История Вселенной: от Большого Взрыва до наших дней. Модель большого взрыва и хронология вселенной

История Вселенной

Основные этапы развития Вселенной

Наблюдаемые процессы Теоретические изыскания

Вселенная Фридмана

Время	Эпоха	Событие	Время от сегодняшнего момента, лет
0	Сингулярность	Большой взрыв .	13,7 млрд
0 - 10 −43 с	Планковская эпоха	Рождение частиц .	13,7 млрд
10 −43 - 10 −35 с	Эпоха Великого объединения	Отделение гравитации от объединённого электрослабого и сильного взаимодействия. Возможное рождение монополей . Разрушение Великого объединения.	13,7 млрд
10 −35 - 10 −32 с	Инфляционная эпоха	Вселенная экспоненциально увеличивает свой радиус на много порядков. Структура первичной квантовой флуктуации , раздуваясь, даёт начало крупномасштабной структуре Вселенной . Вторичный нагрев.	13,7 млрд
10 −32 - 10 −12 с	Электрослабая эпоха	Вселенная заполнена кварк-глюонной плазмой, лептонами, фотонами, W- и Z-бозонами, бозонами Хиггса. Нарушение суперсимметрии.	13,7 млрд
10 −12 - 10 −6 с	Кварковая эпоха	Электрослабая симметрия нарушена, все четыре фундаментальных взаимодействия существуют раздельно. Кварки ещё не объединены в адроны. Вселенная заполнена кварк-глюонной плазмой, лептонами и фотонами.	13,7 млрд
10 −6 - 100 с	Адронная эпоха	Адронизация . Аннигиляция барион -антибарионных пар. Благодаря CP-нарушению остаётся малый избыток барионов над антибарионами (около 1:10 9).	13,7 млрд
100 секунд - 3 минуты	Лептонная эпоха	Аннигиляция лептон-антилептонных пар. Распад части нейтронов . Вещество становится прозрачным для нейтрино .	13,7 млрд
3 минуты - 380 000 лет	Протонная эпоха	Нуклеосинтез гелия, дейтерия, следов лития-7 (20 минут). Вещество начинает доминировать над излучением (70 000 лет), что приводит к изменению режима расширения Вселенной. В конце эпохи (380 000 лет) происходит рекомбинация водорода и Вселенная становится прозрачной для фотонов теплового излучения.	13,7 млрд
380 000-550 млн лет	Тёмные века	Вселенная заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода на волне 21 см. Звёзды , квазары и другие яркие источники отсутствуют.	13,15 млрд
550 млн - 800 млн лет	Реионизация	Образуются первые звёзды (звёзды популяции III), квазары , галактики , скопления и сверхскопления галактик. Реионизация водорода светом звёзд и квазаров.	12,7 млрд
800 млн лет - 8,9 млрд лет	Эра вещества	Образование межзвёздного облака, давшего начало Солнечной системе .	4,8 млрд
8,9 млрд лет - 9,1 млрд лет	Эра вещества	Образование Земли и других планет нашей Солнечной системы, затвердевание пород.	4,6 млрд

Напишите отзыв о статье "Хронология Большого взрыва"

Примечания

Источники

// A TREE OF KNOWLEDGE online book

Наиболее известная формула из ОТО - закон сохранения энергии-массы

Это заготовка статьи по физике .

Сатурн

Это заготовка статьи по астрономии . Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Отрывок, характеризующий Хронология Большого взрыва

– Нет, Север. Не можешь. Но я буду рада, если ты побудешь со мною рядом... Мне приятно видеть тебя – грустно ответила я и чуть помолчав, добавила: – Мы получили одну неделю... Потом Караффа, вероятнее всего, заберёт наши короткие жизни. Скажи, неужели они стоят так мало?.. Неужели и мы уйдём так же просто, как ушла Магдалина? Неужели не найдётся никого, кто очистил бы от этой нелюди наш мир, Север?..
– Я не пришёл к тебе, чтобы отвечать на старые вопросы, друг мой... Но должен признаться – ты заставила меня передумать многое, Изидора... Заставила снова увидеть то, что я годами упорно старался забыть. И я согласен с тобою – мы не правы... Наша правда слишком «узка» и бесчеловечна. Она душит наши сердца... И мы, становимся слишком холодны, чтобы правильно судить происходящее. Магдалина была права, говоря, что наша Вера мертва... Как права и ты, Изидора.
Я стояла, остолбенело уставившись на него, не в силах поверить тому, что слышу!.. Был ли это тот самый, гордый и всегда правый Север, не допускавший какой-либо, даже малейшей критики в адрес его великих Учителей и его любимейшей Мэтэоры?!!
Я не спускала с него глаз, пытаясь проникнуть в его чистую, но намертво закрытую от всех, душу... Что изменило его столетиями устоявшееся мнение?!. Что подтолкнуло посмотреть на мир более человечно?..
– Знаю, я удивил тебя, – грустно улыбнулся Север. – Но даже то, что я открылся тебе, не изменит происходящего. Я не знаю, как уничтожить Караффу. Но это знает наш Белый Волхв. Хочешь ли пойти к нему ещё раз, Изидора?
– Могу ли я спросить, что изменило тебя, Север? – осторожно спросила я, не обращая внимания на его последний вопрос.
Он на мгновение задумался, как бы стараясь ответить как можно более правдиво...
– Это произошло очень давно... С того самого дня, как умерла Магдалина. Я не простил себя и всех нас за её смерть. Но наши законы видимо слишком глубоко жили в нас, и я не находил в себе сил, чтобы признаться в этом. Когда пришла ты – ты живо напомнила мне всё произошедшее тогда... Ты такая же сильная и такая же отдающая себя за тех, кто нуждается в тебе. Ты всколыхнула во мне память, которую я столетиями старался умертвить... Ты оживила во мне Золотую Марию... Благодарю тебя за это, Изидора.
Спрятавшись очень глубоко, в глазах Севера кричала боль. Её было так много, что она затопила меня с головой!.. И я никак не могла поверить, что наконец-то открыла его тёплую, чистую душу. Что наконец-то он снова был живым!..
– Север, что же мне делать? Разве тебе не страшно, что миром правят такие нелюди, как Караффа?..
– Я уже предложил тебе, Изидора, пойдём ещё раз в Мэтэору, чтобы увидеть Владыко... Только он может помочь тебе. Я, к сожалению, не могу...
Я впервые так ярко чувствовала его разочарование... Разочарование своей беспомощностью... Разочарование в том, как он жил... Разочарование в своей устаревшей ПРАВДЕ...
Видимо, сердце человека не всегда способно бороться с тем, к чему оно привыкло, во что оно верило всю свою сознательную жизнь... Так и Север – он не мог так просто и полностью измениться, даже сознавая, что не прав. Он прожил века, веря, что помогает людям... веря, что делает именно то, что, когда-то должно будет спасти нашу несовершенную Землю, должно будет помочь ей, наконец, родиться... Верил в добро и в будущее, несмотря на потери и боль, которых мог избежать, если бы открыл своё сердце раньше...
Но все мы, видимо, несовершенны – даже Север. И как бы не было больно разочарование, с ним приходится жить, исправляя какие-то старые ошибки, и совершая новые, без которых была бы ненастоящей наша Земная жизнь...
– Найдётся ли у тебя чуточку времени для меня, Север? Мне хотелось бы узнать то, что ты не успел рассказать мне в нашу последнюю встречу. Не утомила ли я тебя своими вопросами? Если – да, скажи мне, и я постараюсь не докучать. Но если ты согласен поговорить со мной – ты сделаешь мне чудесный подарок, так как то, что знаешь ты, мне не расскажет уже никто, пока я ещё нахожусь здесь, на Земле…

Основы теории Большого взрыва относительно просты. Если кратко, согласно ей вся существовавшая и существующая сейчас во Вселенной материя появилась в одно и то же время -- около 13,8 миллиарда лет назад. В тот момент времени вся материя существовала в виде очень компактного абстрактного шара (или точки) с бесконечной плотностью и температурой. Это состояние носило название сингулярности. Неожиданно сингулярность начала расширяться и породила ту Вселенную, которую мы знаем.

