Make your own free website on Tripod.com

a

Sunčev sistem Galaksija Meteori Asteroidi Verovanja Zanimljivosti
Rečnik Vesti Arhiva Linkovi Download Kontakt

 

Epohe razvoja svemira 

 

 

Epoha elektroslabe sile

Epoha kvantne gravitacije

Epoha velikog ujedinjenja

Leptonska epoha

Svemir postaje providan

Fotonska epoha

Sadašnjost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Epoha elektroslabe sile

Pri temeraturi od 1027 Kelvina, kad je svemir star 10-34 sekunde, jako međudelovanje se počinje razlikovati od preostala dva, koja su jo uvek objedinjena u elektroslabu silu. Ova je epoha zamisliva kao rezultat faznog prelaza pri kojem je vakuum "zamrznut" na taj način da više nema prelaza između kvarkova i leptona tj. kvarkovi i leptoni počinju "živeti" svaki za sebe. Zahvaljujući svom pojavljivanju u tri različite boje, kvarkovi prevladavaju svojim brojem u plazmi kvarkova i leptona u kojoj se nalaze pa se može govoriti i o kvarkovskoj epohi.

 

VRH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Epoha kvantne gravitacije

Epoha unutar spomenute Planckove udaljenosti i Planckovog vremena, epoha kvantne gravitacije, nama je jo uvek velika nepoznanica. Tu i sam prostor-vreme zamišljamo kao "penu" sa nama nepoznatim zakonima fizike gde ni prostor ni vreme vie nemaju isto značenje kao u svakodnevnom životu. Tako pitanje "Šta je bilo pre Velikog praska?" gubi svoj smisao jer kako se primičemo Velikom prasku pojmovi "pre" i "posle" više ne moraju imati nikakvo značenje. Temperatura od 1032 Kelvina, za svemir koji je manji od 10-35 metara i mlađi od 10-44 sekundi, magična je granica iza koje Einsteinova opta relativnost mora biti zamenjena kvantnom teorijom gravitacije - koju usprkos svim naporima još uvek nemamo. Pokušaji razumevanja tog perioda  vezani su za prostore sa više od tri prostorne dimenzije, gde su preostale dimenzije zaokružene u sebe na lestvici ispod 10-35 metara. Unutar tih razmera mogle bi biti smeštene strune, a čestice koje normalno opažamo su tada tek "muzika" tih struna - njihova niskofrekventna pobuđenja.

VRH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Epoha velikog ujedinjenja

U ranom, vrućem svemiru, moguće su interakcije koje ne možemo proizvesti u zemaljskim laboratorijama. Takve su, na primer, interakcije velikog ujedinjenja (GUT od engl. Grand Unification Theory), prenoene česticama težim od 1014 GeV (1GeV=10-27 kg = masa protona). Naime, u epohi velikog ujedinjenja, na temperaturi od 1029 Kelvina, kad je svemir bio star svega 10-38 sekundi temeljna međudelovanja (jako, slabo i elektromagnetsko) mogla bi biti ujedinjena u jedinstvenu silu. 

Ujedinjenje sila

S porastom energije, tj. s porastom temperature u svemiru, četiri temeljne prirodne sile (gravitaciona, elektromagnetnka, slaba i jaka) se ujedinjuju u jedinstvenu silu. Akceleratori čestica su nam omogućili detaljno izučavanje ujedinjene elektroslabe sile. Za proučavanje GUT ujedinjenja i ujedinjenja svih sila, jedini akcelerator koji postoji je rani svemir.

Fluktuacije u vakumu, poznate kao kvantni um, pridružene interakcijama velikog ujedinjenja, nose veliku energiju. One u ovoj epohi uzrokuju ubrzanu ekspanziju, inflaciju, tokom koje svemir postaje vrlo velik i ravan. Da bi dočarali o kakvom je velikom rastu reč, uporedimo to sa povećanjem dimenzija protona (10-15 metara) na kuglu čija je veličina deset miliona prečnika sunčevog sistema u vremenu manjem od 10-34 sekundi.

Tačna svojstva jedinstvene sile velikog ujedinjenja još nisu sasvim poznata, ali iz onog što znamo je da je u tom periodu u svemiru bilo obilje tzv. magnetskih monopola tj. čestica sa magnetskim svojstvima jednakim magnetu s jednim polom. Svi danas poznati namagnetisani objekti imaju obavezno oba pola i to današnje neopažanje monopola objašnjivo je inflacijom koja ih je razredila na neopazivu meru. Veliko ujedinjenje je privlačno i zato jer bi u ovoj epohi omogućavalo stvaranje male asimetrije između materije i antimaterije. U kasnijim epohama će se najveći deo materije i antimaterije međusobno poništiti (anihilirati), a ova mala asimetrija će prouzrokovati da nešto materije preostane i izgradi danas poznati svemir. Taj proces u kojem iz prvobitne simetrične situacije nastaje asimetrični, materijalni svemir stručno se naziva bariogeneza.

