Съставът на Вселената
Първите моменти от големия взрив - ден без вчера
Преди нямаше нищо, абсолютно нищо, което ние хората дори не можем да си представим. Малко зърно супер-плътна и невъобразимо гореща материя избухна в огромна светкавица, създавайки дори пространство като такова. Разширяването му продължава и до днес.
Цялото по-нататъшно развитие на Вселената беше решено през първата секунда от нейното съществуване. Този период, пренебрежимо кратък по нормални стандарти, беше директно зареден с важни космически събития:
10 секунди: процесът започва. След кратък пролог термините пространство и време започват да имат смисъл. При температура от 10 градуса във Вселената се случва първото значимо събитие, което е под формата на малка точка с размери 10 сантиметра и съдържа екзотична смес от постоянно възникващи и изчезващи частици и античастици: гравитацията се отделя и се превръща в отделна сила. Това разделяне е един от "фазовите преходи", при които силите в пространството постепенно се "замразяват" от първоначалното равномерно взаимодействие с понижаване на температурата.
10 секунди: инфлацията започва. Силното взаимодействие започва да замръзва и в околния вакуум се появяват квантови мехурчета. Един от тях започва да се разширява с огромна скорост. Днешната видима вселена приема формата на тенис топка. Всички сили с изключение на гравитацията все още са обединени, но когато симетричен вакуум изведнъж „осъзнае“, че е нестабилен и се отърве от излишната енергия. Това създава нови частици и силното взаимодействие "замръзва". (Инфлация: Квантовият балон създава специален регион в хипотермичната вселена и разширява милиони милиони милиони пъти по-бързо от скоростта на светлината. В края на инфекцията излишната енергия се разсейва в космоса, повишавайки температурата и позволявайки нови материя за формиране.)
10 секунди: инфлацията спира. Вселената се движи с много по-бавно, макар и все още невъобразимо масивно разширяване, според оригиналната теория за Големия взрив. Има два типа частици: кварки, които усещат силно взаимодействие, и лептони (най-леките частици: електрон, позитрон, неутрино и антинейтрино), които усещат неразличимо преди това електрослабо взаимодействие.
10 секунди: разпределение на електрослабото взаимодействие. Температурата спадна до 10 градуса, което представлява друга „точка на замръзване“. В процеса на нарушаване на симетрията електрослабото взаимодействие се разделя на отделна електромагнитна сила и слабо взаимодействие. Слабите носители на взаимодействие - частиците W и Z - стават тежки, докато носителят на електромагнетизъм, фотонът, има нулева маса.
10 секунди: кварките изчезват. Досега кварките и антикварките се движеха свободно в космоса, създавайки, унищожавайки и взаимодействайки с други частици. След като Вселената се охлади до 10 градуса, няма достатъчно енергия, за да могат кварките да се образуват свободно. Съществуващите пари продължават да се унищожават и изглежда, че кварките ще изчезнат завинаги.
10 секунди: образуват се бариони.Вселената е нараснала до размерите на нашата слънчева система. С понижаване на температурата унищожаването спира и останалите кварки се сгъват в протони и неутрони. (бариони: общо име за нуклон - протон и неутрон в ядрото на атом)
1 секунда: изтичане на неутрино. Неутрините, които са засегнати само от слабо взаимодействие, са били много активни досега. В края на първата секунда обаче слабото взаимодействие е толкова слабо, че няма почти никаква власт над неутриното и неутрино летят на свобода. Те са в космоса и до днес. (нутрино: електрически незаредена елементарна частица без магнитен момент)
100 секунди: първи елементи. Протоните и неутроните реагират заедно, образувайки хелиеви ядра. През следващите около 100 000 години не се случва нищо интересно. Водородът, хелийът и малко количество други леки ядра, смесени с електрони и радиация, постепенно се охлаждат до температурата на горещото желязо в доменната пещ.
300 000 години: ще се озари в космоса. Електроните започват да се свързват с ядра. Образуват се първите атоми. Излъчването вече не е достатъчно силно, за да разруши атомите и следователно не се абсорбира. Вселената става прозрачна и е изпълнена със светлина.
1 милиард години. Формират се първите галактики и Вселената започва да изглежда в съзнание.
15 милиарда години. Днешната вселена - такава, каквато я познаваме в космически и атомни мащаби