SLOBODA JE ODGOVORNOST

25. studenoga 2021.

SLOBODA JE ODGOVORNOST

TEORIJA VELIKOG PRASKA

Recimo na primjer da ste otkačeni znanstvenik koji ima potrebu nadići zemaljsku razinu razumijevanja i sagledavanja stvari te želite da vaša sljedeća kreacija bude još jedan svemir koji oponaša naš trenutni. Kako biste to učinili?

Prema teoriji Velikog praska, morali biste početi s onim što znanstvenici nazivaju gravitacijskom singularnošću. Ovo je beskonačno kompaktna, beskonačno gusta, beskonačno vruća točka bez dimenzija, koja sadrži sav prostor, vrijeme, energiju i materiju. To je točka u kojoj svi naši današnji koncepti prostor – vremena i svi naši zakoni fizike općenito prestaju imati smisla. Ova se singularnost s vremenom počinje širiti i hladiti.

Ekspanzija objašnjena isključivo teorijom Velikog praska ne bi dovela do svemira poput našeg jer ova teorija ostavlja nekoliko neodgovorenih pitanja, kao npr.

  • Problem horizonta: Kako kozmička pozadina mikrovalna (CMB), koja je ostatak zračenja iz ranih trenutaka Velikog praska koji još uvijek možemo otkriti, ima istu temperaturu – unutar 10-5 kelvina – iz svih smjerova, kada nije bilo dovoljno vremena da bi se informacija o temperaturi prenijela s jednog kraja prostranstva na drugi ako ne bi putovala brže od brzine svjetlosti?
  • Problem zaravnjenosti: Zašto promatramo „Zlatokosin efekt”? Drugim riječima, kako to da je gustoća materije i energije točno onolika da postoji ravan svemir? Kad bi bio čak i malo gušći, svemir bi se srušio na sebe u Velikom škripcu, a u slučaju premale gustoće, postao bi previše rijedak da bi se mogle formirati bilo kakve strukture poput galaksija.
  • Bariogeneza: Zašto postoji prevlast materije nad antimaterijom kada se smatralo da je rana gustoća jednaka za sve čestice?
  • Fluktuacije gustoće: Kako su nastali ovi džepovi veće gustoće – gdje su kasnije nastale galaksije i njihova jata?
  • Nestale relikvije: Gdje su teške, stabilne čestice, poput magnetskih monopola, za koje objedinjene teorije mjerenja predviđaju da bi trebale biti prisutne kao relikti iz Velikog praska čak i sada, budući da su trebale preživjeti uništenje?

Kako bi se odgovorilo na neka od ovih pitanja, inflatornu teoriju uveo je Alan Guth 1980. Prema ovoj teoriji, unutar prvih 10 –37 do 10 –32 sekunde “Velikog praska” svemir se eksponencijalno proširio na 10 26 puta svoje nekadašnje veličine. U jednom potezu, ova teorija rješava većinu pitanja predviđenih teorijom Velikog praska. Objašnjava da regije u kozmičkoj mikrovalnoj pozadini koje su naizgled izuzetno udaljene nisu uzročno nepovezane, već su bile povezane prije nego što se inflacija ikada dogodila, te stoga imaju istu temperaturu. Inflacija bi tada učinila da regije izgledaju mnogo udaljenije u CMB zračenju. Time se rješava problem horizonta.

Sada, na problem ravnosti. Inflacija sugerira da je svemir toliko velik, zapravo 10 23 puta veći od svemira koji se može promatrati, da njegova geometrija postaje gotovo ravna, na isti način na koji nam se Zemlja čini ravna jer, na našoj skali, ne možemo osjetiti njezinu zakrivljenost. Time se također rješava problem nestalih relikvija jer ogromna veličina svemira čini vjerojatnost pronalaska takvih relikvija minimalnom. Inflatorni model nam također pomaže objasniti prisutnost fluktuacija gustoće, uz pomoć koncepta nazvanog kvantne fluktuacije u subatomskim skalama u vrlo ranim fazama svemira. Te su fluktuacije bile početne točke nevjerojatnih struktura galaksija i njihovih nakupina koje danas vidimo.

U redu, sada počinjete graditi svoj svemir iz singularnosti. Ova točka singularnosti je sve što postoji u vašem svemiru. Oko njega nema prostora, nema vakuuma. Tijekom prve sekunde stvaranja vašeg svemira, četiri temeljne sile prirode – gravitacijske, elektromagnetske, jake nuklearne i slabe nuklearne sile, koje su bile ujedinjene na početku počinju se odvajati jedna od druge. Nakon toga slijedi stvaranje elementarnih čestica. Zatim dolazi do procesa nukleosinteze, na temperaturi od 109 °C, u kojem nuklearna fuzija rezultira stvaranjem vodika, helija i malo litijevih jezgri. Ovi procesi traju oko 20 minuta. Zatim, do prvih 240 000 godina, energijom u svemiru dominira zračenje; ovo doba naziva se era u kojoj dominira zračenje. Fotoni nemaju načina da pobjegnu od stalnih sudara s jezgrama koja ih okružuje. 

