Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Teoria wielkiego wybuchu

No description
by

Mateusz Sowa

on 15 October 2012

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Teoria wielkiego wybuchu

Teoria wielkiego wybuchu czyli powstanie wszechświata Wielki Wybuch (ang. Big Bang) – model ewolucji Wszechświata uznawany za najbardziej prawdopodobny. Według tego modelu ok. 13,75 (±0,11) mld lat temu dokonał się Wielki Wybuch – z bardzo gęstej i gorącej osobliwości początkowej wyłonił się Wszechświat (przestrzeń, czas, materia, energia i oddziaływania). Teoria ta opiera się na obserwacjach wskazujących na rozszerzanie się przestrzeni.
Obserwacje te wskazują, że Wszechświat rozszerza się od stanu, w którym cała materia oraz energia Wszechświata miała bardzo dużą gęstość i temperaturę. Fizycy nie są zgodni co do tego, co było przedtem, ale ogólna teoria względności przewiduje, że był to stan grawitacyjnej osobliwości. Wszechświat – wszystko, co fizycznie istnieje: cała przestrzeń, czas, wszystkie formy materii i energii oraz prawa fizyki i stałe fizyczne określające ich zachowanie. Słowo wszechświat może być też używane w innych kontekstach jako synonim słów kosmos (w rozumieniu filozofii), świat czy natura. W naukach ścisłych słowa wszechświat i kosmos są równoważne. Współczesna wiedza kosmologiczna nie pozwala jednoznacznie określić wielkości Wszechświata, nie jest także znany kształt Wszechświata.
Według współczesnych teorii Wszechświat może być płaski lub zakrzywiony. Większość naukowców przyjmuje, że Wszechświat jest płaski ale na ten temat istnieje wiele różnorakich teorii.
Nieznane są także wymiary Wszechświata. Możliwe, że jego rozmiary są nieskończone. Badacze podają dolne ograniczenie wynikające z ekstrapolacji oddalania się od Drogi Mlecznej najdalszych obserwowanych obiektów. Wynika z niego, że widzialny wszechświat ma średnicę około 93 miliardów lat świetlnych. Powracajac do naszej teorii:

Termin Wielki Wybuch jest używany zarówno w wąskim znaczeniu na określenie momentu, gdy zaczęło się obserwowane rozszerzanie się Wszechświata, jak i w szerszym – jako określenie dominującego paradygmatu naukowego objaśniającego powstanie Wszechświata oraz uformowanie się przez nukleosyntezę pierwotnej materii (zgodnie z teorią Alphera-Bethe-Gamowa).
Utożsamianie Wielkiego Wybuchu z eksplozją jest o tyle niefortunne, że proces ten, tak jak rozumie i ujmuje go współczesna kosmologia, nie polegał na ekspansji w pustej przestrzeni, lecz dotyczył rozszerzenia się przestrzeni. Wszystko co istnieje we wszechświecie - mnóstwo galaktyk i miliardy gwiazd w każdej z nich, niemożliwa do oszacowania liczba planet, w tym Ziemia i każdy najmniejszy kwant, było kiedyś skupione w obiekcie o wymiarach znacznie mniejszych od ziarenka piasku. To tylko obrazowe porównanie. Trudno sobie wyobrazić ten obiekt o nieskończenie małych rozmiarach, jednak bardzo poważni naukowcy stworzyli taką właśnie teorię powstania. Już Isaac Newton (1642-1727), autor prawa powszechnej grawitacji, miał wątpliwości. Zgodnie z jego odkryciem dwa dowolne ciała we wszechświecie przyciągają się z siłą, która jest tym większa, im większe są masy tych ciał i im mniejsza jest odległość między nimi. A zatem gwiazdy powinny przyciągać się wzajemnie - nie mogłyby więc pozostawać w spoczynku.


Idea jednak tak bardzo kłóciła się z ogólnie przyjętymi poglądami, że Newton i jego następcy woleli tworzyć wymyślne koncepcje (np. o równoważących się siłach przyciągania przez bliskie gwiazdy i odpychania przez dalekie, by potwierdzić wygodną teorię, że wszechświat jest statyczny), niż szukać racjonalnego wytłumaczenia tej zagadki. Wątpliwości dotyczące niezmienności wszechświata miał również niemiecki astronom Heinrich Wilhelm Olbers (1758-1840).
Postawił pytanie: skoro wszechświat rozciąga się w nieskończoność w przestrzeni, a gwiazdy są równomiernie rozłożone, to dlaczego niebo jest ciemne?

