Nota redactorului: articolul „Universul ar putea fi de 250 de ori mai mare decât ceea ce este observabil” a stârnit o discuție considerabilă în rândul cititorilor noștri, mulți sugerând că UT ar trebui să aibă o serie de articole despre cosmologie - o Cosmologie 101, dacă doriți. Cea mai nouă scriitoare a noastră, Vanessa D’Amico, care a scris articolul menționat, începe astăzi seria Cosmology 101, începând chiar de la început.
Cum a început universul să înceapă? Este una dintre cele mai apăsătoare întrebări din cosmologie și, probabil, una care va fi o perioadă. Aici, voi începe prin a explica ce știu oamenii de știință despre primele secunde formative din viața universului. Mai mult decât probabil, povestea nu este tocmai ceea ce ai putea crede.
La început, a fost ... bine, nu știm cu adevărat. Una dintre cele mai răspândite concepții greșite în cosmologie este că universul a început ca o colecție de materiale extrem de mică, de neconceput, care a explodat brusc, dând naștere spațiului așa cum îl știm. Există o serie de probleme cu această idee, nu mai puțin de toate presupunerea implicită într-un eveniment denumit marele „bang”. În adevăr, nimic nu a „lovit”. Noțiunea de explozie îmi aduce în minte un val de material în expansiune, umplând treptat spațiul din jurul ei; cu toate acestea, când universul nostru s-a născut, nu exista spațiu. Nici nu a fost timp. Nu era vid. A fost literalmente nimic.
Atunci s-a născut universul. Energii extrem de mari în primii 10-43 secunde din viața sa îngreunează foarte mult oamenii de știință să determine orice este concludent cu privire la originea cosmosului. Desigur, dacă cosmologii sunt corecți cu privire la ceea ce cred ei că s-ar fi putut întâmpla, nu contează prea mult. Conform teoriei inflației, la aproximativ 10-36 secunde, universul a suferit o perioadă de expansiune exponențială. Într-o chestiune de câteva mii de secundă, spațiul umflat de un factor de aproximativ 1078, separarea rapidă a regiunilor alăturate odată cu distanțe insesizabile și aruncarea fluctuațiilor cuantice minuscule din materialul spațiu-timp.
Inflația este o teorie atrăgătoare din mai multe motive. În primul rând, explică de ce observăm universul ca fiind omogen și izotrop pe scări mari - adică arată la fel în toate direcțiile și pentru toți observatorii. De asemenea, explică de ce universul pare a fi plan, mai degrabă decât curbat. Fără inflație, un univers plat necesită un set extrem de bine ajustat de condiții inițiale; cu toate acestea, inflația transformă această reglare fină într-un truc de scară. O analogie familiară: pământul de sub picioarele noastre pare a fi plat (chiar dacă știm că trăim pe o planetă sferică) pentru că noi, oamenii, suntem cu atât mai mici decât Pământul. La fel, universul umflat este atât de enorm în comparație cu câmpul nostru de vedere local, încât pare a fi spațial plat.
Pe măsură ce teoria merge, sfârșitul inflației a dat loc unui univers care semăna puțin mai mult cu cel pe care îl observăm astăzi. Energia de vid care a condus la inflație s-a transformat brusc într-un alt tip de energie - genul care ar putea crea particule elementare. În acest moment (doar 10-32 secunde după nașterea universului), temperatura ambiantă era încă prea caldă pentru a construi atomi sau molecule din aceste particule; dar pe măsură ce secundele s-au întins, spațiul s-a extins și s-a răcit până la punctul în care quark-urile se pot uni și forma protoni și neutroni. Fotoni cu energie mare au continuat să se arunce în jurul valorii de a continua, lovind continuu și incitând protoni și electroni încărcați.
Ce s-a întâmplat în continuare? Cum a devenit această supă haotică de materie și radiații marea întindere a structurii organizate pe care o vedem astăzi? Ce se va întâmpla cu universul în viitor? Și cum știm că acesta este modul în care s-a desfășurat povestea? Asigurați-vă că consultați următoarele câteva versiuni ale Cosmology 101 pentru răspunsurile la aceste întrebări și multe altele!
