[Al_Ganonim]

Hej Astromirki,

W ostatnich dniach pojawia się coraz więcej dyskusji o Wielkim Wybuchu: co było przed Wielkim Wybuchem, co tak naprawdę wybuchło oraz gdzie nastąpił wybuch. Ponieważ większość komentarzy to astronomiczne herezje, pozwólcie mi wytłumaczyć całą sprawę raz a dobrze w ekspresowym wydaniu specjalnym dwutygodnika astronomicznego #astronomiaodkuchni

Wstęp

Zaczniemy od sprawy elementarnej: nie było żadnego wybuchu. Wielki Wybuch to tylko nazwa wydarzenia, jakim był początek ekspansji Wszechświata. Kropka. Nazwę "Wielki Wybuch" wymyślili przeciwnicy tej teorii w pierwszej połowie ubiegłego stulecia, by ją ośmieszyć. Najwyraźniej im się udało, skoro po dziś dzień mnóstwo ludzi sądzi, że na początku istnienia Wszechświata była jakaś kula materii, która eksplodowała, a to jest wierutna bzdura. Nawet w filmach popularnonaukowych Wielki Wybuch pokazywany jest jako potężna eksplozja, co osobiście uważam za krzywdzące dla widza.

Wszystko, co nas otacza, powstało w chwili o nazwie Wielki Wybuch - w chwili, gdy nieskończenie mały Wszechświat zaczął się rozszerzać. Wszystko. Materia, energia, przestrzeń, czas. Ponieważ wtedy powstało wszystko co znamy, to bardzo intuicyjne jest nazywanie tego momentu początkiem Wszechświata. Należy wiedzieć, że wszystko co wiemy, cała nasza fizyka, operuje wyłącznie do momentu, w którym Wszechświat miał wyłącznie 10^(-43) sekundy. To, co się działo między teoretycznym czasem 0, a czasem 10^(-43) sekundy to wyłącznie spekulacje. Ten czas nazywa się erą Plancka lub erą kwantowej grawitacji.

Wczesny Wszechświat

Wraz zakończeniem ery Plancka, cały obserwowalny Wszechświat miał rozmiary około milion miliardów razy mniejsze od protonu. To znaczy, że cała przestrzeń zajmowała niesłychanie mały obszar. Od razu odpowiadam, że nie ma sensu pytanie: "co było dookoła". Dookoła nawet nie było nic, bo nic jest przez nas rozumiane jako brak czegoś we Wszechświecie. Nie można więc mówić o czymś, co było poza Wszechświatem i w czym się Wszechświat rozszerzał. Nie można też mówić, że Wszechświat rozszerzał się w niczym. Wszechświat to wszystko co jest, było i będzie. A jak ktoś chce zadać śmiałe pytanie o to, co było przed Wielkim Wybuchem, czyli przed Wszechświatem, to niech się zastanowi porządnie: jak mogło być coś przed istnieniem czasu. Czas powstał wraz z początkiem Wszechświata, więc nie mogło być żadnego przedtem. Można sobie wyobrażać istnienie jakiegoś nadczasu, ale on nie operuje w naszym Wszechświecie, więc też nie nadaje się do opisywania rzeczy przed Wielkim Wybuchem.

Lecimy dalej. Cały Wszechświat miał rozmiary porównywalne z jedną tryliardową rozmiarów protonu. W takiej czterowymiarowej kulce Wszechświata zawarta była cała materia i energia całego obserwowalnego Wszechświata. Gęstości energii oraz coś, co możemy nazywać temperaturą, były niewyobrażalnie duże. Cały Wszechświat był wypełniony tą bardzo gęstą oraz gorącą materio-energią. Jeśli więc ktoś się zapyta, gdzie nastąpił Wielki Wybuch, należy odpowiedzieć: Wielki Wybuch następił wszędzie we Wszechświecie.

Wraz z upływem czasu, czasoprzestrzeń (czyli tkanka Wszechświata) ekspandowała. Jeśli rozmiar czasoprzestrzeni urósł dwukrotnie, to jej objętość wzrosła ośmiokrotnie, a gęstość zawartej w niej materio-energii zmalała ośmiokrotnie. Jeśli gęstość materio-energii zmalała, to zmalała też jej temperatura. W chwili, kiedy obserwowalny Wszechświat miał dopiero 10^(-36) sekundy, jego rozmiary zdążyły powiększyć się biliard biliardów razy (czyli miał około milimetra średnicy), gęstość zawartej w nim materio-energii spadła milion milionów milionów razy, a temperatura zmalała do, bagatela, 1'000'000'000'000'000'000'000'000'000 Kelwinów (dla odmiany podałem w zerach, a co). W tym etapie grawitacja istniała już jako osobne oddziaływanie, ale siły elektromagnetyczne, jądrowe silne i jądrowe słabe zachowywały się tak, jakby były jednym i tym samym. Mniej więcej w tym czasie wydarzyło się coś bardzo dziwnego: rozpoczęła się kosmiczna inflacja, która trwała aż do 10^(-32) sekundy istnienia Wszechświata. W tym okresie czasoprzestrzeń (a więc Wszechświat) zwiększyła swoje rozmiary jakieś bilion biliardów razy (po tym okresie, cały Wszechświat miał wtedy rozmiary jakiegoś miliona lat świetlnych).

