Zbigwie Zbigwie
3209
BLOG

Big Bang to nie hipoteza!

Zbigwie Zbigwie Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 402

z

Na wielu różnych portalach w Internecie możemy przeczytać: „Wielki Wybuch to sporna hipoteza”. Dzięki Bogu, wątpliwości odnośnie kulistości Ziemi nie pojawiają się. A przecież kulistość Ziemi i „Wielki Wybuch” mają taki sam status: przedstawiają sobą twardo ustalone fakty.  

Co należy rozumieć pod „Wielkim Wybuchem (BB)”?

Jedna z definicji przyjęta przez pewnego kosmologa: „Pod BB rozumiemy rozszerzanie się Wszechświata ze stanu o ogromnej gęstości i ogromnej temperaturze zgodnie z rozwiązaniem Friedmana (z ewentualnymi modyfikacjami).

Pierwszym argumentem świadczącym o BB jest przesunięcie ku czerwieni dokumentujące rozbieganie galaktyk. Wraz z rozwojem techniki obserwacji pojawiały się nowe świadectwa. Teleskop to specyficzna maszyna czasu – pozwala obserwować młody Wszechświat, w którym widzimy, że był zupełnie inny. Galaktyki wyglądają inaczej. Były mniejsze ale jaśniejsze – rodzenie nowych gwiazd odbywało się np. dwadzieścia razy intensywniej niż teraz. Kwazarów w we wczesnym Wszechświecie było też wiele razy więcej i były jaśniejsze. Dzięki teleskopom możemy obserwować jak Wszechświat się zmieniał.

Na samym krańcu dostrzegalności widzimy jak zmieniał się stan międzygalaktycznego wodoru. Teraz jest zjonizowany, ale są i neutralne obłoki. Dalekie kwazary odgrywają rolę latarń oświetlających przestrzeń. Fotony wyemitowane przez kwazar oddziałują na swej drodze z atomami neutralnego wodoru), co pozostawia w ich widmie charakterystyczne linie spektralne zwane Lyman alfa. Oddalanie się od nas tych obiektów w przestrzeni spowoduje przesunięcie linii ku czerwieni. Jeśli po drodze miedzy nami a kwazarem jest w różnych odległościach wiele obłoków neutralnego wodoru to w rezultacie otrzymamy widmo kwazaru, które jest poszatkowane przez tę samą linię spektralną, ale która jest różnie poprzesuwana ku czerwieni. Im dalej patrzymy w przeszłość tym więcej niezjonizowanego wodoru. Linie absorpcyjne neutralnego wodoru w widmie kwazara wskazują nam obłoki  dzięki temu, jak bardzo są przesunięte ku czerwieni. Każdy obłok daje inne przesunięcie ku czerwieni. Otrzymujemy w kocu  tak wiele linii w przykładowym widmie, że przypominają one las – las linii Lyman-alfa. Im dalej patrzymy w przeszłość tym  młodszy Wszechświat dostrzegamy. Aż w końcu   obłoki neutralnego. wodoru  dadzą ogromna gęstość i nastąpi zlanie się lasu linii Lymana alfa. Żadne kwanty w tym paśmie nie dochodzą do nas ponieważ neutralnych atomów wodoru jest tak dużo, że następuje całkowita absorpcja promieniowania emitowanego przez kwazar Absorpcja ta jest całkowita, ale dotyczy tylko promieniowania o długości fali poniżej długości linii Lymana alfa.

Kwazar przy pomocy którego zaobserwowano w 2001 r. to zjawisko (tzw. efekt Gunna-Petersona) ma przesunięcie ku czerwieni odpowiadające wiekowi Wszechświata około 900 milionów lat. Gaz zapełniający kosmos w tym czasie był częściowo neutralny. Ewolucja młodego Wszechświata wskazuje, że promieniowanie ultrafioletowe pierwszych gwiazd i kwazarów, które trochę wcześniej „zaświeciły we Wszechświecie, zjonizowało wodór. 

