Kaikista käsitellyistä käsitteistä ja aiheista Big Bang on kiistanalaisin käsite. Tietenkin, tämä on melko vanha tieteellinen teoria, läsnä 1940-luvulta lähtien, ja 1960-luvulta lähtien on ollut lukemattomia todisteita sen tukemiseksi. Ajatus on yksinkertainen: maailmankaikkeudella oli alku. Oli hänen syntymäpäivänsä. Oli päivä, jolla ei ollut "eilen", kun asiaa, säteilyä ja laajenevaa, jäähdyttävää maailmankaikkeutta, jota tunnemme, ei ollut olemassa ennen tiettyä ajankohtaa. Ja silti olemme täällä. Mikä aiheuttaa kysymysten kiihtymisen mistä tahansa kysyvältä mieleltä. Yhdellä lukijamme on vain sellainen mieli, ja hän haluaa tietää: Onko olemassa teorioita tai kokeita, jotka voivat laskea ja todistaa sijaintimme avaruudessa suhteessa Ison räjähdyksen pisteeseen? Uskon, että koska havaintokykymme ovat planeettamme sijainnin suhteen hyvin rajalliset,avaruuden kaarevuuden määrittäminen ei ole helppoa. Miksi meidän mielestämme iso räjähdys tapahtui jossain vaiheessa kolmiulotteisessa tilassa? Miksi uskomme, että maailmankaikkeus on pallo?
Nämä ovat erittäin hyviä kysymyksiä, ja ne kaikki osoittavat, että ihmiset ymmärtävät maailmankaikkeutta yhtenäisesti. Mutta ovatko nämä näkemykset oikeita?
Luulemme usein, että iso räjähdys oli todellinen räjähdys. Ja maailmankaikkeus muistutti todella varhaista, energistä ja laajentavaa tulipalloa sen varhaisimmissa vaiheissa.
Se oli täynnä erityyppisiä hiukkasia ja antihiukkasia, samoin kuin säteilyä. Kaikki tämä laajeni ja kaikki hiukkaset, hiukkaset ja hiukkaset siirtyivät toisistaan. Kaikki tämä jäähtyi ja hidastui, kun se laajeni.
Se kuulostaa räjähdykseltä. Itse asiassa, jos sinut voidaan kuljettaa noihin ensimmäisiin hetkiin ja suojata jollain tavalla kaikelta tältä energialta, sieltä kuuluu jopa ääni, jonka kuulet seuraavan videon ansiosta:
Mutta ei ole ilman syytä, että käytän sanaa "laajeneminen" sijasta "räjähdys" kuvaileessaan tätä ilmiötä. Räjähdys on jotain, joka tapahtuu yhdessä tilassa avaruudessa, josta roskat leviävät. Supernova on räjähdys; gammasäteiden purske on räjähdys; pommin räjähtäminen on räjähdys; kranaatti on räjähdys.
Mutta Big Bang ei ole räjähdys [englanniksi Big Bang, Big Bang tarkoittaa kirjaimellisesti "Big Bang" - suunnilleen. Muunto.]. Kun puhumme "kuumasta isosta räjähdyksestä", tarkoitamme ensimmäistä hetkeä, jolloin maailmankaikkeutta voidaan kuvata tilaksi, joka sisältää hiukkasia, hiukkasia ja säteilyä. Siitä hetkestä lähtien maailmankaikkeus alkoi laajentua ja jäähtyä yleisen suhteellisuustekniikan lakien mukaisesti, ja seurasimme antimaterian tuhoamispolkua, atomin ytimien ja neutraalien atomien muodostumista, ja seurauksena tänä päivänä näkyviä tähtiä, galakseja ja suurimuotoisia rakenteita. Avain ensimmäiseen kysymykseen on ymmärtää tarkalleen, mitä maailmankaikkeus teki sillä hetkellä: hetkellä, jonka voimme kuvailla ensimmäistä kertaa, tämän kuuma Big Bang -alustan perusteella.
Mainosvideo:
Sikäli kuin tiedämme, mitään erityistä lähtökohtaa ei ollut. Ei ollut mitään "lähdettä", josta maailmankaikkeus alkoi. Kaikki todisteet puhuvat vastaintuitiivisesta, mutta ei yhtä totta johtopäätöksestä: Big Bang tapahtui kaikkialla samaan aikaan. Tätä varten on paljon todisteita, ja maailmankaikkeus itse antaa ne meille. Universumi arvioi suuren mittakaavan rakenteita, galaksiryhmiä, Ison räjähdyksen ilmenemistä, usean sadan miljoonan valovuoden koko avaruusalueiden keskimääräistä tiheyttä jne. Antaa meille kaksi tärkeää havaittavissa olevaa tosiasiaa. Sen ominaisuudet ovat samat kaikkialla, ja se näyttää samaan kaikkiin suuntiin. Fyysisesti ottaen maailmankaikkeus on homogeeninen ja isotrooppinen.
