Charakteristiky teórie veľkého tresku, etapy, dôkazy, problémy

Ten teória veľkého tresku Je to kozmologická teória, ktorá vysvetľuje pôvod vesmíru a ten, ktorý v súčasnosti má najviac prijatie vo vedeckej komunite. Uvádza, že vesmír začal veľkou explóziou, asi pred 13.800 miliónov rokov a odvtedy sa neustále rozširuje.

Z tejto veľkej explózie vznikla vec, čas a priestor, ktorý sa potom zmenil na galaxie a hviezdne systémy, vrátane našej vlastnej Mliečnej dráhy, slnečnej sústavy a nakoniec pre seba.

Veľký tresk alebo veľká výbuch, umelecká koncepcia

Teória mala svoj pôvod v roku 1915, s rovnicami relativity Alberta Einsteina, ktorá okrem iného predpovedá rozšírenie vesmíru, čo je skutočnosť, s ktorou sa nemecký vedec nikdy necítil pohodlne.

Avšak belgický astronóm George Lemaitre, pri štúdiu. V roku 1927 Lemaitre uverejnil článok, v ktorom predstavil svoje predstavy o pôvode vesmíru, ktorý nazval „pôvodným atómom“.

Americká astronóm.

Galaxie, ktoré sa vracajú v čase, mali byť nepochybne oveľa bližšie k tomu, čo dnes sú dnes. A preto by mal byť okamih, keď bola všetka hmota neuveriteľne stlačená a zaberala nekonečne malý priestor: singularita.

[TOC]

Charakteristiky teórie veľkého tresku

Ilustrácia veľkého tresku

Termín „veľký tresk“ bol vytvorený fyzikom Fredom Hoyleom v roku 1940, ktorý s touto myšlienkou nesúcitil, a tak sa jej posmieval a nazval ju „veľkou explóziou“. Hoyle bol presvedčený, že vesmír je stacionárny.

Aj keď jeho meno nás vedie k premýšľaniu o katastrofickej udalosti, fyzici a kozmológovia sa teraz domnievajú, že to nebolo ani veľké, ani kataklyzmus, z ktorej galaxie lietali vo všetkých smeroch.

Bolo to však také silné, že štyri základné interakcie fyziky boli počas prvých okamihov zjednotené.

Hlavný postul teórie 

Celý vesmír bol pôvodne v neuveriteľne hustom a horúcom stave a potom sa náhle rozšíril, zatiaľ čo pomaly ochladil pomaly. Táto expanzia pokračuje dnes.

Veľký tresk nevysvetľuje, ako vznikla pôvodná singularita a menej toho, čo bolo pred ním. To, čo vysvetľuje, je to, čo sa stalo s vesmírom v prvých dňoch, v ktorých prestala byť singularita.

Kedy sa to stalo 

Vedci odhadujú, že veľký tresk sa stal 13.800 miliónov rokov a nie je možné vedieť, čo sa stalo predtým, pretože čas, spolu s vesmírom a hmotou, boli vytvorené v tomto presnom okamihu.

Kde sa to stalo 

Nebola to lokalizovaná udalosť. Ukazuje sa, že čím vzdialenejšie sú objekty, ktoré vidíme s najsilnejšími ďalekohľadmi, tým viac sa vraciame v čase, keď došlo k veľkému tresku, bez ohľadu na smer, ktorým sa pozriete. 

Môže vám slúžiť: Snaha o napätie: vzorec a rovnice, výpočet, cvičenia

To sa stalo neskôr

Po veľkom tresku teplota zostúpila a vytvorila subatomické častice, ktoré poznáme: protóny, neutróny a elektróny, aby vznikli atómy.

Počas veľkého tresku vznikla gravitácia, sila zjednocujúcej príťažlivosti hmoty, ako aj ďalšie základné interakcie.

Prvé vytvorené chemické prvky boli vodík, najjednoduchšie zo všetkých a potom hélium a lítium, v procese nazývanom nukleosyntéza. S časom obrovské oblaky týchto prvkov vyvolali prvé galaxie.

Teoretické základy Veľkého tresku

Obrázok hlbokého poľa vesmíru, ktorý vzal Hubble Space Telescope. Zdroj: Wikimedia Commons.

Veľký tresk je založený na:

-Ten Rovnice teórie relativity Návrhy Einsteina.

-On model štandardného častíc, ktorá opisuje štruktúru hmoty z hľadiska základných častíc a interakcií medzi nimi.

