Οι δύο απλές ενδείξεις που μας λένε πότε ξεκίνησε το Σύμπαν
Συμπεραίνουμε την ηλικία του Σύμπαντος από τις παρατηρήσεις που κάνουμε τώρα, σε συνδυασμό με την υπόθεση ότι οι θεμελιώδεις φυσικοί νόμοι του σήμερα λειτουργούσαν και στο παρελθόν.
Αυτός είναι σχεδόν ο τρόπος με τον οποίο οι ιστορικοί επεξεργάζονται την ανθρώπινη ιστορία - κάνουν παρατηρήσεις για πράγματα όπως κτίρια, τεχνουργήματα ή γραπτά αρχεία και κάνουν συμπεράσματα με βάση την κατανόηση της ανθρώπινης συμπεριφοράς. Οι κοσμολόγοι έχουν ένα μικρό πλεονέκτημα επειδή τα σωματίδια, τα αστέρια και οι γαλαξίες είναι πιο προβλέψιμα από τους ανθρώπους.
Υπάρχουν δύο ή τρεις βασικές παρατηρήσεις που καθορίζουν την ηλικία του Σύμπαντος.
Το πρώτο είναι ότι οι γαλαξίες που παρατηρούμε γύρω μας υποχωρούν όλοι. Αυτό σημαίνει ότι το Σύμπαν διαστέλλεται. Στο παρελθόν λοιπόν ήταν μικρότερο. Εάν ο ρυθμός επέκτασης ήταν σταθερός, αυτό θα μας έδινε αμέσως ένα χρονικό σημείο κατά το οποίο ήταν μηδενικό μέγεθος, το οποίο θα μπορούσαμε να ονομάσουμε την αρχή:το Big Bang.
Είναι λίγο πιο περίπλοκο από αυτό – για παράδειγμα, ο ρυθμός επέκτασης φαίνεται στην πραγματικότητα να αυξάνεται. Ωστόσο, η διαστολή μας λέει ότι το Σύμπαν δεν ήταν εδώ, να δείχνει ακριβώς το ίδιο, για πάντα. Είναι δυναμικό.
Ένα δεύτερο σημαντικό κομμάτι του παζλ ονομάζεται κοσμικό φόντο μικροκυμάτων. Πρόκειται για θόρυβο φόντου (στην πραγματικότητα φωτόνια – ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία) που έχει απομείνει από τη Μεγάλη Έκρηξη.
Όταν όλη η ύλη ήταν στριμωγμένη σε ένα μικροσκοπικό χώρο, η ενεργειακή πυκνότητα θα ήταν πολύ υψηλή. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα δεν θα συγκρατούνται μαζί, καθώς τα ηλεκτρόνια θα εξακολουθούσαν να χτυπιούνται μακριά από τα ενεργητικά φωτόνια. Ωστόσο, καθώς το Σύμπαν επεκτεινόταν και ψύχθηκε, η ενέργεια των φωτονίων μειώθηκε.
Κάποια στιγμή έγινε πολύ χαμηλή για να σταματήσει να σχηματίζονται ηλεκτρικά ουδέτερα άτομα. Από τότε που συνέβη αυτό (περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη), τα φωτόνια έχουν τριγυρίσει όλο και χαμηλότερα σε ενέργεια. Βρίσκονται ακόμα εκεί, σε θερμοκρασία 2,7°C πάνω από το απόλυτο μηδέν, και τα έχουμε μετρήσει με μεγάλη ακρίβεια.
Όχι μόνο αποτελούν περαιτέρω στοιχεία για τη Μεγάλη Έκρηξη, αλλά επειδή γνωρίζουμε πολύ καλά πώς συμπεριφέρονται τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια, η μελέτη του φάσματος και της κατανομής του κοσμικού υποβάθρου μικροκυμάτων περιορίζει πολύ αυστηρά την ηλικία του Σύμπαντος.
Τέλος, γνωρίζοντας ότι υπήρξε Μεγάλη Έκρηξη, μπορούμε να δούμε πόσος χρόνος πρέπει να χρειάστηκε για να κατασκευαστούν διάφορα αντικείμενα στο Σύμπαν. Τα ελαφριά στοιχεία (υδρογόνο, ήλιο και λίγο λίθιο) θα δημιουργήθηκαν ως αποτέλεσμα της ίδιας της Μεγάλης Έκρηξης, αλλά τα βαρύτερα στοιχεία απαιτούν πυρηνικούς αντιδραστήρες – δηλαδή αστέρια.
Αυτά χρειάζονται χρόνο για να σχηματιστούν, καθώς η ύλη ενώνεται υπό τη βαρύτητα, και χρόνος για να καεί, να εκραγεί και να διανείμει άνθρακα, πυρίτιο, σίδηρο και τα υπόλοιπα γύρω από το Σύμπαν για να δημιουργήσουν νέα αστέρια, πλανήτες και φυσικά φυσικούς.
Μερικά από τα αντικείμενα που βλέπουμε γύρω μας είναι πολύ παλιά – κυρίως επειδή είναι τόσο μακριά που το φως που τα βλέπουμε εκπέμπεται πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Όλα αυτά λένε ότι το Σύμπαν είναι σίγουρα πολύ παλιό και δίνουν εκτιμήσεις που συνάδουν με τις ακριβέστερες τιμές που συνάγονται από το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων.
Διαβάστε περισσότερα:
- Θα μπορούσαμε να φτιάξουμε έναν ανελκυστήρα για τη Σελήνη;
- Τι υπάρχει μέσα στην πέμπτη διάσταση;
- Πού είναι η άκρη του παρατηρήσιμου Σύμπαντος; Και τι είναι πέρα;
- Τι είναι η αντιύλη και γιατί λείπει από το Σύμπαν σήμερα;
