Η ΜΟΙΡΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ- ΠΑΡΕΛΘΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ Από το βιβλίο «ΤΟ ΧΡΟΝΙΚΟ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ» του STEPHEN HAWKING ΤΣΙΡΙΓΩΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ

Το «μοντέλο της θερμής μεγάλης έκρηξης» ( Friedmann) Το Σύμπαν διαστέλλεται και ψύχεται. Η θερμοκρασία Τ είναι ένα μέτρο του μέσου όρου της ενέργειας (ή της ταχύτητας ) των σωματιδίων της ύλης, άρα η μεταβολή της Τ επιδρά σημαντικά στην κίνησή τους. Στις πολύ μικρές αποστάσεις σημαντικότερες είναι οι πυρηνικές ή Η/Μ έλξεις, ενώ σε μεγαλύτερες αποστάσεις (και για ηλεκτρικά ουδέτερη ύλη) σημαντικότερο ρόλο παίζουν οι βαρυτικές δυνάμεις. Στις πολύ μικρές αποστάσεις σημαντικότερες είναι οι πυρηνικές ή Η/Μ έλξεις, ενώ σε μεγαλύτερες αποστάσεις(και για ηλεκτρικά ουδέτερη ύλη) σημαντικότερο ρόλο παίζουν οι βαρυτικές δυνάμεις. 3. Από τη θερμοκρασία Τ εξαρτάται και το τι είδους σωματίδια υπάρχουν στο Σύμπαν. Σε αρκετά μεγάλες θερμοκρασίες ο ρυθμός παραγωγής ζευγών σωματιδίων – αντισωματιδίων είναι μεγαλύτερος από το ρυθμό εξαΰλωσής τους.

Η εικόνα του Σύμπαντος: το βάθος, σε κόκκινο-πορτοκαλί, αντιστοιχεί στα πιο πρώιμα στάδια της εξέλιξης του Κόσμου. Σε αυτό διακρίνονται κάποιες πτυχώσεις που αντιστοιχούν στους μελλοντικούς γαλαξίες. Στο κέντρο της εικόνας διακρίνουμε μια εκτενή νεφελώδη δομή σε χρώμα λευκό-βιολετί. Πρόκειται για τη φωτεινή ακτινοβολία που προέρχεται από το «τοπικό» Σύμπαν και θαμπώνει την πρωτογενή ακτινοβολία.

Γενική Θεωρία της Σχετικότητας: Ο χωρόχρονος έχει μια αρχή – ανωμαλία της Μεγάλης Έκρηξης Το Σύμπαν πρέπει να είχε μηδενικό μέγεθος και να ήταν άπειρα θερμό. Μετά από 1s η Τ~10 δις βαθμοί – χίλιες φορές μεγαλύτερη από την Τ στο κέντρο του Ήλιου, έκρηξη βομβών υδρογόνου. Το Σύμπαν αποτελείται κυρίως από e,ν και γ, τα αντίστοιχα αντισωματίδια και μερικά p, n. Καθώς το Σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται παραμένουν λίγα μόνο ηλεκτρόνια. Δε συμβαίνει το ίδιο με τα ν, αντι-ν. Αν έχουν μια μικρή μάζα και είναι αρκετά τότε ίσως προκαλέσουν διακοπή της διαστολής του Σύμπαντος.

100s μετά: η Τ ~ 1δις βαθμούς, όσο περίπου στο κέντρο των πιο θερμών άστρων. p+n -> πυρήνες δευτέριου Δευτέριο + p,n  He,Li,Be. 1948: Gamow+Alpher+Bethe προβλέπουν ότι τα γ από τα αρχικά στάδια πρέπει να υπάρχουν παντού στο Σύμπαν σε Τ λίγο πάνω από το απόλυτο μηδέν. 1965: Penzias και Wilson ανακαλύπτουν την ακτινοβολία αυτή. Θεωρητικοί υπολογισμοί εξηγούν την παρατηρούμενη ποσότητα He στο Σύμπαν. Στις πρώτες λίγες ώρες ολοκληρώνεται η παραγωγή των πυρήνων ηλίου και των άλλων στοιχείων. 1 εκατομμύριο χρόνια μετά το Σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται χωρίς τίποτα το σημαντικό να συμβαίνει.

