Τι είναι η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης - πώς δημιουργήθηκε το Σύμπαν
Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν μας; Πώς δημιουργείται ένα σύμπαν;
Πιθανότατα θα δυσκολευτείτε να βρείτε μια ικανοποιητική απάντηση για αυτό. Οι φυσικοί σε όλο τον κόσμο είχαν ενοχληθεί από αυτή την ερώτηση για πολύ καιρό, και η απάντηση είναι ακόμα αμφισβητήσιμη. Ωστόσο, στην επιδίωξή τους να βρουν μια απάντηση συνειδητοποίησαν ότι ο χώρος, ο χρόνος, η ενέργεια και η ύλη δημιουργήθηκαν κατά τη γέννηση του ίδιου του σύμπαντος. Έτσι, το να μιλάμε για μια φάση πριν από αυτή φαινόταν τόσο άυλη όσο το «βόρεια του βόρειου πόλου». Ως εκ τούτου, αυτό που ξεκίνησε το σύμπαν ή ακόμα και αυτό που βρίσκεται έξω από αυτό θεωρείται γενικά ότι είναι έξω από την αρμοδιότητα της φυσικής και περισσότερο το ενδιαφέρον της φιλοσοφίας ή της μεταφυσικής.
Ως εκ τούτου, οι φυσικοί έστρεψαν σε μεγάλο βαθμό την εστίασή τους στη μελέτη της εξέλιξης του σύμπαντος. Μετά από χρόνια έρευνας και πειραματισμού, κατέληξαν σε μια όμορφη θεωρία για να το εξηγήσουν. Αυτό ονομάστηκε The Big Bang Theory. Αλλά προτού το εξετάσουμε, πρέπει να γνωρίζουμε για μια παρατήρηση που αποδεκάτισε την ιδέα ενός στατικού σύμπαντος δεκαετιών.
Το Σύμπαν μας διαστέλλεται
Ακριβώς όπως ο Νεύτωνας, ο Αϊνστάιν πίστευε ότι το σύμπαν μας είναι πεπερασμένο και στατικό ή απλώς σε σταθερή κατάσταση. Ωστόσο, όταν χρησιμοποίησε τη γενική θεωρία της σχετικότητας για να μελετήσει το σύμπαν στο σύνολό του, συνειδητοποίησε ότι ο χωροχρόνος πρέπει να στρεβλώνεται ή να καμπυλώνεται γύρω από τον εαυτό του και επομένως λόγω της βαρυτικής έλξης που προκύπτει πρέπει να συρρικνώνεται.
Αλλά ποτέ δεν συμβιβάστηκε απόλυτα με αυτή την ιδέα. Έτσι εισήγαγε μια «κοσμολογική σταθερά» για να διατηρήσει ένα στατικό σύμπαν στη θεωρία του. Δεν ήταν όλοι οπαδοί αυτής της ιδέας. Ορισμένοι επιστήμονες υποστήριξαν ότι η εισαγωγή αυτής της σταθεράς ήταν εντελώς αυθαίρετη και δεν υποστηρίχθηκε από κανένα γεγονός ή παρατήρηση.
Στη συνέχεια, το 1929, ο Edwin Hubble ανακοίνωσε μια δραματική ανακάλυψη που εξέπληξε τους πάντες.
Ενώ μελετούσε το φως που προέρχεται από άλλους γαλαξίες, παρατήρησε ότι αυτό το φως μετατοπίστηκε λίγο προς το κόκκινο άκρο του φάσματος λόγω του Φαινόμενου Ντόπλερ (γνωστό και ως μετατόπιση ερυθρών) που έδειξε ότι οι γαλαξίες απομακρύνονταν από εμάς. Αυτή η παρατήρηση ήταν αμετάβλητη προς κάθε δυνατή κατεύθυνση. Με άλλα λόγια, το σύμπαν επεκτεινόταν προς όλες τις ορατές κατευθύνσεις.
Τώρα, αν οι γαλαξίες πετούσαν χώρια, τότε προφανώς κάποια στιγμή νωρίτερα, το σύμπαν θα ήταν μικρότερο από ό,τι σήμερα. Έτσι, ανιχνεύοντας τα γεγονότα ακριβώς όπως μια ταινία που παίζεται αντίστροφα, διαπιστώσαμε ότι ήταν πράγματι πολύ μικροσκοπικό.