Стоит отметить, что теория Большого Взрывая является лишь одной из многих предложенных гипотез возникновения Вселенной (например, есть еще теория стационарной Вселенной), однако она получила самое широкое признание и популярность. Она не только объясняет источник всей известной материи, законов физики и большую структуру Вселенной, она также описывает причины расширения Вселенной и многие другие аспекты и феномены.

Хронология событий в теории Большого Взрыва

Основываясь на знаниях о нынешнем состоянии Вселенной, ученые предполагают, что все должно было начаться с единственной точки с бесконечной плотностью и конечным временем, которые начали расширяться.

После первоначального расширения, как гласит теория, Вселенная прошла фазу охлаждения, которая позволила появиться субатомным частицам и позже простым атомам. Гигантские облака этих древних элементов позже, благодаря гравитации, начали образовывать звезды и галактики.

Все это, по догадкам ученых, началось около 13,8 миллиарда лет назад, и поэтому эта отправная точка считается возрастом Вселенной. Путем исследования различных теоретических принципов, проведения экспериментов с привлечением ускорителей частиц и высокоэнергетических состояний, а также путем проведения астрономических исследований дальних уголков Вселенной ученые вывели и предложили хронологию событий, которые начались с Большого взрыва и привели Вселенную в конечном итоге к тому состоянию космической эволюции, которое имеет место быть сейчас.

Ученые считают, что самые ранние периоды зарождения Вселенной -- продлившиеся от 10 -43 до 10 -11 секунды после Большого взрыва, -- по прежнему являются предметом споров и обсуждений. Если учесть, что те законы физики, которые нам сейчас известны, не могли существовать в это время, то очень сложно понять, каким же образом регулировались процессы в этой ранней Вселенной. Кроме того, экспериментов с использованием тех возможных видов энергий, которые могли присутствовать в то время, до сих пор не проводилось. Как бы там ни было, многие теории о возникновении Вселенной в конечном итоге согласны с тем, что в какой-то период времени имелась отправная точка, с которой все началось.

Сегодня мне хочется рассказать об истории нашей вселенной. О том, как из маленькой точки мироздание превратилось в то, что мы сейчас наблюдаем вокруг себя.

Ну что, поехали.

Вселенная существует почти 14 миллиардов лет. За этот очень длинный промежуток времени, она преодолела несколько эпох своей истории. Сейчас идёт 13--ый этап развития Вселенной, который называется "эра вещества".

Как же называются все фазы эволюции Вселенной, сколько они длились, что при них происходило? Как развивался окружающий нас мир?

Данная статья ответит Вам на эти вопросы.

Я опишу все этапы истории Вселенной в порядке с самого раннего до современного. Поэтому, начнём с "августинской эпохи".

Августинская эпоха.

Эта эпоха включает в себя состояние вселенной "до" и в момент Большого Взрыва. О данном этапе развития мира ничего толком не известно - существуют лишь гипотезы - так как современные физические теории не могут описать события до "планковской эпохи". Учёные знают лишь то, что в самом конце данной эры произошёл Большой взрыв - внезапано началось расширение пространства. К началу этого поистине грандиозного события, Вселенная была заточена в очень маленькую точку, обладая бесконечными плотностью и температурой, т.е. находилась в состоянии "космологической сингулярности".

Планковская эпоха.

Это самый ранний этап развития Вселенной, о котором существуют какие-либо теоретические предположения и описания. Данная фаза началась сразу после большого Взрыва и длилась в течение т.н. "планковского времени" от 0 до 10 -43 секунд после рождения Вселенной.

В то время (происходило чёрт знает что) размеры Вселенной были очень малы. Настолько, что квантовые эффекты - явления, происходящие с частицами - преобладали над физическими взаимодействиями.

