Nie je to tak dávno (podľa niektorých účtov 13,7 miliárd rokov), že sa vyskytla skôr významná kozmologická udalosť. Hovoríme samozrejme o Veľkom tresku. Kozmológovia nám hovoria, že naraz neexistoval vesmír, ako ho poznáme. Čokoľvek existovalo pred tým časom, bolo neplatné a neplatné - nad rámec všetkých počatí. Prečo? Na túto otázku existuje niekoľko odpovedí - filozofická odpoveď napríklad: Pretože predtým, ako sa vesmír vytvoril, nebolo nič, čo by bolo možné predstaviť, s ním alebo dokonca o ňom. Existuje však aj vedecká odpoveď a táto odpoveď na ňu závisí: Pred Veľkým treskom nebolo priestorovo-časové kontinuum - nemateriálne médium prostredníctvom ktorého sa pohybujú všetky veci, energia a hmota.
Akonáhle sa objavilo vesmírno-časové kontinuum, jednou z najmohutnejších vecí, ktoré mohli vzniknúť, boli jednotky svetelných fyzikov nazývané „fotóny“. Vedecká predstava o fotónoch sa začína tým, že tieto elementárne častice energie vykazujú dve zdanlivo protichodné správanie: Jedno správanie súvisí s tým, ako pôsobia ako členovia skupiny (na čele vlny) a druhé sa týka toho, ako sa správajú izolovane. (ako diskrétne častice). Jednotlivý fotón sa dá považovať za balík vln, ktoré sa rýchlo skrútia v priestore. Každý balík predstavuje kmitanie pozdĺž dvoch kolmých osí sily - elektrickej a magnetickej. Pretože svetlo je oscilácia, vlnové častice spolu interagujú. Jedným zo spôsobov pochopenia duálnej povahy svetla je uvedomiť si, že vlna po vlne fotónov ovplyvňuje naše teleskopy - ale jednotlivé fotóny sú absorbované neurónmi v našich očiach.
Úplne prvé fotóny, ktoré prešli vesmírnym kontinuom, boli mimoriadne silné. Ako skupina boli neuveriteľne intenzívni. Ako jednotlivci vibrovali všetci mimoriadne. Svetlo týchto prvotných fotónov rýchlo osvetľovalo rýchlo sa rozširujúce limity mladistvého vesmíru. Svetlo bolo všade - ale hmota ešte nebola videná.
Ako sa vesmír rozširoval, prvotné svetlo stratilo frekvenciu aj intenzitu. K tomu došlo, keď sa pôvodné fotóny šírili tenšie a tenšie naprieč neustále sa rozširujúcim priestorom. Prvé svetlo stvorenia je dnes stále okolo vesmíru. Toto sa vníma ako kozmické žiarenie pozadia. A tento typ žiarenia už nie je pre oko viditeľný ako vlny v mikrovlnnej rúre.
Prvotné svetlo NIE JE žiarením, ktoré dnes vidíme. Prvotné žiarenie sa posunulo na veľmi nízky koniec elektromagnetického spektra. Stalo sa to tak, ako sa vesmír rozširoval z toho, čo pôvodne nemalo byť väčšie ako jeden atóm, až do bodu, keď naše najväčšie nástroje ešte nemajú žiadne hranice. Vzhľadom na to, že prvotné svetlo je teraz také ternuózne, je potrebné hľadať inde, aby sme zodpovedali za druh svetla viditeľného pre naše oči a optické teleskopy.
Hviezdy (napríklad naše Slnko) existujú, pretože časopriestor prenáša svetlo viac ako vlny. Nejako - stále nevysvetlené-1 - časopriestor spôsobuje veci. Jedna vec odlišujúca svetlo od hmoty je, že hmota má „hmotu“, zatiaľ čo svetlo nič nemá.
Hmota vykazuje dve hlavné vlastnosti: zotrvačnosť a gravitácia. Inertia môže byť považovaná za odpor voči zmenám. V podstate je záležitosť „lenivá“ a stále robí všetko, čo robí - pokiaľ sa nejedná o niečo mimo seba. Na začiatku formovania vesmíru bolo hlavnou vecou, ktorá prekonávala lenivosť hmoty, svetlo. Pod vplyvom radiačného tlaku sa „usporiadala“ prvotná hmota (väčšinou plynný vodík).
Po zhasnutí svetla prevzalo niečo vo vnútri hmoty - toto jemné správanie nazývame „gravitácia“. Gravitácia bola opísaná ako „skreslenie kontinua času a času“. Takéto deformácie sa vyskytujú všade, kde sa nachádza hmota. Pretože hmota má hmotu, priestorové krivky. Práve táto krivka spôsobuje, že sa hmota a svetlo pohybujú spôsobom, ktorý začiatkom 20. storočia objasnil Albert Einstein. Každý malý atóm hmoty spôsobuje v priestore-čase malé „mikro-zdeformovanie“-2, A keď sa stretne dosť mikro-deformácií, môže sa stať, že sa to stane veľkým spôsobom.
