Big Bang

Βάλε σε ένα ποτήρι μερικά παγάκια και θα δεις την θερμοκρασία να πέφτει στους -20 βαθμούς.
Δεν είσαι και τόσο μακριά από τους -270º C την θερμοκρασία του μεσοδιαστήματος.

Η κινητική ενέργεια των μορίων του νερού είναι τόσο μικρή που οι δεσμοί υδρογόνου που αναπτύσσονται μεταξύ τους τα κρατάει δεμένα και το νερό βρίσκεται στην στερεή μορφή του πάγου.

Πρόσθεσε θερμότητα στο σύστημα και θα δεις την θερμοκρασία να αρχίσει να ανεβαίνει προς τους μηδέν.

Τα μόρια αρχίζουν να ταλαντώνονται ολοένα και πιο έντονα , οι δεσμοί σπάνε και το νερό μετατρέπεται σταδιακά από στερεό σε υγρό.

Ανέβασε και άλλο την θερμοκρασία προς τους 100 βαθμούς και τώρα τα μόρια αρχίζουν να κινούνται με τόσο μεγάλες ταχύτητες που κάποια από αυτά διαφεύγουν προς τον αέρα και το νερό μετατρέπεται σταδιακά από υγρό σε αέριο.

Ανέβασε και άλλο την θερμοκρασία στους 10.000 βαθμούς , θερμοκρασία μεγαλύτερη από την επιφάνεια του Ήλιου και θα δεις τα μόρια του νερού να συγκρούονται τόσο βίαια μεταξύ τους που οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων σπάνε και τώρα έχεις μια θερμή σούπα ατόμων υδρογόνου – οξυγόνου και ηλεκτρονίων.

Μόλις έσπασες το μόριο του νερού στα συστατικά του.

Φτάσε στους 1.000.000.000 βαθμούς, θερμοκρασία 1000 φορές μεγαλύτερη από το στέμμα του Ήλιου και τώρα τα ίδια τα άτομα έχουν τόσο μεγάλη κινητική ενέργεια που ακόμα και αυτά σπάνε στα δικά τους συστατικά μέρη, τα πρωτόνια και τα νετρόνια.

Πήγαινε τώρα στους 1.000.000.000.000 βαθμούς , θερμοκρασία μεγαλύτερη από την καρδιά των αστεριών , μεγαλύτερη από την θερμοκρασία ενός supernova , θερμοκρασία που δεν μπορεί να υπάρξει πουθενά στο σύμπαν και θα δεις τα ίδια τα πρωτόνια και τα νετρόνια να σπάνε στα στοιχειώδη μέρη τους, τα quarks.

Μόλις έφτασες στις απαρχές της δημιουργίας.

Θα ήθελα και εγώ να σου πω ότι η δημιουργία του Κόσμου έγινε με μια εκκωφαντική έκρηξη , όμως η γέννηση συνέβη στο απόλυτο σκοτάδι και σε εκκωφαντική σιωπή.

Αρχικά δεν υπήρχε τίποτα και μετά υπήρχαν τα πάντα.

Δεν γνωρίζουμε πολλά για αυτά τα πρώτα 10^-43 του δευτερολέπτου, εικάζουμε ότι το σύμπαν ξεκίνησε ως ένα μαθηματικό σημείο με άπειρη πυκνότητα και θερμοκρασία αυτό που ονομάζουμε μοναδικότητα.

Ο χώρος, ο χρόνος, η ύλη και το φως γεννήθηκαν από αυτό το σημείο.

10^-35 sec μετά το big bang και το σύμπαν δεν είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος ενός πρωτονίου και τότε συμβαίνει μια κατακλυσμιαία αλλαγή που ονομάζεται κοσμικός πληθωρισμός.

Σχεδόν ακαριαία περνάει από τον μικρόκοσμο στον μακρόκοσμο, φτάνει αρχικά στο μέγεθος ενός πορτοκαλιού, μετά στο μέγεθος του ηλιακού μας συστήματος και στην συνέχεια εκατομμύρια έτη φωτός σε διάμετρο.

Η αύξηση είναι τόσο απότομη που εξομαλύνει οποιεσδήποτε ανομοιογένειες και δίνει την εικόνα του επίπεδου , ομογενούς και ισότροπου σύμπαντος που βλέπουμε σήμερα.

10^-32 sec και ο πληθωρισμός σταματά , το σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται αλλά με μικρότερο ρυθμό.

