Vznik vesmíru

Veľký tresk (Big bang) bol začiatkom všetkého: času, priestoru a základných stavebných prvkov všetkej hmoty vesmíru. Obrovské kozmické hodiny začali tikať asi pred 13 miliardami rokov v takej stlačenej žeravej guli, že z jej energie spontánne vznikla hmota a antihmota. Pri svojom rýchlom vzniku bol vesmír takmer nekonečne horúci a hustý. Potom sa začal rozpínať a chladnúť, a ešte aj v súčasnosti sa rozpína a chladne.

Pred veľkým treskom
Neexistovalo žiadne „pred“ veľkým treskom, pretože neexistoval čas. Čas a priestor bol vždy pevne spojený do niečoho, čo Albert Einstein nazval priestorovo-časové kontinuum. Až keď začal existovať čas, mohol sa priestor rozpínať. A naopak, keď vznikol priestor, mohol začať plynúť čas.

Obrátená expanzia
Vesmír sa rozpína a z toho logicky vyplýva, že v minulosti muselo byť všetko bližšie pri sebe. Ak by sme súčasný, pozorovaný pohyb galaxií obrátili, dostali by sme sa späť k okamihu spred asi 13 miliárd rokov, keď všetky galaxie boli v jednom bode. Tam, kde bol začiatok explózie nazývanej veľký tresk.

Inflácia
Väčšina astronómov verí, že veľký tresk bol tichý a malý výbuch. V podmienkach raného vesmíru sa energia priamo menila na rovnaké množstvá hmoty a antihmoty – asi kilogram materiálu. O malú chvíľu sa stalo niečo oveľa oveľa dramatickejšie: došlo ku kozmickej inflácii. Vesmír sa prudko „rozfúkol“ a zväčšil svoj počiatočný rozmer za zlomok sekundy 1050-krát t.j. v zlomku sekundy narástol vesmír z rozmeru menšieho ako atóm na veľkosť väčšiu ako galaxia. Inflácia uvoľnila obrovské množstvo energie, z ktorej sa vytvorilo viac hmoty ako antihmoty a objavili sa sily, ktorými sa riadi náš vesmír.

Základné sily
V súčasnosti riadia vesmír štyri sily (interakcie). Elektromagnetická interakcia ovláda elektrinu a magnetizmus. Slabé interakcie sú príčinou svietivosti hviezd. Silná interakcia drží pospolu jadro v atómoch a gravitácia udržiava planéty a hviezdy na svojich dráhach. V začiatkoch boli tieto štyri interakcie spojené do jednej superintarakcie, ale expanziou vesmíru a jeho ochladením sa začali jedna po druhej oddeľovať. Keď sa odštiepila silná interakcia, uvoľnila sa obrovské množstvo energie, ktorá vyvolala infláciu.

Virtuálne častice
Energia z veľkého tresku vytvorila páry virtuálnych častíc – jednu z hmoty a druhú z antihmoty. Takmer v okamihu sa navzájom anihilovali.

Teórie veľkého tresku
• V roku 1929 Edwin Hubble objavil expanziu vesmíru.
• Georges Lemaître v roku 1931 tvrdil, že vesmír začal existovať po explózii „prvotného atómu“
• V roku 1948 George Gamow publikoval novú verziu teórie prvotného atómu – teóriu veľkého tresku.
• Alan Guth po skúmaní pôvodu základných interakcií vypracoval v roku 1979 teóriu inflácie.

Prvé tri minúty
Spaľujúco horúci raný vesmír na konci inflačnej fázy obsahoval obrovskú škálu elementárnych častíc – rovnako zastúpených v hmote i antihmote. Väčšina týchto častíc sa vzájomne zničila, ale nakoniec zvíťazila hmota. Keď vesmír pokračoval v expanzii a ochladzovaní, začala prevládať jeho výstavba nad deštrukciou. Postupne sa častice začali zhlukovať do väčších, stabilnejších celkov a hustá „polievka“ častíc redla. Na konci prvých troch minút svojej existencie sa vo vesmíre vytvorili základné stavebné prvky všetkej hmoty, ktorá nás dnes obklopuje – jadrá prvých troch prvkov: vodíka, hélia a lítia.

Dospievajúci vesmír
V ranom vesmíre vírili exotické častice a antičastice, niektoré s extrémne krátkou životnosťou. Kvarky, leptóny a WIMPy (Weakly Interacting Massive Particle) sa medzi ostatnými zrážali pri teplotách asi okolo 10 kvadriliárd °C. V priebehu troch minút klesla teplota na menej než 1 miliardu °C a vesmír sa stal pokojnejším prostredím s menším počtom stabilnejších častíc.