Wszechświat


Do teorii Big Bang'u astronomowie doszli również innymi drogami. Wszystko zdaje się potwierdzać, że Wszechświat jest w trakcie ekspansji, a jego poszczególne części oddalają się od siebie z ogromną prędkością.
  







Większość astronomów uważa, że Wszechświat powstał ok. 15-20 mld lat temu w następstwie wielkiego wybuchu materii i energii, tzw. Big Bang'u. Najbardziej przekonywujący dowód na poparcie tej hipotezy, już wcześniej wynikającej z teorii względności Alberta Einsteina, a następnie potwierdzonej na podstawie obliczeń astronomicznych, zdobyli w 1965 r. dwaj radioastronomowie amerykańscy: Arno Penzias i Robert
Wilson, którzy w 1978 r. otrzymali za swoje odkrycie Nagrodę Nobla.
Stwierdzili oni słaby, biegnący ze wszystkich stron, szum, tzw. 
mikrofalowe promieniowanie tła, w którym rozpoznali echo Big Bang'u (Wielkiego Wybuchu) - promieniowania wyemitowanego w przestrzeń kosmiczną przez wybuch pierwotnego jądra, który zapoczątkował Wszechświat.Różnorodne reakcje nuklearne, towarzyszące stopniowemu ochładzaniu się kuli pierwotnego ognia, doprowadziły do powstania materii, najpierw w formie wodoru, który znacznie później dał początek gwiazdom i galaktykom.

 
Jeżeli opierając się na tej obserwacji, spojrzymy wstecz, to wywnioskujemy, że dawno temu galaktyki musiały znajdować się bliżej siebie, a jeszcze wcześniej tworzyły jedno, bardzo gęste, osobliwe jądro. Zawierało ono nie tylko całą materię i trójwymiarową przestrzeń, ale także wymiar czasu( zgodnie z rewolucyjną teorią przestrzeni i czasu Einsteina, wg której materia w ekspandującym Wszechświecie nie porusza się w przestrzeni, lecz w czasoprzestrzeni).
 W pewnym momencie cały Wszechświat zaczął się rozszerzać poczynając właśnie od tego centralnego jądra. A zatem galaktyki składające się z systemów gwiezdnych oraz chmur pyłu i gazów, są pozostałością gorącego materiału rozrzuconego w wyniku wybuch osobliwego jądra, będącego źródłem Wszechświata. Nasz własny układ Drogi Mlecznej stanowi typową galaktykę zawierającą miliardy gwiazd obiegających powoli centralne jądro.
Odległe galaktyki są tak daleko, że ich światło potrzebuje wiele czasu na dotarcie do nas. Astronomowie potrafią dostrzec ledwo widoczne galaktyki oddalone o 10 miliardów lat świetlnych. Oznacza to, że światło tych galaktyk wędrowało do nas 10 miliardów lat. Widzimy je więc takimi jakimi były wtedy, nie wiemy jak wyglądają obecnie.
Pozostałości po Wielkim Wybuchu
Jeśli Wielki Wybuch naprawdę się zdarzył, to powinien postawić po sobie słabe fale radiowe w całym Kosmosie. W 1965 r. wykryto takie słabe promieniowanie docierające ze wszystkich kierunków. Nie stanowi to jeszcze ostatecznego dowodu tej teorii, lecz jest bardzo ważną podstawą do jej sformułowania.

Kosmiczna eksplozja
Pierwotnym trwałym składnikiem Wszechświata był najprostszy pierwiastek - wodór. Reakcje nuklearne zachodzące podczas Big Bang'u przekształciły jedną piątą początkowo występującego wodoru w kolejny pierwiastek - hel. Pierwsze gwiazdy składały się więc w 80% z wodoru i w 20% z helu. Wszystkie pozostałe składniki Wszechświata, włącznie atomami pierwiastków cięższych, jak węgiel i tlen, zostały wytworzone podczas dalszych reakcji nuklearnych. Wybuch gwiazdy (zjawisko dosyć rzadkie w odniesieniu do tzw. nowych i niezwykle rzadkie jeśli chodzi o supernowe) emituje więcej energii niż miliard słońc i rozsiewa w przestrzeni kosmicznej materię, która zostanie użyta do formowania nowych gwiazd lub planet. Nowe gwiazdy powtarzają ten sam cykl ewolucyjny, tworząc inne ciężkie pierwiastki.
Dzisiejsze ciała gwiezdne są więc w dużej mierze wynikiem gwałtownych zjawisk gwiezdnych, nieustannie zachodzących we Wszechświecie. Astronomowie zarejestrowali nie tylko wybuchy poszczególnych gwiazd, ale również eksplozje na tak szeroką skalę, że skutki ich dotknęły całe galaktyki. W ten sposób została całkowicie odrzucona dawna wizja Wszechświata jako przestrzeni stabilnej i niezmiennej.