W ten sposób możemy śledzić historie Wszechświata aż do jego wieku 700 milionów lat i dostrzegamy jak ona się zmieniał zgodnie z teorią Wielkiego Wybuchu. Dalej przeskakujemy przez wieki ciemne do ok. 380 tys. lat, gdy Wszechświat miał temperaturę 3000 stopni i gęstość miliard razy większa niż obecnie. Tutaj także wszystko dokładnie odpowiada teorii: reliktowe promieniowanie, jego temperatura, jego widmo.

Mapa reliktowego promieniowania prowadzi nas do źródła, lecz to wymagałoby wielu jeszcze tekstów na różnorakie tematy.

W każdym bądź razie w podsumowaniu można napisać:

Ludzkość badająca daleki Wszechświat przy pomocy danych zdobywanych za pomocą różnorakich instrumentów stosuje teorię rozszerzającego się Wszechświata, w którą Big Bang jest wpisany na stałe bardzo silnie, jak niegdyś sekstans i chronometr u podróżników morskich. A jeśli teraz byśmy nagle zapytali astrofizyka: „A ty jesteś pewien, że Big Bang rzeczywiście miał miejsce?” – on popatrzy i na pewno odpowie analogicznie jak kapitan statku z czasów Jamesa Cooka, jeśli byśmy go zapytali: „A ty jesteś pewien, że Ziemia jest okrągła?”

Koncepcja Wielkiego Wybuchu i rozszerzającego się Wszechświata urodziła się w latach dwudziestych i była potwierdzona odkryciem reliktowego promieniowania w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku. Wśród wspomnianych nieco wyżej tematów, które były związanych z odkryciem tego promieniowania najważniejsze są związane z następującymi pytaniami:

- Wszechświat jest zadziwiająco wieki i dynamicznie zbilansowany. Aby się nie skurczył w pierwszych momentach swego istnienia lub nie rozleciał się tak, że jeden atom od drugiego znalazł się w odległości wielu lat świetlnych, szybkość rozszerzania i gęstość musi być zbilansowana z niewyobrażalną dokładnością. Inaczej mówiąc przestrzenna krzywizna powinna być znikomą w porównaniu do stałej Hubble’a podzielonej przez szybkość światła. Początkowe warunki muszą być super dokładne, wiele dokładniejsze niż np. przy rzucie piłki na szczyt iglicy na szczycie Pałacu Kultury i Nauki w taki sposób, aby piłka łagodnie tam osiadła i pozostała w równowadze.

Skąd się wzięła taka dokładność?

- Wszechświat jest wszędzie jednakowy w odległościach liczonych w miliardach lat światła. A w pierwszym momencie swojego istnienia jego różne obszary, które teraz obserwujemy niczego nie znały o sobie – nie były przyczynowo związane. Nie wystarczało czasu, aby z szybkością światła przekazać sygnał z jednego obszaru obserwowanej przestrzeni do innej.

Co tak uzgodniło parametry Wielkiego Wybuchu w przyczynowo niezwiązanych obszarach przestrzeni?

- Entropia Wszechświata jest ogromna – charakteryzuje się ogromna liczba cząstek ( z których większość to reliktowe fotony i neutrino). W obserwowalnej części Wszechświata ich ilość wynosi 10^90.

Skąd wzięła się ta zawartość?

- Co spowodowało początkowe wzbudzenie Wielkiego Wybuchu?

Wszechświat jest jednorodny w wielkiej skali. Aby mogły powstać galaktyki i ich gromady, powinny zaistnieć pierwotne niejednorodności.

Skąd one się wzięły?

 - Jak wiemy, istnieje cały szereg różnych stałych fizycznych, wartości których wzięły się jakby znikąd. A jeśli chcielibyśmy przedstawić wszechświat, w którym któraś z tych stałych ma nieco inną wartość, to życie w takim świecie okazuje się niemożliwe – nie mogą tworzyć się jądra atomów, nie „zapalają się gwiazdy, itp.

Co dobrało tak dokładnie wartości stałych fizycznych, ze mogliśmy zaistnieć we Wszechświecie?

