Compoziția universului
Primele momente ale big bangului - o zi fără ieri
Nu a existat nimic înainte, nimicuri absolute pe care noi oamenii nici nu le putem imagina. Un mic bob de materie super-densă și inimaginabil de fierbinte a explodat într-un fulger imens de energie, creând chiar spațiu ca atare. Extinderea sa continuă până în prezent.
Întreaga dezvoltare ulterioară a universului a fost decisă în prima secundă a existenței sale. Această perioadă, neglijabil de scurtă după standardele normale, a fost direct încărcată de evenimente cosmice importante:
10 secunde: începe procesul. După un scurt prolog, termenii spațiu și timp încep să aibă sens. La o temperatură de 10 grade, primul eveniment semnificativ are loc în univers, care ia forma unui punct mic care măsoară 10 centimetri și conține un amestec exotic de particule și antiparticule care apar în permanență și care dispar: gravitația se separă și devine o forță separată. Această separare este una dintre „tranzițiile de fază” în care forțele din spațiu „îngheață” treptat din interacțiunea uniformă originală pe măsură ce temperatura scade.
10 secunde: începe inflația. Interacțiunea puternică începe să înghețe și apar bule cuantice în vidul înconjurător. Unul dintre ei începe să se extindă cu o viteză extraordinară. Universul vizibil de astăzi ia forma unei mingi de tenis. Toate forțele, cu excepția gravitației, sunt încă unificate, dar atunci când un vid simetric „realizează” brusc că este instabil și scapă de excesul de energie. Acest lucru creează particule noi și interacțiunea puternică „îngheață”. (Inflația: o bulă cuantică creează o regiune specială într-un univers hipotermic și se extinde cu milioane de milioane de milioane de ori mai rapid decât viteza luminii. La sfârșitul infecției, excesul de energie se disipează în spațiu, ridicând temperatura și permițând noi materie pentru a forma.)
10 secunde: inflația se oprește. Universul se mișcă într-o expansiune mult mai lentă, deși încă neimaginabil de masivă, conform teoriei originale a Big Bang-ului. Există două tipuri de particule: quark-urile care simt o interacțiune puternică și leptonii (cele mai ușoare particule: electron, pozitron, neutrino și antineutrino) care simt o interacțiune electrolocă nedistinguibilă anterior.
10 secunde: distribuția interacțiunii electrodebole. Temperatura a scăzut la 10 grade, ceea ce reprezintă un alt „punct de îngheț”. În procesul de rupere a simetriei, interacțiunea electro-slabă este împărțită într-o forță electromagnetică separată și o interacțiune slabă. Purtătorii slabi de interacțiune - particulele W și Z - devin grele, în timp ce purtătorul de electromagnetism, fotonul, are masă zero.
10 secunde: quark-urile dispar. Până în prezent, quark-urile și antiquarkurile se mișcau liber prin spațiu, creând, anihilând și interacționând cu alte particule. După ce universul s-a răcit la 10 grade, nu mai există suficientă energie pentru a putea forma cuarcul liber. Vaporii existenți continuă să anihileze și se pare că quarcii vor dispărea pentru totdeauna.
10 secunde: se formează barioni.Universul a crescut la dimensiunea sistemului nostru solar. Pe măsură ce temperatura scade în continuare, anihilarea se oprește, iar quarcii rămași sunt pliați în protoni și neutroni. (barioni: nume colectiv pentru nucleon - proton și neutron în nucleul unui atom)
1 secunda: scurgeri de neutrini. Neutrinii, care sunt afectați doar de o interacțiune slabă, au fost foarte activi până acum. Cu toate acestea, la sfârșitul primei secunde, interacțiunea slabă este atât de slabă încât nu are aproape nici o putere asupra neutrinilor, iar neutrinii zboară liberi. Ei sunt în spațiu până în prezent. (nutrino: particulă de masă elementară neîncărcată electric fără moment magnetic)
100 de secunde: primele elemente. Protonii și neutronii reacționează împreună pentru a forma nuclee de heliu. În următorii 100.000 de ani, nu se întâmplă nimic interesant. Hidrogenul, heliul și o cantitate mică de alte nuclee ușoare, amestecate cu electroni și radiații, se răcesc treptat la temperatura fierului fierbinte din furnal.
300.000 de ani: se va lumina în spațiu. Electronii încep să se lege de nuclee. Se formează primii atomi. Radiația nu mai este suficient de puternică pentru a sparge atomii și, prin urmare, nu este absorbită. Universul devine transparent și este plin de lumină.
1 miliard de ani. Se formează primele galaxii și universul începe să pară conștient.
15 miliarde de ani. Universul de astăzi - așa cum îl cunoaștem în scări cosmice și atomice