Wielki Wybuch
Z Wikipedii
.
Wielki Wybuch (ang. Big Bang) to model powstania Wszechświata uznawany przez współczesną kosmologię za najbardziej prawdopodobny. Według tego modelu ok. 13,7 mld lat temu dokonał się "Wielki Wybuch" - z nieprawdopodobnie gęstej i gorącej osobliwości początkowej wyłonił się Wszechświat (przestrzeń, czas, materia, energia, oddziaływania, itd.).
Teoria ta opiera się na obserwacjach wskazujących na rozszerzanie się przestrzeni zgodnie z metryką Friedmana-Lemaître'a-Robertsona-Walkera. Przemawia za tym przesunięcie ku czerwieni odległych galaktyk zgodne z prawem Hubble'a w powiązaniu z zasadą kosmologiczną.
Ekstrapolując z przeszłości, obserwacje te wskazują, że Wszechświat rozszerza się od stanu, w którym cała materia oraz energia Wszechświata miała ogromną gęstość i temperaturę. Fizycy nie są zgodni co do tego, co było przedtem ale teoria ogólnej względności przewiduje, że był to stan grawitacyjnej osobliwości.
Termin Wielki Wybuch jest używany zarówno w wąskim znaczeniu na określenie momentu, gdy zaczęło się obserwowane rozszerzanie się Wszechświata (obliczany na 1,37 × 1010±2% lat temu) oraz w szerszym - jako określenie dominującego paradygmatu naukowego) objaśniającego powstanie Wszechświata oraz uformowanie się przez nukleosyntezę pierwotnej materii (zgodnie z teorią Alphera-Bethe-Gamowa).
Spis treści |
[edytuj] Historia teorii Wielkiego Wybuchu
Przed powstaniem teorii Wielkiego Wybuchu obowiązywał powszechnie uznawany pogląd, że Wszechświat jest niezmiennym nieporuszajacym się układem galaktyk. Pogląd ten wyrażał także Albert Einstein.
Teoria Wielkiego Wybuchu została wypracowana na podstawie rozważań teoretycznych próbujących wyjaśnić obserwacje astronomiczne. Obserwatorzy zauważyli, że większość "mgławic spiralnych" oddala się od Ziemi ale nie byli jeszcze świadomi kosmologicznych implikacji tego faktu (ani tego, że te "mgławice spiralne" to w rzeczywistości galaktyki). W 1929 roku Erwin Hubble i Milton L. Humason mierzą ogłaszają, że szybkość oddalania się galaktyk jest proporcjonalna do odległości do nich.
Pomysł Wielkiego Wybuchu (pod nazwą: "Hipoteza Pierwotnego Atomu") po raz pierwszy podał w roku 1931 Georges Lemaître.
Utożsamianie wielkiego wybuchu z eksplozją jest o tyle niefortunne, że proces ten, tak jak rozumie i ujmuje go współczesna kosmologia nie polegał na ekspansji w pustej przestrzeni lecz dotyczył "rozdymania" przestrzeni jako takiej (porównaj także model Friedmana).
Współcześnie obserwacje przemawiające za prawdziwością modelu Wielkiego Wybuchu to: zjawisko ucieczki galaktyk, istnienie promieniowania tła, łącznie z mierzonymi ostatnio jego nierównomiernościami. Przemawia także za tą teorią udane wyjaśnienie procentowego udziału lekkich pierwiastków (H, He, Li) w składzie Wszechświata i zgodność modelu z innymi teoriami, w tym z ogólną teorią względności.
Sam termin big bang wymyślony został przez brytyjskiego astronoma Freda Hoyle'a - wieloletniego przeciwnika teorii wielkiego wybuchu i współtwórcę konkurencyjnej w początkach drugiej połowy XX wieku teorii wszechświata stacjonarnego (lub: stanu stacjonarnego). Choć określenie to w zamyśle autora miało wydźwięk ironiczny ("wielkie bum"), powszechnie przyjęte zostało jako termin oznaczający hipotetyczny początek Wszechświata.
[edytuj] Co było przed?
Teoria Wielkiego Wybuchu nie daje odpowiedzi na pytanie "Co było przed?". W szczególności nie mówi
- czy Wielki Wybuch jest absolutnym początkiem fizycznego świata (wtedy na gruncie kosmologii pytanie "co było przed Wielkim Wybuchem?" traci sens).
- czy jest tylko względnym początkiem nowego stadium (tzn. że świat fizyczny istniał już wcześniej, tylko nieznana jest jego postać).