Η θερμοκρασία έχει πέσει στους 10^27 βαθμούς, οι τέσσερις δυνάμεις του σύμπαντος έχουν διαχωριστεί με πρώτη την βαρύτητα και στην συνέχεια τις άλλες τρεις, την ισχυρή, την ασθενής και την ηλεκτρομαγνητική και τώρα ξεκινά η βαρυογένεση .

Τα quarks ενώνονται σχηματίζοντας πρωτόνια και νετρόνια καθώς και τα αντισωμάτια τους.

Ξεκινά η μάχη μεταξύ της ύλης και της αντιύλης.

Κάθε φορά που ένα σωματίδιο συναντά το αντισωμάτιο του εξαϋλώνονται δίνοντας ένα φωτόνιο.
Όμως για κάθε 100.000.000 σωματίδια αντιύλης γεννιόνται 100.000.001 σωματίδια ύλης και σε αυτό τον πόλεμο νικά τελικά η ύλη.

Σκέψου ότι κάθε πρωτόνιο – νετρόνιο και ηλεκτρόνιο που φτιάχνει το σώμα σου αλλά και όλη την υπόλοιπη ύλη που υπάρχει γύρω σου δημιουργήθηκε σε εκείνο το πρώτο εκατοστό του δευτερολέπτου μετά το big bang.

Στα επόμενα 3 λεπτά τα πρωτόνια και τα νετρόνια που έχουν απομείνει ενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας άτομα υδρογόνου και ηλίου και κάποια ίχνη ατόμων λιθίου.

Η αναλογία είναι 75% υδρογόνο και 25 % ήλιο , αναλογία που υπάρχει ακόμα και σήμερα.

Κάθε άτομο λιθίου που υπάρχει στην μπαταρία του κινητού σου τηλεφώνου δημιουργήθηκε 100 sec μετά το big bang.

Στα επόμενα 380.000 χρόνια το σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται με την θερμοκρασία να πέφτει διαρκώς όμως και πάλι παραμένει αρκετά υψηλή ώστε το σύμπαν να αποτελείται από ιονισμένα άτομα υδρογόνου και ηλίου με τα ελεύθερα ακόμα ηλεκτρόνια να σκεδάζουν τα φωτόνια δημιουργώντας ένα ομιχλώδες τοπίο.

Τότε η θερμοκρασία πέφτει στους 3000 βαθμούς, τα άτομα παγιδεύουν τα ηλεκτρόνια σε τροχιές γύρω τους και τα φωτόνια μπορούν πλέον να διαφύγουν ελεύθερα.

Αυτή είναι η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου που ανακαλύφθηκε εντελώς τυχαία το 1964 από τους Arno Penzias και Robert Wilson και αποτελεί την πιο παλιά φωτογραφία που έχουμε για το Σύμπαν και η οποία επιβεβαιώνει το σύγχρονο κοσμολογικό μοντέλο.

Πολύ γρήγορα εξαιτίας της διαστολής του σύμπαντος, το μήκος κύματος αυτού του πρώτου φωτός μετακινείται προς το υπέρυθρο και το σύμπαν γίνεται εντελώς διάφανο και σκοτεινό.

Σε αυτές τις συνθήκες μια άλλη μορφή ύλης η σκοτεινή ύλη, αρχίζει να δημιουργεί θύλακες βαρύτητας μέσα στους οποίους καταρρέουν τα άτομα του υδρογόνου και του ηλίου.

Η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο ισχυρή ώστε 200.000.000 χρόνια μετά το big bang τα άτομα υδρογόνου αρχίζουν πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης δημιουργώντας τους πρώτους αστέρες.

Το σύμπαν αρχίζει να φωτίζεται ξανά.

Τα πρώτα άστρα κάνουν τον κύκλο της ζωής τους και οι πρώτες εκρήξεις supernova γεμίζουν τον μεσοαστρικό χώρο με τα στοιχεία που θα αποτελέσουν την βάση της ζωής, τον άνθρακα , το οξυγόνο , το άζωτο ,το πυρίτιο μέχρι και τα βαρύτερα στοιχεία του περιοδικού πίνακα.

Δημιουργούνται οι πρώτοι γαλαξίες και τα πρώτα σμήνη γαλαξιών.

