Čo je veľký tresk?
Hneď na úvod by sme si mali vysvetliť čo vlastne pojmom Teória veľkého tresku (ďalej iba TVT) nazývame. Dnešní fyzici sú v tomto pohľade nejednotní a zastávajú dva rôzne názory:
- 1) Časť fyzikov Veľkým treskom (ďalej VT) nazýva okamih, kde sa čas rovnal 0 a pred ním nebolo nič. Naopak hustota, teplota, krivosť a Hubblova konštanta boli nekonečné.
- 2) Iná časť fyzikov označuje VT ako počiatok, v ktorom sa vesmír chová a vypadá inak ako ho poznáme dnes, tzv. žeravá guľa, alebo fireball. Tento počiatok trvá 400 000 rokov od vyššie
uvedeného bodu ,,nula", kedy vesmír postupne chladol a vyvíjali sa jednotlivé neutróny a protóny, z ktorých neskôr vznikli atomárne jadrá a nakoniec atomárne obaly.
Ich vznik znamenal pre mladý vesmír veľmi veľkú zmenu. Stal sa zrazu iným a vypadal už takmer rovnako ako ho poznáme dnes. V tomto bode tiež vzniklo elektromagnetické žiarenie, ktoré sa pohybuje prostredím a interaguje s elektrónmi a iónmi. (Podobne to vyzerá vo vnútri Slnka, kde sa fotóny pohybujú v ionizovanom prostredí. Tieto fotóny tam nelietajú priamočiaro, ale sa pohybujú od iónu k iónu, ktoré ich zachytávajú a znovu vyžiarujú náhodným smerom a od vnútra Slnka kde vznikli putujú k jeho povrchu aj státisíce rokov kvôli tomu, že sú viazané na látku. Keby tomu tak nebolo, tak tú vzdialenosť, ktorú prejdú, zvládnu za 2,5 sekundy. )
Do okamihu vniku atomárnych obalov vyzeral vesmír podobne ako vnútro nášho Slnka, no pri ich vzniku zmizli voľné elektróny a ióny a atomárne obaly už vyzerali tak ako ich poznáme dnes. V tejto chvíli už ale elektromagnetické žiarenie ktoré interaguje s nabitými časticami nemá s čím interagovať, začne sa pohybovať voľne a vesmír sa preň stáva priahľadný, spolu s fotónmi sa oddeľuje od látky a vzniká reliktné žiarenie.
Dôkazy potvrdenia teórie
Ako sme ale vôbec prišli na to, že by mal nejaký Veľký tresk nastať? K samotnej teórii viedlo niekoľko udalostí:
- 1) Ako prvá to bola Einsteinova Všeobecná teória relativity, ktorú publikoval v roku 1916. Na jej základe v tom istom roku ruský matematik a geofyzik Alexander Friedmann prišiel s teóriou, že vesmír nie je stacionárny, a teda musí buď expandovať, alebo sa rútiť. Expanzia , alebo rútenie sa vesmíru nám dnes príde prirodzené, ale v tej dobe to tak nebolo. Sám Einstein veril v statický vesmír a preto po tomto Friedmannovom postrehu upravil svoje rovnice tak, aby vyvrátil jeho tvrdenia takzvanou ,,kozmologickou konštantou"
- 2) Druhá prelomová udalosť nastala v roku 1929, kedy Edwin Hubble zistil, že vesmír naozaj expanduje. Do tejto udalosti si vedci mysleli, že naša galaxia je celý vesmír. Hubble namieril svoj ďalekohľad na hmlovinu v Andromede a zistil, že je zložená z mnoho hviezd. Vtedy mu napadlo, že vesmír je zložený zmnoho hviezdnych ostrovov podobných našej Mliečnej dráhe. Od toho momentu začal pátrať po oblohe po rôznych podobných objektoch a zistil, že náš vesmír nie je len Mliečna dráha, ale je väčší ako si dovtedy mysleli. Vďaka dlhým pozorovaniam zistil, že vo vesmíre je týchto galaxií niekoľko miliónov, z ktorých ešte za svojho života poznal niekoľko desiatok. Toto všetko mu ale nestačilo a všimol si jednu zaujímavú vlastnosť: čím je galaxia ďalej, tým rýchlejšie sa vzďaľuje. Zistil to vďaka analýze svetla z galaxií, ktorých merania ukázali na červený posun tohto svetla. čím je galaxia ďalej, tým je posun výraznejší. Týmito zisteniami potvrdil Friedmannovu teóriu o expanzii vesmíru a Einstein vymazal zo svojich rovníc vloženú kozmologickú konštantu.
- 3) Ďaľší zlomový okamih, ktorý nám umožňuje dokázať TVT sa udial v roku 1965, keď Arno Pensias a Robert Wilson chceli pozorovať špeiálnym teleskopom neviditeľné žiarenie z našej galaxie. Hneď na začiatku však nastali problémy. Teleskop neustále snímal len akýsi šum.
Wilson a Pensias si to nevedeli niajk vysvetliť. Skontrolovali zariadenie, vymenili súčiastky za nové a dokonca vyhodili párik holubov, ktorý sa im tam medzičasom stihol uhniezdiť. Znovu spustili teleskop, no šum nezmizol. Celý rok si lámali hlavu nad tým, skade šum prichádza. Preberali všetky možné dôvody, no nakoniec im zostal iba jeden - šum prichádza niekde z mimo našej galaxie. Bola to veľmi odvážna úvaha, no po diskusiách s kolegami naozaj zistili, že ide o posledný odlesk veľkého tresku. Svetelné vlny vyžiarené pri VT pretrvali, no rozpínanie vesmíru ich natiahlo až boli neviditeľné. Experimentálne tak podložili reliktné žiarenie. Išlo o absolútne prelomový okamih a preto bola v roku 1989 vyslaná dod kozmu družica COBE ( Cosmic Backround Explorer), ktorej úloha bola skúmať toto žiarenie a potvrdiť teóriu.
- 4) Posledný známy dôkaz o TVT nám dodáva percentuálne zastúpenie chemických prvkov. Postupným chladnutím vesmíru vznikali jednotlivé štrkutúry. Ľahké prvky ako vodík (H), hélium (He), lítium (Li), alebo bór (B) vznikli už v dobe pár minút po počiatku vesmíru, kedy naopak ťažšie prvky vznikať nemohli a vznikali až neskôr vo hviezdach, pretože vesmír na počiatku expandoval vysokým tempom a pravdepodobnosť stretnutia častíc bola veľmi nízka. Percentuálne zastúpenie ľahkých častíc nám dáva za pravdu v našich predstavách o vzniku vesmíru.