Zielony Smok - logo witryny

Kosmologia współczesna i Wielki Wybuch

Kosmologia współczesna

Potem pojawiła się fizyka współczesna, która rozwijała się żywiołowo i wszystkie poglądy filozoficzne bazowały na fizyce współczesnej. Problemem był fakt, że fizyka jest bardzo zmatematyzowana i wymaga dobrej znajomości wielu działów matematyki. Większość filozofów nie była  fizykami i nie miała jednak dobrego przygotowania matematycznego i ich wizje świata były błędne albo bardzo uproszczone. Na ich obronę można powiedzieć, że wielu fizyków również nie rozumie fizyki lub wynikających z niej implikacji filozoficznych

Obecnie problemem stał się fakt, że fizyka rozwija się niezwykle szybko. Pojawia się coraz więcej nowych teorii, szybko rozwija się aparat matematyczny, zwiększa się liczba badaczy i śledzenie publikacji i dyskusji naukowych w tym temacie staje się bardzo trudne albo wprost niemożliwe – nawet dla fizyków. Zalewani jesteśmy strumieniem informacji bazującej na coraz trudniejszej do zrozumienia i opanowania matematyce. Wiedza fizyczna staje się hermetyczna i dostępna dla nie-fizyków tylko w postaci ‘resztek z pańskiego stołu’ – opracowań popularnonaukowych, czyli właściwie staje się niedostępna, gdyż trudno tym zaspkoić głód wiedzy.

Następnym problemem jest fakt, że fizyka coraz bardziej staje się pogonią za ‘cieniami w jaskini’ Coraz bardziej zdesperowani fizycy tworzą coraz więcej coraz bardziej karkołomnych  teorii, które wyjaśniają nieco więcej niż poprzednie, ale nadal prowadzą do niespójnego obrazu świata i rządzących nim sił i praw.

Pierwszą linią fizyki są teoretycy i eksperymentatorzy próbujący potwierdzić teorie. Zanim teorie te i wyniki badań dotrą do podręczników mija wiele lat. Informacji o teorii strun, branach, pętlowej teorii grawitacji, etc. nie ma ani w podręcznikach akademickich ani w nowoczesnych kompendiach fizyki. W Internecie istnieją publikacje na te tematy, ale nie zawsze można im wierzyć, gdyż nie ma żadnej gwarancji prawdziwości przekazywanej wiedzy i jej zgodności z oficjalnie publikowanymi teoriami.

Wielki Wybuch [19][20]

Nazwa Wielki Wybuch jest dość niefortunnie dobrana. Jako wybuch uznaje się rozszerzanie w istniejącej przestrzeni, natomiast w tej teorii fizycznej wybuch jest tak naprawdę rozszerzaniem przestrzeni.

Czas Zdarzenia
Przed początkiem Na początku nie było nic. Nie było ani przestrzeni, ani
materii, ani energii, ani czasu, a więc pytania co było wcześniej
są pozbawione sensu.
0-10-43 sek Era Plancka. Pojawiła się bardzo (nieskończenie)
gęsta i gorąca osobliwość. Wszechświat na tym etapie jest
jednorodnie i izotropowo wypełniony energią o nieprawdopodobnie
wielkiej gęstości, o olbrzymim ciśnieniu i temperaturze Gęstość
była większa od 1097 kg/m3.  W tych warunkach dzisiejsze prawa
jeszcze nie obowiązywały. Prawdopodobne jest, że temperatura i
gęstość malały. Była to era dominacji energii nad materią. Pod
koniec Ery Plancka temperatura wynosiła ok. 1032 kelwinów.

