Теория за Големия взрив

Въз основа на измервания за разширението на Вселената чрез свръхнови тип Ia, измервания на спектъра и анизотропията на реликтовото излъчване, възрастта на Вселената е определена на 13,7 ± 0,2 милиарда години. Фактът, че тези три независими измервания са сходни се смята са силно доказателство на Ламбда-CDM модела, описващ детайлната структура на съставните части на Вселената.

Ранната Вселена е запълнена хомогенно и изотропно с много висока енергийна плътност. Приблизително 10-35 секунди след епохата на Планк, Вселената се разширява експоненциално в период, наречен космическа инфлация. След спирането на инфлацията, материалните елементи на Вселената са под формата на кварк-глуонна плазма, в която съставните частици се движат релативистично. Чрез един все още непознат процес, бариогенеза, се появява наблюдаваната асиметрия между материя и антиматерия. С нарастването на размера на Вселената, температурата спада, което предизвиква нови процеси на нарушаване на симетрията, които се проявяват чрез известните физични сили и елементарни частици, а по-късно позволяват образуването на водородни и хелиеви атоми в процес, наречен първичен нуклеосинтез. С разширяването си, Вселената се охлажда, поради което средната кинетична енергия на електроните става недостатъчна те да продължат да бъдат в свободно състояние и биват захванати от протоните, като по този начин Вселената става предимно изградена от свързани атоми, т.е. неутрална. Това явление, случило се 300 000 години след Големия взрив, се нарича рекомбинация, и именно фотоните, излъчени от тези електрони при прихващането им от атомите в този момент, съставят т.нар. „реликтово излъчване“. Средният свободен пробег на фотоните в неутралната Вселена става много голям, т.е. Вселената става прозрачна. Поради тази причина ние виждаме реликтовото излъчване, но не и фотоните от предишното горещо състояние на Вселената, понеже те са били погълнати от йонизираното вещество.

The Big Bang Theory

С времето малко по-плътните области от почти равномерно разпределената материя нарастват гравитационно в още по-плътни области, образувайки газови облаци, звезди, галактики и останалите астрономични обекти, наблюдавани днес. Подробностите на този процес зависят от количеството и вида на материята във Вселената. Трите възможни вида са студена тъмна материя, гореща тъмна материя и барионна материя. Най-добрите налични измервания, тези от WMAP, показват, че преобладаващата форма на материята във Вселената е под формата на студена тъмна материя. Другите два вида материя образуват по-малко от 20% от общото количество.

Днес Вселената изглежда доминирана от неизследвана форма на енергия, известна като тъмна енергия. Приблизително 70% от общата енергийна плътност на днешната Вселена е в тази форма. Този компонент на Вселената има свойството да предизвиква отклонение на разширението на Вселената от линейната връзка скорост-разстояние, предизвиквайки по-бързо от очакваното разширение на пространство-времето при големи разстояния. Тъмната енергия приема формата на космологичната константа в полевите уравнения на Айнщайн, но връзките ѝ със стандартния модел от физиката на частиците продължават да бъдат обект на изследване, както теоретично, така и експериментално.

 

Публикувано в Големият взрив с етикети , , , , . Постоянна връзка.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *