קוסמולוגיה 101: ההווה

Pin
Send
Share
Send

ברוך שובך! בפעם האחרונה דנו ברגעים הראשונים השנויים במחלוקת והמחולדים לאחר לידת הקוסמוס שלנו. בהסתכלות סביבנו היום, אנו יודעים שבמרחק של כמה מיליארדי שנים בלבד, היקום הפך מאותו אמלגם שלם של חלקיקים אלמנטריים זעירים למרחב עצום ומסודר, שופע מבנה בקנה מידה גדול. איך קורה משהו כזה?

בואו נסקור מחדש. כשהפסקנו, היקום היה מרק כאוטי של חומר פשוט והקרנות. פוטון לא יכול היה לנסוע רחוק מבלי להיתקל ולהיספג בחלקיק טעון, לרגש אותו ואז להיפלט ממנו, רק כדי לעבור שוב את המחזור. כעבור כשלוש דקות, טמפרטורת הסביבה התקררה עד כדי כך שחלקיקים טעונים אלה (פרוטונים ואלקטרונים) יכלו להתחבר ולהיווצר גרעינים יציבים.

אבל למרות הטמפרטורה הירידה, עדיין היה חם מספיק כדי שהגרעינים הללו יתחילו להשתלב לאלמנטים כבדים יותר. במשך הדקות הבאות, היקום בישל איזוטופים שונים של גרעיני מימן, הליום וליתיום בתהליך הידוע בכינויו נוקלאוזינתזה של המפץ הגדול. ככל שחלף הזמן והיקום התפשט עוד יותר, גרעינים אלה כבשו אט אט אלקטרונים מסביב עד שהאטומים הנייטרליים שלטו בנוף. לבסוף, לאחר כ -300,000 שנה, פוטונים יכלו לנוע בחופשיות ביקום מבלי שחלקיקים טעונים ייקלעו לדרכם. קרינת הרקע הקוסמית של מיקרוגל שאסטרונומים צופים בהם כיום היא למעשה האור השרידי מאותו הרגע, שנמתח לאורך זמן עקב התפשטות היקום.

אם אתה מסתכל על תמונה של ה- CMB (למעלה), תראה תבנית של טלאים בצבעים שונים המייצגים אניסוטרופיות בטמפרטורת הרקע של הקוסמוס. הבדלי טמפרטורה אלה נבעו במקור מתנודות קוונטיות זעירות שהתפוצצו באופן דרמטי ביקום המוקדם מאוד. במהלך מאות מאות השנים הבאות, האזורים המעטים יתר על המידה במרקם המרחב משכו יותר ויותר חומר (שניהם בריוניים - מהסוג שאתה ואני עשויים - ואפלים) תחת השפעת כוח הכבידה. חלק מהאזורים הקטנים הפכו בסופו של דבר לחמים וצפופים עד כדי כך שהצליחו להתחיל איחוי גרעיני בליבותיהם; וכך, בריקוד עדין בין כוח המשיכה החיצוני והלחץ הפנימי, נולדו הכוכבים הראשונים. לאחר מכן המשיכה הכבידה במשיכתה, גררה גושי כוכבים לגלקסיות ובהמשך, גושי גלקסיות לאשכולות גלקסיות. כמה כוכבים מאסיביים קרסו לחורים שחורים. אחרים נהיו כה כבדים ונפוחים עד שהם התפוצצו, ופיזרו נתחי פסולת עשירים ממתכת לכל כיוון. לפני כ -4.7 מיליארד שנה, חלק מחומר זה מצא את דרכו למסלול סביב כוכב רצף ראשי אחד בלתי נתפס, ויצר כוכבי לכת בכל הגדלים, הצורות והקומפוזיציות - מערכת השמש שלנו!

מיליארדי שנים של גאולוגיה והתפתחות אחר כך, הנה אנחנו. ושם שאר היקום נמצא. זה סיפור די בולט. אבל מה הלאה? ואיך נדע שכל התיאוריה הזו אפילו קרובה לתיקון? דאג לחזור בפעם הבאה כדי לגלות!

Pin
Send
Share
Send