, dacă nu exista nimic înainte de Big Bang, ce a determinat crearea singularității în primul rând? Este o întrebare „gotcha” astrofizicienii încă încearcă să înțeleagă.

Cu toate acestea, odată creată singularitatea (oricum s-a întâmplat), fizicienii au o idee bună despre ce s-a întâmplat în continuare. Universul se afla într-o stare fierbinte, densă și a început să se extindă printr-un proces numit inflație. A trecut de la foarte mici și foarte densi, la o stare foarte fierbinte. Apoi, s-a răcit pe măsură ce s-a extins. Acest proces este acum denumit Big Bang, un termen creat prima dată de Sir Fred Hoyle în timpul unei emisii radio britanice Broadcasting Corporation (BBC) din 1950.

Deși termenul implică un fel de explozie, nu a existat într-adevăr o izbucnire sau o lovitură. A fost cu adevărat extinderea rapidă a spațiului și a timpului. Gândiți-vă la el ca la aruncarea unui balon: pe măsură ce cineva aruncă aer, exteriorul balonului se extinde spre exterior.

Universul foarte timpuriu (la un moment dat la câteva fracțiuni de secundă după începerea Big Bang-ului) nu a fost legat de legile fizicii așa cum le cunoaștem astăzi. Deci, nimeni nu poate prezice cu mare acuratețe cum arăta universul la acea vreme. Cu toate acestea, oamenii de știință avea a fost capabil să construiască o reprezentare aproximativă a modului în care a evoluat universul.

În primul rând, universul infantil era inițial atât de fierbinte și dens încât chiar particule elementare cum ar fi protonii și neutronii nu ar putea exista. În schimb, diferite tipuri de materie (numită materie și anti-materie) s-au ciocnit împreună, creând energie pură. Pe măsură ce universul a început să se răcească în primele minute, protoni și neutroni au început să se formeze. Încet, protonii, neutronii și electronii s-au reunit pentru a forma hidrogen și cantități mici de heliu. În decurs de miliarde de ani care au urmat, s-au format stele, planete și galaxii pentru a crea universul actual.

Deci, înapoi la Penzias și Wilson și CMB. Ce au găsit (și pentru care au câștigat un Premiul Nobel), este adesea descris ca „ecoul” Big Bang-ului. A lăsat în urmă o semnătură de sine, la fel cum un ecou auzit într-un canion reprezintă o „semnătură” a sunetului original. Diferența este că în loc de un ecou sonor, indiciul Big Bang este o semnătură a căldurii în tot spațiul. Semnătura respectivă a fost studiată în mod special de navele spațiale Cosmic Background Explorer (COBE) și de nave Sonda de anizotropie cu microunde Wilkinson (WMAP). Datele lor oferă cele mai clare dovezi pentru evenimentul cosmic de naștere.

In timp ce Marea explozie teoria este cel mai acceptat model care explică originile universului și este susținut de toți dovezile observaționale, există și alte modele care folosesc aceeași dovadă pentru a spune un pic diferit poveste.

Unii teoreticieni susțin că teoria Big Bang se bazează pe o premisă falsă - că universul este construit pe un spațiu-timp în continuă expansiune. Ele sugerează un univers static, ceea ce a fost prevăzut inițial de teoria lui Einstein relativitate generală. Teoria lui Einstein a fost modificată doar mai târziu pentru a se adapta modului în care universul pare să se extindă. Și, expansiunea este o mare parte a poveștii, mai ales că implică existența energie întunecată. În cele din urmă, o recalculare a masei universului pare să sprijine teoria Big Bang a evenimentelor.

În timp ce înțelegerea noastră despre evenimentele reale este încă incompletă, datele CMB ajută la modelarea teoriilor care explică nașterea cosmosului. Fără Big Bang, nu ar exista stele, galaxii, planete sau viață.

• Big Bang-ul este numele dat evenimentului de naștere al universului.
• Big Bang-ul se crede că s-a produs atunci când ceva a declanșat extinderea unei singularități minuscule, cu aproximativ 13,8 miliarde de ani în urmă.
• Lumina de la puțin timp după Big Bang este detectabilă ca radiație cosmică cu microunde (CMB). Reprezintă lumina dintr-o perioadă în care universul nou-născut ilumina aproximativ 380.000 de ani de la apariția Big Bang.

• "Big Bang-ul." NASA, NASA, www.nasa.gov/subject/6890/the-big-bang/.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang.
• „Originile Universului.” National Geographic, National Geographic, 24 apr. 2017, www.nationalgeographic.com/science/space/universe/origins-of-the-universe/.

Actualizat și editat de Carolyn Collins Petersen.