Utrwalenie

Można by się rozpisywać dalej, co się w szczegółach działo przez kolejne sekundy, ale w tym wpisie to nie jest najważniejsze. Po tym, co już zdążyłem napisać widać, że to cały Wszechświat był zawsze wypełniony gorącą materią, cały Wszechświat ekspandował, a materia, zaczepiona w przestrzeni, rozrzedzała się wraz z rozszerzającą się przestrzenią. Wystarczy wspomnieć, że cały Wszechświat miał temperaturę kilku tysięcy Kelwinów jeszcze w 380'000 lat po Wielkim Wybuchu.

To ekspansja przestrzeni pociąga za sobą ruch materii. Chyba wszyscy słyszeli o analogii z kropkami na nadmuchiwanym balonie. Wraz z ekspansją powłoki balonu, kropki oddalają się od siebie, bo wzrasta ilość przestrzeni między kropkami. Same kropki nie poruszają się w przestrzeni. Analogia jest o tyle słaba, że obiekty materialne wcale nie leżą na powierzchni jakiejś płaszczyzny oraz mogą się w czasoprzestrzeni swobodnie poruszać. Poza tym, analogia jest w pełni zgodna z rzeczywistością. To rozszerzająca się czasoprzestrzeń powoduje, że skupiska materii się od siebie oddalają. Wielki Wybuch to tylko nazwa na początek rozszerzania się czasoprzestrzeni. Nie było żadnej eksplozji, nie było żadnego wielkiego bum, a materia wcale nie jest rozrzucana po Wszechświecie przez siłę wybuchu. Materia jest niesiona przez rozszerzająca się czasoprzestrzeń.

Podsumowując: Wielki Wybuch nie był wybuchem; Wielki Wybuch nastąpił wszędzie we Wszechświecie; skupiska materii się od siebie oddalają, bo czasoprzestrzeń ekspanduje; pytanie o to, co było przed Wielkim Wybuchem nie ma sensu; pytanie o to, co jest poza Wszechświatem nie ma sensu. A przynajmniej nie można odpowiadać na te pytania używając Ogólnej i Szczególnej Teorii Względności, czyli wszystkiego, co wiemy o wielkoskalowym Wszechświecie ( ͡° ͜ʖ ͡°).

Zapraszam do zadawania pytań w temacie. Jeśli będzie się dało, napiszę następny specjalny odcinek dwutygodnika z odpowiedziami.

Na obrazku poniżej: prezentacja rozkładu temperatury we Wszechświecie, kiedy ten miał zaledwie 380'000 lat. Różnice między czerwonymi i niebieskimi obszarami operują w skali 0.01%. Tak jednorodny rozkład temperatury oznacza, między innymi, że cały obserwowalny Wszechświat ewoluował tak samo wszędzie i Wielki Wybuch miał miejsce wszędzie.

Bibliografia
[1] P. I. Nionszek, MiRKo, 2015, Raz na sto lat, 66, 123
[2] D. D. Leszke, MiRKo, 2014, Dd a sprawa polska, 879, 473
[3] T. Roll, MiRKo, 2013, Dyskurs o ilości groszy za wpis, 60, 52
[4] H. H. Szek, MiRKo, 2015, Bądź mną, 12, 356

-----------------------------------------------------------------
Takie rzeczy tylko w #astronomiaodkuchni ( ͡° ͜ʖ ͡°)ﾉ⌐■-■
-----------------------------------------------------------------
W kolejnym odcinku dwutygodnika astronomicznego:
O wyciąganiu energii z czarnych dziur
-----------------------------------------------------------------
#astronomia #kosmos #ciekawostki #ligamozgow #liganauki #wielkiwybuch

[J.....n]

@grzylen: Dokładnie tak.
Ludzki umysł jest ok, nie ma po prostu możliwości badania samego początku, a już z pewnością ewentualnego poprzedniego wszechświata.

[d.....e]

@stahs: Wcześniej nie było możliwe, a później musiałoby nastąpić w już rozszerzającym się wszechświecie.

[d.....e]

@Dorogon: herezje!

[Mordeusz]

Mnie zawsze zastanawia podobieństwo wszechświata do związków chemicznych - elektrony atomy etc.. jak planety, gwiazdy...

@grzylen: Powszechne obrazowanie atomów jako elektronów na orbitach wokół atomu jest absolutnie nieprawdziwe. Na rysunku masz stary i aktualny model. Im ciemniej, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia elektronu. Ciekawostka: niektóre elektrony z atomów w Twoim ciele teoretycznie mogą znajdować się miliardy lat świetlnych stąd.

[Dorogon]

@dogeisthetrue: Dlaczego?

[p.....a]

Jest przecież teoria (o ile dobrze pamiętam)

@Kalan: teza. Teoria to to nie jest na pewno.

[Krople_do_nosa]

@Kick_Ass: Przeczytaj poprzednie komentarze - przestrzeń nie jest ograniczona prędkością światła, więc tak, wybrane punkty we wszechświecie oddalały się od siebie (i nadal to robią) z prędkością większą niż c, bo rozszerza się przestrzeń między nimi.

@Dorogon: Ale któż zabrania ci studiować te dziedziny nauki, by samemu przekonać się o słuszności tych teorii?

[siodemkaxx]

Ciekawostka: niektóre elektrony z atomów w Twoim ciele teoretycznie mogą znajdować się miliardy lat świetlnych stąd.

@Mordeusz: o #!$%@? mózg #!$%@?, czemu tak ?

[enforcer]

@Al_Ganonim: popraw mnie jeżeli piszę głupoty: czytałem kiedyś że Hawking ma taką teorię że istnieje coś takiego jak gwiazda Plancka - hipotetyczny "rdzeń" czarnej dziury, jest to obiekt tak mały i tak kruchy że samo przejście przez nie światła powoduje jego zniszczenie, jednak z poziomu obserwatora "zewnętrznego" może to trwać miliardy lat gdzie wewnątrz trwa mikro sekundy. Co o tym myślisz?

[p.....a]

Po za tym nauka na tym poziomie jest tak samo mało realna, jak dla ateistów Bóg.

@Dorogon: idź być ciemnogrodem gdzieś indziej

[d.....e]

@robin_caraway: Wyobraź sobie, że masz nic. I nagle w to miejsce pojawia się coś - wszechświat. I robi to tak szybko, jak tylko możliwe w panujących warunkach jest zapełnienie niczego czymś :D

[kracy-pan]

@Al_Ganonim: https://youtu.be/eQG9uZin3fA?t=30s

tak mi się jakoś skojarzyło :)

[p.....a]

Czy Wszechświat będzie rozszerzał się w nieskończoność aż stanie się miejscem "chłodnym" i odległości między skupiskami materii będą tak duże, że wszystko "zamarznie" i nie będzie miejscem zdatnym do życia? Może rozszerzanie się dojdzie do jakiegoś punktu granicznego i Wszechświat zamiast tego będzie się kurczył? Są inne teorie na temat rozszerzania się kosmosu i jego przyszłości?

Możesz opisać metody badań szybkości rozszerzania się Wszechświata?

@porucznik_franek: to może ja odciążę @Al_Ganonim i

[Mordeusz]

W jaki sposób wiemy to wszystko z takimi szczegółami i jest jakikolwiek sposób by zwykły śmiertelnik sam mógł zbadać prawdziwość tej teorii?

@Dorogon: Naukowcy to śmiertelnicy. Ale odpowiadając konkretniej - wydaje mi się, że dysponując pewnymi środkami, każdy z nas mógłby wybudować radioteleskop umożliwiający obserwację mikrofalowego promieniowania tła, jednego z dowodów na poparcie teorii wielkiego wybuchu.

Bo chyba nie, a jeśli nie, to czym zaawansowana nauka różni się od Religii?

Odpowiedź

[Subbota_siewodnia]

A kiedy miał temperaturę pokojową wszechświat?

[p.....a]

Skoro czasoprzestrzeń się rozszerza to czy czas zwalnia?

@wrrior: w jakim ośrodku? pamiętaj że czas nie jest wartością stałą i w różnych punktach Wszechświata może mieć inną wartość

[robin_caraway]

@Krople_do_nosa: mniej więcej tak sobie tłumaczę tą teorię, ale jeśli coś ma granicę to musi się gdzieś znajdować? To jest właśnie dla mnie problemem tej teorii.

@dogeisthetrue: xD tak to sobie zawsze tłumaczę, tylko co było wcześniej? chaos, nic, kupa?

[Mordeusz]

Ciekawostka: niektóre elektrony z atomów w Twoim ciele teoretycznie mogą znajdować się miliardy lat świetlnych stąd.

@Mordeusz: o #!$%@? mózg #!$%@?, czemu tak ?

@siodemkaxx: Ponieważ jak dowiodły teorie i potwierdziły to obserwacje, możemy ustalić miejsce przebywania elektronu z pewnym prawdopodobieństwem, ale nie ma takiego miejsca we wszechświecie, w którym to prawdopodobieństwo wynosiłoby zero. Także najprawdopodobniej masz wszystkie elektrony na miejscu, ale niektóre z nich mogą odskakiwać bliżej lub dalej

[d.....e]

@robin_caraway: nic, ale nie "było"! Nie było! Odwrotnośc bytu, myśl abstrakcyjnie o tym!

[p.....a]

co było wcześniej?

@robin_caraway: nie czytasz ze zrozumieniem. Nie było "wcześniej". Nawet nie było "było". Czas nie istniał, więc jak mogło być coś "przed"?