Įvadas
Pradžioje nieko nebuvo. Tada, maždaug prieš 13,7 milijardo metų, susiformavo Visata. Mes vis dar nežinome, kokiomis sąlygomis tai atsitiko, ir ar nebuvo laiko prieš laiką. Tačiau, naudodamiesi teleskopo stebėjimais ir dalelių fizikos modeliais, tyrėjai sugebėjo surašyti apytikslį svarbiausių kosmoso įvykių tvarkaraštį. Čia apžvelgiame svarbiausius Visatos istorinius momentus, pradedant nuo kūdikystės ir baigiant jo mirtimi.
Didysis sprogimas
Viskas prasideda nuo didžiojo sprogimo, kuris yra „laiko momentas, o ne erdvės taškas“, - „Live Science“ pasakojo Kalifornijos technologijos instituto fizikas Seanas Carrollas. Tiksliau sakant, pats laikas prasidėjo, akimirka, nuo kurios buvo suskaičiuoti visi vėlesni instinktai. Nepaisant garsaus monikerio, Didysis sprogimas iš tikrųjų nebuvo sprogimas, o greičiau laikotarpis, kai Visata buvo ypač karšta ir tanki, o kosmosas ėmė plėstis į išorę visomis kryptimis iškart. Nors Didžiojo sprogimo modelis teigia, kad Visata buvo be galo mažas tankis be galo mažas, tai tik rankos bangos būdas pasakyti, kad mes nelabai žinome, kas tada vyko. Matematinės begalybės neturi prasmės fizikos lygtyse, todėl Didysis sprogimas iš tikrųjų yra taškas, kuriame nutrūksta dabartinis mūsų supratimas apie visatą.
Kosminės infliacijos era
Kitas Visatos triukas buvo augti tikrai didelis, greitai. Per pirmąsias 0,0000000000000000000000000000001 (tai yra dešimtainis taškas su 30 nulių prieš 1) sekundžių po Didžiojo sprogimo kosmosas galėjo būti eksponentiškai išsiplėtęs, atstumdamas visatos sritis, kurios anksčiau buvo artimai kontaktuojančios. Ši era, vadinama infliacija, išlieka hipotetinė, tačiau kosmologams ši idėja patinka, nes ji paaiškina, kodėl tolimi kosmoso regionai atrodo tokie panašūs vienas į kitą, nepaisant to, kad juos skiria dideli atstumai. Dar 2014 m. Komanda manė, kad rado ankstyvosios visatos signalą apie šią plėtrą. Bet vėliau paaiškėjo, kad rezultatai buvo daug labiau įprasta: trukdančios tarpžvaigždinės dulkės.
Kvarko-gluono plazma
Praėjus kelioms milisekundėms po laiko pradžios, ankstyvojoje visatoje buvo tikrai karšta - mes kalbame nuo 7 trilijonų iki 10 trilijonų laipsnių pagal Farenheitą (4 trilijonai ir 6 trilijonai laipsnių Celsijaus). Esant tokiai temperatūrai, laisvai klaidžiojo elementariosios dalelės, vadinamos kvarkais, kurios paprastai yra sandariai surištos protonų ir neutronų viduje. Klonai, turintys pagrindinę jėgą, vadinamą stipria jėga, buvo sumaišyti su šiais kvarkais į sriubinį pirmapradį skystį, kuris prasiskverbė į kosmosą. Tyrėjams pavyko sukurti panašias sąlygas dalelių greitintuvams Žemėje. Tačiau sunkiai pasiekiama būsena truko tik kelias sekundes, tiek sausumos atomų naikintuvuose, tiek ankstyvojoje visatoje.
Ankstyvoji epocha
Kitame etape, kuris prasidėjo maždaug keliomis tūkstantosiomis sekundėmis po Didžiojo sprogimo, buvo daug veiksmo. Kai kosmosas plėtėsi, jis atvėso ir netrukus sąlygos buvo pakankamai švelnios, kad kvarkai susivienytų į protonus ir neutronus. Praėjus vienai sekundei po Didžiojo sprogimo, Visatos tankis sumažėjo tiek, kad neutrinai - lengviausia ir mažiausiai sąveikaujanti pagrindinė dalelė - galėtų skristi į priekį nieko netaikydami, sukurdami tai, kas vadinama kosminiu neutrinų fonu, kurio mokslininkai dar neturi aptikti.
