1 Na początku Bóg stworzył niebiosa i zie

Wszechświat powstał z osobliwości, bo z czegoś musiał powstać. Osobliwość to
taki obszar, w którym przyspieszenie grawitacyjne albo gęstość materii są nieskończone...
A gdzie była umieszczona ta osobliwość? Tego nie wie nikt. Sama osobliwość początkowa
to przestrzeń, dopiero Wielki Wybuch spowodował jej ekspansję. Nie da się powiedzieć co
było przedtem. Czas liczymy dopiero od Wielkiego Wybuchu (w osobliwości, jeśli
rzeczywiście była, czas nie płynął).
Biblia jako źródło wiedzy o stworzeniu i końcu świata. Księga Rodzaju 1:1-31:
1 Na początku Bóg stworzył niebiosa i ziemię.
2 A ziemia była bezkształtna i pusta i ciemność panowała na powierzchni głębiny
wodnej; a czynna siła Boża przemieszczała się tu i tam nad powierzchnią wód.
3 I Bóg przemówił: „Niech powstanie światło”. Wtedy powstało światło.
4 Potem widział Bóg, że światło jest dobre, i Bóg oddzielił światło od ciemności.
5 I Bóg zaczął nazywać światło Dniem, ciemność zaś nazwał Nocą. I nastał
wieczór, i nastał ranek—
dzień pierwszy...
Ery kosmologiczne
Era
Początek ery
Gęstość materii g/cm3
Temperatura [K]
Era Plancka
10-43 s
1093
1033
Era inflacji
10-35 s
10?
1028
Era hadronowa
10-23 s
10?
1014
Era leptonowa
10-4 s
1014
1012
Era promieniowania
10 s
104
1010
Era materii
105 lat
10-21
30000
Jako Wszechświat rozumiemy sumę materii i energii, bowiem zgodnie z teorią
względności te dwie wielkości są sobie równoważne. W początkowych erach
występowała zdecydowana dominacja energii nad materią.
Zgodnie z Modelem Standardowym, Wszechświat w swym rozwoju przeszedł 5 faz zwanych
erami kosmologicznymi. Pierwsze ery trwały niesłychanie krótko, gdyż przebieg procesów był
wówczas bardzo szybki.
1. Era pierwsza – era grawitacji kwantowej zwana erą Plancka. Trwała ona od momentu
Wielkiego Wybuchu (t = 0) do tzw. progu Plancka, czyli do czasu t = 10-43 sek. Wszechświat
w momencie Wielkiego Wybuchu zwany jest też punktową osobliwością kosmologiczną. Z
ogólnej teorii względności wynika, że Wszechświat miał wtedy zerowe wymiary przestrzenne
i czasowe, lecz za to posiadał nieskończoną gęstość, nieskończoną temperaturę, nieskończone
ciśnienie oraz nieskończoną krzywiznę czasoprzestrzeni. Należy zaznaczyć, że taki opis stanu
początkowego Wszechświata nie zgadza się z mechaniką kwantową. Te wielkości nie mogły
być nieskończone.
Dopiero przyszła teoria kwantowej grawitacji (która będzie prawdopodobnie połączeniem
ogólnej teorii względności z mechaniką kwantową) wyjaśni, co działo się przed progiem
Plancka, czyli w erze grawitacji kwantowej, nazywanej w fizyce „terra incognita” -ziemia
nieznana.
2. Era druga – era hadronowa. W erze hadronowej powstają cząstki ciężkie zwane hadronami do nich należą także nukleony, proton i neutron. Przed ich powstaniem istniała tzw. plazma
kwarkowo-gluonowa, to znaczy kwarki i gluony, stanowiące składniki hadronów, znajdowały
się wówczas w stanie swobodnym jak w „zupie”.
Wszechświat jest dwuskładnikowy: obok hadronów istniało „tło” czasoprzestrzenne, czyli
istniała czasoprzestrzeń, w której poruszały się hadrony.
3. Trzecia era – era leptonowa. Trwa ona od 10-4 sek. do 10 sek. W tym okresie przewagę w
budowie Wszechświata uzyskują cząstki lekkie zwane leptonami - należą do nich np.
elektrony oraz neutrina. Gdy Wszechświat liczył sobie ok. 2 sek. od Wielkiego Wybuchu,
droga swobodna neutrina wydłużyła się tak, że przestały one oddziaływać z resztą materii. W
ten sposób powstało tzw. tło neutrinowe, które jeszcze czeka na swojego odkrywcę . Neutrina
to cząstki o ogromnej przenikliwości, nie istnieje dla nich żadna przeszkoda nie do przebycia,
dlatego są one trudne do odkrycia. Obecnie wytwarzane, np. w Słońcu.
