Iz knjige Mičio Kaku: PARALELNI SVETOVI.

Knjigu možete poručiti ovde

prethodni deo:
Poverljiva predviđanja

Etape svemira

Možda i najveći doprinos satelita WMAP je to što potkrepljuje uverenje naučnika da idu u smeru kosmologije standardnog modela. Iako i dalje ima ogromnih praznina, astrofizičari počinju da naziru obrise standardne teorije koji se pomaljaju iz podataka. Prema slici koju upravo sklapamo, evolucija svemira dok se hladio odvijala se u zasebnim etapama. Prelazi između etapa predstavljaju narušavanje simetrije i odvajanje sila prirode. Evo etapa i prekretnica koje su nam danas poznate:

1. Ranije od 10^-43 sekunde (po Velikom prasku) – Plankova era

Gotovo ništa u vezi sa Plankovom erom nije izvesno. U uslovima Plankove energije (10¹⁹ milijardi elektron-volti), gravitaciona sila bila je jaka kao druge kvantne sile. Zato su sve četiri sile svemira verovatno bile objedinjene u jednu supersilu. Možda je vasiona bila u savršenom stadijumu ništavila ili praznog višedimenzionalnog svemira. Misteriozna simetrija koja objedinjuje sve četiri sile tako da su jednačine iste za svaku od njih najverovatnije je supersimetrija (predstavljena u poglavlju 7). Iz nepoznatih razloga ova misteriozna simetrija koja je objedinila sve četiri sile je narušena, i formirao se majušni mehur, embrion našeg kosmosa, možda kao rezultat nasumične kvantne fluktuacije. Taj mehurić bio je veličine Plankove dužine koja iznosi 10^-33 centimetara.

2. 10^-43 sekundi – GUT era

Došlo je do narušavanja simetrije usled čega je formiran mehurić koji je bubrio ogromnom brzinom. Tokom inflatornog širenja mehurića, četiri elementarne sile su se munjevito odvajale jedna od druge. Prvo se gravitacija odvojila od ostale tri sile, pokrenuvši udarni talas koji se proneo svemirom. Prvobitna simetrija supersile razložila se na manju simetriju koja je možda obuhvatala GUT simetriju SU(₅). Preostale sile – jaka, slaba i elektromagnetna – i dalje su bile objedinjene ovom GUT simetrijom.

Faktor širenja kosmosa je u ovoj etapi, iz nepoznatih razloga, bio izvanredno veliki, možda i 10⁵⁰ , te se svemir širio brzinom astronomski većom od svetlosne. Temperatura je bila 10 32 stepeni.

3. 10^-34 sekundi – kraj inflacije

Temperatura je pala na 10²⁷ stepeni, a jaka sila se odvojila od ostale dve sile. (GUT simetrijska grupa svela se na simetriju SU(₃) × SU(₂) × U(₁).) Period inflacije se završio, što je omogućilo standardnu Fridmanovu ekspanziju kosmosa. Svemir se sastojao od vrele supe, plazme načinjene od slobodnih kvarkova, gluona i leptona. Slobodni kvarkovi kondenzovali su se u protone i neutrone kakve imamo danas.

Naša vasiona još uvek je bila prilično mala, tek veličine današnjeg solarnog sistema. Materija i antimaterija su se anihilirale, ali zahvaljujući majušnom višku materije u odnosu na antimateriju (reda veličine 1/1.000.000), preostala nam je materija koja nas danas okružuje. (Ovo je energetski opseg za koji se nadamo da će Veliki hadronski sudarač čestica replicirati u narednih nekoliko godina.)

4. 3 minuta – formiranje jezgara

Temperature su se snizile dovoljno da se formiraju jezgra koja bi intenzivna toplota inače raznela. Vodonik se fuzionisao u helijum (rezultirajući današnjim odnosom vodonika i helijuma od 75:25). Litijum je formiran u tragovima, ali fuzija u viša jezgra nije se odvijala, jer su jezgra sa pet čestica bila previše nestabilna. Svemir je bio neproziran, dok su slobodni elektroni rasejavali svetlost. Ovo označava kraj praiskonske vatrene lopte.

5. 380.000 godina – rođeni su atomi

Temperatura je pala na 3000 stepeni Kelvina. Formirali su se atomi, dok su se elektroni slegali oko jezgara bez pretnje raznošenja usled toplote. Fotoni, spaseni apsorpcije, mogli su slobodno da putuju. To zračenje očitali su COBE i WMAP. Vasiona, nekada neprovidna i ispunjena plazmom, postala je providna. Nebo više nije bilo belo, već crno.

6. 1 milijarda godina – kondenzovanje u zvezde

Temperatura je pala na 18 stepeni. Počelo je kondenzovanje u kvazare, galaksije i galaktička jata, velikim delom kao sporedni proizvod majušnih kvantnih fluktuacija u prvobitnoj vatrenoj lopti. Zvezde su krenule da kuvaju lake elemente poput ugljenika, vodonika i azota. Eksplodirajuće zvezde su bljuvale u nebesa elemente teže od gvožđa. Hablov svemirski teleskop ne može da vidi dalje od ove ere.

7. 6,5 milijardi godina – De Siterova ekspanzija

Fridmanova ekspanzija se s vremenom završila, i kosmos je ušao u etapu ubrzane, takozvane De Siterove ekspanzije čiji motor je tajanstvena antigravitaciona sila o kojoj se još uvek ne zna dovoljno.

8. 13,7 milijardi godina – danas

Sadašnjost. Temperatura je pala na 2,7 stepeni. Vidimo svemir s galaksijama, zvezdama i planetama koji nastavlja da se širi vrtoglavom brzinom.

prethodni deo:
Poverljiva predviđanja