Witamy spowrotem! Ostatnim razem omawialiśmy kilka pierwszych kontrowersyjnych i pełnych wydarzeń chwil po narodzinach naszego kosmosu. Rozglądając się dzisiaj wokół nas, wiemy, że w ciągu zaledwie kilku miliardów lat wszechświat przekształcił się z tego niesamowitego połączenia niewielkich cząstek elementarnych w rozległą i zorganizowaną przestrzeń, obfitującą w strukturę na dużą skalę. Jak to się dzieje?
Podsumujmy. Kiedy skończyliśmy, wszechświat był chaotyczną zupą prostej materii i promieniowania. Foton nie mógł podróżować bardzo daleko, nie wpadając na naładowaną cząsteczkę i wchłaniając ją, ekscytując ją, a następnie emitując, aby ponownie przejść przez cykl. Po około trzech minutach temperatura otoczenia ostygła do tego stopnia, że naładowane cząstki (protony i elektrony) mogły zacząć się łączyć i tworzyć stabilne jądra.
Ale pomimo spadającej temperatury było jeszcze wystarczająco gorąco, aby jądra te zaczęły łączyć się w cięższe pierwiastki. Przez następne kilka minut wszechświat ugotował różne izotopy wodoru, helu i jąder litu w procesie znanym powszechnie jako nukleosynteza wielkiego wybuchu. Z biegiem czasu wszechświat rozszerzał się jeszcze bardziej, jądra te powoli przechwytywały otaczające elektrony, aż do momentu, gdy obojętne atomy zdominowały krajobraz. Wreszcie po około 300 000 lat fotony mogły swobodnie podróżować po wszechświecie bez przeszkadzania naładowanym cząsteczkom. Kosmiczne promieniowanie mikrofalowe tła, które obserwują dziś astronomowie, jest w rzeczywistości światłem reliktowym z tamtej chwili, rozciągniętym w czasie z powodu ekspansji wszechświata.
Jeśli spojrzysz na zdjęcie CMB (powyżej), zobaczysz wzór różnokolorowych łat, które reprezentują anizotropie w temperaturze tła kosmosu. Różnice temperatur pierwotnie wynikały z niewielkich fluktuacji kwantowych, które zostały gwałtownie wysadzone we wczesnym wszechświecie. W ciągu następnych kilkuset milionów lat lekko przesadzone obszary w materii czasoprzestrzennej przyciągały coraz więcej materii (zarówno barionowej - z której wykonujemy ty i ja - i ciemnej) pod wpływem grawitacji. Niektóre małe regiony stały się w końcu tak gorące i gęste, że mogły rozpocząć syntezę jądrową w swoich rdzeniach; dlatego w delikatnym tańcu między grawitacją zewnętrzną a naciskiem wewnętrznym narodziły się pierwsze gwiazdy. Grawitacja następnie kontynuowała swój ciąg, przeciągając gromady gwiazd do galaktyk, a później gromady galaktyk do gromad galaktyk. Niektóre masywne gwiazdy zapadły się w czarne dziury. Inne stały się tak ciężkie i wzdęte, że eksplodowały, wyrzucając kawałki bogatych w metal śmieci we wszystkich kierunkach. Około 4,7 miliarda lat temu część tego materiału trafiła na orbitę wokół jednej niepozornej gwiazdy o głównej sekwencji, tworząc planety wszystkich rozmiarów, kształtów i kompozycji - nasz Układ Słoneczny!
Miliardy lat geologii i ewolucji później, oto jesteśmy. A tam jest reszta wszechświata. To dość uderzająca historia. Ale co dalej? I skąd wiemy, że cała ta teoria jest nawet blisko do poprawienia? Pamiętaj, aby wrócić następnym razem, aby się dowiedzieć!
