Vznik a zloženie vesmíru

29. února 2008 v 9:02 |  planeta Zem

Vznik a zloženie vesmíru

Galaxia M83 (NGC5236) Vesmír zahŕňa všetko, čo existuje, od najmenších subatómových častíc až po superkopy galaxií (to sú najväčšie štruktúry, ktoré poznáme). Nikto nevie, aký je vesmír veľký. Astronómovia odhadujú, že obsahuje okolo 100 miliárd galaxií, z ktorých každá má priemerne 100 miliárd hviezd. Teória veľkého tresku (big bang) je najuznávanejšou teóriou vzniku vesmíru a hovorí, že vesmír vznikol obrovskou explóziou - veľkým treskom - pred 10 až 20 miliárd rokov. Na samom začiatku vesmír pozostával z veľmi horúcej, hustej žeravej gule rozpínajúceho sa, postupne chladnúceho plynu. O milión rokov sa plyn pravdepodobne začal zhusťovať do izolovaných zhlukov, nazývaných protogalaxie. Počas ďalších piatich miliárd rokov zhusťovanie protogalaxií pokračovalo, až sa vytvorili galaxie, v ktorých sa rodili hviezdy. Dnes, po miliardách rokov sa vesmír ako celok ešte stále rozpína, aj keď sú v ňom lokalizované oblasti, v ktorých sa objekty udržujú spolu gravitáciou; galaxie napríklad vytvárajú kopy. Teória veľkého tresku je podporená objavom jemného, chladného žiarenia pozadia, ktoré je rozptýlené rovnomerne na všetky smery. Predpokladá sa, že toto žiarenie je pozostatkom (reliktom) žiarenia, ktoré vzniklo pri veľkom tresku. Maličké rozdiely v teplote reliktového žiarenia sa považujú za dôkaz slabých fluktuácií v hustote látky raného vesmíru, čo viedlo k tvorbe galaxií. Astronómovia ešte stále nevedia, či je vesmír "uzavretý", či sa rozpínanie nezastaví a vesmír sa nezačne zmršťovať, alebo či je "otvorený" a bude sa navždy rozpínať.
Zloženie vesmíru
Prvé okamihy veľkého tresku - deň bez včerajška
Pred tým nebolo nič, absolútna ničota, ktorú si my ľudia ani nevieme predstaviť. Malé zrnko superhustej a nepredstaviteľne horúcej hmoty vybuchlo v obrovskom záblesku energie, pri ktorej vznikol dokonca i priestor ako taký. Jeho rozpínanie pokračuje až po dnes.
O celom ďalšom vývoji vesmíru sa rozhodlo v prvej sekunde jeho existencie. Toto obdobie, zanedbateľne krátke podľa bežných merítok, bolo priam nabité dôležitými kozmickými udalosťami:
10-43 sekundy: proces začína. Po krátkom prológu začínajú mať zmysel pojmy priestor a čas. Pri teplote 1032 stupňa dochádza vo vesmíru, ktorý má podobu nepatrného bodu o rozmeru 10-32 centimetra a obsahuje exotickú zmiešaninu neustále vznikajúcich a zanikajúcich častíc a antičastíc, k prvej významnej udalosti: oddeľuje sa gravitácia a stáva sa samostatnou silou. Toto oddelenie je jedným z "fázových prechodov", pri ktorých sily vo vesmíru postupne "vymŕzajú" z pôvodnej jednotnej interakcie podľa toho, ako klesá teplota.
10-32 sekundy: začína inflácia. Silná interakcia začína zamŕzať a v okolnom vákuu sa objavujú kvantové bubliny. Jedna z nich sa začne obrovskou rýchlosťou rozpínať. Náš dnešný viditeľný vesmír má v nej podobu tenisovej loptičky. Všetky sily s výnimkou gravitácie sú doteraz zjednotené, keď si však symetrické vákuum naraz "uvedomí", že je nestabilné, a zbavý sa prebytočnej energie. Tým vznikajú nové častice a silná interakcia "vymŕza". (Inflácia: Kvantová bublina vytvára zvláštnu oblasť v podchladenom vesmíru a rozpína sa milióny miliónov miliónov krát rýchlejšie, ako je rýchlosť svetla. Na konci infácie sa prebytočná energia rozptýli do priestoru, čo zvýši teplotu a nechá vzniknúť novú hmotu.)
10-32 sekundy: inflácia sa zastavuje. Vesmír prechádza na omnoho pomalšie, i keď stále ešte nepredstaviteľne mohutné rozpínanie podľa pôvodnej teórie veľkého tresku. Sú v ňom dva typy častíc: kvarky, ktoré cítia silnú interakciu , a leptóny (najľahšie častice: elektrón, pozitrón, neutrino a antineutrino), ktoré cítia doteraz nerozlíšenú elektroslabú interakciu.
10-11 sekundy: rozdelenie elektroslabej interakcie. Teplota poklesla na 1015 stupňa, čo predstavuje ďalší "bod mrazu". Elektroslabá interakcia sa pri procesu narušenia symetrie delí na samostatnú elektromagnetickú silu a slabú interakciu. Nosiče slabej interakcie - častice W a Z - sa stávajú ťažkými, zatiaľ čo nosič elektromagnetizmu, fotón, má nulovú hmotnosť.
10-6 sekundy: zmiznutie kvarkov. Kvarky a antikvarky sa až do tejto chvíle voľne pohybovali priestorom, vytvárali sa, anihilovali a interagovali s ďalšími časticami. Potom, čo sa vesmír ochladil na 1013 stupňov, už nie je dosť energie na to, aby kvarky voľne vznikali. Doteraz existujúce pary pokračujú v anihilácii a vyzerá to, že kvarky zmiznú navždy.
10-4 sekundy: vytvárajú sa baryóny.Vesmír sa zväčšil asi na veľkosť našej slnečnej sústavy. Pri ďalšom poklesu teploty sa zastavuje anihilácia a ostávajúce kvarky sa skladajú na protóny a neutróny. (baryóny: súhrnný názov pre nukleón - protón a neutrón v jadre atómu)
1 sekunda: únik neutrín. Neutrína, na ktoré pôsobí iba slabá interakcia, boli do tejto chvíle veľmi aktívne. Na konci prvej sekundy je však slabá interakcia tak slabá, že nemá nad neutrínami takmer žiadnu moc, a neutrína sa voľne rozlietajú. Sú vo vesmíru až dodnes. (nutríno: elektricky nenabitá elementárna hmotná častica bez magnetického momentu)
100 sekúnd: prvé prvky. Protóny a neutróny spolu reagujú a vznikajú jadrá hélia. Ďalších približne 100 000 rokov sa nedeje nič zaujímavé. Vodík, hélium a nepatrné množstvo ďalších ľahkých jadier, zmiešané s elektrónmi a žiarením, postupne chladnú na teplotu rozžeraveného železa vo vysokej peci.
300 000 rokov: vo vesmíru sa rozjasní. Elektróny sa začínajú zväzovať s jadrami. Vznikajú prvé atómy. Žiarenie nemá už dosť sily, aby atómy rozbíjalo, a nie je teda pohlcované. Vesmír sa stáva priehľadný a je vyplnený svetlom.
1 miliarda rokov. Formujú sa prvé galaxie a vesmír začína vyzerať povedome.
15 miliárd rokov. Dnešný vesmír - tak, ako ho poznáme v kozmických i atomárnych merítkach
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama