[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

[s.....i]

@Al_Ganonim: nie podoba mi się teoria o jednym wszechświecie. Dla bakterii na naszym ciele ludzkość na ziemi to wszechświat. W naszej skali wszystkie galaktyki i inne planety to wszechświat. A co jeśli my jesteśmy jak ta bakterie na ludziach, albo lepiej, przymierz słowa wszechświat to obcy UFO. I jest ich dużo. Pojawienie się wszechświata to też nie wybuch (ten skrót myślowy) tylko może przejście o między wymiarami. Teoria która jest obecnie

[Krzychu_kadetem]

@Al_Ganonim: Napisałeś, że wraz z "rozszerzaniem" się wszechświata spadała jego temperatura oraz objętość.
Czy to znaczy, że za XXXX (bardzo dużo) lat, mówiąc bardzo ogólnikowo, upraszczając to określenie do budowy cepa "zamarzniemy"?

[pawelG6]

@Al_Ganonim: Bardzo ładnie to wytłumaczyłeś i przystępnie. Fajnym analogiem rozszerzającego się wszechświata jest ciasto drożdżowe z rodzynkami w piekarniku, które rośnie. W takim modelu rodzynki to skupiska materii a ciasto to rozszerzająca się przestrzeń w trzech wymiarach. Oczywiście takie ciasto ma brzegi więc nie jest idealnym modelem bo wszechświat jest nieskończony(nie posiada brzegów). Wszechświat nie zrodził się w wybuchu z powodu kilku faktów:

-Po pierwsze, obserwujemy coś takiego jak promieniowanie reliktowe,

[3w4koreii]

@Mordeusz: To nie jest jedyny przypadek "zamrożenia" czasu, w bardzo masywnej przestrzeni też czas zwalnia, np tu na ziemi wolniej płynie niż parę kilometrów wyżej gdzie pole grawitacyjne Ziemi jest słabsze

[mustafas00]

@Al_Ganonim: Ale to jest nadal tylko teoria, nie prawda oświecona. Wymyślił ją niejaki Hawking, ale wycofał się później z tej koncepcji.

[gumis112211]

@Al_Ganonim: Ciekawe jest to że wg tej teorii(tezy?) kiedyś wszystko(materia, energia)) było w takim malutkim punkcie a teraz podobno wszechświat się rozszerza. Jednak są czarne dziury, które materię i energię skupiają w sobie.
Czyli tutaj jakby działają dwie siły - jedna rozszerza, druga "zciaśnia". Może to właśnie będzie koneic wszechświata? gdy jakaś masywna czarna dziura wchłonie wszystko i skupi w malutkim punkcie i nastąpi ponownie "wielki Wybuch"? Może coś takiego działo

[Yurusenai]

Skoro czasoprzestrzeń oddala przedmioty, to czy nadal możemy mówić że wszystko co da się objąć teorią względności, jest zdeterminowane i porusza się ku określonemu z góry rezultatowi? ;)

[M.....k]

@ciekawski1988: Ale wiesz, że oddziaływanie grawitacyjne powłoki kulistej o równej gęstości jest zerowe na obiekty znajdujące się w środku? Możesz jeszcze pomyśleć o jednym masywnym obiekcie na krańcu wszechświata, ale wtedy wszystko poruszałoby się w jedną stronę.

[3nriqu3]

@pawelG6: przecież op napisał, że użycie terminu WW jest niefortunne, ponieważ wybuch kojarzymy z ekspansją energii z jednego punktu a przy początku wszechświata ten "wybuch" nastąpił wszędzie (oczywiście teoretycznie). Wobec tego wydaje mi się, że promieniowanie reliktowe wręcz potwierdza taką teorię początku.
@Al_Ganonim: wybuch, w uproszczeniu, oznacza gwaltowne uwolnienie energii równomiernie we wszystkich kierunkach. Skoro jednak WW nie nastąpił z jednego punktu tylko z wszystkich ówcześnie możliwych, to czy prawdopodobnym

[Julo133]

@Al_Ganonim: EKSPANDUJE? Serio? Nie było żadnego polskiego odpowiednika?
Byś to przez " X" napisał to już by lepiej wyglądało....
Toż to się tak #!$%@? czyta ;/
Ogólnie tekst spoko, ale te ekspandowanie = żal!
Sugeruje nie udzielać się więcej na forum publicznym, co najwyżej linki wklejaj - nie będziesz musiał treści przepisywać.

