המפץ הגדול – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ שוחזר מעריכות של העיתונאי המנטר (שיחה) לעריכה האחרונה של 2.53.156.0
Matanyabot (שיחה | תרומות)
מ בוט החלפות: שנייה\1
שורה 15:
[[קובץ:History of the Universe.svg|300px|ממוזער|כרונולוגית היקום. החל מתחילת ההתפשטות, תנודות קוונטיות, אינפלציה קוסמית, היווצרות הפרוטונים, תחילתו וסיומו של היתוך גרעיני, קרינת הרקע הקוסמית, היווצרות מימן נייטרלי ועד ליקום כיום]]
{{ערך מורחב|סינגולריות כבידתית}}
כשאומדים את התרחבות היקום אחורה בזמן מגיעים לתוצאה כי צפיפות החומר והטמפרטורה היו אינסופיים בזמן סופי כלשהו בעבר.{{הערה|Hawking, S. W.; Ellis, G. F. R. (1973). [https://books.google.co.il/books?id=9AUhAwAAQBAJ&lpg=PP1&pg=PP1#v=onepage&q&f=false The Large-Scale Structure of Space-Time]. [[הוצאת אוניברסיטת קיימברידג']]}} סינגולריות זו מצביעה על כך שתורת היחסות הכללית אינה מתארת באופן מספק את חוקי הפיזיקה בהקשר זה. יכולתם של מודלים המבוססים על תורת היחסות הכללית לאמוד את הסינגולריות מוטלת בספק, בוודאי לא בזמן שלפני סוף עידן פלאנק (10<sup>-43</sup> שניהשנייה מתחילת המפץ הגדול).
 
אותה סינגולריות קדמונית מכונה לעיתים "המפץ הגדול", אך המושג לעיתים גם מתייחס לשלב הקדמוני, הצפוף והחם של היקום. בכל מקרה, ל"מפץ הגדול" כאירוע ניתן להתייחס בלשון הדיבור, כ"לידתו" של היקום מאחר שהוא מייצג את הנקודה בהיסטוריה בה חוקי הפיזיקה כמו שאנו מבינים אותם (ביחוד היחסות הכללית ו[[המודל הסטנדרטי]]), כולל ה[[זמן]] עצמו,{{הערה|[[סטיבן הוקינג]], "[http://www.hawking.org.uk/the-beginning-of-time.html תחילת הזמן (The Beginning of Time)]".}} התחילו לשחק תפקיד. הזמן שעבר מאז אותו אירוע — מה שנחשב גם כ[[גיל היקום]] — הוא כ-13.8 מיליארד שנה.{{הערה|Planck Collaboration (2015). [https://arxiv.org/pdf/1502.01589.pdf Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters]. עמוד 32}} נתון זה מתבסס על מדידות על ידי שימוש ב[[סופרנובה]] מסוג ''Ia'', ומדידת תנודות ב[[קרינת הרקע הקוסמית]].
שורה 23:
 