Вселенная в эту эпоху также обладала планковской температурой (10 32 Кельвинов), энергией (10 19 миллиардов электронвольт), радиусом (10 -35 метров, что равно планковской длине) и плотностью (10 97 кг/м 3).

Все четыре типа взаимодействия частиц и состоящих из них тел (их ещё называют "фундаментальными") - сильное ядерное и слабое ядерное, электромагнитное, гравитационное - были тогда неотличимы друг от друга и объединены. Но так длилось недолго. Всему помешала очень высокая температура и плотность материи.

Эпоха великого объединения.

Эта фаза развития Вселенной началась с 10 -43 секунд и завершилась спустя 10 -35 секунд после Большого Взрыва. В самом её начале произошёл фазовый переход материи (схожий на конденсацию жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам). Это случилось из-за отделения гравитации от "единого фундаментального взаимодействия".

Эпоха Великого объединения закончилась очередным разделением. Вселенная охладилась до отметки в 10 28 Кельвинов и сильное взаимодействие стало самостоятельным. Теперь только электромагнитные и слабые ядерные силы представляли единое целое.

Такое событие повлекло за собой новый фазовый переход. Благодаря ему в следующей эпохе истории Вселенной появились новые частицы, а пространство-время начало масштабное и резкое расширение. Пошли серьёзные изменения в плотности распределении вещества.

Инфляционная стадия.

Фаза инфляции расположена на временной шкале между 10 -35 и 10 -32 секунд после Большого Взрыва. В ту эпоху Вселенная увеличила свои размеры во множество раз. Раньше радиус всего мира был равен "планковской длине", а теперь космос расширился до размеров аж целого апельсина. И далее продолжал разрастаться с ускорением.

Образовалось несколько видов частиц. Это были кварки (фундаментальные частицы, из которых состоят адроны - например, протоны и нейтроны), электроны, гипероны и нейтрино (нейтральные фундаментальные частицы из класса лептонов).

Через некоторое время температура Вселенной снизилось, благодаря чему произошёл еще один фазовый переход. Из-за этого случилось т.н. "нарушение СР-инвариантности" и начались первые процессы такого явления, как "бариогенезис".

Бариогенезис - это объединение кварков и глюонов в новые, составные частицы - адроны.

Кроме того, возникла ещё и загадочная "барионная асимметрия Вселенной" - преобладание материи над анти-материей. Ученые до сих пор не смогли объяснить причины её возникновения.

Помимо выше написанного, у физиков и космологов есть предположения, что в данную эру Вселенная прошла через несколько циклов повторных нагревании и охлаждении.

К концу эпохи инфляции, строительным материалом Вселенной стала плазма из кварков, анти-кварков и глюонов (переносчиков сильного взаимодействия).

Дальнейшее снижение температуры Вселенной привело к очередному фазовому переходу. Он заключается в образовании физических сил, фундаментальных взаимодействий и элементарных частиц в их современной форме.

Данный фазовый переход уместился аж в три эпохи и закончился "первичным нуклеосинтезом".

Электрослабая эпоха.

Между 10 -32 и 10 -12 секунд после рождения мироздания. Электромагнитное и слабое взаимодействия до сих пор представляли единое электрослабое, т.к. температура Вселенной всё еще очень высока. тогда появились бозоны Хиггса (те самые которые 3 года назад нашли на Большом Андронном Коллайдере), W - и Z - базоны.

Помимо новых экзотических частиц и кварк-глюонной плазмы, космос был заполнен фотонами (фундаментальными частицами, или квантами, электромагнитного излучения) и лептонами.

Эпоха кварков.

Данная фаза расположена в период от 10 -12 до 10 -6 секунд после Большого Взрыва. Тогда случилось нарушение "электрослабой симметрии". Теперь все фундаментальные взаимодействия существуют отдельно друг друга.

В кварковой эпохе температура и энергия всё ещё слишком высоки, чтобы кварки окончательно слились в адроны.