W przytoczonym wyżej pytaniu tak jak w poprzednich występuje przyimek „co”, a przecież ten przyimek aż prosi się, aby zamienić go na zaimek „Kto”. I to z wielkiej litery!

Uczeni z różnych dziedzin próbowali doprowadzić nasza wiedzę do stanu, aby nie było potrzeby zamiany przyimka na zaimek pisany z dużej litery. Próbowali w tym celu wykorzystać m.in. osiągnięcia  fizyki kwantowej, postępy w rozumieniu tego co nazywamy próżnią.

Kosmologia powstała jako nauka o tym co jest najbardziej gigantyczne: kosmos, galaktyki, miliardy lat świetlnych, miliardy lat czasu. Postęp zapewniła jej fizyka jądrowa już ponad pół wieku temu. Dlaczego powstała określona ilość helu i deuteru, wszechświat urodził się jako gorący, czy chłodny, Jeśli gorący to jaka jest teraz jego temperatura? Wszystkie te pytania zostały rozwiązane przy pomocy danych związanych z fizyką jądrową.

W pierwsze momenty swego istnienia Wszechświat był tak gorący i gęsty, że składał się z cząstek, które teraz w swobodnej postaci w przyrodzie nie istnieją. Wiemy o nich dzięki współczesnej fizyce mikroświata opierającej się na danych zdobytych przy pomocy akceleratorów cząstek elementarnych. Jest też odwrotnie – te dane, które uzyskujemy z najlepszych teleskopów – optycznych i mikrofalowych – dają też informacje ważne dla fizyki mikroświata.

Fizyka mikroświata i kosmologia są ze sobą ściśle związane. W miarę przybliżania się do początku Wszechświata potrzebna jest wiedza związana z coraz to większymi energiami cząstek – temperatura wzrasta do niewyobrażalnych wartości. Na Ziemi nie uda się stworzyć akceleratorów i zapewnić mu energii, aby przybliżyć nas do początkowych warunków powstania Wszechświata.

Czyżby Wszechświat  okazywał się dla nas niepoznawalny do końca?

Zajmują się poszerzaniem naszej wiedzy w tej dziedzinie fizycy teoretycy dążący do stworzenia świętego Graala fizyki – Teorii Wszystkiego. Ich zadaniem jest dążenie do znalezienia odpowiedzi na pytania związane z przyimkiem „co”.

Jednakże jest raczej pewne, że w przyszłości coraz więcej spośród nich znajdzie prostą odpowiedź po dokonaniu zamiany przyimka „co” na zaimek „Kto” w nurtujących ludzkość pytaniach. Szukanie odpowiedzi na te pytania będzie prowadziło stale do zwiększania naszej wiedzy o stworzeniu Wszechświata przez Boga. I coraz więcej fizyków – teoretyków stwierdzi: „GOD CREATED THE UNIVERSE”:

z

Inni znani fizycy teoretycy wypowiadają to samo podobnie: „INTELLIGENT DESIGN IS ‘HIGHLY PROBABLE’”:

z

A uczeni z innych dziedzin też twierdzą: “I have found there is a wonderful harmony in the complementary truths of science and faith. The God of the Bible is also the God of the genome. God can be found in the cathedral or in the laboratory. By investigating God’s majestic and awesome creation, science can actually be a means of worship”:

z

I dodają: Big Bang jest obowiązującym paradygmatem współczesnej kosmologii.

PLANCK

Zbigwie
O mnie Zbigwie

"Niedawno ukazał się interesujący wpis: http://bezwodkinierazbieriosz.salon24.pl/338033,grawicapy-lataja-w-kosmosie pióra znanego blogera Zbigwie, z wykształcenia fizyka" - http://autodafe.salon24.pl/249413,zagadkowe-analogie. Znajdź ponad 100 moich notek na Forum Rosja-Polska  http://bezwodkinierazbieriosz.salon24.pl Poetry&Paratheatre 2010 i 2013. Free counters

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie