Ciri -ciri Teori Big Bang, Peringkat, Bukti, Masalah

The Teori Big Bang Ini adalah teori kosmologi untuk menjelaskan asal -usul alam semesta dan yang kini mempunyai penerimaan paling banyak dalam komuniti saintifik. Menyatakan bahawa alam semesta bermula dengan letupan hebat, kira -kira 13 yang lalu.800 juta tahun, dan sejak itu ia telah berkembang secara berterusan.

Dari letupan hebat ini perkara, masa dan ruang timbul, yang kemudiannya berubah menjadi galaksi dan sistem bintang, termasuk Bima Sakti kita sendiri, sistem suria dan akhirnya kepada diri kita sendiri.

Letupan besar atau letupan besar, konsepsi artistik

Teori ini berasal dari tahun 1915, dengan persamaan relativiti Albert Einstein, yang antara lain meramalkan pengembangan alam semesta, fakta yang mana saintis Jerman tidak pernah merasa selesa.

Walau bagaimanapun, ahli astronomi Belgium George Lemaitre, ketika belajar. Pada tahun 1927 Lemaitre menerbitkan sebuah artikel di mana beliau menyampaikan idea -ideanya mengenai asal -usul alam semesta, yang dipanggilnya "The Original Atom".

Astronomi Amerika.

Kembali ke masa, galaksi pasti akan lebih dekat dengan apa yang mereka ada hari ini. Dan oleh itu sepatutnya ada seketika bahawa semua perkara itu sangat dimampatkan, menduduki ruang yang tak terhingga kecil: singularity.

[TOC]

Ciri -ciri Teori Big Bang

Ilustrasi Big Bang

Istilah "Big Bang" dicipta oleh ahli fizik Fred Hoyle pada tahun 1940, yang tidak bersimpati dengan idea itu, jadi dia merujuknya dengan mengejeknya, memanggilnya "letupan hebat". Hoyle yakin bahawa alam semesta tidak bergerak.

Walaupun namanya membawa kita untuk berfikir tentang peristiwa bencana, ahli fizik dan kosmologi kini percaya bahawa ia tidak hebat, ataupun bencana dari mana galaksi terbang ke semua arah.

Tetapi sangat kuat bahawa empat interaksi asas fizik bersatu pada saat -saat pertama.

Postulat utama teori 

Seluruh alam semesta pada asalnya berada dalam keadaan yang sangat padat dan panas, dan kemudian berkembang secara tiba -tiba, sementara disejukkan perlahan -lahan. Pengembangan itu berterusan hari ini.

Big Bang tidak menjelaskan bagaimana singulariti asal muncul, dan kurang apa yang sebelum ini. Apa yang dia jelaskan adalah apa yang berlaku kepada alam semesta pada hari -hari awal di mana keistimewaan itu tidak lagi.

Bila ia berlaku 

Saintis menganggarkan bahawa bang besar berlaku 13.800 juta tahun dan tidak mungkin untuk mengetahui apa yang berlaku sebelum ini, sejak masa, bersama dengan ruang dan perkara, dicipta pada saat yang tepat.

Di mana ia berlaku 

Itu bukan acara setempat. Ternyata semakin jauh objek yang kita lihat dengan teleskop yang paling kuat, semakin kita kembali pada masa ketika Big Bang berlaku, tanpa mengira arah yang anda lihat. 

Boleh melayani anda: Usaha ketegangan: formula dan persamaan, pengiraan, latihan

Itu berlaku kemudian

Selepas bang besar, suhu turun dan membentuk zarah subatom yang kita tahu: proton, neutron dan elektron, untuk menimbulkan atom.

Semasa bang besar, graviti timbul, daya menyatukan tarikan bahan, serta interaksi asas yang lain.

Unsur -unsur kimia pertama yang dibentuk adalah hidrogen, yang paling mudah, dan kemudian helium dan litium, dalam proses yang dipanggil nukleosintesis. Dengan awan besar unsur -unsur ini menimbulkan galaksi pertama.

Fundamental Teoritis Big Bang

Imej medan dalam alam semesta, yang diambil oleh teleskop ruang Hubble. Sumber: Wikimedia Commons.

Big Bang berdasarkan:

-The Persamaan Teori Relativiti Cadangan oleh Einstein.

-Dia Model zarah standard, yang menggambarkan struktur bahan dari segi zarah asas dan interaksi antara mereka.