Tym niemniej, Leon Max Lederman, jeden z największych autorytetów tematu, napisał:
"Na Samym Początku była pustka - zadziwiająca forma próżni - nicość nie zawierająca żadnej przestrzeni, żadnego czasu, żadnej materii, żadnego światła, żadnego dźwięku. Jednak prawa natury były na swoim miejscu i ta dziwna próżnia posiadała potencjał. [...] W logiczny sposób opowieść zaczyna się od początku. Ale ta opowieść dotyczy wszechświata i, niestety, nie mamy żadnych danych na temat Samego Początku. Żadnych, zero. Nie wiemy nic o wszechświecie, aż do momentu, gdy osiąga on dojrzały wiek bilionowej trylionowej części sekundy - to jest, pewnego bardzo krótkiego czasu po stworzeniu w Wielkim Wybuchu. Kiedy czytasz lub słyszysz cokolwiek na temat narodzin wszechświata, to ktoś to zmyśla. Jesteśmy w sferze filozoficznych rozważań. Tylko Bóg wie co stało się na Samym Początku."[1]
Do powyższej opinii przychyla się większość czołowych uczonych, jak np. Stephen Hawking. Teoria ta w sposób oczywisty niesie ze sobą kilka nierozwiązanych jak dotąd problemów:
- wybuch nicości przy jednoczesnym samoistnym stworzeniu wszystkiego ex nihilo nie został poparty jakimkolwiek empirycznym doświadczeniem oraz przeczy znanym nam prawom fizyki;
- teoretyczny brak jakiegokolwiek procesu czy zmian prowadzących do wybuchu (z racji braku istnienia czegokolwiek) przeczy przyczynowo-skutkowym zasadom wszelkich zmian we wszechświecie;
- skoro przed Wielkim Wybuchem nie istniała żadna materia, nie zachodziły żadne procesy fizyczno-chemiczne oraz specyficzna próżnia pozostawała w stanie stabilnym (teoretycznie od nieskończenie długiego czasu, którego nie sposób odmierzyć) to dlaczego wybuch miał miejsce 16 miliardów lat temu, a nie tryliony lat wcześniej lub później?
Stephen Hawking, podobnie jak i inni uczeni, porusza te zagadnienia w swoich bestsellerowych publikacjach, nie potrafi jednak udzielić odpowiedzi na powyższe pytania. Są one na tyle frapujące, że w jednej ze swoich prac poświęconych kosmologii ten wybitny agnostyk napisał nawet:
"Uważam, że kiedykolwiek zaczynamy omawiać początki wszechświata dochodzimy do czysto religijnych wniosków."[2]
[edytuj] Model Gorącego Wielkiego Wybuchu
Zgodnie z modelem Gorącego Wielkiego Wybuchu, opracowanym jeszcze w 1948 r. przez George'a Gamowa i jego studenta Ralpha Alphera, można przyjąć, że w chwili narodzin Wszechświata, przy ogromnej temperaturze 1032 kelwinów, był hiperprzestrzennym, dziesięciowymiarowym tworem, w którym zjednoczone były wszystkie oddziaływania i istniała jedna wielka symetria GUT.
Świat ten był jednak niestabilny i po 10-43 sekundy rozpadł się na cztero- i sześciowymiarowy. Sześciowymiarowy zapadł się do rozmiaru 10-32 centymetra, a nasz czterowymiarowy zaczął się gwałtownie rozszerzać. Po 10-35 sekundy silne oddziaływania oddzieliły się od elektrosłabych, a niewielki fragment większego wszechświata rozszerzył się 1050 razy, stając się ostatecznie naszym widzialnym Wszechświatem. Takie gwałtowne rozszerzenie opisywane jest przez teorię inflacji kosmologicznej. Po upływie dalszego ułamka sekundy oddziaływania elektrosłabe rozpadły się na elektromagnetyczne i słabe, a następnie, gdy temperatura spadła już do 1014 kelwinów, kwarki zaczęły się łączyć w protony i neutrony.
[edytuj] Przeciwnicy
Wybitni uczeni odrzucający teorię Wielkiego Wybuchu:
- Hannes Olof Gösta Alfvén[3]
- Hermann Bondi, Thomas Gold, Sir Fred Hoyle - którzy w 1948 roku stworzyli teorię stanu stacjonarnego, teoria ta została porzucona, jako niezgodna z faktami doświadczalnymi w latach 60. XX w.
[edytuj] Przypisy
- ↑ Leon Lederman & Dick Teresi, The God Particle (1993), str. 1
- ↑ Kitty Ferguson, Stephen Hawking: Quest for a Theory of Everything (1991), str. 93
- ↑ "Istnieje stale rosnąca liczba zaobserwowanych faktów, które trudno pogodzić z hipotezą Wielkiego Wybuchu. Establishment Wielkiego Wybuchu bardzo rzadko o nich wspomina, a kiedy nie-wierzący próbują przyciągnąć do nich uwagę potężny establishment odmawia przedyskutowania ich w uczciwy sposób..." Hannes Alfven, "Cosmology: Myth or Science?" w Journal of Astrophysics and Astronomy 5 /1970/, p. 1203
[edytuj] Zobacz też
[edytuj] Linki zewnętrzne