השלבים הראשונים של המפץ הגדול נתונים להשערות. ברוב המודלים הנפוצים היקום בראשיתו היה מלא [[הומוגניות והטרוגניות|הומוגנית]] ו[[איזוטרופיות|איזוטרופית]] בצפיפות אנרגיה גדולה מאוד, טמפרטורות גבוהות ו[[לחץ]] אדיר, תוך כדי התפשטות מהירה והתקררות.
בערך כ-10<sup>-37</sup> שניהשנייה להתפשטות, [[מעבר פאזה]] גרם ל[[אינפלציה קוסמית]] תוך כדי שהיקום גדל בצורה מעריכית, בזמן שתנודות [[קוונטים|קוונטיות]], שהתרחשו כתוצאה מ[[עקרון האי-ודאות]], התגברו והפכו לאבני היסוד שמאוחר יותר יהוו את המבנים הגדולים ביקום ([[גלקסיה|גלקסיות]], [[צביר גלקסיות|צבירים]] וכדומה).{{הערה|[[אלן גות']] (1998). "The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins" {{כ}} Vintage Books}} לאחר שהאינפלציה נעצרה, היקום התחמם מחדש עד לקבלת הטמפרטורה הנחוצה ל[[יצירת זוג]] של [[פלזמת קווארקים-גלואונים]] בנוסף ל[[חלקיקי יסוד|חלקיקים יסודיים]] אחרים.{{הערה|Schewe, P. (2005). "An Ocean of Quarks". Physics News Update. American Institute of Physics.728 (1).|כיוון=שמאל}} הטמפרטורות היו כה גבוהות עד שתנועות אקראיות של חלקיקים היו מהירים [[תורת היחסות|יחסותית]] וזוגות של [[חלקיק]]-[[אנטי חלקיק]] מכל הסוגים נוצרו והושמדו ללא הרף כתוצאה מהתנגשויות. בנקודה מסוימת, ריאקציה בלתי ידועה שנקראת [[באריוגנזה]] הפרה את השימור של [[מספר באריוני]], מה שהוביל לרוב קטן של [[קווארק]]ים ו[[לפטון|לפטונים]] על פני אנטי-קווארק ואנטי-לפטון (כלומר האנטי חלקיק שלהם). הדבר הוביל ליתרון של ה[[חומר]] על פני ה[[אנטי חומר]] ביקום כיום.{{הערה|Kolb and Turner (1988), [https://www.scribd.com/doc/101407608/The-Early-Universe-Kolb-Turner The Early Universe]. פרק 6}}
===התקררות===
{{הפניה לערך מורחב|ערכים=[[סינתזה גרעינית קדמונית]], [[קרינת הרקע הקוסמית]]}}
[[קובץ:2MASS LSS chart-NEW Nasa.jpg|350px|ממוזער|תמונה פנורמית [[תת-אדום|תת-אדומה]] של השמיים חושפת את תפוצת הגלקסיות מחוץ לגלקסיית [[שביל החלב]]]]
[[צפיפות היקום]] המשיכה לרדת והטמפרטורות צנחו מה שגרם לאנרגיה האופיינית של כל חלקיק להיחלש בהתאם. [[מעבר פאזה]] נוסף סידר את [[כוחות היסוד]] של הפיזיקה והפרמטרים של [[חלקיקי יסוד|חלקיקי היסוד]] בצורתם הידועה כיום.{{הערה|Kolb and Turner (1988), [https://www.scribd.com/doc/101407608/The-Early-Universe-Kolb-Turner The Early Universe]. פרק 7}} לאחר כ-10<sup>-11</sup> שניהשנייה לאחר המפץ הגדול, התמונה נהפכת לפחות משוערת מאחר שאנרגיית החלקיקים צונחת למידות שכבר ניתן לאמת על ידי שימוש ב[[מאיץ חלקיקים|מאיצי חלקיקים]]. כ-10<sup>-6</sup> שניהשנייה למפץ הגדול, קווארקים וגלואונים התחברו ויצרו [[באריון|באריונים]] כמו [[פרוטונים]] ו[[נייטרונים]]. היתרון המספרי של הקווארקים על פני האנטי-קווארקים גרם גם ליתרון של הבאריונים על פני האנטי-באריונים. הטמפרטורות באותה העת לא היו גבוהות מספיק כדי ליצור זוגות חדשים של פרוטון ואנטי-פרוטון (אותו הדבר עבור נייטרונים ואנטי-נייטרונים), מה שגרם להשמדת מסה אשר ממנה נשאר רק 1/10<sup>-10</sup> ממספר הפרוטונים והנייטרונים המקוריים ואף לא אחד מהאנטי חלקיק שלהם. תהליך דומה התרחש עבור ה[[אלקטרונים]] וה[[פוזיטרון|פוזיטרונים]] כשנייה לאחר המפץ הגדול. לאחר השמדת המסה, הפרוטונים, הנייטרונים והאלקטרונים הנותרים לא נעו יותר [[תורת היחסות הכללית|יחסותית]] וצפיפות האנרגיה ביקום נשלטה על ידי ה[[פוטונים]] (עם השפעה זניחה של חלקיק ה[[נייטרינו]]).
 
דקות ספורות למפץ הגדול, כאשר הטמפרטורה הייתה כמיליארד מעלות [[קלווין]] והצפיפות הייתה כזאת של ה[[אוויר]], נייטרונים ופרוטונים התחברו ויצרו את [[גרעין האטום|גרעיני האטום]] של [[דאוטריום]] ([[איזוטופ]] של אטום [[מימן]]) וה[[הליום]] בתהליך ה[[סינתזה גרעינית קדמונית|סינתזה הגרעינית]].{{הערה|Kolb and Turner (1988), [https://www.scribd.com/doc/101407608/The-Early-Universe-Kolb-Turner The Early Universe]. פרק 4}} רוב הפרוטונים נשארו חופשיים כגרעיני אטום מימן.{{הערה|Peacock (1999), [https://books.google.co.il/books?id=t8O-yylU0j0C&lpg=PP1&pg=PP1#v=onepage&q&f=false Cosmological Physics]. פרק 9}}
שורה 41:
 
האנרגיה האפלה בהגדרתה הפשוטה ממלאת את מקום המושג [[הקבוע הקוסמולוגי]] מ[[משוואת איינשטיין|משוואות השדה של איינשטיין]] של תורת היחסות הכללית, אולם ההרכב והמכניזם שלה אינם ידועים והיחסים של עם [[המודל הסטנדרטי]] של [[פיזיקת החלקיקים]] נחקר הן בדרכים תאורטיות והן על ידי תצפיות.{{הערה|שם=aa|Peebles, P. J. E.; Ratra, Bharat (2003). "[https://arxiv.org/abs/astro-ph/0207347 The cosmological constant and dark energy]". Reviews of Modern Physics. 75 (2): 559–606.}}
כל האבולוציה הקוסמית של עידן האינפלציה יכול להיות מוסבר לעומק על ידי [[מודל למדא-CDM|מודל הלמדא-CDM]] של הקוסמולוגיה, אשר נעזרת במסגרת של [[מכניקת הקוונטים]] ותורת היחסות הכללית. אין מודל מגובה בראיות שמסביר את מה שאירע כ-10<sup>-15</sup> שניהשנייה למפץ הגדול ונראה כי נדרשת תאוריה מאוחדת של [[תורת כבידה קוונטית]] על מנת לפרוץ מחסום זה. הבנת התקופות הקדומות של ההיסטוריה של היקום מהווה את אחת הבעיות הגדולות הבלתי פתורות של הפיזיקה.
 
==ההיסטוריה של רעיון המפץ הגדול==