Toimittajan huomautus: Peter Shaver on kirjoittanut uuden kirjan "Kosminen perintö - evoluutio isosta räjähdyksestä tietoiseen elämään". Tutustu tähän kuinka voit voittaa kopion!
Universumi on käynyt läpi useita erillisiä vaiheita. Ensimmäisen sekunnin ensimmäinen osa on spekulatiivinen, mutta jälkimmäisen osan fysiikka on meille hyvin tiedossa. Ensimmäisen muutaman minuutin aikana muodostuivat kevyimmät elementit (vety ja helium).
Seuraavan 380 000 vuoden aikana maailmankaikkeus oli kuuma (mutta aina jäähdyttävä) elektronien, ytimien ja fotonien plasma. 380 000 vuotiaana se oli riittävän viileä, jotta elektronit ja ytimet yhdistyivät atomiksi prosessiin, jota kutsutaan rekombinaatioksi. Fotonit vapautettiin plasmasta, ja maailmankaikkeudesta tuli avoin ensimmäistä kertaa. Koska maailmankaikkeus oli läpinäkymätön ennen rekombinaatiota ja läpinäkyvä sen jälkeen, näemme tämän ajanjakson seinänä ja se tunnetaan kosmisena mikroaaltotaustana.
Seurauksena oli ajanjakso, joka tunnetaan nimellä "kosminen pimeä aikakausi". Ainoa valo oli Ison räjähdyksen heikentyvä jälkihehku, ja aine koostui alkeisosista ja eksoottisesta 'pimeästä aineesta'. Tänä aikana gravitaatiokertymä tuotti hitaasti, mutta varmasti suurempia ja suurempia ainepitoisuuksia, ja kun niistä tuli riittävän tiheitä, ydinreaktioita voi muodostua ja ensimmäiset tähdet ja galaksit syntyivät. Ne sytyttivät ja ionisoivat maailmankaikkeuden uudelleen, noin 400–500 miljoonaa vuotta suuren räjähdyksen jälkeen, ns. Reionisaation aikakaudella.
Aktiviteetti lisääntyi eksponentiaalisesti, huipentuen "kvaasarikauteen" 2 - 4 miljardia vuotta isojen räjähdysten jälkeen, kaoottisen tähden ja galaktien muodostumisen, galaktien vuorovaikutusten, hirviökvasaarien ja radiogalaksien frenettinen ajanjakso. Tämä toiminta alkoi lopulta lopettaa, vaikka se jatkuu edelleenkin; kvaasarien esiintyvyys on nykyään tuhat kertaa vähemmän kuin se oli kvaasarikauden huipulla. 13,7 miljardin vuoden päästä maailmankaikkeus on nyt saavuttanut arvokkaan keski-iän.
"Raskaat elementit", kuten hiili ja happi, jotka ovat välttämättömiä elämälle sellaisena kuin me sen tiedämme, tuotetaan kaikissa tähtiin, ja tämä prosessi on jatkunut ensimmäisten tähteiden muodostumisen jälkeen. Jokainen tähti sukupolvi työntää enemmän raskaita elementtejä galaktien väliseen väliaineeseen, joten raskaiden elementtien runsaus on rakennettu ajan myötä.
Siihen mennessä, kun aurinko ja maa olivat muodostuneet 4,6 miljardia vuotta sitten, maailmankaikkeudessa oli jo tapahtunut yli 8,4 miljardia vuotta tähtien ja planeettojen muodostumista. Tähtien muodostuminen tapahtuu edelleen tänään, joten tähti- ja planeettamuodostusta on ollut yli 13 miljardia vuotta.
Zooming nyt planeetallemme, elämä alkoi kauan sen jälkeen, kun maa itse muodostui, joskus välillä 3,8-3,5 miljardia vuotta sitten (bya). Mutta melkein puolet maapallon ikäisyydestä ainoat elämän muodot olivat mikro-organismit, kuten bakteerit. Monimutkaisempia elämänmuotoja alkoi ilmestyä noin 1-2 bya. Selkärangattomat, jotka ilmestyivät noin 600 miljoonaa vuotta sitten (mya), olivat varhaisimpia monisoluisia elämänmuotoja, ja selkärankaiset näyttivät noin 500 myaa. Elämä tunkeutui maahan noin 400 mya. Dinosaurukset hallitsivat 240 myaan sukupuuttoon asti 66 myaan, ja sitten nisäkkäät ottivat vähitellen haltuunsa. Monet lajit tulivat ja menivät. Lähimmät elävät sukulaisemme ovat simpanssit, jotka eroavat esi-ikälinjastamme 5-6 mya; viimeisimmät sukulaisemme ovat kaikki kuollut sukupuuttoon.
On hämmästyttävää ajatella, kuinka äskettäin ihmiset ilmestyivät kosmiselle kohtaukselle. Lajimme ilmestyivät vasta noin 200 000 vuotta sitten, esi-isämme syntyivät Afrikasta vain 50 000 vuotta sitten, maatalous alkoi 10 000 vuotta sitten, ja meillä on ollut nykyaikaista tekniikkaa vain viimeisen 100 vuoden ajan! Olemme maailmankaikkeuden uusia tulokkaita.
Tiedämme nyt, että on planeettoja, jotka kiertävät muita tähtiä, kuten aurinkoamme, luultavasti miljardeja niistä pelkästään galaksissamme ja miljardeja enemmän miljardeissa muissa galakseissa. Kun otetaan huomioon maailmankaikkeuden valtava aikataulu, mikä tahansa elämä näillä planeetoilla on varmasti miljoonia tai miljardeja vuosia enemmän tai vähemmän edistyneempi kuin elämä maan päällä. Jos se on vähemmän kehittynyttä, se ei varmasti pysty kommunikoimaan kanssamme. Jos se on edistyneempi, sen tekniikka olisi todennäköisesti täysin tuntematon meille. Siitä huolimatta, emme todennäköisesti ole yksin maailmankaikkeudessa.
Edellä käsitellyt aikataulut kattavat tietenkin vain "tavanomaisen" maailmankaikkeuden Big Bangista tähän päivään. Jos oli olemassa "olemassa oleva" monikieli, meillä ei ole aavistustakaan siitä, kuinka kauan "aiempi" voi ulottua. Ja kun maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyy, maailmankaikkeuden tulevaisuus voi todellakin olla todella pitkä: biljoonat biljoonien vuosien ajan.
Peter Shaver on suorittanut astrofysiikan tohtorin tutkinnon Australian Sydneyn yliopistossa ja vietti suurimman osan urastaan vanhempana tutkijana Münchenissä sijaitsevassa Euroopan eteläisessä observatoriossa (ESO). Hän on kirjoittanut tai kirjoittanut yli 250 tieteellistä artikkelia ja toimittanut kuusi kirjaa tähtitiedestä ja astrofysiikasta.