 

VRH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fotonska epoha

Na temperaturi 1010 Kelvina, kad svemir ostari na jednu sekundu, gustoća svemira se toliko smanji da slabo-međudelujuće čestice, neutrini, prestaju igrati aktivnu ulogu u održavanju termičke ravnoteže s elektronima, pozitronima i fotonima. Istovremeno sa takvim "zamrzavanjem" neutrina, sve više elektronsko-pozitronskih parova anihilacijom prelazi u fotone - svemir prelazi u fotonsku epohu. Svemir star 3 minute, ohlađen na 109 K, omogućuje stvaranje deutrona tj. jezgara atoma deuterijuma. Temperatura vie ne može nadvladati nuklearno privlačenje protona i neutrona u deutron (vezani protonsko-neutronski sistem). Stvaranje deuterona je preduslov stvaranja težih elemenata, uglavnom helijuma, tokom velikog praska. To je tzv. prvobitna nukleosinteza. U razmeri 25% helijuma u odnosu na 75% vodonika, ti elementi će puno kasnije započeti gorući ciklus u zvezdama, tokom kojeg se stvaraju teži elementi. (Sekundarna nukleosinteza u zvezdama.)

 

VRH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Leptonska epoha

Pri temperaturi 1015 K, na 10-10 sekundi starosti svemira, razdvajaju se i elektromagnetnka i slaba sila. Na otprilike 10-5 sekundi starosti, kad temperatura svemira padne ispod 200 MeV, dolazi do prelaza kvarkovsko-gluonske plazme u protone i neutrone. Iz vika kvarkova sada, u odnosu na elektrone dolazi se do svemira u kojem je isti broj protona i elektrona. Ali dok se na temperaturi ispod 1011 K protoni ubrajaju u "materiju", laki elektroni se u toj vrućoj zgusnutoj plazmi ponašaju kao "zračenje" i daju svoj udeo termičkoj ravnoteži u kojoj uz fotone učestvuju još i neutrini. Zbog takvog učestvovanja leptona (elektrona i neutrina) ta se epoha naziva leptonskom. Na svaku milijardu fotona, elektrona ili neutrina, dolazi tek jedan proton ili neutron. Dok temperatura ne padne bitno ispod 1011 Kelvina protoni i neutroni u leptonskoj sredini slobodno prelaze jedni u druge, pa ih ima isti broj. Daljim hlađenjem svemira proces pretvaranja težih neutrone u lake protone preovladava nad obrnutim procesom. Međusobni odnos nukleona (neutrona i protona) postaje 38% prema 62% u korist protona. Odnos tih sastojaka određivaće količinu lakih kemijskih elemenata "skuvanih" u ranom svemiru, u tzv. prvobitnoj nukleosintezi.

VRH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Svemir postaje providan

Sledeći važan korak u istoriji svemira događa se kad on ostari na 300 000 godina i ohladi se na 3000 K. U tako ohlađenom svemiru elektroni se sa protonima vežu u vodonikove atome, čime se fotonsko pozadinsko zračenje "odveže" od materije. Naime, dok naelektrisani protoni i elektroni predstavljaju izvore i ponore fotona, svemir sačinjen od električki neutralnih atoma providan je za fotone. Stoga na pogled putem svetlosti doseže u prolost svemira do epohe zadnjeg rasprenja fotona na 3000 K, koja je fotografisana pomoću COBE (Cosmic Background Explorer) satelita. Danas je zbog svemirske ekspanzije to zračenje ohlađeno na 2.7 K i predstavlja pozadinsko mikrotalasno zračenje koje su 1964. godine otkrili Penzias i Wilson.

VRH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sadašnjost

Uunutrašnjost zvezda sačinjenih od prvobitno stvorenih jezgara vodonika i helijuma, stvaraju se tokom nuklearnih gorivih ciklusa teža atomska jezgra. Ugljenik, kiseonik, vodonik i gvožđe stvoreni nukleosintezom u zvezdama, raspruju se svemirom u zvezdanim vetrovima i eksplozijama superanova, stavarajući nove zvezde i njihovih planetarnih sistema. Hemijski procesi povezuju atome u čudesne tvorevine molekula i materije, na čijem kraju je i sam život planeta.

Epilog

Iza razumevanja svake od nabrojanih epoha krije se razumevanje specifičnih mehanizama i fizičkih zakona kojima možemo objasniti fizičke fenomene. Za neke fizičke teorije rani svemir je jedina raspoloživa eksperimentalna laboratorija.

 

VRH