A stalo sa vytvorenie prvých hviezd. Nie sú to obyčajné hviezdy, ale superhmotní obri, ktorí žijú veľmi rýchlo a prichádzajú k veľmi veľkolepým koncom. Z týchto dôvodov sa tieto hviezdy zhroutili na seba (pod hmotnosťou celej tej hmoty) a vytvorili obrovské rázové vlny takej intenzity, že z starších spojili úplne nové prvky. Výsledkom bolo, že časopriestor bol obťažovaný tým, že všetky časopisy Space Magazine tvorili všetky druhy látok (atómov).
Dnes už existujú dva typy atómovej hmoty: pravek a niečo, čo by sme mohli nazvať „hviezdami“. Atómová hmota, či už ide o praveký alebo hviezdny pôvod, všetko ovplyvňuje a vidí. Atómy majú vlastnosti a správanie: zotrvačnosť, gravitácia, rozšírenie priestoru a hustota. Môžu mať tiež elektrický náboj (ak je ionizovaný) a podieľať sa na chemických reakciách (aby vytvorili molekuly obrovskej sofistikovanosti a zložitosti). Všetko, čo vidíme, je založené na základnom modeli, ktorý už dávno vytvorili tie prvotné atómy záhadne vytvorené po Veľkom tresku. Tento model je založený na dvoch základných jednotkách elektrického náboja: Protón a elektrón - každý, ktorý má hmotnosť a je schopný robiť tieto veci, je zodpovedný.
Ale nie všetko záleží na prototype vodíka presne. Jeden rozdiel spočíva v tom, že atómy novšej generácie majú vo svojich jadrách elektricky vyvážené neutróny a pozitívne nabité protóny. Ale aj cudzinec je typom hmoty (temná hmota), ktorá vôbec nereaguje so svetlom. A navyše (len aby veci zostali symetrické), môže existovať druh energie (vákuová energia), ktorá nemá podobu fotónov - pôsobí skôr ako „jemný tlak“, ktorý spôsobuje expanziu vesmíru s hybnosťou, ktorá nie je ústne dodaná od Veľkého tresku.
Vráťme sa však k tomu, čo vidíme ...
Vo vzťahu k svetlu môže byť hmota nepriehľadná alebo priehľadná - môže absorbovať alebo lámať svetlo. Svetlo môže prechádzať do hmoty, cez látku, odrážať látku alebo byť absorbované látkou. Keď svetlo prechádza do hmoty, svetlo sa spomaľuje - pričom sa zvyšuje jeho frekvencia. Keď sa svetlo odráža, cesta, po ktorej sa uberá, sa mení. Keď je svetlo absorbované, elektróny sú stimulované, čo potenciálne vedie k novým molekulárnym kombináciám. Ale ešte dôležitejšie je, keď svetlo prechádza látkou - aj bez absorpcie - atómy a molekuly vibrujú kontinuum času a času z tohto dôvodu je možné vo frekvencii znižovať svetlo. Vidíme, pretože niečo, čo sa nazýva „svetlo“, interaguje s niečím, čo sa nazýva „hmota“ v niečom, čo sa nazýva „vesmírno-časové kontinuum“.
Okrem opisu gravitačných účinkov hmoty na časopriestor vykonal Einstein mimoriadne elegantné vyšetrenie vplyvu svetla spojeného s fotoelektrickým efektom. Pred Einsteinom sa domnievali, že schopnosť svetla ovplyvniť hmotu bola založená predovšetkým na „intenzite“. Fotoelektrický efekt však ukázal, že elektróny pôsobiace na svetlo pôsobili tiež na základe frekvencie. Červené svetlo - bez ohľadu na intenzitu - nedokáže uvoľniť elektróny v kovoch, zatiaľ čo aj veľmi nízka úroveň fialového svetla stimuluje merateľné elektrické prúdy. Je zrejmé, že rýchlosť, akou svetlo vibruje, má svoju vlastnú silu.
Einsteinove skúmanie fotoelektrického efektu významne prispelo k tomu, čo sa neskôr stalo známym ako kvantová mechanika. Fyzici sa čoskoro dozvedeli, že atómy sú selektívne podľa toho, aké frekvencie svetla absorbujú. Medzitým sa tiež zistilo, že elektróny boli kľúčom ku všetkej kvantovej absorpcii - kľúčom súvisiacim s vlastnosťami, ako sú vzťahy jedného elektrónu s ostatnými as jadrom atómu.
Takže teraz prichádzame k druhému bodu: Selektívna absorpcia a emisia fotónov elektrónmi nevysvetľuje nepretržité šírenie frekvencií pozorovaných pri skúmaní svetla pomocou našich prístrojov-3.
Čo to potom môže vysvetliť?
