תורת המפץ הגדול לילדים

עד תחילת המאה העשרים הייתה סיבה טובה לאסטרונומים להאמין שהיקום הוא סטטי - שתמיד היה כמו שהם ראו אותו, ותמיד יהיה. עם זאת, בשנת 1929, תגלית גדולה שינתה את נקודת המבט הזו; כיום קוסמולוגים מאמינים שהיקום התחיל בפיצוץ קוסמי, שנקרא המפץ הגדול, שהתרחש לפני כ- 14 מיליארד שנה.

בראשית המאה העשרים הבחין האסטרונום אדווין האבל שכמה כוכבים נראו רחוקים הרבה יותר מכפי שסברו בעבר. למעשה, הם כלל לא היו כוכבים - הם היו אוספי כוכבים, או גלקסיות, מרוחקים מהכוכב בו אנו חיים. האבל בחן את האור שגלקסיות אלה פלטו, והשתמש בו כדי לקבוע כמה הן רחוקות. בתהליך הוא גילה שהאור הוסט לכיוון הקצה האדום של הספקטרום. פירוש הדבר שהגלקסיות זזו במהירות, מה שבתורו היקום לא היה סטטי - הוא מתרחב (ועדיין).

אם היקום מתרחב, הוא בוודאי התחיל בשלב כלשהו בזמן ובמרחב, ובכך צריך להיות אפשרי להתחקות אחר התפשטותו לאותה נקודה. על ידי מדידה מדוקדקת של מרחקי הגלקסיות והתזוזות האדומות שלהן, התואמות את קצב תנועתן, הסיקו המדענים כי המפץ הגדול התרחש לפני 13.7 מיליארד שנה. באותה תקופה, מרחב וחומר התקיימו בנקודה אחת הנקראת סינגולריות; נקודה קטנה וצפופה לאין ערוך. המפץ הגדול לא היה ממש פיצוץ - כל מה שאנחנו יכולים לומר באמת הוא שזו הנקודה בה החלל והזמן החלו להתרחב ליקום המוכר לנו כיום.

בראשית היקום, החומר היה צפוף כל כך שחוקי הפיזיקה הרגילים לא חלו. במקום זאת, הכל תפקד על פי חוקי מכניקת הקוונטים, השולטים בעולם האטומים והחלקיקים התת אטומיים. בגלל זה, אי אפשר לתאר במדויק את התנאים, וזה בדיוק כמו קשה למקם במדויק את הגבולות החיצוניים של היקום, שיהיו הקצה המוביל של הַרחָבָה. מדענים הציעו יותר מתרחיש אחד לעתיד היקום. זה אולי ימשיך להתרחב לנצח, אך בסופו של דבר נגמר לו החום, והשאיר הכל קר ומת - ההקפאה הגדולה. לחלופין, היקום עשוי במקום להתמוטט שוב ​​על עצמו ולהסתיים במפץ גדול

בחלק האחרון של המאה העשרים, אסטרונומים החלו ללמוד ברצינות חורים שחורים, אשר ניבאה על ידי תורת היחסות הכללית של איינשטיין. אלה גם ייחודיים, והם מתרחשים כאשר כוכבים מסיביים משתלבים על עצמם. מדענים מאמינים כעת כי חורים שחורים נפוצים, וכי אחד קיים במרכז כל גלקסיה, כולל זו שלנו. אחת הדרכים להסתכל על המפץ הגדול היא כחור שחור אולטרה-סופר-מסיבי, מה שאומר שהוא אולי לא ייחודי. יתכן שיש עוד כאלה - וכך גם "רב-גוניות" אחרות. פיזיקאים יסודיים רבים (מדענים החוקרים חלקיקים תת-אטומיים ואפילו את החלל עצמו) סבורים שזה המקרה.