[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

[dyrektorek]

@Al_Ganonim: możesz dokładniej opisać "kosmiczną inflację"? Wtedy nie obowiązywały obecne prawa fizyki, że prędkość rozrostu była większa od prędkości światła? Kiedy zaczęły one obowiązywać?

[s.....k]

@dyrektorek: dobre pytanie

[Kampala]

@dyrektorek: @spokojnychlopaczek: ograniczenie do prędkości światła obowiązuje tylko materię, a to nie materia poruszała się, a rozszerzała się przestrzeń między nią, cały wszechświat.
Możecie dalej czekać na lepszą odpowiedź od autora wpisu, ale myślę, że moja też choć trochę wam pomoże ;).

[s.....k]

@Kampala: Ale czy wszechświat nie jest zbudowany z materii? Wybacz ale mój mózg tego nie ogarnia ;d

[Kampala]

@spokojnychlopaczek: nie tylko ;). Przestrzeń między jednym punktem materialnym a drugim nie jest przecież materią.
Zapewne Al_Ganonim udzieliłby wam lepszej odpowiedzi, ja niestety mogę jedynie rzucić takim hasłem i zachęcić do dalszych, samodzielnych poszukiwań wyjaśnienia lub czekania na odpowiedź autora wpisu.

[robin_caraway]

pytanie o to, co było przed Wielkim Wybuchem nie ma sensu; pytanie o to, co jest poza Wszechświatem nie ma sensu.

@Al_Ganonim: dlaczego? ( ͡° ͜ʖ ͡°) Jakby naukowcy przypisywali sobie tylko jedną prawdę, w którą nie wolno wątpić. Kurczę, gdzieś to już słyszałem.

Jestem zwyczajnie głupi i nie łapie jak coś może się po prostu rozszerzać, ale gdzie, w czym? No nie łapie tego. Liczę, że

[comrade]

@dyrektorek:

Nic w przestrzeni nie może poruszać się szybciej niż światło. Sama przestrzeń może robić *co chce*, włącznie z rozszerzaniem się w dowolnym tempie. Polecam znakomitą książkę L. Kraussa: "Wszechświat z niczego"

[Kalan]

@Al_Ganonim: odnośnie "nie ma sensu pytanie co było dookoła". Jest przecież teoria (o ile dobrze pamiętam) inflacji mówiąca o wielu wszechswiatach i o wielkich kolapsach, zdobywa coraz większą popularność w świecie nauki. Na podstawie znanych nam praw fizyki i obserwacji jesteśmy w stanie stwierdzić wiele o wielkim wybuchu np. to że przed nim nie było czasu, że ekspansja przyspiesza, że z ww narodziła się materia, energia itp. ale z tym stwierdzeniem."co

[wariat_pl]

@Al_Ganonim: nie podali w bibli co było przed 10^(-36)? ( ͡° ͜ʖ ͡°)

[g.....n]

@Al_Ganonim: No dobra ale co było na początku? Nic nie było ok ale jednak coś się pojawiło jakaś nie określona "odrobinka" o mega dużej masie i energii. Ale skąd ona się tam znalazła?
Mnie zawsze zastanawia podobieństwo wszechświata do związków chemicznych - elektrony atomy etc.. jak planety, gwiazdy...

[Magnolia-Fan]

@Al_Ganonim: te rozważania nawet na dość podstawowym poziomie fajnie pokazują jak blisko fizyce teoretycznej do filozofii a może nawet teologii.

[wrrior]

@Al_Ganonim: Skoro czasoprzestrzeń się rozszerza to czy czas zwalnia?

[Lipathor]

@Al_Ganonim: Mistrzu, skąd ta nierównomierność rozkładu temperatury? Skąd asymetria która doprowadziła potem do formowania się gwiazd i galaktyk? W końcu Wrzechświat rozszerza się równo w każdym kierunku?

[J.....n]

@grzylen: Po prostu była. Być może przed WW istniał wszechświat który zapadł się w tą malutką osobliwość, która znowu rozszerzyła się we wszechświat itd.

[okmanek]

@Al_Ganonim: rozmawiałem kiedyś na ten temat z pewnym wierzącym człowiekiem. Powiedział że to tylko hipoteza, że nie ma pewności że tak było, a ja się nie kłóciłem bo nie miałem pewności. Więc jak? Czy to po prostu jedna z wielu teorii naukowych czy raczej mamy pewność że właśnie tak było?

[Krople_do_nosa]

@robin_caraway: Przestrzeń nie jest ograniczona prędkością światła.

Wyobraź sobie przestrzeń jako balon, a materię (np. planeta A i B) jako kropki namalowane na nim flamastrem.
Pompując balon rozszerzasz przestrzeń, w efekcie czego ww. skupiska materii (planeta A od planety B) mogą oddalać się od siebie szybciej niż prędkość światła.

[g.....n]

@Jewptylianin: To może Wszechświat pulsuje? To jest chyba zbyt trudne na ludzki mózg, albo raczej na umysł.

[Mordeusz]

przecież nie mogło się wziąć coś z niczego? ( ͡° ͜ʖ ͡°)

@horek: To że spontanicznie wokół Ciebie nie pojawiają się różne przedmioty nie oznacza, że takie zjawiska nie występują w fizyce kwantowej. Wykazano, że w pustej przestrzeni cząstki elementarne potrafią wziąć się z niczego (po czym anihilują). Fizyka kwantowa wymyka się naszym obserwacjom z życia codziennego i trudno porównywać jeden świat z drugim i mówić, że

[Kick_Ass]

@Al_Ganonim: czy to prawda że w momencie wielkiego wybuchu, wszechświat rozszerzał się z prędkością większą niż światło? (gdzieś spotkałem się z taką teorią)

[Dorogon]

@Al_Ganonim: W jaki sposób wiemy to wszystko z takimi szczegółami i jest jakikolwiek sposób by zwykły śmiertelnik sam mógł zbadać prawdziwość tej teorii? Bo chyba nie, a jeśli nie, to czym zaawansowana nauka różni się od Religii? Z jednej strony mamy Kapłanów danego Boga, którzy mówią, że Bóg do nich przemawia i ludzi którzy w to wierzą, a z drugiej strony mamy naukowców, którzy mówią nam że tak było, oni to