-On kozmologický princíp, čo tvrdí, že vesmír je homogénny a izotropný, keď ho vidíme vo väčšom rozsahu. To znamená, že jeho vlastnosti sú rovnaké vo všetkých smeroch a fyzikálne zákony sú rovnaké na akejkoľvek strane.

Samozrejme vieme, že existujú akumulácie hmoty, oddelené priestormi oveľa menšej hustoty. Z tohto hľadiska sa vlastnosti vesmíru určite líšia. Ale stupnica, ktorá pokrýva kozmologický princíp, je oveľa väčšia ako tá.

Podľa kozmologického princípu vesmír nemá centrum ani hrany alebo limity, pretože preferenčné miesta jednoducho neexistujú.

Dospelo sa teda k záveru, že vesmír má pôvod v čase, a preto konečný vek, hoci stále nie je jasné, či je jeho rozšírenie konečné alebo nekonečné.

Fázy vesmíru podľa teórie veľkého tresku

Vývoj vesmíru podľa veľkého tresku. Zdroj: Wikimedia Commons.

Vedci rozlišujú tri hlavné fázy, prvé z vesmíru Veľmi originálny, druhý zo samotného prvotného vesmíru a tretia fáza tvorba štruktúry. 

Počas prvých dvoch, v vesmíre bolo najskôr dominované žiarením a potom hmotou. 

Fáza žiarenia

Počas tejto éry bola energia vo forme fotónov, elementárne častice bez hmotnosti, ktoré tvoria svetlo. Vďaka nim, páry hmoty a antihmoterového elektrónu - pozitrón, ktoré sú zničené, keď sú emitingom energie vo forme fotónov.

V určitom okamihu však záležitosť mierne prevládala na antihmotere, čo neskôr viedlo k výskytu prvých subatomických častíc.

Kozmológovia veria, že táto fáza trvala asi 700.000 rokov a rozlišuje nasledujúce obdobia:

Môže vám slúžiť: lineárna dilatácia: čo je to, vzor a koeficienty, príklad

Počiatočná fáza

Začnite od 10^-43 sekundy po tom, čo sa vyskytol veľký tresk a chápe:

-Planck Era, keď štyri základné interakcie - elektromagnetické, silné jadrové, slabé a gravitácie - predstavovali jednu základnú silu. 

-Éra zjednotenia, ktorá sa vyskytla 10^-36 O sekundu neskôr, keď sa gravitácia oddeľuje od ostatných síl, ale ostatné zostali zlúčené do toho, čo sa nazýva črevá (Veľkolepá teória) Ako sa vesmír rozširoval a ochladil.

Veľká inflácia

Z 10^-36 Až 10^-33 sekundy, v ktorých vesmír zaznamenal zrýchlený rast, ochladil a znížil svoju hustotu v dôsledku expanzie.

Takto vzrástol vesmír z niečoho menej ako špička špendlíka, na guľu veľkosti niekoľkých podrážok, ako je tá naša, všetko pri vysokej rýchlosti.

Tvorba častíc

Rast vesmíru znížil jeho rytmus bez zastavenia a objavili sa prvé elementárne častice: protóny, elektróny a neutróny.

Vytvorenie atómov svetla

Po troch minútach sa protóny a neutróny zrazili, aby vytvorili prvé jadrá. Potom sa našli tieto jadrá a vytvorili sa atómy svetla.

Vzhľad svetla

Paradoxne, vysoké teploty pôvodného vesmíru nedovolili, aby sa svetlo objavilo až do 380.000 rokov po veľkom rake.

Ale potom sa vesmír už dosť ochladil, aby umožnil tvorbu neutrálneho vodíka, s ktorými fotóny - prítlaky svetla - mohli presunúť na veľké vzdialenosti bez prekážok.

Dominancia hmoty

Vesmír, predtým nepriehľadný z dôvodu vysokej hustoty, sa stal priehľadným pre ožarovanie a hmota získala prevahu.

Týmto spôsobom sa vytvorili prvé konglomeráty, vďaka pôsobeniu gravitácie a vesmíru začal získavať súčasnú formu. Je to štádium tvorby štruktúry.

Tvorba hviezd a galaxií

Gravitácia zrútila plynové mraky za vzniku prvých hviezd, ktoré boli neskôr spojené v galaxiách. Odborníci sa domnievajú, že sa to stalo asi 400 miliónov rokov po veľkom rake.

Čas temnej hmoty

Rozšírenie vesmíru sa nezastavilo, naopak, zdá sa, že sa zrýchlil.

