Развитие на Вселената


http://spaceguide.hit.bg

Магическият момент на началото. Изчислено е, че само след една секунда температурата на огненото кълбо е спаднала от 100 на 10 млрд. градуса, докато радиусът се е увеличил десет пъти. Само след 100 секунди радиусът е нараснал 100 пъти. Следователно това не е разширение, а истински взрив, чрез който Вселената се ражда. Невъобразим взрив, превъзхождащ по скорост и размери всеки друг, а Вселената продължава шеметния си бяг, без да знаем нито кога, нито дали ще спре.

В първите минути при значителна активност на синтезиране на атомни ядра се раждат леките елементи и се образува смес, съставена предимно от водород (около 75%) и хелий (около 25%), в която има и следи от други елементи, като литий и берилий. Междувременно температурата продължава да спада и след 10 000 години достига 10 000 К, докато след милион години е едва 600 К. Именно в този момент от първоначалната смес от водород и хелий започват да се образуват първите кондензати, от които след това ще се родят галактиките, населени със звезди, в чиято вътрешност, от водорода се образуват тежките елементи до желязото.

Видяхме, че температурата на огненото кълбо от момента на Големия взрив е спадала бързо. Това е било естествено, след като обемът на Вселената непрекъснато се увеличавал, а топлинната енергия, изпълвайки все по-голям обем е трябвало да се разпределя непрекъснато и равномерно по цялата Вселена. Но разпределена не означава изчерпана. Днес, следователно би трябвало да съществува някакво всеобщо топлинно лъчение, разсеяно във Вселената, съответстващо на една относително ниска температура, последен остатък от онова свръхмощно излъчване, съществувало в огненото кълбо.

f14
Реликтово излъчване
В средата на ХХ в. теоретично бе предсказано, че във Вселената трябва да се наблюдава остатъчно или реликтово излъчване, породено от високата температура на Големия взрив в момента, когато е била в термодинамично равновесие. Поради разширяването на Вселената и спадането на температурата това излъчване трябва да се търси в радиодиапазона.

При подготовката на наблюденията внимателно били анализирани всички странични шумове. Останал обаче неизяснен един шум, който не идвал от конкретен обект, а от всички страни. През 1965 г. реликтовото излъчване бе регистрирано като изотропен микровълнов радиошум с температура около 3 К. Неговото откриване потвърждава теорията на горещата Вселена и е едно от най-големите открития на нашия век.

Непрекъснато ли ще се разширява Вселената? За да отговорим на този въпрос, нека си представим огромно кълбо вътре в нея. При равномерна плътност масата на веществото в такова кълбо може да се смята съсредоточена в центъра му. Тя ще привлича телата, разположени по сферичната повърхност, ограничаваща кълбото. Ако смятаме, че останалото извън кълбото вещество привлича кълбото равномерно от всички страни, поведението на телата по тази сфера ще се определя от привличането на веществото вътре в кълбото. Ако то е достатъчно много, породената от него гравитация ще забавя разбягването на разположените по сферата галактики и постепенно разширяването може да спре. Ако това вещество е малко, това няма да стане. А съсредоточената в кълбото маса е толкова по-голяма, колкото по-голяма е средната плътност на веществото в него.

Така стигаме до извода, че в зависимост от средната плътност на веществото във Вселената нейното разширение може да продължи неограничено дълго или да спре, след което тя ще започне да се свива. Критичната плътност е 10-30 g/см3 и ако средната плътност е по-малка от критичната, разширяването няма да спре. Такъв модел на непрекъснато разширяване се нарича отворена Вселена. Ако средната плътност е по-голяма от критичната, в бъдеще ще има свиване. Този модел се нарича затворена Вселена.

Наблюдаваното във Вселената светещо вещество дава стойност на нейната плътност по-малка от критичната. Но има свидетелства, че голяма част от веществото във Вселената не свети. Дали "скритата маса" в това несветещо вещество е толкова, че да надхвърли критичната стойност, все още не е ясно.