Поясніть значення Великого вибуху для розуміння розподілу хімічних елементів у Всесвіті

Початок всього – Великий Вибух (13.75±0.15 млрд. років тому)

Великий вибух (англ. Big Bang) - космологічна теорія початку розширення Всесвіту, перед яким Всесвіт знаходився в сингулярному стані.

За сучасними уявленнями, спостережуваний нами зараз Всесвіт виник з деякого початкового "сингулярного" стану і відтоді безперервно розширюється і охолоджується.

Екстраполяція спостережуваного розширення Всесвіту назад в часі приводить при використанні загальної теорії відносності і деяких інших альтернативних теорій гравітації до нескінченної щільності і температури в кінцевий момент часу у минулому. Більше того, теорія не дає ніякої можливості говорити про що-небудь, що передувало цьому моменту (тому, що наша математична модель простору-часу у момент Великого вибуху втрачає застосовність: при цьому теорія зовсім не заперечує можливість існування чого-небудь до Великого вибуху), а розміри Всесвіту тоді дорівнювали нулю - вона була стиснена в точку. Цей стан називається космологічною сингулярностью і сигналізує про недостатність опису Всесвіту класичною загальною теорією відносності. Наскільки близько до сингулярности можна екстраполювати відому фізику, є предметом наукових дебатів, але практично загальноприйнято, що допланківскую епоху розглядати відомими методами не можна. Багато учених напівжартома-напівсерйозно називають космологічну сингулярность "народженням" (чи "створенням") Всесвіту. Неможливість уникнення сингулярности в космологічних моделях загальної теорії відносности була доведена разом з іншими теоремами про сингулярності Р. Пенроузом і С. Хокингом у кінці 1960-х років. Її існування є одним із стимулів побудови альтернативних і квантових теорій гравітації, які прагнуть вирішити цю проблему.

Згідно з відомими обмеженнями по застосовності сучасних фізичних теорій, найбільш раннім моментом, що допускає опис, вважається момент планківської епохи з температурою приблизно 1032 K (Планківська температура) і щільністю близько 1093 г/см³ (Планківська щільність). Ранній Всесвіт був високооднорідним і ізотропним середовищем з надзвичайно високою щільністю енергії, температурою і тиском. В результаті розширення і охолодження у Всесвіті сталися фазові переходи, аналогічні конденсації рідини з газу, але стосовно елементарних часток.

Приблизно через 10 − 35 секунд після настання планківської епохи (Планківський час - 10 − 43 секунд після Великого вибуху, в цей час гравітаційна взаємодія відокремилася від інших фундаментальних взаємодій) фазовий перехід викликав експоненціальне розширення Всесвіту. Цей період дістав назву Космічної інфляції. Після закінчення цього періоду будівельний матеріал Всесвіту був кварк-глюонною плазмою. Із часом температура впала до значень, при яких став можливий наступний фазовий перехід, званий баріогенезисом. На цьому етапі кварки і глюони об'єдналися в баріони, такі як протони і нейтрони. При цьому одночасно відбувалося асиметричне утворення як матерії, яка переважала, так і антиматерії, які взаємно анігілювали, перетворюючись на випромінювання.

Подальше падіння температури привело до наступного фазового переходу - утворення фізичних сил і елементарних часток в їх сучасній формі. Після чого наступила епоха нуклеосинтезу, при якій протони, об'єднуючись з нейтронами, утворили ядра дейтерію, гелия- 4 і ще декількох легких ізотопів. Після подальшого падіння температури і розширення Всесвіту наступив перехідний момент, при якому гравітація стала домінуючою силою. Через 380 тисяч років після Великого вибуху температура знизилася настільки, що стало можливим існування атомів водню (до цього процеси іонізації і рекомбінації протонів з електронами знаходилися в рівновазі).

Після ери рекомбінації матерія стала прозорою для випромінювання, яке, вільно поширюючись в просторі, дійшло до нас у вигляді реліктового випромінювання.

Поиск по сайту: