Всесвіт

Сенс розуму: Еволюція Всесвіту

Частина 4.У минулій частині я спробував обґрунтувати події і структуру Всесвіту до моменту «Великого вибуху».Сьогодні поговоримо про те, як еволюціонувала наша Всесвіт після нього.

Рання Всесвіт перебуває на порозі нової віхи своєї еволюції, в ній вже йдуть незворотні наслідки – попередники грандіозної події. Ще мить, або подія, і енергії почне свій обмін на простір-час.Приблизно 13,8 мільярдів років тому відбувається прискорене розширення Всесвіту.

Воно було настільки стрімкий, що за час 10 -32 ступеня секунд Всесвіт збільшилася в обсязі приблизно в 10 в 30 ступеня разів. Анімація «Великого вибуху» в поданні обывателейСледует розуміти, що звичне нам простір-час знаходилося в межах розширюється Всесвіту. За кордоном Всесвіту, можливо, були флуктуації якогось поля, куди розширювалася наша Всесвіт, обмінюючи свою внутрішню енергію, тобто перетворюючи ці флуктуації в звичне нам простір-час.

Природно, чим більше Всесвіт розширювалася, тим меншої щільності була її енергія, але більше було простору-часу. Так зберігався загальний рівень енергії (за законом збереження енергії), а флуктуації якогось поля всередині нашого Всесвіту зберігалися у вигляді квантових флуктуацій вакууму, породжуючи віртуальні частинки. Але це все зокрема.

Тепер по порядку.Перші миті «Великого вибуху» називаються «Планковскої епохою».Планковская епоха – це найраніше з доступних теоретичний опис стану Всесвіту.

Планковские величини, якими можуть оперувати сучасні теорії, характеризується фундаментальним межею квантової механіки. Це не означає, що Планковская величина – це межа всього і вся, але сучасна фізика і теорії «ламається» коли переходить межі цього бар’єру.Вважається, що в Планковскую епоху всі фундаментальні взаємодії були об’єднані в єдину силу фізичних параметрів, де температура Всесвіту була 10 у 32 ступені Кельвінів, діаметр Всесвіту був 10 -35 ступеня метрів, щільністю 10 в 97 ступеня кг/м3 і енергія 1,956⋅10 в 9 ступені Джоулів.

Планковская довжина або діаметр – це мінімально можлива величина існування матерії (елементарної частинки). Все, що менше Планковскої довжини, колапсує в сингулярність.Планковская щільність – це гранична щільність існування матерії (елементарної частинки).

Все, що більше за неї, колапсує в сингулярність. Планковская енергія – це максимально можлива енергія в елементарної частинки (наприклад, якщо фотон буде володіти енергією більше, ніж 10 до 19 ступеня Гев (1,956⋅10 в 9 ступені Дж), то він колапсує в сингулярність.Починаючи з першої миті «Великого вибуху» і до 10 -43 ступеня секунд після нього еволюція Всесвіту відбувалася з «повільним розширенням».

Відразу після Планковскої епохи відбувається різке експоненційний розширення Всесвіту. Гравітаційне випромінювання набуває самостійну форму, і через 10 -42 ступеня секунд після моменту “Великого вибуху” почалася нова епоха – епоха Інфляції. У цю епоху Всесвіт розширювалася стрімко, прискорено.

Діаграма формування фундаментальних взаємодій у їх сучасне состояниеСкорость розширення Всесвіту перевищувала швидкість світла, що ніяк не порушує фундаментальні закони, так як на швидкість розширення простору всі сучасні теорії не ставлять обмежень. Тобто, простір може стискатися і розширюватися з як завгодно великою швидкістю, хоч у мільйони разів швидше швидкості світла. Прискорене розширення відбувалося з-за поля з максимально сильним і негативним тиском, породженим, можливо, темною енергією.

Через 10 -36 ступеня секунд після моменту «Великого вибуху» це поле почало розпадатися, що ознаменувало закінчення епохи Інфляції. Всесвіт за цей час збільшилася в 10 в 50-й ступеня разів, після чого її розширення значно сповільнилося.Діаграма космологічної инфляцииРаспад поля породив перше речовина – кварк-глюонну плазму.

Розширюючись і остигаючи, з кварк-глюонної плазми у Всесвіті почали самоорганізовуватися перші частинки – баріони матерії. Це були протони і нейтрони і їх античастки – антипротон і антинейтрон. Почалася епоха Бариогенеза, що тривала в проміжку часу з 10 до -35 ступеня за 10 -32 ступеня секунд з моменту з «Великого Вибуху».

На кожні 1 000 000 000 часток матерії, з нез’ясованих досі причини, з’являлося 999 999 999 частинок антиматерії. Кварковый складу протона і антипротонаАнтиматерия – це речовина, що характеризується протилежним електричним зарядом і квантовими числами.Як я писав раніше в третій частині, яку частку можна охарактеризувати рядом квантових чисел.

У антиматерії ці квантові числа протилежні квантовим числам матерії. Наприклад, квантові числа t-кварка:Електричний заряд: 2/3; Лептонное число: 0;Квантове число: 1;Барионное число: 1/3. У античастки анти-t-кварк:Електричний заряд -2/3; Лептонное число: 0; Квантове число: -1; Барионное число: -1/3.

Те ж саме справедливо і для інших частинок.Антикварки володіють протилежними по знаку електричним зарядом і кольором (Антицеветом)З третьої частини ми знаємо, що будь-яка частинка – це коливання квантового поля, яке залежить від квантових чисел. Так от, для загального і умовного розуміння, матерія характеризується коливаннями поля в позитивну сторону, а антиматерія – в негативну.

Позитивні коливання поля, стикаючись з негативними, взаємно гасяться. Цей процес називається анігіляцією (взаимоуничтожением). Анімація анігіляції квантових полів https://www.

youtube.com/watch?v=UzKWs93Mu0Y Однак, квантові числа не зникають, а перетворюються в інші частинки, які повинні володіти сумарними квантовими числами проаннигилировавших частинок матерії і антиматерії. Найпростіше описати анігіляцію електрона і позитрона.

У електрона заряд -1, у позитрона +1; Лептонное число електрона +1, у позитрона – 1; Баріонів числа електрона і позитрона дорівнюють 0. Підсумовуємо квантові числа – отримуємо 0. Такими ж нульовими квантовими числами має гамма кванти – фотони.

Утворення двох фотонів при анігіляції електрона і позитронаТаким чином, речовина початок анігілювати, заповнюючи простір фотонами (електромагнітним випромінюванням). Вся породжена антиматерія проаннигилировала з речовиною і зникла, так як речовини, що було на одну мільярдну частину більше. Відповідно, речовини залишилося 1/1 000 000 000 частину від спочатку утворився кількості.

Саме ця матерія і розподілена тепер у Всесвіті. Дані про вимірювання енергії фотонів і їх кількості показують, що їх в 2 мільярди разів більше ніж, матерії. Це і дозволило обчислити, скільки антиречовини проаннигилировало.

Через 3 хвилини після Великого вибуху температура Всесвіту знизилася достатньо для початку фазового переходу, тобто утворення первинних елементів з решти матерії. Всесвіт вступала в нову еру – еру Нуклеосинтеза.Протони і нейтрони почали об’єднуватися в атоми.

Протягом декількох хвилин утворилося приблизно 75% Водню, 25% Гелію і трохи Літію. Утворювалися стабільні ізотопи водню – Протій, Дейтерій, і ізотопи Гелію – Гелій 3, Гелій 4.Схема нуклеосинтеза ізотопів Дейтерію і Гелію 3Внешние умови нуклеосинтеза не дозволяли утворюватися елементів тяжелея Літію.

Більш того, самі освічені елементи ще перебували в стані рівноваги, але із-за високої температури у Всесвіті процес іонізації і зворотний йому процес рекомбінації протонів з електронами перебували в рівновазі. При цьому температура у Всесвіті все ще не дозволяла вільно існувати водню, що перешкоджало звездообразованию. Гамма-кванти (фотони) все ще подорожували по утвореної матерії, не відділяючись від неї.

Гравітація, з подальшим падінням температури і розширенням Всесвіту, набула домінуючого значення.1 of 2Да, та сама картинка..

. Приблизно через 380 000 років після Великого вибуху щільність речовини знизилася настільки, що матерія стала прозора для електромагнітного випромінювання. До цього часу утвореного простору у Всесвіті було вже досить, і електромагнітне випромінювання початок свою подорож по Всесвіту.

Те саме перше електромагнітне випромінювання зберігається до цих пір і називається “реліктовим”.Приблизно в цей же час Всесвіт охолола настільки, що водень вже міг стабільно і самостійно існувати. Період часу з 380 тис.

років і до 550 мільйонів років після Великого вибуху названий «Темними Століттями».У цей час Всесвіт наповнений Воднем, Гелієм, Літієм, а так само більш важкими елементами, аж до Бору. Присутній випромінювання атомів водню і початкове реліктове випромінювання.

Це спокійний час для Всесвіту, де відсутні інші джерела іонізації. Величезні маси темної матерії почали концентрувати нейтральний водень, рівномірно розподілений у Всесвіті, в центрах майбутніх звездообразований. Завдяки «хмар» темної матерії, що мали масу в кілька галактик, утворювалися гравітаційні колодязі, куди і прагнуло речовина.

Це час недоступна для прямого спостереження, тому ми можемо знати про процеси, що відбувалися там, за непрямими ознаками і теоретичним моделям.Через 550 мільйонів років почалося саме цікаве, з точки зору утворення життя і, в подальшому, розуму. Про це в наступній статті.

Частина 5. Сенс розуму: головне небесне тіло в еволюції Всесвіту================================================================Посилання на джерела тепер знаходяться в групі Вконтакті!Частина 1. Сенс розуму: тупикова гілка еволюції?Частина 2.
Сенс розуму: квантова еволюція ВселеннойЧасть 3. Що було до Великого вибуху? Розум?

Related posts

Leave a Comment