LEXICON - vývoj
Kedysi sa verilo, že vesmír je nemenný; dnes vieme, že má históriu vývoja. V 20. rokoch minulého storočia astronóm Edwin Hubble zistil, že galaxie sa čoraz viac vzďaľujú: vesmír sa neustále rozširuje. Medzi galaxiami sa každý deň objavujú miliardy kubických kilometrov nového vesmíru. Naopak, ak sa vrátite v čase, galaxie a hmota, ktorú obsahujú, sa blížia a približujú, až kým sa pred 13,7 miliardami rokov nezjednotia v bode extrémnej hustoty a teploty. Počnúc jediným bodom, vesmír, ktorý dnes môžeme vidieť, sa začal pred 13,7 miliardami rokov.
Uplatňovaním známych fyzikálnych zákonov na Veľký tresk sa ukazuje, že vesmír musel prejsť mnohými hlbokými, extrémne krátkymi fázami v prvých zlomkoch sekundy expanzie.
Veľký tresk, načasovanie (kreslenie Cern)
Fázy veľkého tresku
Vesmír začína veľkým treskom. V čase NULA však známe fyzikálne zákony zlyhali. Zapisovateľná história vesmíru začína iba 10 - 43 sekúnd po okamihu v čase NULA. (1) Expanzia spôsobená Veľkým treskom spôsobuje, že teplota vesmíru postupne klesá:
10 - 43 sekúnd (Planckov čas) po Veľkom tresku: Vesmír, ktorý dnes môžeme vidieť, je spočiatku koncentrovaný v extrémne malej oblasti Planckovej dĺžky (10 - 35 m), naplnenej nepredstaviteľne horúcim a hustým žiarením. Teplota je asi 10 32 stupňov. (2)
10 -36 sekúnd po veľkom tresku teplota klesla na 10 27 stupňov, stále je to svet ohromných teplôt a extrémneho tlaku. Hmota a svetlo ešte nie sú oddelené: kvarky, antikvarky a fotóny sa transformujú jeden do druhého.
1 sekundu po veľkom tresku teplota ďalej klesla na 10 10 stupňov (10 miliárd stupňov) a po sérii transformačných procesov sa hmota skondenzovala do stavebných kameňov, ktoré dnes tvoria náš vesmír: elektróny, protóny, neutróny .
Po 10 sekundách: Pri teplotách pod 10 9 stupňov (1 miliarda stupňov) sa vesmír stáva gigantickým jadrovým reaktorom. Protóny a neutróny sa spoja a jadrovou fúziou vytvoria prvé ťažké atómové jadrá.
Po 1 minúte vesmír už má priemer cez 10 15 km. V tejto vývojovej fáze je celý vesmír ako jediné obrovské slnko, ktoré vo svojom vnútri vytvára pomocou jadrovej fúzie čoraz viac atómových jadier ťažkých prvkov. V dôsledku neustáleho rozširovania sa však hustota hmoty už znížila po 5 minútach, keď sa tento proces opäť zastaví. Vytvorilo sa 25% hélia, 0,001% deutéria a stopy atómových jadier lítia a berýlia. Zvyšných 75% zostáva protóny, jadrá atómov vodíka. (3) Vesmír sa naďalej ochladzuje.
Po 397 000 rokoch teplota je 3000 stupňov. Pri tejto hodnote sa môžu atómové jadrá a elektróny spojiť a vytvoriť atómy. Vznikajú prvky vodík a hélium. Až do tohto okamihu bolo svetlo v neustálej interakcii s nabitými atómovými jadrami a elektrónmi. Vesmír bol preto neprehľadný. Interakcia svetla s neutrálnymi atómami je však teraz oveľa menšia, takže sa svetlo môže šíriť bez prekážok. Vesmír sa stáva priehľadným. (4)
Začína sa temná doba. Vesmír neosvetľuje žiadna hviezda. Vesmír víria gigantické mraky vodíka a hélia. V mladom vesmíre nie sú žiadne viditeľné štruktúry a s rozširovaním sa stáva tmavšie a chladnejšie. Pod pomaly rastúcim vplyvom gravitácie tieto plynové mračná začínajú lokálne kondenzovať.
100 až 250 miliónov rokov po Veľkom tresku Takto vznikajú prvé hviezdy, ktoré sa od svojej dnešnej doby značne líšia svojou obrovskou hmotnosťou, svietivosťou, povrchovou teplotou a životnosťou. Ich hmotnosť je stokrát až tisíckrát, ich svietivosť miliónkrát a povrchová teplota dvadsaťnásobná oproti nášmu slnku. Životnosť prvých hviezd je však iba tri milióny rokov a je podstatne kratšia ako životnosť nášho slnka za 10 miliárd rokov. Okrem vodíka, hélia a malého množstva lítia táto prvá generácia hviezd ešte neobsahuje žiadne chemické prvky. Iba v priebehu svojho života prvé hviezdy produkujú ťažké prvky vo vašom vnútri. Nakoniec smrťou pri výbuchoch supernov (pozri Lexikón Supernova) ťažké prvky (ako kyslík, horčík, kremík, vápnik, železo, kobalt, nikel, titán a urán) sú vyhodené do vesmíru.