• 4,6 δις χρόνια πριν δημιουργείται ο Ήλιος και οι πλανήτες.
• 3,5 δις χρόνια πριν έχουμε τις πρώτες μορφές ζωής.
• 500.000.000 χρόνια πριν τα πρώτα ζώα και φυτά.
• 250.000.000 χρόνια πριν τους δεινόσαυρους και τα πρώτα θηλαστικά.
• 6.000.000 χρόνια πριν τα πρώτα ανθρωποειδή και 300.000 χρόνια πριν τον homo sapiens.

Η διαστολή του σύμπαντος συνεχίζεται και σήμερα 13,8 δις χρόνια μετά το big bang και σύμφωνα με το πιο σύγχρονο κοσμολογικό μοντέλο το σύμπαν όχι απλά διαστέλλεται αλλά διαστέλλεται επιταχυνόμενο με την κοσμολογική σταθερά Λ που αρχικά προτάθηκε από τον Einstein για να κρατήσει το σύμπαν στατικό και αιώνιο σήμερα να αποτελεί το άλλο μεγάλο μυστήριο, την σκοτεινή ενέργεια.

Αυτή αποτελεί το 70% της συνολικής ενέργειας του σύμπαντος, προκαλεί αρνητική πίεση και επιταχύνει την διαστολή του.

Η τελική μοίρα του θα εξαρτηθεί από αυτή την ενέργεια που έχει το ίδιο το κενό.

Πόσο μεγάλο λοιπόν είναι το Σύμπαν;

Αν φανταστείς μια σφαίρα με κέντρο την Γη , το σύμπαν που μπορούμε να παρατηρήσουμε έχει ακτίνα 45.000.000.000 έτη φωτός και αυτή αποτελεί το όριο του ορίζοντα μας.

Οτιδήποτε υπάρχει πιο μακριά δεν μπορούμε να το δούμε γιατί καθώς το σύμπαν διαστέλλεται το φως από αυτά τα αστέρια δεν θα έχει ποτέ τον απαιτούμενο χρόνο για να μας φτάσει.

Ακόμα και σε αυτή την έκταση υπάρχουν 2.000.000.000.000 γαλαξίες που ο καθένας περιέχει 100.000.000.000 αστέρια.

Το απίστευτο είναι ότι η ύλη που φτιάχνει το ίδιο μας το σώμα , τα πρωτόνια τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια και τελικά μπορούμε να παρατηρήσουμε με τα τηλεσκόπια ή να συμπεράνουμε την ύπαρξή της από το βαρυτικό της πεδίο, δεν αποτελεί παρά το 5% της συνολικής ύλης και ενέργειας που φτιάχνει το σύμπαν.

Για το άλλο 95 % δεν γνωρίζουμε τίποτα άλλο παρά μόνο ότι είναι εκεί.

Κατά το 25% έχει την μορφή της σκοτεινής ύλης που συγκρατεί τους γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών και το υπόλοιπο 70% έχει την μορφή της εξωτικής σκοτεινής ενέργειας που σπρώχνει την διαστολή του σύμπαντος.

Αυτή είναι και η γοητεία αυτής της επιστήμης, δεν έχει έτοιμες απαντήσεις στα ερωτήματα που θέτει η φύση αλλά μέσα από την παρατήρηση και το πείραμα αναπτύσσει θεωρίες για να δώσει ερμηνείες στα φαινόμενα.

Οι θεωρίες μπορεί στο μέλλον να τροποποιηθούν ή και να αλλάξουν όπως η νευτώνεια μηχανική έδωσε την θέση της στην μηχανική του Einstein και την κβαντομηχανική, όμως αυτός είναι ο τρόπος που ο άνθρωπος μπορεί να απαντήσει στα ερωτήματά του.

Είναι ο τρόπος που μας έβγαλε από τις σπηλιές και εκείνος που έστειλε τον πρώτο άνθρωπο στο φεγγάρι, είναι ο τρόπος που κάνει το κινητό σου τηλέφωνο να δουλεύει και ο τρόπος που η ιατρική και η βιολογία σε κρατούν στην ζωή.

Αυτή είναι και η μεγάλη τιμή να ανήκεις στο είδος που λέγεται Άνθρωπος.

Βγήκε από την σαβάνα πριν από μερικές χιλιάδες χρόνια και σήμερα κοιτά ψηλά στον ουρανό και αναρωτιέται για την θέση και τον προορισμό του πάνω σε αυτή την σκόνη γης.

ΣΤΑΥΡΟΣ ΛΟΥΒΕΡΔΗΣ