Teoria big bang a originii universului este un rezultat logic al descoperirii de către astronomul Edwin Hubble că universul se extinde. Dacă expansiunea ar putea fi inversată, întregul univers s-ar contracta, la un moment dat, într-un singur punct din spațiu. Oamenii de știință au dedus condițiile și temperatura universului la un moment infinit de aproape de această singularitate pe baza observațiilor universului prezent.
Singularitatea primordială
O singularitate este o regiune a spațiului-timp în care materia este zdrobită atât de strâns încât legile gravitaționale explicate de relativitatea generală se descompun. Într-o singularitate, volumul spațiului este zero și densitatea sa este infinită. O altă modalitate de a spune acest lucru este că curbura spațiu-timp este infinită. Oamenii de știință cred că o astfel de singularitate există în miezul unei găuri negre, care apare atunci când un soare super-masiv ajunge la sfârșitul vieții sale și implodează. Relativitatea generală cere, de asemenea, o astfel de singularitate care trebuie să existe la începutul unui univers în expansiune.
Big Bang-ul
Big Bang-ul este momentul în care singularitatea primordială a devenit universul. Pe baza observațiilor obiectelor îndepărtate și a măsurătorilor radiației cosmice de fond, oamenii de știință au dedus temperatura la timpul Planck, care este de 10 milioane trilioane trilioane trilionime de al doilea. În acel moment, temperatura era de 100 milioane trilioane trilioane de kelvini (180 milioane trilioane trilioane de grade Fahrenheit). Universul a suferit o perioadă de expansiune accelerată care s-a încheiat cu mult înainte să treacă o secundă. În acest moment, se răcise la o temperatură de 100 de miliarde de kelvini (180 de miliarde de grade Fahrenheit).
Primele momente ale istoriei
Aproximativ o secundă după big bang, universul era de aproximativ 400.000 de ori mai dens decât apa și temperatura era de 10 miliarde de kelvini. Materia consta în principal din protoni și neutroni. După 13,8 secunde, temperatura scăzuse la 3 miliarde de kelvini, iar trei minute și 45 de secunde mai târziu, scăzuse la 1 miliard de kelvini. În acest moment, neutronii și protonii au început să formeze nuclei de heliu. Primii atomi nu s-au format decât la 700.000 de ani după big bang. Până atunci, temperatura scăzuse la câteva mii de kelvini, ceea ce era suficient de rece pentru ca protonii și electronii să formeze atomi de hidrogen.
Confirmarea Teorii
Pe lângă descoperirea lui Hubble că universul se extinde, ceea ce a dus la dezvoltarea teoriei Big Bang-ului, în primul rând, există alte două motive pentru acceptarea teoriei. Unul este că prezice că heliul format în momentul big bang-ului ar trebui să reprezinte 25% din masa universului, ceea ce observă astrofizicienii. Cealaltă este că prezice că temperatura radiației cosmice de fond - afterglow of the big bang - ar trebui să fie cu 3 grade peste zero absolut, iar observațiile au și ele a confirmat acest lucru.