Czarne dziury
Niezwykle trudne jest ustalenie rzeczywistych przyczyn tych straszliwych wybuchów, ponieważ galaktyki mogą być tak bardzo oddalone, że ich światło potrzebuje milionów lat, żeby dostrzegły je ziemskie teleskopy. Jednak obecnie astronomowie są coraz bardziej skłonni wiązać te gwałtowne zjawiska z istnieniem czarnych dziur w centrum wielu, a może nawet wszystkich galaktyk. Istnienie czarnych dziur jest jednym z przewidywań teorii względności, a wynikającym z niej charakterystycznym rozmiarem czarnej dziury jest promień grawitacyjny. Czarne dziury stanowią masę tak zagęszczoną, że działa ona z niezwykłą siła grawitacji, której nic, nawet światło, nie może pokonać, i która nieuchronnie  przyciąga każdą materię zbliżającą się do niej. Gwiazdy zostają przyciągnięte, a następnie wchłonięte przez czarną dziurę, ulegają rozdrobnieniu na skutek jej siły grawitacji i zostają wepchnięte w kosmiczny wir, w którym mogą zachodzić gwałtowne wybuchy. Czarne dziury nie są bezpośrednio obserwowane, jest natomiast możliwe obserwowanie procesów zachodzących w polu grawitacyjnym w ich otoczeniu. Zderzenie czarną dziurą może być ostatecznym przeznaczeniem całej materii Wszechświata.
Jednak jeśli chodzi o nasz Układ Słoneczny, to los ten wydaje się być odległy. Uważa się, że Słońce będzie miało, przynajmniej przez następne 5 mld lat, dostatecznie dużo nuklearnego "paliwa" do spalania, aby jego wewnętrzne ciśnienie mogło zrównoważyć siłę własnej grawitacji.

Rodzi się gwiazda
Powstanie Układu Słonecznego, a wraz z nim i Ziemi, jest ściśle powiązane ze strukturą naszej Galaktyki, Drogi Mlecznej. Istnieją dwa podstawowe rodzaje galaktyk: spiralne - układy gwiezdne spłaszczone, o kształcie dysku (np. Droga Mleczna) oraz galaktyki eliptyczne, bardziej zaokrąglone, które mogą przyjmować kształty od niemal doskonałej kuli po formę cygara.
Cechą charakterystyczną galaktyki jest jej ruch obrotowy, w wyniku którego olbrzymia liczb gwiazd krąży wokół centralnego jądra. Słońce, leżące raczej na peryferiach naszej Galaktyki, potrzebuje 225 mln lat, żeby wykonać jeden obieg. Okres ten nazywa się rokiem galaktycznym. Nowe gwiazdy powstają poza ramionami galaktyki spiralnej, oświetlając obszary, w których pozostałe szczątki po wcześniejszych wybuchach gwiezdnych. Ramiona, oprócz gwiazd, składają się z chmur pyłów i gazów (wraz z azotem i tlenem), które wraz z obrotem galaktyki zostają sprężone.
W przypadku takiej galaktyki jak nasza, o dwóch głównych ramionach, chmury gazów i pyłów zostają sprężone dwukrotnie podczas każdego okresu orbitalnego. Ponieważ każdy pełny obieg trwa setki milionów lat, oblicza się, że obłoki w drodze mlecznej, ukształtowanej wiele miliardów lat temu, uległy już dwudziestu lub więcej kompresjom. Wraz z powtarzaniem się zjawiska kompresji, w pewnym krytycznym momencie niejednorodna chmura gazów kurczy się i zarazem rozpada wskutek grawitacji, dzieląc się na małe chmury, te z kolei kurczą się i przekształcają w gwiazdy. Nasz Układ Słoneczny powstał w wyniku zaburzenia gazowego obłoku, na przykład spowodowanego zderzeniem z innym obłokiem, który podczas ewolucji - trwającej kilkaset milionów lat - dał początek planetom oraz samej Ziemi. Mniejsze twory przetrwały w postaci planetoid, komet i meteoroidów.

Jak wielki jest Wszechświat?
Najbardziej odległe obiekty, które astronomowie mogą obserwować, to kwazary, a najdalsze z nich wydają się być oddalone ok. 13 miliardów lat świetlnych. Nie wiedzą jednak co jest dalej, nie są więc w stanie powiedzieć jak wielki jest Wszechświat.

Czy przestanie kiedyś się rozszerzać?
Wszechświat może już zawsze się rozszerzać, lecz jeśli siła przyciągania grawitacyjnego pomiędzy galaktykami jest wystarczająco duża, to one zaczną się kiedyś zbiegać. 


Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Dziękuje bardzo za komentarz na każdy komentarz odpowiadam.
Jeżeli zaobserwujesz mojego bloga napisz ja na pewno odwdzięczę się tym samym.