Звідки взявся «первинний матеріал», який взяв участь у великому вибуху

Проект-менеджер, інтернет-маркетолог, ілюстратор. Захоплююся астрофізикою і еволюційної біологією. Модератор теми «Природничі науки» на TheQuestion.

Природа матерії до сих пір залишається таємницею. Вчені, якщо говорити простою мовою, спускаються на все більш мікроскопічний рівень, щоб знайти цеглинки світобудови і кожен раз знаходять все більш дрібну частинку. Роблять це в тому числі і до того, щоб знайти те, що було ДО матерії.

Однією з теорією, що пояснює, звідки взялася матерія, є теорія струн. Якщо зовсім коротко, то теорія струн говорить про те, що частинки - це результат коливання квантових струн. Не намагайтеся вникнути, що таке квантова струна, це важко уявляє навіть Шелдон Купер. Головне, що якщо взяти формулу E = mc ^ 2 (яка описує взаємодію маси і енергії), і повернути її навпаки, то виявиться, що чим більше частостей коливання квантової струни, тим більше енергії вона генерує і тим більше маса одержуваної частки.

Ось кожна матеріальна частка - це енергетичні коливання. Відповідно, це означає що до Великого Вибуху була енергія, яка перетворилася в матерію. Відповідно до теорії Інфляції, і теорії мультивселенной, простір постійно розширюється. Але простір це не те, як ми його собі бачимо. Простір - це енергія. Енергія, яка рашіряется. У місцях розширення, натягу, утворюється ще більше енергії, яка накопичується і в якийсь момент розряджається. Розряджається з такою швидкістю, що утворюється матерія. І з'являється Всесвіт. А Всесвіт - це, грубо, шматок матерії, такий бульбашка, який плаває в просторі енергії.

Alexander Tikhomirov 241

Студент Paideia - The European institute for Jewish Studies, Noisefishin

Ось так "зрозумілою мовою" описується теорія освіти матерії в результаті великого вибуху з космічної плазми, можливо що зараз до цього додалися якісь подробиці, але навряд чи хтось прописував їх так, щоб було зрозуміло всім.

Первинний згусток складався з світлової енергії того ж типу, яка випромінюється Сонцем. Термін "світло" вжито нами для позначення загального явища, названого вченими "електромагнітне випромінювання". Явище це найлегше пояснити, знову звернувшись до Сонця. Електромагнітне випромінювання Сонця, видиме оком, називається видимим світлом. Спектр його включає всі відтінки від червоного до синього (знайомі нам кольори веселки). Сонце випускає також електромагнітне випромінювання, що не видиме оком, або невидимий світ. "Кольоровий" спектр невидимого сонячного світла включає в себе інфрачервоні промені (вони дають шкірі відчуття тепла), ультрафіолетові промені (причина засмаги), мікрохвилі (використовувані в мікроволновихпечах), радіохвилі, рентгенівські промені і т.п. Істотної різниці між квітами видимого і невидимого світу немає; всі разом вони складають повний спектр електромагнітного випромінювання. Заряджений відповідної плівкою фотоапарат з рівним успіхом зареєструє всі ці кольори. Тому, слідуючи загальноприйнятій практиці, ми називаємо словом "світло" все електромагнітне випромінювання, включаючи як видимий, так і невидимий світ.
Ми підходимо тепер до найважливішої події, які вчинили невдовзі після "великого вибуху. І позначеному в таблиці цифрою 0,001. Для розуміння цієї події необхідна деяка базисна інформація. Відомою нам формою матерії є атом або група атомів, звані молекулою. Однак, коли, відразу після нульового часу, відбулося утворення матерії, вона не існувала в формі атомів. Неймовірно висока температура первинного згустку миттєво зруйнувала б будь-який атом. Тому матерія існувала в іншій формі, яка називається "пл змой ". Істотна відмінність між цими двома формами матерії полягає в тому, що атом в електричному відношенні нейтральний, тоді як плазма складається з частинок, несучих або позитивний, або негативний заряд. Ці заряджені частинки" ловлять "світло, блокуючи його проникнення крізь плазму. Тому з боку плазма завжди виглядає темною.
Через частки секунди після "великого вибуху" всесвіт складалася з світла первинного згустку, що пронизує плазму. Хоча світло згустку був неймовірно сильний, плазма увібрала його в себе; світло не могло проникнути крізь неї і тому був "невидимий". Щоб уявити собі цю ситуацію, уявіть, що в світі був у той час хтось з фотоапаратом. Всесвіт здавалася б нашому фотографу темної через плазми, і зняті ним кадри були б абсолютно чорними, хоча Всесвіт була наповнена світлом первинного вогняного кулі. Справа виглядала б так, немов хтось, не користуючись спалахом, наклацали знімків в абсолютно темній кімнаті.
Починаючи з нульового моменту, розпечений первинний згусток став стрімко охолоджуватися. До моменту, зазначеного на таблиці цифрою 0,001, він охолов настільки, що це дозволило заряджених частинок плазми з'єднатися й утворити атоми. Освіта атомів з плазми було життєво-важливою подією, що визначив шлях розвитку Всесвіту в її теперішньому вигляді.
На противагу плазмі, будь-який простір, наповнене вільними атомами і молекулами, абсолютно прозоро. Варто лише згадати прозору атмосферу нашої планети, що складається з молекул повітря (в основному, азоту і кисню). Світло вільно струмує крізь атмосферу; з поверхні Землі чітко видно Сонце, Місяць, віддалені зірки і галактики. Таким чином, коли 15 мільярдів років тому плазма раптово перетворилася в атоми і молекули, вона перестала затримувати світло вогняного згустку. Світло цей перетворився на "видимий"; він незабаром заповнив весь Всесвіт і заповнює її донині.
На цьому ми закінчуємо наше, дуже короткий, опис основних положень теорії Джорджа Гамова про "великий вибух". Як і для кожної наукової теорії, критерієм її прийнятності служить підтвердження практикою правильності її припущень. Найбільш вражаючим в теорії "великого вибуху" є припущення про те, що світ заповнений світлом ось уже 15 мільярдів років, з самого "початку часу". Це світло, велика частина спектра якого невидима, володіє абсолютно особливими якостями (розглядати їх зараз немає необхідності), завдяки яким його легко відрізнити від будь-яких інших видів електромагнітного випромінювання. Однак, передбачена радіація не була виявлена. І ось чому: первинний згусток був неймовірно розпечений і містив гігантську енергію. З плином часу, однак, він розширювався і охолоджувався, в результаті чого промениста енергія поширювалася на всі боки. Сьогодні, п'ятнадцять мільярдів років тому, енергія первинного згустку надзвичайно сильно розріджена, його електромагнітна радіація настільки слабка, що виявити її за допомогою наявної перш наукової апаратури було технічно неможливо.