Jedna odpoveď: Zásada „odstúpenia“ spojená s lom a absorpcia svetla.
Bežné sklo - napríklad v oknách našich domovov - je priehľadné pre viditeľné svetlo. Sklo však odráža najviac infračerveného svetla a absorbuje ultrafialové žiarenie. Keď viditeľné svetlo vnikne do miestnosti, absorbuje ho nábytok, koberce atď. Tieto predmety prevádzajú časť svetla na teplo - alebo infračervené žiarenie. Toto infračervené žiarenie je zachytené sklom a miestnosť sa zahrieva. Zatiaľ samotné sklo je nepriehľadné pre ultrafialové žiarenie. Svetlo vyžarované Slnkom v ultrafialovom žiarení je väčšinou absorbované atmosférou - ale niektoré neionizujúce ultrafialové žiarenie dokáže prejsť. Ultrafialové svetlo sa premieňa na teplo pomocou skla rovnako, ako zariadenie absorbuje a znova vyžaruje viditeľné svetlo.
Ako to všetko súvisí s prítomnosťou viditeľného svetla vo vesmíre?
Vo vnútri Slnka fotóny s vysokou energiou (neviditeľné svetlo z obvodu slnečného jadra) ožarujú slnečný plášť pod fotosférou. Plášť konvertuje tieto lúče na „teplo“ absorpciou - ale toto konkrétne „teplo“ má frekvenciu značne presahujúcu našu schopnosť vidieť. Plášť potom nastaví konvekčné prúdy odvádzajúce teplo smerom do fotosféry, pričom zároveň emitujú fotóny s menšou energiou - ale stále neviditeľné -. Výsledné „teplo“ a „svetlo“ prechádza do slnečnej fotosféry. Vo fotosfére („sféra viditeľného svetla“) sú atómy „ohrievané“ konvekciou a stimulované lomom, aby vibrovali dostatočne rýchlo, aby vydávali viditeľné svetlo. A práve tento princíp zodpovedá za viditeľné svetlo vyžarované hviezdami, ktoré sú - zďaleka - najvýznamnejším zdrojom svetla videným vo vesmíre.
Z určitého pohľadu teda môžeme povedať, že „index lomu“ fotosféry Slnka je prostriedkom, pomocou ktorého sa neviditeľné svetlo premieňa na viditeľné svetlo. V tomto prípade sa však dovolávame myšlienky, že index lomu fotosféry je taký vysoký, že lúče s vysokou energiou sa ohýbajú do bodu absorpcie. Ak k tomu dôjde, vlny s nízkou frekvenciou sa rodia vyžarovaním ako forma tepla vnímateľného pre oko a nie iba na dotyk ...
A so všetkým týmto porozumením pod našimi intelektuálnymi nohami môžeme teraz odpovedať na našu otázku: Svetlo, ktoré dnes vidíme je prvotné svetlo stvorenia. Ale je to svetlo, ktoré sa zhmotnilo niekoľko stotisíc rokov po Veľkom tresku. Neskôr sa toto zhmotnené svetlo stretlo pod vplyvom gravitácie ako veľké kondenzované gule. Tieto gule potom vyvinuli silné alchymistické pece, ktoré zhmotňovali látku na svetlo neviditeľný, Neskôr - lomom a absorpciou - bolo neviditeľné svetlo viditeľným okom pomocou priechodu cez tie veľké „šošovky jasu“, ktoré nazývame hviezdami…
-1Ako sú všetky veci, ktoré sa kozmologicky prešli podrobne, pravdepodobne dnes hlavnou oblasťou astronomického výskumu a fyzikov - so svojimi „atómovými rozbíjačmi“, astronómami - so svojimi ďalekohľadmi, matematikmi - vezmú so svojimi superpočítačmi, ktoré rozdrvujú počet (a ceruzky!) a kozmológovia - so svojim jemným porozumením prvých rokov vesmíru - aby celú vec prebrali.
-2
V istom zmysle to môže jednoducho znamenať byť skreslenie kontinua časopriestoru - ale sme ďaleko od pochopenia tohto kontinua vo všetkých jeho vlastnostiach a správaní.
-3Slnko a všetky svetelné zdroje svetla vykazujú absorpciu tmy a jasné emisné pásma veľmi úzkych frekvencií. Jedná sa samozrejme o rôzne Fraunhoferove línie, ktoré sa týkajú kvantových mechanických vlastností spojených s prechodnými stavmi elektrónov spojených so špecifickými atómami a molekulami.
O autorovi:Inšpirovaný začiatkom 19. storočia majstrovským dielom: „Obloha cez tri, štyri a päť palcové ďalekohľady“, Jeff Barbour začal vo veku siedmich rokov začať s astronómiou a vesmírnou vedou. V súčasnej dobe Jeff venuje väčšinu času pozorovaniu nebies a udržiavaniu webovej stránky Astro.Geekjoy.
