Большой взрыв
Большой взрыв – основная космологическая теория в современной физике, объясняющая развитие Вселенной на самой ранней стадии. Согласно этой теории, в начальный момент времени Вселенная находилась в состоянии сингулярности, имея бесконечные плотность и температуру. 13.7 (по последним данным - 13.8) миллиардов лет назад случился Большой взрыв, после которого началось быстрое расширение Вселенной. Это привело к ее охлаждению до такой температуры, что энергия начала превращение в первые субатомные частицы, которые только через несколько тысяч лет объединились в первые атомы. Основные предположения теории Большого взрыва были сделаны Жоржем Леметром. Разработка математического основания на базе общей теории относительности позволила создать модель происходившего, начиная практически с первого момента времени. Однако, самое начало жизни Вселенной пока неизвестно. Существует множество конкурирующих гипотез. Обычно предполагается, что Вселенная изначально была гомогенно и изотропно заполнена энергией с бесконечной плотностью, температурой и давлением. Этот результат получается из уравнений общей теории относительности но не имеет физического смысла из-за бесконечных величин. Через 10^-37 секунд после начала расширения начался период инфляции, в ходе которого Вселенная расширялась экспоненциально. После окончания этого процесса Вселенная состояла из кварк-глюонной плазмы и других элементарных частиц. Имея околосветовые скорости, частицы постоянно рождали пары с античастицами, и эти пары тут же разрушались. В какой-то момент равновесия частиц и античастиц было нарушено, что привело к доминированию обычной материи в современной Вселенной. Примерно через 10^-11 секунд картина становится более ясной, так как скорости частиц стали близки к достижимым на современных ускорителях. Через 10^-6 секунд образовались барионы. Падение температуры ниже необходимой для образования пар протонов и антипротонов привело к немедленной аннигиляции, оставившей только протоны и нейтроны и ни одной античастицы. Через 1 секунду то же произошло с электронами и позитронами. Через несколько минут температура позволила образоваться первым ядрам водорода, а через 379000 лет образовались первые атомы. Испускаемое при этом излучение известно как реликтовое. Небольшие нарушения в равномерном распределении материи по Вселенной начали приводить к их усилению, так как с падением температуры гравитация оказывала все большее влияние на движение частиц. Это завершило начальный этап развития Вселенной и дало старт процессу образования первых звезд. Большой взрыв завершился, началась эволюция Вселенной.