Согласно широко признанной научной гипотезе, Вселенная находится в состоянии постоянного Расширения.
При этом первичным состоянием Вселенной была «Космологическая сингулярность», характеризующаяся бесконечно большой плотностью, давлением и температурой вещества, для описания которого известные законы физики не работают. (Иными словами, современная наука не может дать характеристики исходного вещества, можно лишь предположить, что это была некая исходная частица).
Началом развития — Расширения Вселенной, является момент «Большого взрыва». Одно из предположений допускает, что взрыв не был физическим явлением как таковым, а произошло стремительное расширение исходной частицы. Именно с этого момента исчисляется возраст Вселенной, в настоящее время составляющий 13,8 миллиардов лет.
Природа взрыва и его характеристики также не известны. Более того, отсутствуют физические понятия и величины, которыми возможно описать данный процесс. Однако, в настоящее время, физики могут достоверно описать процессы, происходившие во Вселенной уже через долю секунды после Большого взрыва исходной частицы, положившей начало ВСЕМУ.
Историю развития Вселенной наука разделяет на этапы (при этом первые четыре этапа произошли в промежутке с 0 секунды по 1 секунду после Большого взрыва):
1. Планковская эпоха – Период, продолжавшийся от нуля до 10 в -43 степени секунды (10^-43), с которого начинает работать современная физика. Температура в это мгновение составляет планковское значение 10^32 градусов Кельвина.
Происходит процесс рождения Вселенной, пространство начинает расширяться из исходной частицы, в которой предположительно присутствуют все фундаментальные взаимодействия, а также все виды материи и энергии.
Планковское время также называют квантом времени — самым малым значением времени, имеющим значение.
Спустя одно планковское время после Взрыва, физические теории начинают работать, геометрия пространства-времени, предсказанная общей теорией относительности обретает смысл, гравитационные силы отделяются от остальных сил (считается, что до этого момента, благодаря исключительно малым размерам Вселенной, квантовые эффекты гравитации преобладали над физическими взаимодействиями, а силы гравитации были сопоставимы по величине с другими фундаментальными взаимодействиями и все силы были объединены).
2. Эпоха Великого объединения. Период, продолжавшийся с 10^-43 секунд по 10^-35 секунд.
В данном моменте, после отделения силы гравитации от объединения фундаментальных взаимодействий, три из четырёх взаимодействий (электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия) всё ещё оставались объединёнными как электроядерное взаимодействие.
В течение Эпохи Великого Объединения такие физические характеристики, как, например, масса, вес, аромат и цвет были бессмысленны.
Принято считать, что Эпоха Великого объединения закончилась в момент отделения сильного ядерного взаимодействия от первичного взаимодействия. В создавшихся условиях это начинает играть принципиальную роль и приводит к следующему масштабному расширению Вселенной и значительным изменениям плотности вещества и его распределения.
3. Инфляционная эпоха. Период, продолжавшийся с 10^-35 секунд по 10^-32 секунд.
На этой стадии происходит резкое увеличение размеров Вселенной, а в конце его — также сильный нагрев. За период инфляции линейные размеры Вселенной увеличились как минимум в 10^26 раз, а её объём увеличился как минимум в 10^78 раз.
4. Стадия радиационного доминирования — основная стадия ранней Вселенной. Период, продолжавшийся с 10^-32 секунд по 1 секунду.
Стадия включает в себя несколько эпох, в течение которых, за счёт расширения, температура Вселенной (вещества) начинает снижаться, движение частиц замедляется и в результате их взаимодействия образуются привычные нам химические элементы.
В последующие эпохи: Лептонную (с 1 по 10 секунды) и Фотонную (с 10 секунды по 20 минуту) протоны и нейтроны объединяются, образуя первичные ядра атомов водорода и гелия-4.
В этот период вся Вселенная была разогрета до состояния, которое мы сегодня наблюдаем внутри звезд. Предполагаемый радиус наблюдаемой Вселенной в течение этой фазы составлял 300 световых лет.
В данном моменте Вселенная, представляла собой вещество — горячую плотную плазму из атомных ядер, а также электронов и фотонов.
5. Стадия доминирования вещества. (Возраст Вселенной 3 минуты — 379 000 лет) .
Началом этой стадии считают Протонную эпоху (период в эволюции ранней Вселенной, между 3 минутами и 379 000 лет после Большого Взрыва). Вещество начинает доминировать над излучением, что приводит к изменению режима расширения Вселенной. Вселенная становится прозрачной для фотонов теплового излучения.
В конце протонной эпохи температура Вселенной снижается до уровня, при котором ядра могут захватывать электроны и создавать нейтральные атомы. Электромагнитное излучение отделяется от вещества и образуется Реликтовый фон (тепловое излучение, равномерно заполняющее Вселенную, характеризуется высокой степенью изотропности и спектром, свойственным для абсолютно чёрного тела), после которого идут Тёмные века.
Тёмные века (Возраст Вселенной 379 000 лет — 550 млн лет) .
Вселенная заполнена водородом, гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода. Звёзды, квазары и другие яркие источники отсутствуют.
Только благодаря повторному электронному излучению первыми звёздами, оставшимися со времен зарождения Вселенной, тёмные века сменяет следующая эпоха.
Эпоха реионизации (Возраст Вселенной 550 млн — 800 млн лет) .
Образуются первые звёзды, галактики, квазары, светом которых происходит реионизация водорода. Формируются скопления и сверхскопления галактик. Образуются звёзды, в которых происходит синтез элементов тяжелее гелия (в астрофизике любые элементы тяжелее гелия принято называть «металлами»).
Эпоху реионизации сменяет Эра Вещества (Возраст Вселенной 800 млн лет — настоящее время) .
800 млн лет — 8,9 млрд лет: Образование межзвёздного облака, давшего начало Солнечной системе.
8,9 млрд лет — 9,1 млрд лет: Образование Земли и других планет нашей Солнечной системы, затвердевание пород.
6. В Эру Вещества (> 9,8 млрд лет) наступает Стадия доминирования тёмной энергии, в период которой происходит образование жизни на Земле.
Теория Большого взрыва стала настоящим прорывом в науке. Она позволила ученым ответить на множество вопросов относительно рождения Вселенной. Но одновременно эта теория породила новые загадки, главные из которых заключаются в причине самого Большого взрыва, а также появлении Пространства и Времени.
Cобытия мировой истории, знаменательные даты, интересные факты.
Переходи и подписывайся ЛЕТОПИСЕЦ