-Dia Prinsip Kosmologi, yang menyatakan bahawa alam semesta adalah homogen dan isotropik, ketika kita melihatnya secara besar -besaran. Ini bermaksud bahawa sifatnya sama dalam semua arah dan undang -undang fizik adalah sama di mana -mana pihak.

Sudah tentu kita tahu bahawa terdapat pengumpulan bahan, dipisahkan oleh ruang yang kurang ketumpatan. Dari sudut pandangan itu, sifat -sifat alam semesta pasti berbeza. Tetapi skala yang meliputi prinsip kosmologi jauh lebih besar daripada itu.

Menurut prinsip kosmologi, alam semesta tidak mempunyai pusat, atau tepi atau batas, kerana tempat keutamaan tidak wujud.

Disimpulkan kemudian, bahawa alam semesta mempunyai asal usul dan oleh itu umur yang terhingga, walaupun masih belum jelas jika lanjutannya adalah terhingga atau tidak terhingga.

Tahap Alam Semesta Menurut Teori Big Bang

Evolusi Alam Semesta Menurut Big Bang. Sumber: Wikimedia Commons.

Saintis membezakan tiga peringkat utama, yang pertama dari alam semesta Sangat asli, yang kedua dari alam semesta primal itu sendiri dan peringkat ketiga Pembentukan struktur. 

Semasa dua yang pertama, alam semesta pertama kali didominasi oleh radiasi dan kemudian mengikut perkara. 

Peringkat Sinaran

Semasa era ini, tenaga adalah dalam bentuk foton, zarah -zarah asas tanpa jisim yang membentuk cahaya. Terima kasih kepada mereka, pasangan bahan dan elektron antimatter - positron, yang dimusnahkan ketika mereka, memancarkan lagi tenaga dalam bentuk foton.

Walau bagaimanapun, pada satu ketika perkara itu didominasi sedikit pada antimatter, yang kemudiannya membawa kepada penampilan zarah subatom pertama.

Ahli kosmologi percaya bahawa tahap ini berlangsung sekitar 700.000 tahun, dan ia membezakan tempoh berikut:

Boleh melayani anda: dilebarkan linear: Apa itu, formula dan pekali, contohnya

Peringkat awal

Bermula dari 10^-43 detik selepas bang besar berlaku dan memahami:

-Era planck, apabila empat interaksi asas - elektromagnet, nuklear yang kuat, lemah dan graviti - membentuk satu kuasa asas. 

-Era penyatuan, yang berlaku 10^-36 Beberapa saat kemudian, apabila graviti memisahkan dari kuasa lain, tetapi yang lain tetap digabungkan ke dalam apa yang disebut usus (Teori bersatu besar) Kerana alam semesta berkembang dan disejukkan.

Inflasi yang hebat

Dari 10^-36 sehingga 10^-33 detik, di mana alam semesta mengalami pertumbuhan dipercepat, disejukkan dan menurunkan ketumpatannya, akibatnya pengembangan.

Inilah bagaimana alam semesta berkembang dari sesuatu yang kurang daripada hujung pin, hingga sfera saiz beberapa tapak seperti kita, semuanya dengan kelajuan tinggi.

Pembentukan zarah

Pertumbuhan alam semesta menurunkan irama tanpa henti dan zarah asas pertama muncul: proton, elektron dan neutron.

Penciptaan atom cahaya

Selepas tiga minit, proton dan neutron bertembung untuk membentuk nukleus pertama. Kemudian nukleus ini ditemui dan atom cahaya terbentuk.

Penampilan cahaya

Secara paradoks, suhu tinggi alam semesta asal tidak membenarkan cahaya muncul sehingga kira -kira 380.000 tahun selepas bang besar.

Tetapi kemudian alam semesta sudah cukup disejuk.

Penguasaan perkara

Alam Semesta, dahulunya legap kerana ketumpatan tinggi, menjadi telus kepada radiasi dan perkara memperoleh dominasi.

Dengan cara ini konglomerat pertama dibentuk, terima kasih kepada tindakan graviti dan alam semesta mula memperoleh bentuk semasa. Ia adalah tahap pembentukan struktur.

Pembentukan bintang dan galaksi

Graviti runtuh awan gas untuk membentuk bintang pertama, yang kemudiannya dikaitkan dengan galaksi. Pakar percaya bahawa ini berlaku kira -kira 400 juta tahun selepas Big Bang.

Masa perkara gelap

Pengembangan alam semesta tidak berhenti, sebaliknya nampaknya telah mempercepatkan.

Sekarang saintis percaya bahawa terdapat subjek yang berbeza dengan subjek yang dapat kita lihat, dipanggil perkara gelap, yang bertanggungjawab untuk pengembangan dipercepat ini.