Pirmieji atomai
Pirmąsias 3 Visatos gyvenimo minutes protonai ir neutronai susiliejo kartu, sudarydami vandenilio izotopą, vadinamą deuteriu, taip pat helį ir nedidelį kiekį kito lengviausio elemento, ličio. Bet kai temperatūra nukrito, šis procesas sustojo. Galiausiai, praėjus 380 000 metų po Didžiojo sprogimo, viskas buvo pakankamai vėsu, kad vandenilis ir helis galėtų susijungti su laisvaisiais elektronais, sukurdami pirmuosius neutralius atomus. Fotonai, anksčiau patekę į elektronus, dabar galėjo judėti be trukdžių, sukurdami kosminį mikrobangų foną (CMB), šios epochos relikviją, pirmą kartą aptiktą 1965 m.
Tamsieji amžiai
Labai ilgai niekas Visatoje neišleido šviesos. Šis laikotarpis, kuris truko apie 100 milijonų metų, yra žinomas kaip Kosminis tamsusis amžius. Ši epocha išlieka nepaprastai sudėtinga, nes astronomų žinios apie visatą iš esmės kyla iš žvaigždžių. Be jokių žvaigždžių sunku žinoti, kas vyko toliau.
Pirmosios žvaigždės
Maždaug po 180 milijonų metų po Didžiojo sprogimo vandenilis ir helis pradėjo byrėti į dideles sferas, o jų šerdys sukūrė žemą temperatūrą, kuri įsižiebė į pirmąsias žvaigždes. Visata įžengė į periodą, vadinamą Kosmine aušra, arba reionizacija, nes ankstyvųjų žvaigždžių ir galaktikų spinduliuojami karšti fotonai tarpląstelinėje erdvėje esančius neutralius vandenilio atomus padalijo į protonus ir elektronus - procesą, vadinamą jonizacija. Sunku pasakyti, kiek laiko truko reionizacija. Kadangi jis įvyko taip anksti, jo signalus užtemdė vėlesnės dujos ir dulkės, todėl geriausi mokslininkai gali pasakyti, kad jis praėjo maždaug 500 milijonų metų po Didžiojo sprogimo.
Didelės apimties struktūra
Štai kur visata atsiduria versle ar bent jau žinomu verslu, apie kurį šiandien žinome. Mažos ankstyvosios galaktikos pradėjo susijungti į didesnes galaktikas ir maždaug po 1 milijardo metų po Didžiojo sprogimo jų centruose susidarė supermagiškos juodosios skylės. Įjungti ryškūs kvazarai, skleidžiantys intensyvius šviesos švyturius, kuriuos galima pamatyti nuo 12 milijardų šviesmečių atstumo.
Visatos vidurvasaris
Visata toliau vystėsi per ateinančius kelis milijardus metų. Didesnio tankio taškai iš pirmykštės visatos gravitaciniu mastu patraukė materiją į save. Jie lėtai išaugo į galaktikų grupes ir ilgas dujų ir dulkių grandines, sukurdami gražų gijinį kosminį tinklą, kurį galima pamatyti šiandien.
Saulės sistemos gimimas
Maždaug prieš 4,5 milijardo metų vienoje konkrečioje galaktikoje dujų debesis sugriuvo į geltoną žvaigždę su žiedų sistema aplink. Šie žiedai susiliejo į aštuonias planetas, taip pat įvairias kometas, asteroidus, nykštukines planetas ir mėnulius, sudarydami pažįstamą žvaigždžių sistemą. Trečioji planeta, esanti nuo centrinės žvaigždės, po šio proceso sugebėjo sulaikyti toną vandens, arba kometos vėliau pristatė ledą ir vandenį.
