LEXICON - evoluție
Se credea că universul este imuabil; astăzi știm că are o istorie de dezvoltare. În anii 20 ai secolului trecut, astronomul Edwin Hubble a descoperit că galaxiile se îndepărtează din ce în ce mai mult: universul se extinde constant. Milioane de kilometri cubi de spațiu nou apar în fiecare zi între galaxii. În schimb, dacă vă întoarceți în timp, galaxiile și materia pe care o conțin se apropie din ce în ce mai mult până se unesc în urmă cu aproximativ 13,7 miliarde de ani într-un punct de densitate și temperatură extremă. Pornind de la un singur punct, universul pe care îl putem vedea astăzi a început acum 13,7 miliarde de ani.
Aplicând legile fizice bine-cunoscute la Big Bang, se dovedește că cosmosul trebuie să fi trecut printr-o multitudine de faze profunde, extrem de scurte în primele secunde de expansiune.
Big Bang, sincronizare (desen Cern)
Fazele Big Bang-ului
Universul începe cu big bang-ul. Cu toate acestea, la momentul ZERO, legile fizice cunoscute eșuează. Istoria scrisă a universului începe doar la 10-43 de secunde după momentul ZERO. (1) Expansiunea cauzată de Big Bang face ca temperatura universului să scadă treptat:
10 -43 secunde (timpul Planck) după Big Bang: În primul rând, universul pe care îl putem vedea astăzi este concentrat într-un spațiu extrem de mic de lungime Planck (10 -35 m), umplut cu radiații inimaginabil de calde și dense. Temperatura este de aproximativ 10 32 de grade. (2)
10 -36 secunde după big bang temperatura a scăzut la 10 27 grade, încă o lume cu temperaturi extraordinare și presiune extremă. Materia și lumina nu sunt încă separate: quarcurile, anticarcurile și fotonii se transformă unul în altul.
1 secundă după big bang temperatura a scăzut în continuare la 10 10 grade (10 miliarde de grade) și, după o serie de procese de transformare, materia s-a condensat în blocurile care formează astăzi cosmosul nostru: electroni, protoni, neutroni .
După 10 secunde: La temperaturi sub 109 grade (1 miliard de grade), universul devine un gigantic reactor nuclear. Protonii și neutronii se combină pentru a forma primii nuclei atomici grei prin fuziune nucleară.
După 1 minut universul are deja un diametru de peste 10 15 km. În această fază de dezvoltare, întregul univers este ca un singur soare uriaș, care în interiorul său generează tot mai mulți nuclei atomici de elemente grele prin fuziune nucleară. Cu toate acestea, datorită expansiunii constante, densitatea materiei a scăzut deja după 5 minute, când acest proces se oprește din nou. S-au format 25% heliu, 0,001% deuteriu și urme de nucleu atomic de litiu și beriliu. Restul de 75% rămân protoni, nuclei ai atomului de hidrogen. (3) Universul continuă să se răcească.
După 397.000 de ani temperatura este de 3000 de grade. La această valoare, nucleii atomici și electronii se pot combina pentru a forma atomi. Se creează elementele hidrogen și heliu. Până în acest moment, lumina era în interacțiune constantă cu nucleii atomici încărcați și electronii. Universul era deci opac. Cu toate acestea, interacțiunea luminii cu atomii neutri este mult mai redusă, astfel încât lumina se poate propaga nestingherită. Universul devine transparent. (4)
Începe epoca întunecată. Nicio stea nu luminează universul. Nori gigantici de hidrogen și heliu se învârt în spațiu. Nu există structuri vizibile în universul tânăr și odată cu expansiunea devine mai întunecată și mai rece. Sub influența crescândă a gravitației, acești nori de gaze încep să se condenseze local.
100 - 250 de milioane de ani după Big Bang Așa apar primele stele, care diferă semnificativ de ale noastre de astăzi în ceea ce privește masa enormă, luminozitatea, temperatura suprafeței și durata de viață. Masa lor este de sute până la o mie de ori, luminozitatea lor de un milion de ori și temperatura suprafeței lor de douăzeci de ori mai mare decât a soarelui nostru. Cu toate acestea, durata de viață a primelor stele, la doar trei milioane de ani, este considerabil mai scurtă decât cea a soarelui nostru de 10 miliarde de ani. În afară de hidrogen, heliu și puțin litiu, această primă generație de stele nu conține încă elemente chimice. Abia în cursul vieții lor primele stele produc elementele grele din interiorul vostru. În cele din urmă, murind în explozii de supernova (vezi Lexicon Supernova) elementele grele (precum oxigen, magneziu, siliciu, calciu, fier, cobalt, nichel, titan și uraniu) sunt aruncate în spațiu.
