4. GALAKTIKAS UN VISUMS. Elektroniskā grāmata
Mūsu Galaktika un citas galaktikas, to raksturojums. Visuma uzbūve (struktūra) un evolūcija laikā.
4.4. Visuma evolūcija
Lielais Sprādziens
Ja Visums izplešas, tad var secināt, ka kādreiz tas ir bijis ļoti mazs un visas tā daļas atradušās cieši kopā. No mūsdienu teorijām izriet, ka Visums radies pirms 14 miljardiem gadu. Sākotnēji Visums bija niecīgs objekts ar milzīgu blīvumu un temperatūru. No rašanās mirkļa tas strauji, sprādzienveidīgi izpletās, tādēļ šis process ir nosaukts par Lielo Sprādzienu. Visuma attīstībā ļoti svarīgi bija tā pastāvēšanas pirmie mirkļi (pat ne pirmās sekundes, bet niecīgas sekundes daļas) jo tie lielā mērā noteica Visuma attīstības turpmāko gaitu. Sākotnēji Visums sastāvēja tikai no elementārdaļiņām, vai to sastāvdaļām, starp kurām notika dažādas pārvērtības. Visumam izplešoties, temperatūra un blīvums pakāpeniski samazinājās un sākās kodoltermiskās reakcijas, kurās no protoniem veidojās hēlija atomu kodoli. Kodolrerakcijām beidzoties Visums sastāvēja aptuveni no 75% ūdeņraža un 25% hēlija. Šajā brīdī no Visuma rašanās brīža bija pagājušas tikai pāris minūtes. Turpmākajos 400 000 gados Visums turpināja izplesties un atdzist, līdz viela kļuva caurspīdīga un starojums varēja brīvi pārvietoties visos virzienos. Šo starojumu atklāja 1965. gadā un nosauca par relikto starojumu. Tā atklāšana bija galvenais pierādījums tam, ka priekšstats par Visuma karsto sākumu ir pareizs.
No šī brīža Visuma attīstībā iesākās pēdējais posms, kas turpinās arī mūsdienās un kurā viela “spēlē galveno lomu”. Visums sadalījās atsevišķos gāzes mākoņos, kas sāka saspiesties gravitācijas spēka ietekmē. No šie mākoņiem izveidojās pirmās zvaigznes. Zvaigžņu iekšienē no ūdeņraža veidojās hēlijs, bet no tā citi ķīmiskie elementi - ogleklis, skābeklis, silīcijs, utt. Ar zvaigžņu nomestajiem apvalkiem tie nonāca apkārtējā vidē. Pēc tam no starpzvaigžņu vides, kas bija bagātināta ar zvaigznēs sintezētajiem ķīmiskajiem elementiem, veidojās jaunas zvaigznes un planētas. Saule ir vismaz otrās paaudzes zvaigzne. Paralēli notika galaktiku veidošanās, kurā būtiska loma bija tumšās matērijas gravitācijas spēkam. Zvaigznes veidoja zvaigžņu kopas, bet kopas saplūda, veidojot galaktikas. Pirmo galaktiku veidošanās nav līdz galam izpētīta, jo trūkst tiešu novērojumu, kas attiecas uz šo Visuma attīstības posmu. Dažus miljardus gadu pēc izveidošanās Visums lielos vilcienos izskatījās tāds, kā tagad.
Pēc Lielā Sprādziena Visums turpināja pēc inerces izplesties. Vajadzētu būt tā, ka Visumā esošā matērija ar savu gravitācijas spēku izplešanos bremzē, taču 1998. gadā tika atklāts, ka vismaz pēdējos miljardos gadu izplešanās notiek ar pieaugošu ātrumu. Šo efektu izraisa tumšā enerģija, kuras iespējamais avots ir vakuuma enerģija. Šīs enerģijas darbība izpaužas kā atgrūšanās, kas izraisa paātrinātu Visuma telpas izplešanos. Tumšās enerģijas ietekme jūtami izpaužas tikai ļoti lielos telpas mērogos, starp objektiem uz Zemes tā nav izmērāma.
Visuma evolūcijas posmi. Vikipēdijas attēls, I. Vilka tulkojums
Reliktā starojuma karte. Kaut arī reliktais starojums ir ļoti viendabīgs, dažādos virzienos tomēr novērojamas nelielas temperatūras atšķirības (parādītas ar dažādu krāsu), kas norāda uz to, ka agrīnajā Visumā pastāvēja apgabali ar nedaudz atšķirīgu blīvumu. Ja tādu nebūtu, tad būtu grūti izskaidrot, kā izveidojās novērojamā Visuma struktūra. NASA attēls
Par Lielo Sprādzienu lasi vēl Vikipēdijā
Apskati videoanimācijā Lielā Sprādziena iespējamo norisi un sekojošo Visuma izplešanos
No šī brīža Visuma attīstībā iesākās pēdējais posms, kas turpinās arī mūsdienās un kurā viela “spēlē galveno lomu”. Visums sadalījās atsevišķos gāzes mākoņos, kas sāka saspiesties gravitācijas spēka ietekmē. No šie mākoņiem izveidojās pirmās zvaigznes. Zvaigžņu iekšienē no ūdeņraža veidojās hēlijs, bet no tā citi ķīmiskie elementi - ogleklis, skābeklis, silīcijs, utt. Ar zvaigžņu nomestajiem apvalkiem tie nonāca apkārtējā vidē. Pēc tam no starpzvaigžņu vides, kas bija bagātināta ar zvaigznēs sintezētajiem ķīmiskajiem elementiem, veidojās jaunas zvaigznes un planētas. Saule ir vismaz otrās paaudzes zvaigzne. Paralēli notika galaktiku veidošanās, kurā būtiska loma bija tumšās matērijas gravitācijas spēkam. Zvaigznes veidoja zvaigžņu kopas, bet kopas saplūda, veidojot galaktikas. Pirmo galaktiku veidošanās nav līdz galam izpētīta, jo trūkst tiešu novērojumu, kas attiecas uz šo Visuma attīstības posmu. Dažus miljardus gadu pēc izveidošanās Visums lielos vilcienos izskatījās tāds, kā tagad.
Pēc Lielā Sprādziena Visums turpināja pēc inerces izplesties. Vajadzētu būt tā, ka Visumā esošā matērija ar savu gravitācijas spēku izplešanos bremzē, taču 1998. gadā tika atklāts, ka vismaz pēdējos miljardos gadu izplešanās notiek ar pieaugošu ātrumu. Šo efektu izraisa tumšā enerģija, kuras iespējamais avots ir vakuuma enerģija. Šīs enerģijas darbība izpaužas kā atgrūšanās, kas izraisa paātrinātu Visuma telpas izplešanos. Tumšās enerģijas ietekme jūtami izpaužas tikai ļoti lielos telpas mērogos, starp objektiem uz Zemes tā nav izmērāma.
Visuma evolūcijas posmi. Vikipēdijas attēls, I. Vilka tulkojums
Reliktā starojuma karte. Kaut arī reliktais starojums ir ļoti viendabīgs, dažādos virzienos tomēr novērojamas nelielas temperatūras atšķirības (parādītas ar dažādu krāsu), kas norāda uz to, ka agrīnajā Visumā pastāvēja apgabali ar nedaudz atšķirīgu blīvumu. Ja tādu nebūtu, tad būtu grūti izskaidrot, kā izveidojās novērojamā Visuma struktūra. NASA attēls
Par Lielo Sprādzienu lasi vēl Vikipēdijā
Apskati videoanimācijā Lielā Sprādziena iespējamo norisi un sekojošo Visuma izplešanos