Na czym polegał Wielki Wybuch?

"WIELKI WYBUCH (Big-Bang), gwałtowna eksplozja bardzo gorącego i bardzo skondensowanego Wszechświata 15-20 mld lat temu, po której rozpoczęła się jego ewolucja"

Wielki Wybuch czyli angielski Big Bang uważany jest za wielce prawdopodobną przyczynę powstania wszechświata. Wielki Wybuch to prawdę mówiąc nie jedna teoria, ale cały ich szereg. Wielki wybuch to cała grupa zagadnień, dociekań i przypuszczeń. Część z tych zagadnień została udowodniona lecz dla większości z nich wielu badaczy wciąż szuka dowodów. Z roku na rok dowiadujemy się coraz więcej, nie wiemy jeszcze jednak na tyle dużo, by zagadnienie to opuściło na zawsze fizykę czysto teoretyczną. Każdy prawdziwy "poszukiwacz prawdy" musi z góry przyjąć że teoria ta ma w sobie z pewnością wiele błędów i niedociągnięć. I choć optymiści mówią, że znamy coraz więcej odpowiedzi, nie powinniśmy się napawać zbyt wielką nadzieją, gdyż wraz z przyrostem odpowiedzi rośnie liczba pytań.
Podstawowym problemem dotyczącej tej teorii jest to, iż wielu badaczy nie może uwierzyć, że coś powstało z niczego. Jeden wybuch wystarczył, aby powstały miliony galaktyk, gwiazd i planet. Przed czasem, określanym jako "czas Plancka" (10-43 sekundy), wszystkie cztery fundamentalne oddziaływania (jądrowe silne, elektromagnetyczne, jądrowe słabe i grawitacyjne) były połączone w jedno. Cała materia, energia, przestrzeń i czas, tworząc jedność, uległy eksplozji z pojedynczego punktu - osobliwości. I tylko tyle wiemy na temat tego okresu.
Nie oznacza to oczywiście tego, że wiemy więcej na temat następnych chwil powstawania wszechświata, jednak nie ma obecnie spójnego modelu obrazującego i tłumaczącego ówczesne wydarzenia w tak ekstremalnych warunkach.
Nazwa omawianego zjawiska - Wielki Wybuch, nie jest trafna. 10-43 sekundy po Wielkim Wybuchu cały Wszechświat zawierał się w kuli wielkości łebka szpilki, a jego temperatura wynosiła 1032K. Na pewno więc nie był „wielki”. Jeżeli zaś chodzi o słowo „wybuch” to próżnia, która go otaczała nie pozwalała mu się rozprzestrzeniać...

Wszystko zaczęło się około 20 miliardów lat temu. Niewyobrażalnie mała, wielokrotnie mniejsza od atomu i niezwykle gorąca kula stała się zalążkiem nie kończącego się wszechświata. Nagromadzona w niej energia spowodowała wybuch. Nie należy wyobrażać go sobie jednak jako eksplozji z błyskiem światła i hukiem pędzącego powietrza. Nie istniały bowiem fale akustyczne ani świetlne, nie było również czasu ani przestrzeni (powstały one dopiero w momencie Wielkiego Wybuchu), a zatem wraz z rozszerzaniem się wszechświata rozszerzała się czasoprzestrzeń. Wielki Wybuch lepiej odzwierciedla nadmuchiwanie balona. Aby balon mógł się powiększyć należy napełnić go powietrzem. Tak właśnie wszechświat począł rozszerzać się we wszystkie strony.
10-42 sekundy po wybuchu wszechświat był tak gorący (miał 1032 K), że cztery główne, znane nam dziś oddziaływania tworzyły jedną całość. Kiedy temperatura opadła do 1028 K zaczęła powstawać pierwsza materia w postaci kwarków (mniejsze od neutronów i protonów), a grawitacja oddzieliła się od pozostałych trzech oddziaływań. Potem powstała "pierwotna zupa", której składnikami były: kwarki, elektrony, neutrina i fotony, które tworzyły materię, oraz ich przeciwne co do ładunku elektrycznego: antykwarki, pozytrony, antyneutrina, które tworzyły antymaterię. Pomiędzy 10-35, a 10-32 sekundy Wszechświat powiększył się co najmniej 1020 razy w porównaniu z rozmiarem wcześniejszym. Jest to tak zwany okres inflacji. W tym czasie materia i antymateria uległy anihilacji. Proces ten polegał na połączeniu się dodatnich ładunków z ujemnymi (kwarki z antykwarkami, elektrony z pozytronami i neutrina z antyneutrinami). W wyniku ich zderzenia wyzwoliła się energia.

W tym momencie historia wszechświata mogłaby się zakończyć. Jednakże na każdy miliard antycząsteczek przypadał miliard i jedna cząstka materii. W ten sposób materia zwyciężyła formując w późniejszych tysiącach i milionach lat galaktyki, gwiazdy i planety. Po zakończeniu procesu anihilacji czyli około 10-6 sekundy po Wielkim Wybuchu Wszechświat się rozszerzył i ochłodził, a piekielny proces tworzenia i destrukcji począł zamierać. Mijają 3 minuty, niektóre protony skupiają się z innym protonami i dwoma neutronami, tworząc w ten sposób jądro helu. Samotne protony tworzą jądra wodoru. Stając się bardziej stabilnymi, kwarki łączą się po 3, tworząc protony i neutrony.
Mija 300.000 lat. Wszechświat w dalszym ciągu kontynuuje swija ekspansję i ochładzanie. Jego temperatura nie przekracza już „marnych” 10 000 stopni Kelwina. Jądra, naładowane dodatnio w zależności od liczby ich protonów, łączą się z naładowanymi ujemnie elektronami: 1 elektron dla jąder wodoru, 2 dla jąder helu. Jest to początek narodzin pierwszych atomów, najstarszych we Wszechświecie. Jeden miliard lat wystarczył aby atomy wodoru (75%) i helu (23%) zgrupowały się dzięki sile grawitacji, tworząc cieplejsze rejony w środku lodowatej przestrzeni kosmosu, dając początek galaktykom.