Strona główna | Mapa serwisu | English version


Eksploracja kosmosu jest przedsięwzieciem niebezpiecznym i kosztownym. (...) Można to robić dobrze albo wogóle.

Dan Brown


Historia wszechswiata
Dział 1 > Historia wszechswiata
prawdzie sam początek świata może być na różny sposób tłumaczony (w zależności od przekonań danego człowieka — nawet uczonego), jednak spośród wielu przypuszczeń najsolidniejsze podstawy ma hipoteza tzw. Wielkiego Wybuchu (Big Bang) nazwanego tak, początkowo ironicznie, przez jej przeciwników, którym jednak niezbyt się powiodła próba ośmieszenia tej „eksplozywnej” idei powstania Wszechświata, a nazwa Wielki Wybuch została ogólnie przyjętym terminem naukowym (astronomicznym, kosmologicznym, fizycznym) i popularnym.

Uznanie Wielkiego Wybuchu za początek powstania Wszechświata stało się możliwe głównie z powodu następujących argumentów (a właściwie dowodów):

  1.   dzięki słynnemu odkryciu tzw. „ucieczki galaktyk” (przez Edwina Powella Hubble'a w 1929 r.) i kwazarów;
  2. odkryciu tzw. promieniowania szczątkowego tła kosmicznego (przez Arno Penziasa i Roberta Wilsona w 1964 r.), jakie pozostało po bardzo gorącym Wszechświecie w jego pierwszych chwilach istnienia, kiedy eksplodował z oślepiającym błyskiem;
  3. oceny tzw. pierwotnej nukleosyntezy, czyli powstania pierwszych pierwiastków z Tablicy Mendelejewa — wodoru (prawie 70%) i helu (ponad 20%);
  4. teorii tzw. superunifikacji czterech zasadniczych oddziaływań fizycznych.







Kolejno opiszemy w miarę dokładnie i wytłumaczymy wszystkie cztery punkty. Zauważmy zarazem, że nawet stwierdzenie: „na początku było Słowo” i „Słowo stało się ciałem (materią)” wcale się nie kłóci z nauką, ponieważ oznacza ono ni mniej, ni więcej jak tylko to, iż na początku była Informacja, która w jakiś sposób zainicjowała początek Wszechświata — właśnie ów Wielki Wybuch, który zdarzył się około 15 mld lat temu.

Nie należy przecież wyobrażać sobie, że Wszechświat wybuchł jak, nie przymierzając, granat. Właściwie to wszelkie porównania zawodzą… Do najpopularniejszych objaśnień należą: rozdymanie się balonika, na którym naniesione są punkty obrazujące galaktyki, które „uciekają” od siebie, czyli każda od każdej; drugi model to rosnące ciasto, w które mniej więcej regularnie powtykano rodzynki — w miarę jak ciasto (pod wpływem drożdży) rośnie, rodzynki przedstawiające galaktyki również oddalają się od siebie (każda od każdej) — i nie ma wyróżnionego środka.

Najpierwotniejszy Wszechświat stanowił niemal zerowej objętości zgęstek supermasywnej pramaterii (o stanie której nic prawie nie wiemy) odznaczający się ogromną, niemal nieskończenie wielką temperaturą (czyli świat narodził się z „wysoką gorączką”). Ten dziwny stan nazywamy osobliwością początkową. W miarę rozszerzania się Wszechświata i zmniejszania tej ogromnej gęstości, jego temperatura promieniowania spadała i obecnie wynosi niespełna 3 K (czyli zaledwie około minus 270°C). To właśnie promieniowanie (wypełniające cały Wszechświat), którego wartość określono najpierw teoretycznie, zostało odkryte w 1964 r., co zostało podane w punkcie 2.

Następnie, kiedy — jak to kosmologowie mówią — temperatura pierwotnego Wszechświata spadła do paru tysięcy stopni, promieniowanie oddzieliło się od materii oraz powstały pierwsze najprostsze pierwiastki: wodór i hel. I ponownie obliczenia teoretyczne zgodziły się z wynikami obserwacji, co zostało podane w punkcie 3.

Największy kłopot mamy jednak z punktem czwartym. Jak wiadomo, znamy cztery podstawowe oddziaływania fizyczne:

  1. — grawitacyjne, które wiążą z sobą duże masy i dzięki którym mogą istnieć galaktyki, układy gwiazd, układy planetarne (w tym — przede wszystkim Słoneczny);
  2. — elektromagnetyczne, które wiążą ze sobą ciała obdarzone ładunkiem elektrycznym i dzięki którym istnieją np. atomy oraz molekuły;
  3. — silne albo jądrowe, krótkozakresowe, dzięki którym istnieją jądra atomowe, ponieważ są to siły wiążące protony z neutronami;
  4. — słabe, w których udział biorą osobliwe, niemal bezmasowe cząstki elementarne zwane neutrinami i które przejawiają się w promieniotwórczym rozpadzie jąder atomowych.
Dwadzieścia kilka lat temu Glashowowi Sheldonowi, Abdusowi Salamowi i Stevenowi Weinbergowi udało się uzyskać połączone oddziaływania elektrosłabe (za co otrzymali Nagrodę Nobla w 1979 r.), czyli scalić w jedno oddziaływania słabe oraz elektromagnetyczne. Nie bez powodu uważa się zatem, iż do tego oddziaływania powinno się udać dołączyć oddziaływania silne (co nazywa się Teorią Wielkiej Unifikacji), a następnie — grawitacyjne, czyli otrzymać superunifikację. Niestety, teorie te są dopiero w stadium początkowym, a w dodatku dla ich późniejszego sprawdzenia doświadczalnego brak nam po prostu energii. Niemniej jednak sądzi się, iż to właśnie w prakosmosie, w owej osobliwości początkowej, wszystkie te siły były złączone w jedno oddziaływanie.

Na temat stanu tej pierwotnej osobliwości niewiele można już powiedzieć, ponieważ załamuje się w niej cała znana współcześnie fizyka. Niektórzy nazywają tę „pramaterię w osobliwości” Ylemem, czyli „pierwszą substancją” albo też pierwotnym praatomem. Stanowi ją nadgęsty Obiekt, w którym i gęstość, i temperatura osiągają niemal nieskończenie wielką wartość, natomiast jego rozmiary są niemal zerowe. Być może ten Obiekt wybuchł właśnie dlatego, że fizycznie nie można osiągnąć nieskończonych wartości.

Razem z pramaterią w początkowej osobliwości „zwinięta” była cała przestrzeń i nie istniał praktycznie upływ czasu. Tak więc z powstaniem Wszechświata zaczęła powstawać nie tylko obecna materia, lecz również przestrzeń i czas! Jest to bardzo ważne stwierdzenie: bowiem wynika z niego, że bez materii nie może być ani przestrzeni, ani też czasu (co częściowo wiedzieliśmy już z teorii Einsteina, który wprowadził pojęcie czasoprzestrzeni tworzonej przez materię).

To jest stopka