5cek: (Украина)
[personal profile] 5cek


Скорость света даёт нам в руки удивительный инструмент для изучения Вселенной. Поскольку свет перемещается со скоростью всего около 300 000 км/с, глядя на удалённые объекты, мы заглядываем в прошлое. Мы видим Солнце не непосредственно, а Солнце 8-ми минутной давности. Мы видим Бетельгейзе 642 года назад. Андромеду 2,5 миллиона лет назад. И так можно продолжать далее, заглядывая дальше в пространстве и глубже в прошлое. Поскольку Вселенная расширяется, удалённые объекты раньше были ближе.


Если запустить часы в обратную сторону, и довести их до начала, то вы прибудете в место, бывшее горячее и плотное, чем сегодняшняя Вселенная. Оно было таким плотным, что вся Вселенная сразу после Большого взрыва представляла собой суп из протонов, нейтронов и электронов, которые ничто не удерживало вместе.

После того, как она немного расширилась и охладилась, её плотность и температура стали напоминать то, что происходит в центре звезды вроде нашего Солнца. Она стала достаточно холодной для того, чтобы начали появляться ионизированные атомы водорода.

Поскольку условия во Вселенной соответствовали тому, что происходит в ядре звезды, температуры и давления было достаточно для того, чтобы синтезировать из водорода гелий и другие, более тяжёлые элементы. На основании пропорций наличия элементов во Вселенной сегодня: 74% водорода, 25% гелия и 1% всякого разного, мы знаем, как долго Вселенная находилась в этом «звёздном» состоянии.

Это длилось около 17 минут. От 3 минут, прошедших с момента Большого взрыва, до 20 минут, прошедших с этого момента. И в эти мгновения клоуны собрали столько гелия, что должно хватить на целую жизнь преследования ими людей при помощи скрученных из шариков животных.

Процесс синтеза создаёт фотоны гамма-излучения. В ядре Солнца эти фотоны скачут от атома до атома, прорываются из ядра наружу, через испускающую зону Солнца, и в итоге вылетают в космос. Этот процесс может занять десятки тысяч лет. Но в ранней Вселенной этим изначальным фотонам гамма-излучения деваться было некуда. Повсюду располагалась горячая и плотная Вселенная.

Вселенная продолжала расширяться, и в итоге, всего через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва, она охладилась достаточно для того, чтобы эти атомы водорода и гелия начали притягивать свободные электроны и превращаться в нейтральные атомы.

Это и был момент появления первого света во Вселенной, между 240 000 и 300 000 годами после Большого взрыва, известный, как эпоха рекомбинации. Впервые фотоны могли немного передохнуть, будучи привязанными к атомам в виде электронов. В этот момент Вселенная превратилась из непрозрачной в прозрачную.

Это самый ранний свет, в принципе доступный астрономам для наблюдения. Давайте хором скажем: Космическое Микроволновое Фоновое Излучение [или реликтовое излучение – прим. перев.]. Поскольку Вселенная с тех пор расширяется уже 13,8 млрд лет, те самые первые фотоны растянулись, испытав красное смещение, и, пройдя ультрафиолет и видимую часть, перешли в микроволновую часть спектра.

Если бы мы могли видеть Вселенную микроволновыми глазами, этот первый взрыв излучения был бы виден в любом направлении. Вселенная празднует своё существование.

После первого взрыва света всё было тёмным, не было звёзд и галактик, только огромное количество изначальных элементов. В начале тёмных веков температура всей Вселенной составляла порядка 4000 К. Сравните это с сегодняшним показателем в 2,7 К. К концу тёмных веков, 150 млн лет спустя, температура опустилась до более разумных 60 К.

В последующие 850 млн лет эти элементы собрались в огромные звёзды из чистого водорода и гелия. Без более тяжёлых элементов могли формироваться звёзды, в десятки и даже сотни раз превышающие по массе наше Солнца. Это звёздное население III, первые звёзды, для наблюдения которых у нас пока нет достаточно мощных телескопов. Астрономы предполагают, что они сформировались спустя примерно 560 млн лет после Большого взрыва.

Затем первые звёзды взрывались как сверхновые, формировались более массивные звёзды, и также взрывались. Очень сложно представить, как всё это выглядело, когда звёзды взрывались будто фейерверки. Но мы знаем, что эти события были настолько частыми и настолько мощными, что они осветили всю Вселенную в эпоху реионизации. Большую часть Вселенной занимала горячая плазма.

Ранняя Вселенная была горячей и ужасной, и в ней не было достаточно тяжёлых элементов, на которых зиждется известная нам жизнь. Кислород нельзя получить без синтеза в звезде, даже в нескольких поколениях звёзд. Наша Солнечная система возникла в результате многих поколений сверхновых, взрывавшихся и засеивавших наш район космоса всё более тяжёлыми элементами.

Я уже упомянул, что Вселенная охладилась с 4000 К до 60 К. Но после примерно 10 млн лет с момента Большого взрыва температура Вселенной ещё составляла порядка 100 С, то есть температуру кипения воды. А ещё через 7 млн лет она охладилась до 0 С, температуры замерзания воды.

Что привело астрономов к мысли, что примерно 7 миллионов лет повсюду во Вселенной можно было найти жидкую воду. А на Земле, где бы мы ни нашли жидкую воду, там же встречается и жизнь.

Возможно, что примитивная жизнь могла сформироваться, когда Вселенной было всего 10 млн лет. Физик Ави Лёб [Avi Loeb] называет это время эпохой обитаемой Вселенной. Никаких доказательств этой возможности нет, но идея очень крутая.

Меня всегда поражает мысль, что вокруг нас в любом направлении существует первый свет, испущенный Вселенной. Ему потребовалось 13,8 млрд лет, чтобы дойти до нас, и хотя для его наблюдения нам нужны микроволновые глаза, он существует, и повсеместен.

From:
Anonymous( )Anonymous This account has disabled anonymous posting.
OpenID( )OpenID You can comment on this post while signed in with an account from many other sites, once you have confirmed your email address. Sign in using OpenID.
User
Account name:
Password:
If you don't have an account you can create one now.
Subject:
HTML doesn't work in the subject.

Message:

 
Notice: This account is set to log the IP addresses of everyone who comments.
Links will be displayed as unclickable URLs to help prevent spam.

March 2017

S M T W T F S
    1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 3031 

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Oct. 17th, 2017 10:07 pm
Powered by Dreamwidth Studios