“Big Bang” dla opornych

Promieniowanie to – pozostałość po gorącym etapie ewolucji Wszechświata – tzw. mikrofalowe albo reliktowe promieniowanie tła zostało odkryte w 1965 r. przez Arno Penziasa i Roberta Wilsona. Od tego czasu w wielkiej liczbie eksperymentów zbadano jego własności i potwierdzono z ogromną dozą prawdopodobieństwa, że promieniowanie to rzeczywiście pochodzi z odległej epoki kosmologicznej.

x

źródło grafiki: http://grandunificationtheory.com/

 

http://www.wiz.pl/8,145.html

 

Najnowsza historia poznawania świata rozpoczęła się w początkach XX wieku. To wtedy, wkrótce po ogłoszeniu przez Einsteina ogólnej teorii względności, zajęto się dociekaniami nad budową całego Wszechświata. Początkowo nie wiedziano nawet, czy jest on, jako całość, nieruchomy, czy też – co wydawało się znacznie mniej prawdopodobne – rozszerza się lub kurczy. Sam Einstein był przez jakiś czas zwolennikiem teorii nieruchomego Wszechświata. Ponieważ grawitacja szybko spowodowałaby jego zapadnięcie, wprowadził on do opisujących kosmos równań dodatkowy składnik odpychający, zwany stałą kosmologiczną. Wkrótce jednak, dzięki pomiarom ruchów galaktyk wykonanym przez Edwina Hubble’a, okazało się, że Wszechświat się rozszerza, a Einstein uznał stałą kosmologiczną za swą największą życiową pomyłkę.

Na podstawie obserwacji Hubble’a można było ustalić, że wszystkie galaktyki musiały kiedyś znajdować się w jednym punkcie. Innymi słowy, Wszechświat kiedyś znajdował się w supergęstym i gorącym stanie, od którego rozpoczęło się nieustanne rozszerzanie. Hipoteza takiego Wielkiego Wybuchu wywołała sprzeciw wielu badaczy, zwolenników “odwiecznego” kosmosu. Zaproponowali więc wyjaśnienie mniej drastyczne: zgodnie z nim kosmos rozszerza się od zawsze. Jego gęstość musiałaby jednak wówczas stale maleć. Aby temu zapobiec, wprowadzono do fizyki kreację z niczego: od czasu do czasu w rozszerzającej się przestrzeni miałyby powstawać pojedyncze cząstki. Dziwne? Może, ale czy nieustanna kreacja niewielkich ilości materii nie jest dziwniejsza od jednorazowego powstania całego Wszechświata?

Wśród nieustannych sporów konkurencyjna do Wielkiego Wybuchu teoria stanu stacjonarnego utrzymała się aż do roku 1965. To wtedy Arno Penzias i Robert Wilson, fizycy z laboratorium Bella, odkryli mikrofalowe promieniowanie tła – dobiegającą ze wszystkich kierunków nieba emisję, odpowiadającą promieniowaniu ciała doskonale czarnego o temperaturze 2,7 K. Powstanie tego promieniowania dało się wyjaśnić tylko za pomocą teorii Wielkiego Wybuchu. Zgodnie z nią młody Wszechświat musiał być niezwykle gorący i wypełniony promieniowaniem.

Jego gwałtowne rozszerzanie spowodowało, że promieniowanie to dziś ma temperaturę kilku stopni powyżej zera bezwzględnego.

Mapa niewidzialnego

Po zwycięstwie teorii Wielkiego Wybuchu wydawało się, że losy Wszechświata mogą zależeć tylko od jego średniej gęstości: Wszechświat “lekki” rozszerzałby się w nieskończoność, “ciężki” – z czasem zahamowałby i zaczął się kurczyć. Niestety, średnią gęstość Wszechświata zmierzyć niełatwo. W dodatku jej coraz dokładniejsze pomiary wskazywały, że jest ona zdumiewająco bliska wartości odpowiadającej trzeciemu, pośredniemu modelowi, o tzw. gęstości krytycznej – 9,9 · 10-30?g/cm3. Przełom w tych pomiarach nastąpił niedawno. Na podstawie wielu badań, w tym obserwacji supernowych typu Ia i mikrofalowego promieniowania tła, udało się ustalić, że łączna gęstość Wszechświata jest rzeczywiście bliska krytycznej.

Okazało się też, że zwykła materia wnosi do niej wkład zaledwie 4-procentowy. Ruch materii w galaktykach i ich gromadach, a także zjawiska soczewkowania grawitacyjnego możemy wyjaśnić tylko wtedy, gdy przyjmiemy, że oprócz znanych nam cząstek Wszechświat wypełnia także tajemnicza ciemna materia, oddziałująca ze zwykłą jedynie poprzez grawitację.

A tu – wersja dla ambitnych:

http://www.wiw.pl/astronomia/1103-kosmologia.asp

 

http://www.wiw.pl/astronomia/1107-kosmologia.asp

 

http://www.wiw.pl/astronomia/1106-kosmologia.asp

 

O autorze: Asadow

Marek Kulczycki - współzałożyciel Legionu Św. Ekspedyta, członek Konfederacji Blogerów Kontakt w sprawach administracyjnych, technicznych i redakcyjnych: legion.piorunujacy@gmail.com