Wat Is De Big Bang-Theorie?

{h1}

The big bang theory is de leidende uitleg over hoe het universum begon. Op zijn eenvoudigst, het spreekt over het universum zoals wij het kennen, beginnend met een kleine singulariteit, en dan de volgende 13,8 miljard jaar opblazend naar de kosmos die we vandaag kennen.

The Big Bang Theory is de leidende uitleg over hoe het universum begon. Op zijn eenvoudigst gezegd, het zegt dat het universum zoals we het kennen begon met een kleine singulariteit, dan opgeblazen in de volgende 13,8 miljard jaar naar de kosmos die we vandaag kennen.

Omdat de huidige instrumenten astronomen niet toestaan ​​terug te kijken naar de geboorte van het universum, komt veel van wat we begrijpen over de Oerknaltheorie uit wiskundige formules en modellen. Astronomen kunnen echter de "echo" van de uitzetting zien door een fenomeen dat bekend staat als de kosmische microgolfachtergrond.

Hoewel de meerderheid van de astronomische gemeenschap de theorie aanvaardt, zijn er enkele theoretici die naast de oerknal alternatieve verklaringen hebben, zoals een eeuwige inflatie of een oscillerend universum.

De uitdrukking "Big Bang Theory" is al tientallen jaren populair onder astrofysici, maar kwam in 2007 in de hoofdrol toen een comedyshow met dezelfde naam in première ging op CBS. De show volgt het thuis- en academische leven van verschillende onderzoekers (waaronder een astrofysicus).

De eerste seconde en de geboorte van het licht

In de eerste seconde nadat het universum begon, bedroeg de omgevingstemperatuur ongeveer 10 miljard graden Fahrenheit (5,5 miljard graden Celsius), aldus de NASA. De kosmos bevatte een breed scala aan fundamentele deeltjes zoals neutronen, elektronen en protonen. Deze vervielen of combineerden terwijl het universum koeler werd.

Deze vroege soep zou onmogelijk zijn geweest om naar te kijken, omdat het licht niet naar binnen kon dragen. "De vrije elektronen zouden licht (fotonen) hebben verstrooid over de manier waarop zonlicht uit de waterdruppeltjes in wolken valt," verklaarde NASA. Na verloop van tijd echter kwamen de vrije elektronen in contact met kernen en creëerden ze neutrale atomen. Dit liet het licht ongeveer 380.000 jaar na de Big Bang doorschijnen.

Dit vroege licht - soms de "nagloed" van de oerknal genoemd - is beter bekend als de kosmische microgolfachtergrond (CMB). Het werd voor het eerst voorspeld door Ralph Alpher en andere wetenschappers in 1948, maar werd pas 20 jaar later bij toeval gevonden. [Afbeeldingen: Peering Back to the Big Bang & Early Universe]

Arno Penzias en Robert Wilson, beiden van Bell Telephone Laboratories in Murray Hill, New Jersey, bouwden in 1965 een radio-ontvanger en haalden volgens de NASA hogere temperaturen op dan verwacht. Eerst dachten ze dat de anomalie te wijten was aan duiven en hun mest, maar zelfs na het opruimen van de rotzooi en het doden van duiven die probeerden in de antenne te roosteren, hield de anomalie aan.

Tegelijkertijd probeerde een team van de Princeton University (geleid door Robert Dicke) het bewijs van de CMB te vinden en besefte dat Penzias en Wilson erover waren gestruikeld. De teams publiceerden elk papers in het Astrophysical Journal in 1965.

Bepaal de leeftijd van het universum

De kosmische microgolfachtergrond is op veel missies waargenomen. Een van de beroemdste ruimtevaartmissies was NASA's Cosmic Background Explorer (COBE) -satelliet, die de lucht in de jaren '90 in kaart bracht.

Verschillende andere missies hebben COBE's voetstappen gevolgd, zoals het BOOMERANG-experiment (Balloon Observations of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics), NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) en de Planck-satelliet van het European Space Agency.

De observaties van Planck, voor het eerst uitgebracht in 2013, brachten de achtergrond in ongekende details in kaart en onthulden dat het universum ouder was dan eerder werd gedacht: 13,82 miljard jaar oud, in plaats van 13,7 miljard jaar oud. [Verwante: hoe oud is het universum?] (De missie van het onderzoeksterrein is aan de gang en nieuwe kaarten van de CMB worden periodiek vrijgegeven.)

De kaarten geven echter aanleiding tot nieuwe mysteries, zoals waarom het zuidelijk halfrond iets roder (warmer) lijkt dan het noordelijk halfrond. The Big Bang Theory zegt dat de CMB grotendeels hetzelfde zou zijn, ongeacht waar je kijkt.

Het onderzoeken van de CMB geeft ook astronomen aanwijzingen over de samenstelling van het universum. Onderzoekers denken dat het grootste deel van de kosmos bestaat uit materie en energie die niet kan worden 'gevoeld' met conventionele instrumenten, wat leidt tot de namen donkere materie en donkere energie. Slechts 5 procent van het universum bestaat uit materie zoals planeten, sterren en sterrenstelsels.