Όταν η Τ πέφτει σε μερικές χιλιάδες βαθμούς σχηματίζονται τα άτομα. Η διαστολή συνεχίζεται αλλά οι πιο πυκνές περιοχές λόγω βαρυτικής έλξης σταματούν να διαστέλλονται και συρρικνώνονται. Γέννηση γαλαξιών. Σχηματισμός άστρων μέσα στους Γαλαξίες : τα βαρύτερα άστρα εξαντλούν γρηγορότερα τα καύσιμά τους και καταρρέουν εκτινάσσοντας μερικές φορές τις εξωτερικές περιοχές τους με μια τρομερή έκρηξη (σουπερνόβα). Τα βαρύτερα στοιχεία που εκτινάσσονται αποτελούν την πρώτη ύλη για την επόμενη γενιά άστρων. Ο Ήλιος μας σχηματίστηκε πριν από 5δις χρόνια (είναι άστρο 2ης ή 3ης γενιάς) από την ύλη ενός περιστρεφόμενου νέφους από υπολείμματα προηγούμενων εκρήξεων σουπερνόβα. Από την εκτίναξη αυτή σχηματίστηκε και η Γη και οι άλλοι πλανήτες.

Στην αρχή η Γη ήταν πολύ θερμή και δεν είχε ατμόσφαιρα. Σιγά σιγά ψύχεται και αποκτά ατμόσφαιρα από δηλητηριώδη αέρια – καθόλου οξυγόνο. Η υψηλή Τ σε συνδυασμό με βροχές και αστραπές οδηγούν στο σχηματισμό των πρώτων οργανικών μορίων στους ωκεανούς. Τυχαίοι συνδυασμοί αυτών οδηγούν στα πρώτα μακρομόρια και μετά σε πιο σύνθετες δομές οπότε σχηματίζεται και το πρώτο κύτταρο. Ετερότροφο – αναπαράγεται – αναερόβια αναπνοή (πρόγονος βακτηρίων) 1 δις χρόνια πριν δημιουργούνται οι πρώτοι αυτότροφοι οργανισμοί (φύκη) – φωτοσυνθέτουν κι έτσι παράγεται οξυγόνο – αλλαγή στην ατμόσφαιρα.

Το παλιότερο απολιθωμένο ζώο με αμφίπλευρη συμμετρία που ανακαλύφθηκε μέχρι σήμερα είναι η vernanimalcula. Ζούσε στις θάλασσες πριν από 580 έως 600 εκατ. χρόνια. Η ανακατασκευή της εικόνας μεγεθύνει το ζώο για να αποκαλυφθεί η πολυπλοκότητά του. Στην πραγματικότητα είχε μέγεθος όσο η τελεία στο τέλος αυτής της πρότασης.

ΑΝΑΠΑΝΤΗΤΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ : Η σύνθεση αυτή της ατμόσφαιρας βοήθησε στη δημιουργία ανώτερων μορφών ζωής και τελικά στο ανθρώπινο είδος. ΑΝΑΠΑΝΤΗΤΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ : 1. Γιατί το Σύμπαν ήταν αρχικά τόσο θερμό ; 2. Γιατί το Σύμπαν είναι τόσο ομοιόμορφο σε μεγάλη κλίμακα ; 3. Γιατί το Σύμπαν διαστέλλεται με το ρυθμό αυτό; Αν ο ρυθμός διαστολής ήταν κατά 1 προς εκατό τετράκις εκατ. μικρότερος 1s μετά τη Μεγάλη Έκρηξη το Σύμπαν θα είχε καταρρεύσει πριν το σημερινό του μέγεθος. 4. Πού οφείλονται οι τοπικές ανομοιογένειες (άστρα – γαλαξίες ) σ’ ένα τόσο ομοιόμορφο και ομογενές Σύμπαν ;

Η ΓΘΣ δε μπορεί από μόνη της ν’ απαντήσει σ’ αυτά τα ερωτήματα Η ΓΘΣ δε μπορεί από μόνη της ν’ απαντήσει σ’ αυτά τα ερωτήματα. Η φυσική φαίνεται να έχει ανακαλύψει ένα σύνολο νόμων, που μέσα στα όρια της αρχής της απροσδιοριστίας, μας επιτρέπει να προβλέψουμε πώς εξελίσσεται το Σύμπαν αν γνωρίζουμε πώς ήταν σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Ποιος όμως επιλέγει τις αρχικές συνθήκες και με ποιο σκοπό ;

Τη λύση θα δώσει (;) η κβαντική θεωρία της βαρύτητας. Οι νόμοι της φυσικής περιέχουν πολλές σταθερές, όπως το φορτίο του ηλεκτρονίου, που δεν προβλέπονται από τη θεωρία, αλλά η τιμή τους βρίσκεται μόνο πειραματικά. Αν οι τιμές αυτές δεν ήταν αυτές που είναι η νοήμων ζωή δε θα είχε τη σημερινή μορφή. Τη λύση θα δώσει (;) η κβαντική θεωρία της βαρύτητας.