Ryc. Wielki Wybuch - Era Plancka
Ryc. Wielki Wybuch – Era Plancka (rys. Maciej Krzywcki)

Etapy powstawania świata w teorii Wielkiego Wybuchu
Czas Zdarzenia
10-43-10-4 sek. Era plazmy kwarkowo-gluonowej
10-43-10-35 sek. Faza wielkiej unifikacji. Oddziaływania:
elektromagentyczne, słabe i silne miały jednakowe znaczenie i były
nieodróżnialne. Między nimi panowała symetria. Oddzielone były
jedynie oddziaływania grawitacyjne
10-35 sek. Faza łamania symetrii. Zachodzi przemiana fazowa i
złamanie symetrii między oddziaływaniami. Powodem był spadek
temperatury do 1028 kelwinów. Oddziaływanie silne oddziela się od
oddziaływania słabego i elektromagentycznego. Moc tego
oddziaływania zaczęła – tak jak jest to dzisiaj – przewyższać moc
obu pozostałych oddziaływań. Konsekwencją było wydzielenie
olbrzymiej ilości energii.
10-35-10-33 sek. Faza inflacji. Duży dopływ energii powoduje
gwałtowne przyśpieszenie ekspansji Wszechświata, która trwa do
dzisiaj. Inflacja powoduje wygładzenie wszelkich większych
niejednorodności, które mogły istnieć w poprzednich etapach
rozwoju. Na tym etapie ekspansja jest w tempie wykładniczym.
10-33-10-4 Faza hadronowa. Ekspansja zwalnia. Wszechświat
zmniejsza gęstość i stygnie. Występowały wszystkie typy kwarków i
takie same ilości antykwarków. W miarę stygnięcia cięższe kwarki
zaczęły się rozpadać, a lżejsze zaczęły tworzyć hadrony. Istniały
różne typy hadronów: protony, neutrony, hiperony, piony, kaony i
inne. Poza cząstkami istniały także antycząstkii zachodziły procesy
anihilacyjne. Po zmniejszeniu temperatury pozstały tylko protony i
neutrony. W tym okresie istniały już leptony.
10-4 – 10 sek Era leptonowa. Leptony przejmują
pałeczkę. Zachodziło mnóstwo procesów. Neutrina przestały
oddziaływać z materią i rozproszyły się wolne neutrony zaczęły
łaczyć się z protonami w jądra. Najpierw powstały jądra deuteru,
potem helu-3. W tym okresie zaczęły powstawać międzygalaktyczne
obłoki helowe, które pozostały do dzisiaj.
10 sek – 300 000 lat Pierwsze 10 min. Kontynuowany jest etap
nukleosyntezy i tworzenia obłoków helowych.
Era
promieniowania. Eletrony anihilowały z pozytonami pozostawiając
nadwyżkę elektronów. Wszechświat jest wypełniony głównie fotonami z
niewielką domieszką protonów i neutronów. Temperatura
promieniowania była równa temperaturze materii. Wszechświat był
nieprzezroczysty.
Ok. 10000 roku energia promieniowania
stała się słabsza od energii zawartej w materii. Po zakończeniu
tego okresu temperatura spadła do 3000 kelwinów. Protony połączyły
się z elektronami w atomy, a fotony poruszały się niemal swobodnie
bez żadnego oddziaływania tworząc tzw. promieniowanie tła, które
można obecnie obserwować.
300 000 lat – do dzisiaj Era gwiazdowa. Gwiazdy zaczęły powstawać
ok. 100 mln lat od WW. Do tej pory w świecie panowała ciemność. W
następnych etapach zaczęły powstawać planety.

Jak widzimy świat powstał w ciągu sześciu etapów. Wiele procesów zachodzących we Wszechświecie zgodnie z modelem WW nie zostało jeszcze wyjaśnionych. Niektórzy uczeni, chociaż jest ich coraz mniej – odrzucają teorię Wielkiego Wybuchu.

Piśmiennictwo

[19] http://pl.wikipedia.org/wiki/Wielki_Wybuch

[20] http://www.fizyka.net.pl/astronomia/astronomia_k2.html

Czasopismo: Blog Zielonego Smoka

Artykuł: nr 2

Autor: Jacek Piechota