1 miliarda rokov po veľkom tresku: Vynoria sa prvé galaxie. Vaše oblaky plynu a prachu teraz obsahujú dostatok ťažkých prvkov, aby mohli vzniknúť aj solárne systémy s planétami.
9,2 miliárd rokov po Veľkom tresku mrak plynu a prachu, ktorý obsahuje aj materiál z výbuchov supernov, sa zrúti na okraj našej galaxie a spolu s jej planétami vytvorí našu slnečnú sústavu.
13,7 miliárd rokov po Veľkom tresku: Ľudia myslia na veľký tresk.
Ak sa táto 13,7 miliárdročná história vesmíru zredukuje na kalendárny rok, vznikne nasledujúci harmonogram.
Vesmír v čase
1. januára, 0:00: Veľký tresk.
1. januára, 0,15 hod.: Vesmír sa po 15 minútach ochladil na 3000 stupňov. Pri tejto hodnote sa môžu atómové jadrá a elektróny spojiť a vytvoriť atómy. Vyrába sa vodík a hélium. Vesmír sa stáva priehľadným.
5. januára: Prvé hviezdy sa objavia 3 až 7 dní po Veľkom tresku. Žiaria iba 2 hodiny a potom explodovali ako supernova. Nasledujúce generácie hviezd produkujú čoraz viac ťažkých prvkov.
27. január: Vznikajú prvé galaxie a slnečné sústavy s planétami.
2. september: Naša slnečná sústava sa zrodila zrútením mraku plynu a prachu na okraji našej galaxie, Mliečnej dráhy. Naša Zem potrebuje na dokončenie svojho objemu aglutináciou a zrážkami asi 13 dní.
15. september: Planéta Zem je horúca. Ťažké prvky (napríklad železo a nikel) sa ponárajú do interiéru a tvoria zemské jadro. Prudké sopečné erupcie spôsobujú, že sa na povrch dostávajú plyny, vodné pary a prach zo zemského plášťa. Zem obklopuje prvá atmosféra vodných pár, chlorovodíka, oxidu uhoľnatého, oxidu uhličitého a dusíka.
V tejto dobe sa k Zemi rúti obrovský asteroid o veľkosti Marsu, ktorý sa ponorí do atmosféry a exploduje pri dopade na zemský povrch. Lávové fontány z nárazového krátera vystreľujú do vesmíru. Skalný prach z tejto fontány vytvára prstenec okolo našej planéty. Ten sa kondenzuje do stále väčších hornín, z ktorých sa vyvinie náš pozemský satelit, mesiac. V dôsledku nárazu sa os rotácie nakloní o 23 stupňov a dáva Zemi ročné obdobia. (pozri lexikón Mesiace)
Zem sa začína ochladzovať a vytvára pevnú kôru. Môže kondenzovať vodná para. Šíri sa prvotná atmosféra (stále bez kyslíka). Prší, zbiehajú sa prvé praveké moria.
24. september: S výskytom prvých buniek začína biologická evolúcia.
29. september: Život vzniká v pravekých moriach. Prvé sinice žijú voľne vo vode a produkujú kyslík. Atmosféra sa postupne obohacuje kyslíkom.
18. decembra: Prvé ryby plávajú v oceánoch.
19. december: Prvé suchozemské rastliny dobývajú pevninu.
20. decembra: Najskoršie obojživelníky sa objavia, začne sa kolonizácia krajiny.
22. decembra: Prvé plazy.
25. decembra: Prvé cicavce.
28. decembra: Lietajúce jašterice, dinosaury, ichtyosaury.
30. decembra: Vývoj kvitnúcich rastlín, cicavcov a vtákov.
(Kreslenie Amerického prírodovedného múzea, USA)
31. decembra, 22:43: 77 minút pred koncom starého roka sa objavujú prvé primitívne bytosti podobné človeku.
31. decembra, 23:45: 15 minút pred polnocou sa náš moderný predok Homo Sapiens túla po Zemi.
4,6 s pred polnocou Narodil sa Ježiš Kristus.
A v novom roku? V novom roku bude mať naše slnko palivo asi 4,5 mesiaca. (pozri lexikón Červené obry) Ale vývoj vesmíru samozrejme pokračuje.