Međutim, kako se svemir hladi, jezgre se počinju spajati s elektronima u neutralne atome. Svemir konačno postaje proziran, a fotoni mogu slobodno pobjeći. I danas možemo vidjeti ostatke ove epohe kroz pozadinsko zračenje kozmičke mikrovalne pećnice. Ova epoha traje oko 300.000 godina od događaja Velikog praska. Zatim dolazi razdoblje mračnog vijeka, gdje je malo svjetla, a svemirom dominira tajanstvena tvar pod nazivom Tamna materija. Ovo doba traje oko 150 milijuna godina, a nakon njega slijedi era reionizacije kada svemir ponovno počinje stvarati ione. Pojavljuju se prvi kvazari. Stvaraju se zvijezde, galaksije i jata galaksija. To traje oko milijardu godina. Našem Sunčevom sustavu trebalo je oko 9 milijardi godina da se formira, a naš svemir je sada star oko 13,7 milijardi godina.

Koja je konačna sudbina svemira?

Da biste doveli svoj svemir u stanje u kojem je naš sada, trebali biste strpljivo čekati oko 13,7 milijardi godina. Tada bi konačno imali svemir koji ste namjeravali izgraditi! Međutim, u ovom trenutku bi vam se moglo početi mučiti ovo mučno pitanje: “Koja je konačna sudbina ovog svemira koji sam stvorio?” Trenutno nemamo dovoljno znanja da bismo bili sigurni kako će se sve ovo završiti. Znamo da se, upravo sada, naš svemir ubrzano širi. Znanstvenici objašnjavaju ovu ekspanziju kroz prisutnost nevidljivog i hipotetskog oblika energije, koji ima svojstva odbojne gravitacije. To se zove tamna energija. Ovisno o tome koliko ove energije naš svemir sadrži, mogao bi se ili zauvijek širiti ili bi gravitacija konačno uspjela preuzeti i sve bi se skupilo u drugu singularnost (Veliki Crunch). U ovom slučaju, možda živimo u cikličkom svemiru u kojem se Big Bangs izmjenjuju s Big Crunches u nizu Velikih odskoka.

Ovisno o geometriji svemira, mogu postojati dva konačna kraja. Ako je svemir ravan ili otvoren, bili bismo usmjereni na strašniji i depresivniji kraj. Prema ovoj teoriji, koja se smatra najvjerojatnijom, naš bi se svemir nastavio širiti sve dok više ne bi preostalo energije, a sve ostalo; život, zvijezde, crne rupe i na kraju sami atomi, u konačnici bi se raspali. Koncept vremena izgubio bi svoje značenje, jer se u ovom Velikom smrzavanju ili “toplinskoj smrti” ne bi ništa odvijalo. Druga teorija sugerira da bi se svemir nastavio širiti ubrzanom brzinom, što bi dovelo do takozvanog Big Rip-a koji bi ga razderao i u konačnici prouzročio raspad u radijaciju.

Zanimljivo je primijetiti da je za postojanje našeg svemira toliko početnih uvjeta moralo biti “baš kako treba”. Kako bi ovo moglo biti? Nekim ljudima odgovor se može naći u antropskom principu, prema kojem svemir i u konačnici život kakav poznajemo postoje upravo zato što smo mi ovdje da ga promatramo. Drugi pretpostavljaju prisutnost više paralelnih svemira, teoriju multiverzuma, prema kojoj može postojati beskonačnost svemira prisutnih zajedno s našim, od kojih svaki ima svoj skup zakona fizike, s drugačijim početnim uvjetima od našeg svemira. Slučajno smo u onom gdje bi se život mogao formirati.

Izvor: AstronomyCafe//Ayushi Mandlik

#TheBigBangTheory #teorijavelikogpraska

Prijašnja objava

KLJUČ ZA RAZUMIJEVANJE EGZOPLANETARNIH SUSTAVA

Slijedeća objava

ZNATE LI ŠTO JE ZLATOKOSIN EFEKT?

Možda će Vas interesirati i ovo:

DANI DALMATINSKOG PRŠUTA I VINA

Manifestacija ‘Dani Dalmatinskog pršuta i vina’, gdje se predstavljaju izlagači pršuta i vina uz ostalu bogatu ponudu domaćih proizvoda iz Hrvatske te Bosne i Hercegovine, koja se nekoliko godina za redom održavala u ruralnom ambijentu […]

VUKOVARSKO-SRIJEMSKA HIMNA RAVNICE I NEBA

Na istoku Hrvatske male zemlje, velikih ljudi i znamenitosti, sudara prošlosti i budućnosti smjestila se Vukovarsko-srijemska županija. Ravnica okružena Dunavom i Savom, napajana s Vukom, Bosutom, Biđem, Studvom i Spačvom. Vuka, koja protječe Vukovarom, prirodna je granica […]