Формиране на вселената

Автор: Росен Илиев

Вселената се е формирала на границата на нашите възможни познания. Днес не съществува никакъв метод с който да разберем какво е било преди формирането на вселената. Ние живеем в част от вселената, която не се различава значително от другите. Законите на природата са едни и същи навсякъде във вселената.
Вселената е ограничена в пространството, но няма граници, подобно на повърхността на сфера, но с още една дименсия. Затова тя няма център.
Вселената се разширява от малка точка с размерите на кърфица, наречена точка на „сингулярност” (където природните закони не важат), чрез  експлозия наречена „Големия взрив” преди 13.7 млр. г. В началото е била изключително малка, гореща и плътна. След това започва да се разширява.
големият взрив
След „ерата на Планк” (5.391х10-44 секунди след взрива), най-краткото възможно време, вселената има малко разширение от 1.6х10-33 см и температура от 1032 К. Тогава гравитацията се отделя от останалите обединени сили. От този момент вече има резон да говорим за време. Пространството, времето и материята вече съществуват отделно.
След 10-37 секунди се появяват и космическите струни, еднодименсионални структури, които днес поради гравитационните сили оказват влияние върху движението на галактиките и галактическите клъстери.
От 10-35 секунди до 10-33 секунди настъпва „инфлационната” епоха, при която вселената се разширява от радиус 100 млр. част от атомното ядро до 1 млр. светлинни години. Защо вселената постъпва така ние не знаем, но има много доказателства, че тази ера наистина е съществувала.
След 10-33 секунди при температура от 1027 К се отделят и силните ядрени сили. Тези сили са отговорни за кохезията на елементарните частици и атомите. От този момент нататък материята вече е обединена. Тя сега се разделя на кварки, лептони (електрони) и техните античастици.
След 10-12 секунди при температура от 1015 К започва „епохата на кварките”. Тя е последвана от „адронната” епоха, при която кварките се комбинират до адрони (протони, неутрони и техните античастици). По-нататък се появяват и мионите, електроните, позитроните, неутриното и фотоните. Частиците и античастиците взаимно се анихилират (унищожават) като по този начин създават повече фотони. Поради това днес във вселената има повече материя от антиматерия.
Адроните се появяват след около 10-4 секунди след „Големия взрив”, а лептоните не по-рано от 10 секунди. Всички елементарни частици, които все още съществуват във вселената се формират по-късно, докато антиматерията е унищожена по-късно.
След 200 секунди започва и първия ядрен синтез („ядрената епоха”). Протоните и неутроните се синтезират до по-големи ядра. Деутерий, тритий и хелий 3 се синтезират до хелий 4. Формира се и много по-малко количество литий. Все още не се произвеждат по-тежки елементи. В края на тази фаза на всеки 12 водородни ядра се пада само 1 ядро на хелий 4. Деутерия, хелий 3 и лития били с размерите на малка буква. Неутроните и трития били радиоактивни и се разпадали за много кратък период от време.
 
сингулярност
 
За следващите 300 000 години („фотонната ера”) вселената била непрозрачна, защото електроните и ядрените ядра се отделили и се свързали с частиците на светлината, фотоните. В края на тази епоха вселената се охлажда от невъобразимите 1 млр. К до 3 000 К. Тогава започва епохата на материята. Атомните ядра и електроните се съединяват за да образуват атомите, а вселената става прозрачна. Това е най-ранния етап, който теоретично можем да наблюдаваме с нашите инструменти. Поради това, че материята не е била равномерно разпределена в ранната вселена е имало частици материя, дължащи съществуването си на гравитацията. Космическите струни вероятно са играли роля в това. Тези частици най-вероятно са прародителите на суперклъстерите, които отново формират по-малките частици, галактическите клъстери, галактиките и накрая звездите.
Първите галактики се появяват не по-рано от няколко милиона години след „Големия взрив”. По-късно се формират и първите звезди. Те били огромни звезди с маса 1000 пъти слънчевата. Отсъствието на тежките елементи предотвратява формирането на по-малки звезди, като тези, които имаме днес. Тези ранни гиганти имали кратка продължителност на живот. Те синтезират с огромна скрост и невъобразима яркост тежки елементи като желязото, след което експлодират. По-този начин разпространяват първите тежки елементи в междузвездното пространство.
По този начин вселената се развива до това, което виждаме днес. Пространството все още се разширява, като никой не знае дали това ще продължи вечно или в един момент ще спре, и ще започне да се свива („модел на Фридман”)……..