W erze leptonowej Wszechświat jest trójskładnikowy: składa się z leptonów, tła
neutrinowego oraz czasoprzestrzeni.
4. Czwarta era – era promieniowania, w której przewagę uzyskuje nie zwykła materia, lecz
promieniowanie, to znaczy światło, które jest polem elektromagnetycznym o określonej
długości fali. Trwa ona od 10 sek., do czasu, gdy Wszechświat osiąga wiek 1 mld lat. Milion
lat po Wielkim Wybuchu z cząstek elementarnych zaczęły masowo powstawać atomy, co
sprawiło, że Wszechświat stał się „przezroczysty” dla promieniowania elektromagnetycznego.
Oddzieliło się ono od reszty materii i utworzyło „kosmiczne promieniowanie tła”
(promieniowanie reliktowe) odkryte w roku 1965 przez Penziasa i Wilsona.
W erze promieniowania Wszechświat stał się czteroskładnikowy: obok atomów istniało
promieniowanie neutrinowe, promieniowanie reliktowe oraz istniała czasoprzestrzeń.
5. Piąta era – era galaktyczna, która trwa od t = 1 mld lat do chwili obecnej, gdy Wszechświat
liczy sobie około 15 mld lat. Jest to era kształtowania się gwiazd oraz galaktyk.
Trzy modele „przyszłej” ewolucji Wszechświata, opracowane już przez
Friedmana:
•
•
•
model, w którym Wszechświat, po okresie rozszerzania zacznie się kurczyć (co prowadzi do
wniosku, że ogólna krzywizna czasoprzestrzeni Wszechświata jest dodatnia, czyli jest
zakrzywieniem Riemanna, a sam Wszechświat jest przestrzennie i materialnie skończony,
chociaż nieograniczony),
model, w którym Wszechświat będzie się wciąż rozszerzał, ale z prędkością zmierzającą do
zera (co oznacza, że Wszechświat jest płaski, czyli euklidesowy, a zatem nieograniczony
i nieskończony),
model, w którym Wszechświat rozszerza się coraz wolniej, jednakże z prędkością zawsze
większą od zera (w tym wypadku czasoprzestrzeń jest zakrzywiona ujemnie, czyli jest
czasoprzestrzenią Łobaczewskiego, co także oznacza, że Wszechświat jest nieograniczony
i nieskończony).
Wiosną 2000 roku doniesiono, że nowe pomiary prędkości oddalania się
galaktyk prowadzą do wniosku, że galaktyki oddalają się w miarę upływu czasu
coraz szybciej, co przeczy wszystkim trzem podanym modelom.
Wielki Wybuch
Era Plancka
od 0 do 10-43sekundy)
Era inflacji
od 10-43 do 10-35 sekundy
Era hadronowa
od 10-35 do 10-33 sekundy
Powstanie materii
od 10-33 do 10-5 sekundy
Era nukleosyntezy
od 1 sekundy do 4 minuty
Ekspansja materii i
promieniowania
od 4 minuty do 300 000 lat
Powstawanie galaktyk
od 300 000 lat do 2 mld lat
Ewolucja chemiczna galaktyk od 2 mld lat do dziś
Powstawanie układów
planetarnych
Emisja promieniowania kosmicznego tła 1 mln lat
Pierwsze gwiazdy
100 mln lat do 1 mln lat
Tworzenie się progalaktyk galaktyki współczesne do 12-14 mld lat
HIERARCHICZNA BUDOWA WSZECHŚWIATA
-Ziemia i inne planety -> Układ Planetarny (wokół Słońca)
-Słońce, inne gwiazdy, materia międzygwiezdna -> galaktyka
(Droga Mleczna)
-Galaktyki -> grupy galaktyk (Droga Mleczna -> Lokalna Grupa
Galaktyk -> Lokalna Supergromada Galaktyk)
-Supergromady łączą się między sobą, tworząc struktury podobne
do sieci z prawie pustymi obszarami.
Składniki Wszechświata
hipoteza:
4% materii we Wszechświecie to zwykłe atomy
23% -ciemna materia
73% -ciemna energia (powoduje przyspieszenie ekspansji
Wszechświata)
http://science.wykop.pl/ramka/758889/jak-wyglada-ewolucja-wszechswiata/
http://www.youtube.com/watch?v=eHC7vE8bHyQ&feature=related