Знаменательное превращение произойдёт только на следующем этапе развития мира.

Эпоха Адронов.

Между 10 -6 и 100 секунд после рождения Вселенной. Наконец-то кварк-глюонная плазма охладилась до такой степени, что бариогенезис завершился и на свет появились адроны и антиадроны. Однако большинство из этих частиц аннигилировали (взаимоуничтожаются). Сохранился лишь их малый остаток.

Вскоре Вселенная охладилась и расширилась настолько, что её температуры хватило всего лишь на создание лептонов и антилептонов. Эти частицы быстро становятся преобладающей массой во Вселенной.

Эпоха Лептонов.

В период от 100 секунд до 3 минут после Большого Взрыва расположилась эпоха лептонов. Тогда Вселенная стала прозрачной для нейтрино.

Космос продолжает охлаждаться. В конце эпохи температура снизилась до отметки, при которой образование новых лептонов стало невозможным. И пар "лептон-антилептон" настигает участь адронов. Большинство из них взаимоуничтожаются. Во вселенной осталось совсем небольшое количество лептонов, благодаря чему наступило доминирование фотонов.

Эпоха Нуклеосинтеза.

Одновременно с эпохой лептонов шёл и данный этап истории Вселенной. Благодаря достаточному охлаждению материи, выжившие адроны объединились в атомные ядра тяжелее водорода. Этот процесс и называют "первичным нуклеосинтезом".

В течение данной фазы возник первичный состав звёздного вещества: 75% водорода, почти 25% гелия, немного лития, дейтерия и бора.

Протонная Эра.

Началась с 3 минут после Большого взрыва и окончилась через 380.000 лет. Вещество стало доминировать над излучением.

В конце эпохи произошла рекомбинация (процесс, обратный ионизации) водорода. Из-за дальнейшего снижения температуры и расширения Вселенной, гравитация стала доминирующей силой.

Спустя 379.000 лет после Большого Взрыва, при температуре Вселенной в 3000 Кельвинов, произошло знаменательное событие - ядра атомов и электроны объединились в первые атомы. Началась "первичная рекомбинация". Это был поворотный момент: материя перешла из плазмы, непрозрачной для электромагнитного излучения в газообразное состояние. Вселенная наконец-то стала прозрачной.

В прошлые 379.000 лет фотоны страдали как могли. Различные заряженные элементарные частицы, коих раньше было вагон и маленькая тележка, препятствовали свету. Кванты света с ними взаимодействовали, из-за чего испытывали постоянные "пинки" и "толчки" со стороны "собратьев". Фотоны всё время отклонялись, либо поглощались заряженными частицами. В итоге, свет очень сильно рассеивался. Если бы наблюдатель попал в эту эпоху, он бы увидел перед собой один лишь густой туман.

Фотоны, как известно, взаимодействуют только с положительно и отрицательно заряженными частицами. И в конце "протонной эры" кванта света наконец-то обернулась удача. Отрицательные электроны и положительные протоны сгруппировались вместе с нейтронами в нейтрально заряженные атомы. Благодаря новым составным частицам, фотоны смогли свободно двигаться в пространстве и почти не взаимодействовать с веществом.

Реликтовое излучение и есть те самые фотоны, испущенные плазмой в сторону будущего расположения Земли и в связи с рекомбинацией избежавшие рассеяния. Они и до сих пор достигают нас, преодолевая расширяющееся пространство.

Тёмные века.

Наступили сразу после "протонной эры" и продлились 550 млн. лет. Вселенная настолько остыла, что после протонной эры, когда она переливалась красными оттенками, космос был ввергнут в черноту.

Это была скучная эпоха полной тьмы. Источников света (звезд или галактик) не было. Планет и астероидов уж подавно. Космос был заполнен преимущественно водородом, гелием и микроволновым реликтовым излучением.

Реионизация.

Часть истории Вселенной, которая началась сразу после Тёмных Веков и длилась 250 миллионов лет. По сравнению с прошлой, данная эра была повеселее и красочнее.