La 1 miliard de ani după big bang: Apar primele galaxii. Norii de gaz și praf conțin acum elemente grele încât pot apărea și sistemele solare cu planete.
9,2 miliarde de ani după big bang un nor de gaz și praf, care conține și material provenit din explozii de supernova, se prăbușește la marginea galaxiei noastre și formează sistemul nostru solar cu planetele sale.
La 13,7 miliarde de ani după Big Bang: Oamenii se gândesc la big bang.
Dacă această istorie a universului de 13,7 miliarde de ani se reduce la un an calendaristic, atunci urmează următorul calendar.
Universul în timp scade
1 ianuarie, ora 12:00: Big Bang-ul.
1 ianuarie, 0,15 dimineața: Universul s-a răcit la 3000 de grade după 15 minute. La această valoare, nucleii atomici și electronii se pot combina pentru a forma atomi. Se produc hidrogen și heliu. Universul devine transparent.
5 ianuarie: Primele stele apar la 3 până la 7 zile după Big Bang. Strălucesc doar 2 ore înainte de a exploda ca supernova. Următoarele generații de stele produc din ce în ce mai multe elemente grele.
27 ianuarie: Apar primele galaxii și sisteme solare cu planete.
2 septembrie: Sistemul nostru solar se naște prin prăbușirea unui nor de gaz și praf de la marginea galaxiei noastre, Calea Lactee. Pământul nostru are nevoie de aproximativ 13 zile pentru a-și completa volumul prin aglutinare și coliziune.
15 septembrie: Planeta Pământ este fierbinte. Elementele grele (cum ar fi fierul și nichelul) se scufundă în interior și formează miezul pământului. Erupțiile vulcanice violente fac ca gazele, vaporii de apă și praful din mantaua pământului să ajungă la suprafață. Prima atmosferă de vapori de apă, clorură de hidrogen, monoxid de carbon, dioxid de carbon și azot învelește pământul.
În acest moment, un asteroid uriaș de mărimea lui Marte se repede spre Pământ, aruncându-se în atmosferă și explodând la impact cu suprafața Pământului. Fântânile de lavă de la craterul de impact trag în spațiu. Praful de rocă din această fântână formează un inel în jurul planetei noastre. Aceasta se condensează în roci din ce în ce mai mari, din care se dezvoltă satelitul nostru pământesc, luna. Datorită impactului, axa de rotație se înclină cu 23 de grade și dă pământului anotimpurile. (vezi Lexicon Lunile)
Pământul începe să se răcească și formează o crustă solidă. Vaporii de apă se pot condensa. Atmosfera primordială (încă fără oxigen) se răspândește. Plouă, primele mări primitive se adună.
24 septembrie: Odată cu apariția primelor celule, începe evoluția biologică.
29 septembrie: Viața apare în mările primordiale. Primele cianobacterii trăiesc liber în apă și produc oxigen. Atmosfera se îmbogățește treptat cu oxigen.
18 decembrie: Primii pești înoată în oceane.
19. Decembrie: Primele plante terestre cuceresc continentul.
20 decembrie: Apar primii amfibieni, începe colonizarea pământului.
22 decembrie: Primele reptile.
25 decembrie: Primele mamifere.
28 decembrie: Șopârle zburătoare, dinozauri, ihtiozauri.
30 decembrie: Dezvoltarea plantelor cu flori, mamifere și păsări.
(Desenarea Muzeului American de Istorie Naturală, SUA)
31 decembrie, 22:43: Cu 77 de minute înainte de sfârșitul vechiului an, apar primele ființe umane primitive.
31 decembrie, ora 23:45: Cu 15 minute înainte de miezul nopții, strămoșul nostru modern, Homo Sapiens, rătăcește pe pământ.
4,6 secunde înainte de miezul nopții Iisus Hristos s-a născut.
Și în noul an? În noul an, soarele nostru va avea combustibil pentru aproximativ 4,5 luni. (vezi Lexicon Giganți roșii) Dar evoluția universului continuă, desigur.