Bukti

Ilustrasi satelit wmap mengambil data untuk memahami bang besar

Latar belakang kosmik radiasi

Big Bang bahkan dapat dilihat hari ini, walaupun masa berlalu, melalui radiasi yang datang dari tempat yang paling jauh di alam semesta. 

Latar belakang radiasi gelombang mikro kosmik (Latar belakang gelombang mikro kosmik) Ia ditemui pada pertengahan tahun 60 -an abad kedua puluh, oleh dua penyelidik dari Bell Laboratories: Arno Penzias dan Robert Wilson.

Ia adalah cahaya yang meninggalkan Big Bang, sesuatu yang teori itu telah ditunjukkan terlebih dahulu, tetapi itu tidak dapat dikesan sehingga eksperimen Penzias dan Wilson.

Dapat melayani anda: kelajuan penyebaran gelombang

Undang-undang Hubble-Leitre

Pada tahun 1929 Edwin Hubble berkata bahawa alam semesta berkembang, dan selama lapan tahun dia bertanggungjawab mengumpul data yang diperlukan untuk mengujinya di Balai Cerap Monte Wilson, California.

Dengan cara ini dia menyatakan undang -undang berikut, di mana kelajuannya v Dengan itu galaksi bergerak dari kami, ia berkadar dengan jarak R, menjadi H Pemalar hubble:

v = hr

Di mana h = 22 x 10^-3 m/(cahaya sterño). Bentuk undang -undang mudah ini sah ketika datang ke galaksi tidak terlalu jauh.

Pengagihan seragam galaksi jauh

Teleskop Angkasa Hubble mengesahkan bahawa galaksi jauh diedarkan secara homogen, mengikut prinsip kosmologi.

Besarnya galaksi jauh

Semakin besar anjakan merah, semakin banyak magnitud yang jelas dari galaksi jauh, yang bermaksud bahawa panjang gelombang cahaya dilanjutkan semasa perjalanan melalui alam semesta yang berkembang.

Masalah dan kritikal

Dalam teori terdapat banyak perkara yang kekal gelap, contohnya saintis masih tidak tahu apa inflasi yang hebat dicetuskan.

Sebaliknya, ramai pakar tidak berpuas hati dengan hakikat bahawa sebelum Big Bang tidak ada masa, perkara atau ruang, kerana ada yang berfikir bahawa masa selalu ada.

Sudah tentu, teori kosmologi menunjuk kepada fenomena skala besar dan disempurnakan atau dibuang terima kasih kepada penemuan baru. Para saintis berharap dapat menyelesaikan percanggahan seperti yang berikut:

Masalah entropi

Entropi tidak normal pada saat -saat pertama alam semesta dan ahli kosmologi gagal menjelaskan peningkatan entropi ke tahap semasa.

Masalah Horizon

Masalah ini merujuk kepada fakta bahawa kelajuan cahaya adalah terhingga dan tidak ada perjalanan lebih cepat daripada dia, bagaimanapun, kawasan -kawasan yang semasa Big Bang tidak dapat dihubungi kerana pemisahan mereka, ternyata mereka berada dalam keseimbangan terma. 

Masalah pelan

Diyakini bahawa kita hidup di alam semesta yang rata, namun teori besar bang tidak menawarkan mekanisme fizikal yang memuaskan menjelaskan alasannya.

Masalah monopoli magnet

Teori Big Bang meramalkan kewujudan monopol magnet, tetapi setakat ini mereka belum dijumpai. Setiap kali kita mencuba, apabila magnet dipotong, magnet yang lebih kecil selalu diperolehi dengan tiang utara dan selatan, tidak pernah memisahkan tiang magnet (monopoles).

Kebimbangan lain mengenai teori adalah: dari mana asalnya berasal dari? Dan bagaimana perkara itu mendominasi di atas antimatter? O bagaimana dan mengapa inflasi yang hebat berlaku? Masih ada jalan panjang untuk pergi.

Rujukan

1. Carroll, b. Pengenalan kepada Astrofizik Moden. 2. Edisi. Pearson.
2. Falcón, n. Kajian Kritikal Big Bang. Pulih dari: Penyelidikan.jaring.
3. Benih, m. 2011. Asas Astronomi. 11hb. Ed. Pembelajaran Cengage.
4. Serway, r., Jewett, J. 2019. Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 2. 10th. Ed. Pembelajaran Cengage.
5. Wikipedia. Sinaran latar belakang gelombang mikro. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.org.