Tällaisia maailmankaikkeuden ominaisuuksia ei voida saada räjähdysjaksolla. Räjähdyksessä nopeimmin liikkuvat fragmentit ovat kauimpana, mutta myös hajaantuneimmin avaruudessa. Mitä suurempi etäisyys, sitä vähemmän galaksien piti olla ollut tilavuusyksikköä kohden - mutta näin ei ole universumissa. Räjähdyksen tapauksessa voitaisiin nimenomaisesti ilmoittaa sen lähtökohta. Universumi toimii siten, että tämä kohta olisi vain muutaman miljoonan valovuoden päässä Linnunradasta, paikallisen ryhmän rajalla. Tilastollisesti tällaisen pisteen mahdollisuus, kun otetaan huomioon, että maailmankaikkeudessa on enemmän kuin 170 miljardia galaksia, on sata kertaa huonompi kuin voittamalla Powerball- tai Mega Millions -arvosta.
Se tosiasia, että maailmankaikkeus on homogeeninen ja isotrooppinen, viittaa siihen, että iso räjähdys tapahtui samalla hetkellä, noin 13,8 miljardia vuotta sitten, ja on sama kaikissa paikoissa. Mutta emme voi nähdä häntä kaikissa paikoissa. Näemme hänet vain siellä missä olemme. Katsauksemme on rajoitettu. Siksi voit usein löytää sellaisia kuvia: kuinka maailmankaikkeuttamme nähdään pisteestämme, kanssamme keskellä.
Mutta tämä ei tarkoita, että maailmankaikkeus on pallo! Voimme todella mitata maailmankaikkeuden muodon ja asettaa sille joitain rajoituksia. Jos lähdet ulos ja lähetät ystäväsi kahteen eri suuntaan niin, että näet toiset, te kolme muodostavat kolmion. Jokainen teistä voi mitata näennäiskulman kahden muun välillä. Sitten voit lisätä nuo kulmat ja saat 180º - tämä on kolmion kulmien summa.
Mikä tahansa kolmio tasaisessa tilassa.
Mutta tilan ei tarvitse olla tasainen! Sillä voi olla negatiivinen kaarevuus, kuten satulan pinta, kun kulmien summa on alle 180º. Se voi olla kaareva positiivisesti, kuten pallon pinta, kun kulmien summa on suurempi kuin 180º. Jos seisot päiväntasaajalla Etelä-Amerikassa, yksi ystävistäsi seisoo päiväntasaajan kohdalla Afrikassa ja toinen pohjoisnavalla, huomaat, että kulmaero on suuri. Kulmien summa osoittautuu olevan lähempänä 270 astetta kuin 180 astetta. Meillä ei ole ystäviä avaruudessa, mutta meillä on jotain yhtä hyvää: taustasäteilyn vaihtelut. Niiden tulisi näyttää tilan kaarevuudesta riippuen täysin erilaisia.
Teimme havaintoja ja havaitsimme jotain uskomatonta: Universumi, sikäli kuin voimme kertoa, on tasainen. Hyvin, erittäin litteä. Viimeisimmät Planck-kokeiden ja Sloan Digital Sky -tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että jos maailmankaikkeus on kaareva - positiivisesti tai negatiivisesti -, se on havaittavissa mittakaavassa, joka on vähintään 400 suurempi kuin havaitsemamme maailmankaikkeuden osa. Ja voimme nähdä osan siitä, jonka halkaisija on 92 miljardia valovuotta.
Joten, iso räjähdys tapahtui kaikkialla samanaikaisesti, 13,8 miljardia vuotta sitten, ja maailmankaikkeus on tilallisesti tasainen parhaimpien mittaustemme mukaan. Big Bang ei tapahtunut jossain vaiheessa, ja voimme arvioida tämän maailmankaikkeuden äärimmäisen isotroopian ja homogeenisuuden perusteella. Nämä ominaisuudet ovat niin tarkkoja, että kun joudumme epähomogeenisuuteen, jonka poikkeama on 0,01% keskiarvosta, uskomme jo, että jotain on vialla. Joten jos väität, että iso räjähdys tapahtui tarkalleen missä olet, ja seisot oikealla keskellä kaikkea mitä tapahtuu, kukaan ei vastusta sinua. Se on vain, että kaikki ja kaikki, koko maailmankaikkeudessa, voivat sanoa saman itsestään.