Начали образование кластеры - обособленные скопления пыли межзвёздного газа, которые возникали благодаря силам притяжения. Первыми плотными объектами стали квазары. Потом вспыхнули первые звёзды, появились газопылевые туманности.

Под силой гравитации они объединились в звёздные скопления, те - в галактики. Последние сформировали собственные скопления и сверхскопления.

Тогда, в недрах звёзд, в больших количествах образовались тяжелые элементы. Взрывы сверхновых разнесли их по Вселенной, из которых после сформировались холодные планеты, астероиды, метеорные тела, и, в конце концов, живые организмы.

Эра вещества.

Начиная с 800 миллионов лет после Большого Взрыва. Данная Эпоха идёт до сих пор.

Через несколько миллиардов лет после "реионизации" началось формирование планет и планетарных систем, в том числе и Солнечной Системы. Чуть более 8.4 миллиардов лет после Большого взрыва сформировалась Земля, а через ещё 500 миллионов лет на ней возникла жизнь.

Спустя 13.7 миллиардов лет после рождения Вселенной появились первые люди. Пройдет ещё пара миллионов лет и их потомки - представители вида Homp Sapiens - изобретут автомобили и самолёты, разработают релятивистскую и квантовую физику, освоят атомную энергию, исследуют ближайшие окрестности Вселенной, создадут Интернет, напишут эту стать. :)

История Вселенной: от Большого Взрыва до наших дней

22 оценок, Средняя оценка: 4.9 из 5

Космология Возраст Вселенной Большой взрыв Содвижущееся расстояние Реликтовое излучение Космологическое уравнение состояния Тёмная энергия Скрытая масса Вселенная Фридмана Космологический принцип Космологические модели Формирован … Википедия

Отсчёт времени во вселенной «Звёздных войн» ведётся относительно победы Альянса Повстанцев над Империей в битве у планеты Явин IV. Соответственно, даты обозначаются как «до я. б.»/«ДЯБ» (BBY) до Явинской битвы (англ. Before Battle of… … Википедия

Отсчёт времени во вселенной «Звёздных войн» ведётся относительно победы Альянса Повстанцев над Империей в битве у планеты Явин IV. Соответственно, даты обозначаются как «до я. б.» (BBY) до Явинской битвы (англ. Before Battle of Yavin), и «п. я. б … Википедия

Отсчёт времени во вселенной «Звёздных войн» ведётся относительно победы Альянса Повстанцев над Империей в битве у планеты Явин IV. Соответственно, даты обозначаются как «bby» (BBY) До Явинской битвы (en. Before Battle of… … Википедия

Хронология первых трех дней аварии на шахте "Распадская" в 2010 г - В ночь на 9 мая 2010 г. в городе Междуреченске Кемеровской области на шахте Распадская, одной из крупнейших в мире угольных шахт, произошла авария, которая унесла жизни 91 человека. На шахте с интервалом в четыре часа прогремели сразу два взрыва … Энциклопедия ньюсмейкеров

Хронология первых трех дней аварии на шахте "Распадская" в 2010 году - На шахте с интервалом в четыре часа прогремели сразу два взрыва метана, причем повторный взрыв был значительно сильнее. Первый взрыв на шахте Распадская произошел 8 мая 2010 года в 20:55 мск. В этот момент в шахте находились 359 человек. 9 мая в… … Энциклопедия ньюсмейкеров

Млн л … Википедия

Книги

Хронология. Путешествие сквозь века: от Большого взрыва до наших дней , Гюс Петер. О книге Что мы знаем о всемирной истории? Можем ли выстроить наши знания о разных эпохах в одну стройную линию, связав одни события с другими? Эта большая, оригинально иллюстрированная…
Хронология. Путешествие сквозь века: от Большого взрыва до наших дней (виммельбух) , Хиде, Сильвия Ванден. Что мы знаем о всемирной истории? Можем ли выстроить наши знания о разных эпохах в одну стройную линию, связав одни события с другими? Эта большая, оригинально иллюстрированная книга поможет…