Teraz vedci veria, že existuje iná téma, ktorú môžeme vidieť, nazývané temná hmota, čo je zodpovedné za toto zrýchlené rozšírenie.

Dôkaz

WMAP satelitné ilustrácie prijímajú údaje na pochopenie veľkého tresku

Kozmické pozadie

Veľký tresk je dnes dokonca pozorovateľný, napriek tomu, že uplynul čas, cez žiarenie, ktoré pochádza z najvzdialenejších miest vo vesmíre. 

Pozadie kozmického mikrovlnného žiarenia (Kozmické mikrovlnné pozadie) Boli objavené v polovici až 60. rokov 20. storočia dvadsiateho storočia dvaja vedci z Bell Laboratories: Arno Penzias a Robert Wilson.

Je to žiara, ktorá zanechala za veľkým treskom, niečo, na čo teória už poukázala vopred, ale to sa nedalo zistiť, kým Penzias a Wilson experimenty.

Môže vám slúžiť: Rýchlosť šírenia vlny

Zákon Hubble-Leitan

V roku 1929 Edwin Hubble uviedol, že vesmír sa rozširuje a osem rokov bol zodpovedný za zhromažďovanie potrebných údajov na ich otestovanie v Monte Wilson Observatory v Kalifornii.

Týmto spôsobom vyhlásil nasledujúci zákon, v ktorom rýchlosť vložka S tým sa galaxie odchádzajú od nás, je úmerná vzdialenosti R, bytosť H Hubbleov konštanta:

v = hr

Kde h = 22 x 10^-3 M/(Sterño Light). Táto jednoduchá forma zákona je platná, pokiaľ ide o galaxie, ktoré nie sú príliš vzdialené.

Jednotné rozdelenie vzdialených galaxií

Hubble Space Telescope potvrdzuje, že vzdialené galaxie sú homogénne distribuované v súlade s kozmologickým princípom.

Zjavná veľkosť vzdialených galaxií

Čím väčšie je červené posun, tým väčšia je zjavná veľkosť vzdialenej galaxie, čo znamená, že vlnová dĺžka jeho svetla sa počas cesty rozširujúcim vesmírom predĺži.

Problémy a kritické

V teórii je veľa bodov, ktoré zostávajú temné, napríklad vedci stále nevedia, čo vyvolala veľká inflácia.

Na druhej strane, mnoho odborníkov nie je spokojných so skutočnosťou, že pred veľkým treskom nebol čas, hmota alebo priestor, pretože niektorí si myslia, že čas vždy existoval.

Kozmologické teórie samozrejme poukazujú na veľké javy a sú zdokonalené alebo vyradené vďaka novým objavom. Vedci dúfajú, že vyriešia nezrovnalosti ako nasledujúce:

Entropický problém

Entropia bola neobvykle nízka počas prvých okamihov vesmíru a kozmológovia nedokážu vysvetliť zvýšenie entropie na súčasné úrovne.

Problém

Tento problém sa vzťahuje na skutočnosť, že rýchlosť svetla je konečná a nič necestuje rýchlejšie ako ona, avšak regióny, ktoré počas veľkého tresku nemohli byť v kontakte kvôli ich oddeleniu, sa ukázalo, že boli v tepelnej rovnováhe. 

Problém

Verí sa, že žijeme v plochom vesmíre, ale teória veľkého tresku neponúka fyzický mechanizmus, ktorý uspokojivo vysvetľuje dôvod.

Magnetické monopolné problémy

Teória Big Bang predpovedá existenciu magnetických monopolov, ale zatiaľ sa nenašli. Zakaždým, keď sa pokúsime, keď je magnet rozdelený, menšie magnety sa vždy získajú so severnými a južnými pólmi, nikdy oddeľujú magnetické póly (monopoly).

Ďalšími obavami o teóriu sú: Odkiaľ pochádzala singularita? A ako to prevažovala záležitosť nad antihmotami? O Ako a prečo sa stala veľká inflácia? Stále je dlhá cesta.

Odkazy

1. Carroll, B. Úvod do modernej astrofyziky. Druhý. Vydanie. Pearson.
2. Falcón, n. Kritické preskúmanie veľkého tresku. Získané z: ResearchGate.slepo.
3. Semená, m. 2011. Základy astronómie. 11. Edimatizovať. Učenie sa.
4. Serway, r., Jewett, J. 2019. Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 2. 10. Edimatizovať. Učenie sa.
5. Wikipedia. Mikrovlnné žiarenie na pozadí. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.