[pawelG6]

@3nriqu3: Ale ja go nie krytykuję. Tylko potwierdzam co napisał. Czytaj uważnie. Promieniowanie reliktowe jest dowodem na to, że teoria wielkiego wybuchu jest prawdziwa, czyli, że wszechświat powstał w całej swojej objętości a odlanie się od siebie skupisk materii jest spowodowane pęcznieniem przestrzeni, a nie prędkością nadaną tym skupiskom przez wybuch. To co przedstawiłem to dowody na prawdziwość tego co napisał kolego kolega: Al_Ganonim. Wiem, że użycie tego terminu jest nieformalne.

[3nriqu3]

@pawelG6: w takim razie przepraszam za nieporozumienie

[iskra-piotr]

@ruthemann: to był system informatyczny do przetwarzania baz danych - centralnie i automatycznie zarządzany, wykonywany przez pracowników terenowych na wielu rodzajach urządzeń, przez wiele sposobów łączności itd itp. Rzecz w sumie powszechnie używana (np.: firmy kurierskie). Nowatorskie były różnego rodzaju szczegóły/moduły i zastosowanie w szerszej branży (obsługa cudzych klientów wszystkich kategorii).

Ja bym powiedział: Piszemy nowe oprogramowanie na potrzeby klienta (codziennie powstają takie rzeczy)
Ktoś powiedział: Tworzymy innowacyjny niespotykany projekt! Weźmy

[sisidor]

@Al_Ganonim: polecam Ci książkę Stephena Hawkinga "krótka historia czasu" masz 160 stron dokładnej w miarę prostej analizy na temat praw wszechświata i różnego rodzaju pytań bez odpowiedzi. Spodoba Ci się! takie jak tam on rzeczy obmyśla to nie dziwie się że jest taki poskręcany... xD

[sireplama]

przypomniało mi się jak za dawnych czasów ksiądz w licbazie stwierdził, że nawet "biorąc pod uwagę te naukowe teorie" wielki wybuch to dowód na istnienie boga bo fala każdego wybuchu wytraca impet a wszechświat rozszerza się coraz szybciej. do dzisiaj mam raka.

@oruniak: próbowano to chyba tłumaczyć entropią? Niemniej jak wspominał @Al_Ganonim nie było żadnego wybuchu więc i analogia trochę nietrafiona.

[EtaCarinae]

@Al_Ganonim: pytania co było przed jak najbardziej mają sens. Ucinanie takich pytań zamienia naukę w wiarę. Bóg był zawsze a jak masz wątpliwości to musimy nad tobą popracować.

[Zdzisiaczek]

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).

@Al_Ganonim: czy to znaczy, że rozszerzający się wszechświat ma zdolność przenoszenia masy z prędkością większą od prędkości światła? czy bylibyśmy w stanie wykorzystać to zjawisko do transportu?

[Gubert]

@Al_Ganonim: Czuję dobrze kiedy czytam takie wpisy. Bardzo ładnie i lekko to opisałeś. Gratki także dla @Mordeusz: zwięzłe, merytoryczne komentarze, miło czytać.

Co do @IHaveThePower:
1. Nie jestem ekspertem - niemniej wydaje mi się, że w okresie który masz na myśli koncepcja czarnej dziury może nie mieć sensu, jako że prawa fizyki nie były takie jakimi są teraz. Niemniej - może był właśnie czymś takim? W czym to przeszkadza?

[Sh1eldeR]

@Zdzisiaczek:
Odpowiedzi: w pewnym sensie tak i być może tak.

Nie znamy praw fizyki zabraniającej wycinkowo przestrzeni poruszać się w przestrzeni z prędkością > c. I owszem: wycinek ten niesie ze sobą obiekty, które się w nim znajdują. Coś takiego stało się na wczesnych etapach życia Wszechświata.

Co do tego, czy to wykorzystamy... Poczytaj o napędzie Alcubierre'a. On wykorzystuje efekt zaginania przestrzeni, czy tez poruszającego się z prędkością nadświetlną bąbla czasoprzestrzennego