Gravitatie golven controverse

Terwijl astronomen het begin van het universum konden zien, zochten ze ook naar bewijzen van de snelle inflatie. Theorie zegt dat in de eerste seconde nadat het universum werd geboren, onze kosmos sneller dan de snelheid van het licht zweefde. Dat overigens niet de snelheidslimiet van Albert Einstein schendt, omdat hij zei dat licht het maximum is dat alles binnen het universum kan bereiken. Dat gold niet voor de inflatie van het universum zelf.

In 2014 zeiden astronomen dat ze in de CMB bewijs hadden gevonden over "B-modes", een soort polarisatie die werd gegenereerd toen het universum groter werd en zwaartekrachtgolven creëerde. Het team zag het bewijs hiervan met behulp van een antarctische telescoop genaamd "Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization" of BICEP2.

"We hebben er alle vertrouwen in dat het signaal dat we zien echt is en het is in de lucht", vertelde hoofdonderzoeker John Kovac van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics aan Space.com in maart 2014.

Maar tegen juni zei hetzelfde team dat hun bevindingen hadden kunnen worden gewijzigd door galactisch stof dat hun gezichtsveld in de weg stond.

"De basis-afhaalmaaltijd is niet veranderd: we hebben veel vertrouwen in onze resultaten", zei Kovac in een persconferentie die werd gerapporteerd door de New York Times. "Nieuwe informatie van Planck zorgt ervoor dat het lijkt alsof pre-Planckiaanse voorspellingen van stof te laag waren," voegde hij eraan toe.

De resultaten van Planck zijn in september online gezet in voorgepubliceerde vorm. Tegen januari 2015 bevestigden onderzoekers van beide teams dat "het Bicep-signaal grotendeels, zo niet alles, sterrenstof was", zei de New York Times in een ander artikel.

Deze afbeelding toont een tijdlijn van het universum gebaseerd op de oerknaltheorie en inflatiemodellen.

Deze afbeelding toont een tijdlijn van het universum gebaseerd op de oerknaltheorie en inflatiemodellen.

Krediet: NASA / WMAP

Afzonderlijk zijn zwaartekrachtsgolven bevestigd als we het hebben over de bewegingen en botsingen van zwarte gaten die enkele tientallen massa's groter zijn dan onze zon. Deze golven zijn meerdere keren gedetecteerd door de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) sinds 2016. Naarmate LIGO gevoeliger wordt, wordt verwacht dat het ontdekken van zwart gat gerelateerde zwaartekrachtgolven een redelijk frequente gebeurtenis zal zijn.

Snellere inflatie, multiverses en in kaart brengen van de start

Het universum breidt zich niet alleen uit, maar wordt ook sneller naarmate het opblaast. Dit betekent dat niemand in de loop van de tijd in staat zal zijn om andere sterrenstelsels vanaf de aarde of enig ander gezichtspunt in onze Melkweg waar te nemen.

"We zullen verre melkwegstelsels van ons weg zien komen, maar hun snelheid neemt met de tijd toe", zei astronoom Avi Loeb van Harvard University in een Space.com-artikel van maart 2014.

"Dus, als je lang genoeg wacht, zal een verre melkweg uiteindelijk de snelheid van het licht bereiken." Wat dat betekent is dat zelfs het licht niet in staat zal zijn om de opening te overbruggen die wordt geopend tussen dat melkwegstelsel en ons. buitenaardse wezens in die melkweg om met ons te communiceren, om signalen te sturen die ons zullen bereiken, eens hun melkweg sneller dan licht beweegt ten opzichte van ons. "

Sommige natuurkundigen suggereren ook dat het universum dat we ervaren slechts een van de vele is. In het "multiversum" -model zouden verschillende universums naast elkaar bestaan, net als bubbels die naast elkaar liggen. De theorie suggereert dat in die eerste grote druk van de inflatie verschillende delen van de ruimtetijd met verschillende snelheden groeiden. Dit kan verschillende secties hebben gesneden - verschillende universums - met potentieel verschillende natuurwetten.

"Het is moeilijk om inflatiemodellen te bouwen die niet tot een multiversum leiden", zei Alan Guth, een theoretisch fysicus aan het Massachusetts Institute of Technology, tijdens een persconferentie in maart 2014 over de ontdekking van zwaartekrachtsgolven. (Guth is niet verbonden aan dat onderzoek.)

"Het is niet onmogelijk, dus ik denk dat er nog steeds zeker onderzoek moet worden gedaan, maar de meeste inflatiemodellen leiden wel tot een multiversum en bewijs voor inflatie zal ons in de richting van het nemen van [het idee van een] multiversum brengen.."

Hoewel we kunnen begrijpen hoe het universum dat we zien zijn ontstaan, is het mogelijk dat de oerknal niet de eerste inflatieperiode was die het universum ervoer. Sommige wetenschappers geloven dat we in een kosmos leven die door regelmatige cycli van inflatie en deflatie gaat en dat we toevallig in een van deze fasen leven.


Video Supplement: The Beginning of Everything -- The Big Bang.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com