Δεδομένης της τεράστιας κλίμακας διαστολής του σύμπαντος, ήταν προφανές ότι μια ισοδύναμη τεράστια ποσότητα ενέργειας πρέπει να έχει απελευθερώνεται με τη μορφή ακτινοβολίας. Πρέπει λοιπόν να είναι γύρω σήμερα και μπορεί να το εντοπίσουμε. Αυτή η εικασία επιβεβαιώθηκε κατά λάθος από δύο νεαρούς υπαλλήλους της Bell Telephone Laboratories στο New Jersey. Έπιασαν έναν μυστηριώδη θόρυβο μικροκυμάτων στην κεραία τους που φαινόταν να έρχεται εξίσου από κάθε κατεύθυνση στον ουρανό. Έτσι τελικά συνειδητοποίησαν ότι αυτή η ακτινοβολία μικροκυμάτων πρέπει όντως να είναι η «μετά λάμψη» του Big Bang.
Η θεωρία του Big Bang
Είναι πολύ περίεργο να γνωρίζουμε ότι το φαινομενικά ατελείωτο σύμπαν μας ήταν κάποτε μικρότερο από το μέγεθος ενός πρωτονίου. Όλη η ύλη και η ενέργεια συμπιέζονταν σε έναν απειροελάχιστα μικρό όγκο. Στην πραγματικότητα, ακόμη και οι τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης συνενώθηκαν σε αυτή τη βαρυτική ιδιομορφία. Είναι πραγματικά ανεξιχνίαστο να εξετάζουμε αυτή τη μεγάλη συγκέντρωση ενέργειας και ύλης, αλλά όλα τα στοιχεία φαίνεται να το υποστηρίζουν.
Στη συνέχεια, κάποια στιγμή πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, αυτή η ιδιαιτερότητα ξαφνικά επεκτάθηκε σε περίπου 1026 φορές από το αρχικό της μέγεθος σε μόλις 0,0001 δευτερόλεπτα. Αυτό ήταν αυτό που λέμε Big Bang. Η θεωρία του Big Bang είναι ουσιαστικά ένα χρονοδιάγραμμα για όλα όσα συνέβησαν μετά.
Εκτός από τις παρατηρήσεις που αναφέρθηκαν παραπάνω, το μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης υποστηρίζεται επίσης από δύο θεωρίες:τη γενική θεωρία της σχετικότητας και την κοσμολογική αρχή (η υπόθεση ότι η ύλη στο σύμπαν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη σε μεγάλες κλίμακες, δηλαδή το σύμπαν είναι ομοιογενές και ισότροπο). /P> 
Αν και ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος έχει μειωθεί από τότε που ο κοσμικός πληθωρισμός, αυτή τη στιγμή το σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Αυτό είναι λίγο περίεργο λαμβάνοντας υπόψη τη μεγάλη ποσότητα μάζας που υπάρχει στο σύμπαν που θα έπρεπε να έχει επιβραδύνει τη διαστολή λόγω της βαρυτικής έλξης. Έτσι, η έννοια της αντιύλης εισήχθη σε μια προσπάθεια να εξηγηθεί ότι υπάρχουν περισσότερα στο σύμπαν από αυτά που βλέπουμε. Η αντιύλη δρα αντίθετα από την ύλη που γνωρίζουμε και ως εκ τούτου απωθεί αντί να έλκει. Η ποσότητα της αντιύλης είναι πολύ μεγαλύτερη από τη συνολική ποσότητα ύλης που έχει επιταχυνθεί η διαστολή του σύμπαντος.
Τι ακολουθεί λοιπόν;
Από σήμερα δεν φαίνεται να έχουμε την απάντηση στο «Ποια θα είναι η μοίρα του σύμπαντος». Αλλά οι επιστήμονες γενικά συμφωνούν ότι αυτή η μοίρα θα εξαρτηθεί κυρίως από τη συνολική γεωμετρία του σύμπαντος και τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας στη διαστολή του σύμπαντος.
Το σύμπαν θα μπορούσε απλώς να σταματήσει να διαστέλλεται εντελώς φτάνοντας σε μια κατάσταση μέγιστης εντροπίας και ως εκ τούτου θα γινόταν πολύ κρύο για να διατηρήσει τη ζωή. Ή θα μπορούσε να συνεχίσει να επεκτείνεται και να οδηγήσει σε ένα γεγονός γνωστό ως The Big Rip. Απαιτούνται περαιτέρω εξελίξεις στη θεμελιώδη φυσική προτού καταστεί δυνατή η γνώση της τελικής μοίρας του σύμπαντος με ένα ικανοποιητικό επίπεδο βεβαιότητας.