Patrząc niemal w każdym kierunku, obserwator powinien dostrzec światło gwiazd. Zagadkę, którą zadał Niemiec, nazwano paradoksem Olbersa. Sam twórca starał się wytłumaczyć ją w sposób typowy dla zwolenników statyczności wszechświata, że w kosmosie znajduje się materia, która pochłania część światła. Nawet Albert Einstein (1879-1955), twórca szczególnej i ogólnej teorii względności, obawiał się ośmieszenia i mimo że jego matematyczny model uzasadniał przekonanie, iż wszechświat kurczy się lub rozszerza, wolał go zmodyfikować. Wymyślił więc tak zwaną stałą kosmologiczną - siłę nie związaną z żadnym konkretnym źródłem, równoważącą przyciąganie materii znajdującej się we wszechświecie. Dzięki niej udało mu się dopasować wzory do idei wiecznego i nieskończonego wszechświata.
Później, kiedy uzyskano materialne dowody na nieprawdziwość wielowiekowej koncepcji, Einstein przyznał, że włączenie stałej kosmologicznej do równań było największym błędem jego życia. Dowody podważające założenia o statycznym wszechświecie i potwierdzające prawdziwość teorii o jego rozszerzaniu się dostarczył w latach dwudziestych XX wieku amerykański astronom Edwin Powell Hubble (1889-1953). W 1924 roku Hubble przeprowadził obserwacje astronomiczne, które wykazały, że nasza Galaktyka nie jest jedyna we wszechświecie. Dowiódł on, że w rzeczywistości istnieje wiele innych, oddzielonych od siebie pustymi obszarami pustej przestrzeni.

Przy okazji badania widma gwiazd w odległych galaktykach (dzięki czemu można wyznaczyć temperaturę gwiazdy oraz jej skład chemiczny) zauważył, że widać w nim dokładnie te same układy kolorów co w widmach gwiazd naszej Galaktyki. Widma Hubble'a Wybuch, którego nie było
Kiedy uznano teorię Wielkiego Wybuchu za prawdopodobną (w nauce żadne prawo nie jest uznawane za niezmienne, istnieje więc możliwość, że pojawią się nowe dowody, które obalą tę koncepcję), zaczęto badać teoretycznie jego strukturę w przeszłości, cofając się aż do chwili tuż przed początkiem ekspansji.


George Anthony Gamow (1904-1968), amerykański fizyk pochodzenia rosyjskiego, uważał na przykład, że wczesny wszechświat był bardzo gorący, gęsty i wypełniony promieniowaniem o bardzo wysokiej temperaturze. Według niego sekundę po Wielkim Wybuchu wszechświat miał 10 miliardów kelwinów, a trzy minuty później jego temperatura spadła do 1 miliarda. Koledzy Gamowa, Ralph Alpher i Robert Herman, obliczyli, że promieniowanie wczesnego wszechświata powinno przenikać cały kosmos i temperatura tego promieniowania powinna wynosić obecnie 5 kelwinów.

Wysunęli przypuszczenie, iż takie szczątkowe promieniowanie nadal istnieje i jest możliwe do wykrycia. Mieli rację. W 1965 roku dwaj amerykańscy fizycy: Arno Allan Penzias i Robert Woodrow Wilson, wypróbowywali bardzo czuły detektor mikrofalowy. Mieli z nim kłopot, ponieważ rejestrował on dziwny szum, który nie pochodził z żadnego konkretnego kierunku. Nie wykryli źródła zakłóceń - ani w małej odległości (szukali odchodów gołębi na antenie), ani w dużej (w obszarze gwiazd naszej Galaktyki) nie było nic, co można by obarczyć odpowiedzialnością za szum.

Szczątkowego promieniowania poszukiwali również dwaj inni fizycy z USA: Robert Dicke i James Peebles, ale dopiero budowali własny detektor, gdy dowiedzieli się odkryciu Penziasa i Wilsona. To oni domyślili się, że szum był reliktowym promieniowaniem kosmicznym, udowadniającym prawdziwość teorii Friedmanna. Dalsze badania przeprowadzone przez innych uczonych potwierdziły, że promieniowanie to jest pozostałością po kosmicznym wydarzeniu, które dało początek wszechświatowi, a fotony składające się na nie są najstarsze w kosmosie i istnieją od ponad 10 miliardów lat.

Wszystkie obserwacje pozwoliły określić wiek wszechświata na 15-20 miliardów lat. Ten skończony czas tłumaczy wątpliwość Olbersa dotyczącą światła gwiazd: niebo nie jest rozjarzone, gdyż do Ziemi dociera światło z ograniczonej wiekiem wszechświata liczby tych ciał niebieskich. Wczesny wszechświat był wypełniony promieniowaniem i materią, którą początkowo stanowiły wodór i hel utworzone z cząsteczek elementarnych w gęstej pierwotnej kuli ognistej.


Potem zaczęły narastać niejednorodności, czyli niewielkie zagęszczenia gazu, i to one przyczyniły się do pojawienia się galaktyk. Wielkiego Wybuchu nie należy wyobrażać sobie jako eksplozji z błyskiem światła i hukiem pędzącego powietrza. Nie istniały bowiem fale akustyczne ani świetlne, nie było również czasu ani przestrzeni (powstały właśnie w momencie Wielkiego Wybuchu), a zatem wraz z rozszerzaniem się wszechświata rozszerzała się czasoprzestrzeń. KONIEC
Dziękujemy za uwagę
Autorzy: Mateusz Sowa
Jan Janczy
Full transcript