3 E. Kosmologia współczesna

Potem pojawiła się fizyka współczesna, która rozwijała się żywiołowo i wszystkie poglądy filozoficzne bazowały na fizyce współczesnej. Problemem był fakt, że fizyka jest bardzo zmatematyzowana i wymaga dobrej znajomości wielu działów matematyki. Większość filozofów nie była  fizykami i nie miała jednak dobrego przygotowania matematycznego i ich wizje świata były błędne albo bardzo uproszczone. Na ich obronę można powiedzieć, że wielu fizyków również nie rozumie fizyki lub wynikających z niej implikacji filozoficznych

Obecnie problemem stał się fakt, że fizyka rozwija się niezwykle szybko. Pojawia się coraz więcej nowych teorii, szybko rozwija się aparat matematyczny, zwiększa się liczba badaczy  i śledzenie publikacji i dyskusji naukowych w tym temacie staje się bardzo trudne albo wprost niemożliwe - nawet dla fizyków. Zalewani jesteśmy strumieniem informacji bazującej na coraz trudniejszej do zrozumienia i opanowania matematyce. Wiedza fizyczna staje się hermetyczna i dostępna dla nie-fizyków tylko w postaci 'resztek z pańskiego stołu' - opracowań popularnonaukowych, czyli właściwie staje się niedostępna, gdyż trudno tym zaspkoić głód wiedzy.

Następnym problemem jest fakt, że fizyka coraz bardziej staje się pogonią za 'cieniami w jaskini' Coraz bardziej zdesperowani fizycy tworzą coraz więcej coraz bardziej karkołomnych  teorii, które wyjaśniają nieco więcej niż poprzednie, ale nadal prowadzą do niespójnego obrazu świata i rządzących nim sił i praw.

Pierwszą linią fizyki są teoretycy i eksperymentatorzy próbujący potwierdzić teorie. Zanim teorie te i wyniki badań dotrą do podręczników mija wiele lat. Informacji o teorii strun, branach, pętlowej teorii grawitacji, etc. nie ma ani w podręcznikach akademickich ani w nowoczesnych kompendiach fizyki. W Internecie istnieją publikacje na te tematy, ale nie zawsze można im wierzyć, gdyż nie ma żadnej gwarancji prawdziwości przekazywanej wiedzy i jej zgodności z oficjalnie publikowanymi teoriami.

Wielki Wybuch [19][20]

Nazwa Wielki Wybuch jest dość niefortunnie dobrana. Jako wybuch uznaje się rozszerzanie w istniejącej przestrzeni, natomiast w tej teorii fizycznej wybuch jest tak naprawdę rozszerzaniem przestrzeni.

Czas Zdarzenia
Przed początkiem Na początku nie było nic. Nie było ani przestrzeni, ani materii, ani energii, ani czasu, a więc pytania co było wcześniej są pozbawione sensu.
0-10-43 sek Era Plancka. Pojawiła się bardzo (nieskończenie) gęsta i gorąca osobliwość. Wszechświat na tym etapie jest jednorodnie i izotropowo wypełniony energią o nieprawdopodobnie wielkiej gęstości, o olbrzymim ciśnieniu i temperaturze Gęstość była większa od 1097 kg/m3.  W tych warunkach dzisiejsze prawa jeszcze nie obowiązywały. Prawdopodobne jest, że temperatura i gęstość malały. Była to era dominacji energii nad materią. Pod koniec Ery Plancka temperatura wynosiła ok. 1032 kelwinów.

 

Ryc. Wielki Wybuch - Era Plancka (rys. Maciej Krzywcki)

 

Etapy powstawania świata w teorii Wielkiego Wybuchu
Czas Zdarzenia
10-43-10-4 sek. Era plazmy kwarkowo-gluonowej
10-43-10-35 sek. Faza wielkiej unifikacji. Oddziaływania: elektromagentyczne, słabe i silne miały jednakowe znaczenie i były nieodróżnialne. Między nimi panowała symetria. Oddzielone były jedynie oddziaływania grawitacyjne
10-35 sek. Faza łamania symetrii. Zachodzi przemiana fazowa i złamanie symetrii między oddziaływaniami. Powodem był spadek temperatury do 1028 kelwinów. Oddziaływanie silne oddziela się od oddziaływania słabego i elektromagentycznego. Moc tego oddziaływania zaczęła - tak jak jest to dzisiaj - przewyższać moc obu pozostałych oddziaływań. Konsekwencją było wydzielenie olbrzymiej ilości energii.
10-35-10-33 sek. Faza inflacji. Duży dopływ energii powoduje gwałtowne przyśpieszenie ekspansji Wszechświata, która trwa do dzisiaj. Inflacja powoduje wygładzenie wszelkich większych niejednorodności, które mogły istnieć w poprzednich etapach rozwoju. Na tym etapie ekspansja jest w tempie wykładniczym.
10-33-10-4 Faza hadronowa. Ekspansja zwalnia. Wszechświat zmniejsza gęstość i stygnie. Występowały wszystkie typy kwarków i takie same ilości antykwarków. W miarę stygnięcia cięższe kwarki zaczęły się rozpadać, a lżejsze zaczęły tworzyć hadrony. Istniały różne typy hadronów: protony, neutrony, hiperony, piony, kaony i inne. Poza cząstkami istniały także antycząstkii zachodziły procesy anihilacyjne. Po zmniejszeniu temperatury pozstały tylko protony i neutrony. W tym okresie istniały już leptony.
10-4 - 10 sek Era leptonowa. Leptony przejmują pałeczkę. Zachodziło mnóstwo procesów. Neutrina przestały oddziaływać z materią i rozproszyły się wolne neutrony zaczęły łaczyć się z protonami w jądra. Najpierw powstały jądra deuteru, potem helu-3. W tym okresie zaczęły powstawać międzygalaktyczne obłoki helowe, które pozostały do dzisiaj.
10 sek - 300 000 lat Pierwsze 10 min. Kontynuowany jest etap nukleosyntezy i tworzenia obłoków helowych.
Era promieniowania. Eletrony anihilowały z pozytonami pozostawiając nadwyżkę elektronów. Wszechświat jest wypełniony głównie fotonami z niewielką domieszką protonów i neutronów. Temperatura promieniowania była równa temperaturze materii. Wszechświat był nieprzezroczysty.
Ok. 10000 roku energia promieniowania stała się słabsza od energii zawartej w materii. Po zakończeniu tego okresu temperatura spadła do 3000 kelwinów. Protony połączyły się z elektronami w atomy, a fotony poruszały się niemal swobodnie bez żadnego oddziaływania tworząc tzw. promieniowanie tła, które można obecnie obserwować.
300 000 lat - do dzisiaj Era gwiazdowa. Gwiazdy zaczęły powstawać ok. 100 mln lat od WW. Do tej pory w świecie panowała ciemność. W następnych etapach zaczęły powstawać planety.

Jak widzimy świat powstał w ciągu sześciu etapów. Wiele procesów zachodzących we Wszechświecie zgodnie z modelem WW nie zostało jeszcze wyjaśnionych. Niektórzy uczeni, chociaż jest ich coraz mniej - odrzucają teorię Wielkiego Wybuchu.

Piśmiennictwo

[19] http://pl.wikipedia.org/wiki/Wielki_Wybuch

[20] http://www.fizyka.net.pl/astronomia/astronomia_k2.html


Czasopismo: Blog Zielonego Smoka

Artykuł: nr 2

Autor: Jacek Piechota