Краткая история Вселенной
- Планковское время: 10-43 секунды. Через этот промежуток времени гравитацию
можно рассматривать как классический фон, на котором развиваются
частицы и поля, подчиняясь при этом законам квантовой механики.
Область размером около 10-33 см в поперечнике гомогенна и изотропна.
Температура T=1032K.
- Начинается Инфляция.
В хаотичной инфляционной модели Линде (Linde)
инфляция начинается в момент Планковского времени, хотя она может начаться, когда
температура упадет до той границы, при которой внезапно разрушится симметрия Великой теории
объединения (GUT). Это происходит при
температурах от 1027 до 1028K
через 10-35 секунд после Большого взрыва.
- Инфляция заканчивается. Время равно 10-33 секунды, температура
по-прежнему 1027 - 1028K поскольку плотность энергии вакуума,
которая разгоняет инфляцию, преобразуется в тепло.
В конце инфляции скорость расширения так велика, что видимый
возраст Вселенной [1/H]
составляет лишь 10-35 секунды.
Благодаря инфляции, гомогенная область от Планковского момента времени
имеет поперечник не менее 100 см,
т.е. возросла более чем в 1035 раз с момента Планковского времени.
Однако, квантовые флуктуации в ходе инфляции создают участки негомогенности
с низкой амплитудой и случайным распределением, имеющим одинаковую энергию во всех диапазонах.
- Бариогенезис: небольшое различие
в скоростях реакций для
материи и антиматерии приводит к смеси, в которой содержится около
100,000,001 протонов на каждые 100,000,000 антипротонов (и 100,000,000
фотонов).
- Вселенная растет и охлаждается до момента 0.0001 секунды после Большого взрыва и
температуры около T=1013 K. Антипротоны аннигилируют
с протонами, в результате чего остается только материя, но с очень большим количеством
фотонов на каждый выживший протон и нейтрон.
- Вселенная растет и охлаждается до момента в 1 секунду после Большого взрыва,
температура T=1010 K. Вымораживаются слабые взаимодействия
при отношении протон/нейтрон около 6. Гомогенный участок достигает к этому моменту
размера 1019.5 см.
- Вселенная растет и охлаждается до момента 100 секунд после Большого взрыва.
Температура 1 миллиард градусов, 109 K.
Аннигилируют электроны и позитроны, образуя еще более фотонов, тогда как
протоны и нейтроны соединяются, образуя ядра дейтерия (тяжелого водорода).
Большая часть ядер дейтерия объединяется с образованием ядер гелия.
В конечном итоге имеется по массе около 3/4 водорода, 1/4 гелия;
отношение дейтерий/протон равно 30 частей на миллион.
На каждый протон или нейтрон присутствует около 2 миллиардов фотонов.
- Через месяц после Большого взрыва ослабевают процессы, которые преобразуют поле излучения
к спектру излучения абсолютно черного тела, теперь они
отстают от расширения Вселенной, поэтому спектр реликтового излучения
сохраняет информацию, относящуюся к этому времени.
- Плотность материи сравнивается с плотность излучения через 56,000 лет
после Большого взрыва. Температура 9000 K.
Негомогенности темной материи могут начать сжиматься.
- Объединяются протоны и электроны, образуя нейтральный водород. Вселенная
становится прозрачной. Температура T=3000 K, время 380,000
лет после Большого взрыва. Обычная материя теперь может падать на облака
темной материи. Реликтовое излучение с этого времени свободно путешествует до настоящего времени, поэтому
анизотропия реликтового излучения
дает картину Вселенной в то время.
- Через 100-200 миллионов лет после Большого взрыва образуются первые звезды, и
своим излучением вновь ионизируют Вселенную.
- Взрываются первые сверхновые, наполняя Вселенную углеродом, азотом, кислородом,
кремнием, магнием, железом, и так далее, вплоть до Урана.
- Как собранные вместе облака темной материи, звезды и газ образуются Галактики.
- Образуются скопления галактик.
- 4.6 милиарда лет назад образуется Солнце и Солнечная система.
- Сегодня: Время 13.7 миллиардов лет после Большого взрыва, температура
T=2.725 K. Гомогенный участок сегодня составляет не менее 1029 см
в поперечнике, что больше, чем наблюдаемая часть Вселенной.
Веселые описания (английский):
Начало |
Учебник:
Часть 1 |
Часть 2 |
Часть 3 |
Часть 4
ЧаВО |
Возраст |
Расстояние |
Литература |
Теория относительности
© 2000-2004 Edward L. Wright. Последняя редакция 15 Июля 2004г
..:: Перевел с английского В.Г. Мисовец