Tervetuloa takaisin! Viime kerralla keskustelimme muutamasta ensimmäisestä kiistanalaisesta ja tapahtumarikkaasta hetkestä, joka seuraa kosmosemme syntymää. Katsellen ympärillemme tänään, tiedämme, että vain muutaman miljardin vuoden aikana maailmankaikkeus muuttui siitä pienten alkuainepartikkelien rakeistuneesta amalgaamista valtavaksi ja organisoituneeksi laajuudeksi, joka vain kuvasi suuren mittakaavan rakennetta. Kuinka jotain sellaista tapahtuu?
Katsotaanpa. Kun lähdimme, universumi oli kaoottinen keitto, joka sisälsi yksinkertaista ainetta ja säteilyä. Fotoni ei voinut kulkea kovin pitkälle törmäämättä varautuneeseen hiukkasiin ja absorboituna siitä, kiinnittäen sen ja myöhemmin säteilevän, vain käydäkseen läpi syklin uudelleen. Noin kolmen minuutin kuluttua ympäristön lämpötila oli jäähtynyt niin paljon, että nämä varautuneet hiukkaset (protonit ja elektronit) voisivat alkaa tulla yhteen ja muodostaa pysyviä ytimiä.
Laskevasta lämpötilasta huolimatta se oli silti riittävän kuuma, jotta nämä ytimet alkoivat yhdistyä raskaammiksi elementeiksi. Muutaman seuraavan minuutin aikana maailmankaikkeus keitti erilaisia vety-, helium- ja litiumytimien isotooppeja prosessissa, jota yleisesti kutsutaan ison bangin nukleosynteesiksi. Ajan myötä ja maailmankaikkeuden laajentuessa edelleen, nämä ytimet vangitsivat hitaasti ympäröiviä elektroneja, kunnes neutraalit atomit hallitsivat maisemaa. Lopuksi, noin 300 000 vuoden kuluttua, fotonit voivat kulkea vapaasti maailmankaikkeuden läpi ilman, että varautuneet hiukkaset pääsevät tielle. Kosmisen mikroaaltosäteilyn säteily, jota tähtitieteilijät havaitsevat tänään, on itse asiassa siitä hetkestä lähtien oleva jäännösvalo, joka venyy ajan myötä maailmankaikkeuden laajenemisen vuoksi.
Jos tarkastelet kuvaa CMB: stä (yllä), näet kuvion erivärisiä laikkuja, jotka edustavat anisotroopioita kosmoksen taustalämpötilassa. Nämä lämpötilaerot johtuivat alun perin pienistä kvanttivaihteluista, jotka räjähdysmäisesti räjähti hyvin varhaisessa universumissa. Seuraavan muutaman sadan miljoonan vuoden aikana avaruusaikakankaan hiukan ylikuormitetut alueet houkuttelivat painovoiman vaikutuksen alaan yhä enemmän ainetta (sekä baryonista - sellaista, josta sinä olet valmistettu - että tummaa). Jotkut pienet alueet tulivat lopulta niin kuumiksi ja tiheiksi, että ne pystyivät aloittamaan ydinfuusion ytimessään; siten herkässä tanssissa ulkoisen painovoiman ja sisäisen paineen välillä syntyivät ensimmäiset tähdet. Sitten gravitaatio jatkoi vetämistään vetämällä tähteiden ryhmiä galakseihin ja myöhemmin galaksien ryhmittymiä galaksiklusteihin. Jotkut massiiviset tähdet romahtivat mustiin reikiin. Toiset kasvoivat niin raskaiksi ja paisuneiksi, että räjähtivat räjäyttäen kappaleita metallirikkaita roskia joka suuntaan. Noin 4,7 miljardia vuotta sitten osa tästä materiaalista löysi tien kiertoradalle yhden vaatimattoman pääsekvenssin tähden ympärillä, luomalla kaiken kokoisia, muotoisia ja koostumuksellisia planeettoja - aurinkokuntamme!
Miljardien vuosien geologia ja evoluutio myöhemmin, tässä me olemme. Ja siellä muu maailmankaikkeus on. Se on aika silmiinpistävä tarina. Mutta mitä seuraavaksi? Ja kuinka me tiedämme, että kaikki tämä teoria on jopa lähes oikein? Muista palata seuraavan kerran saadaksesi selville!
