Когда мы думаем о Большом Взрыве, мы склонны смотреть только на первые несколько моментов, когда думаем, что произошло все таинственное и захватывающее действие. Но на самом деле, первые МИЛЛИАРДЫ лет - настоящие звезды этой истории!
Мои книги « Вечность: руководство пользователя » и « Космическая история I и II » содержат более полную и «щебетаную» временную шкалу вселенной от Большого взрыва до буквального конца времени, если вас интересует вся история как мы знаем это сегодня. Вы также можете взглянуть на масштабную компьютерную симуляцию, разработанную космологами Гарварда и Массачусетского технологического института в 2014 году.
То, что мы понимаем сегодня, основано не только на теоретических ожиданиях. Благодаря конкретным наблюдениям в течение последнего десятилетия, мы фактически обнаружили отдаленные объекты, которые помогают нам исследовать критические моменты в течение этого промежутка времени.
младенчество
К концу первых 10 минут после Большого взрыва Вселенная была заполнена охлаждающей плазмой ядер водорода и гелия и электронов - слишком горячей, чтобы объединиться, чтобы образовать нейтральные атомы при кипящих температурах свыше 100 миллионов по Цельсию. Следы, которые мы видим в свете огненного шара от Большого взрыва, называются космическим фоновым излучением , и астрономы изучают его с 1960-х годов. Сегодня температура составляет 2,726 Кельвина, но в одной части из 100 000 наблюдается неравномерность его температуры по всему небу, обнаруженная спутниками COBE, WMAP и Planck и показанная ниже. Эти неровности являются гравитационными отпечатками огромных скоплений галактик, которые образовались в детской вселенной спустя еще несколько миллиардов лет.
К 379000 годам вещество охладилось до такой степени, что электроны могли связываться с атомными ядрами с образованием нейтральных атомов водорода и гелия. Впервые в космической истории материя могла идти своим путем и больше не подвергаться воздействию излучения огненного шара, которое раньше взрывало эти собранные атомы на части быстрее, чем они могли сформироваться. Если бы вы жили в это время, то выглядело бы так, как если бы вы стояли на поверхности огромной тускло-красной звезды, постепенно исчезающей в черном, когда Вселенная продолжала расширяться, и газ неуклонно охлаждался в течение тысячелетий. Независимо от того, где вы стояли во Вселенной в это время, все, что вы увидите вокруг себя, - это тускло-красное свечение по небу.
6 миллионов лет - к этому времени космический газ остыл до такой степени, что его температура составляла всего 500 Кельвинов (440 F). При этих температурах он больше не излучает видимый свет. Вселенная теперь полностью находится в том, что астрономы называют Космическим Темным Веком. Если бы вы были там и смотрели вокруг, вы бы не увидели ничего, кроме чернильной черноты, где бы вы ни смотрели! Однако инфракрасными глазами вы увидите космос, заполненный сиянием, охватывающим все небо.
20 миллионов лет - газообразный водород-гелий, который существует во всей вселенной, начинает ощущать гравитационные эффекты темной материи, которая начала образовывать большие скопления и обширные сети в виде паутины, охватывающие весь космос, с массой в несколько триллионов раз больше массы нашего солнца. По мере того, как холодный первичный газ попадает в эти гравитационные колодцы, он образует то, что впоследствии станет ореолами современных галактик. Все это скрыто под покровом полной темноты, потому что еще не было никаких физических объектов, чтобы осветить вещи. Только подробные симуляции суперкомпьютера могут показать, что произошло за это время.
Первые Звезды
100 миллионов лет- Как только Вселенная стала достаточно холодной, большие газовые облака перестали контролироваться их внутренним давлением, и гравитация начала брать верх. Сначала образовались огромные скопления материи, которые должны были стать ореолами галактик. Затем или примерно в то же время во вселенной появилось первое поколение звезд. Эти звезды «Населения III», сделанные из почти прозрачного водорода и гелия, были настолько массивными, что прожили всего несколько миллионов лет, прежде чем взорваться как сверхновая. По мере того, как Вселенная загрязняется более тяжелыми элементами из миллиардов сверхновых, коллапсирующие облака становятся более непрозрачными для их собственного излучения, и поэтому процесс коллапса прекращается, когда в детские звезды образовалось гораздо меньше материи. Вместо того, чтобы производить только массивные звезды Населения III со 100-кратной массой нашего Солнца, многочисленные звезды с массами 50, 20 и 5 раз больше формы нашего Солнца с возрастающей частотой. Даже меньшие звезды, такие как наше Солнце, начинают появляться триллионами. Большая часть этой деятельности происходит в том, что в конечном итоге станет гало-звездами в современных галактиках, таких как Млечный путь. Огромные сети темной материи стали освещаться изнутри, когда начали формироваться звезды и галактики.
