Temperatura vesolja med velikim pokom

Teorija velikega poka o nastanku vesolja je logičen rezultat odkritja astronoma Edwina Hubbla, da se vesolje širi. Če bi se širitev lahko obrnila, bi se celotno vesolje v določenem trenutku skrčilo v eno samo točko v vesolju. Znanstveniki so na podlagi opazovanj sedanjega vesolja izračunali razmere in temperaturo vesolja v času, ki je bil neskončno blizu tej singularnosti.

Singularnost je območje prostora-časa, v katerem se snov zdrobi tako tesno skupaj, da se gravitacijski zakoni, razloženi s splošno relativnostjo, zlomijo. V singularnosti je prostornina prostora enaka in njegova gostota je neskončna. To lahko rečemo tudi tako, da je ukrivljenost prostora-časa neskončna. Znanstveniki verjamejo, da takšna singularnost obstaja v jedru črne luknje, ki se pojavi, ko supermasivno sonce konča življenje in eksplodira. Splošna relativnost zahteva tudi, da mora taka singularnost obstajati na začetku naraščajočega vesolja.

Veliki pok je trenutek, ko je prvotna singularnost postala vesolje. Na podlagi opazovanj oddaljenih predmetov in meritev sevanja kozmičnega ozadja znanstveniki so izračunali temperaturo v času Plancka, ki znaša 10 milijonov bilijonov bilijonov bilijontin drugič. V tistem trenutku je bila temperatura 100 milijonov bilijonov bilijonov kelvinov (180 milijonov bilijonov bilijonov stopinj Fahrenheita). Vesolje je doživelo obdobje pospešene širitve, ki se je končalo precej preden je minila sekunda. V tem času se je ohladil na temperaturo 100 milijard kelvinov (180 milijard stopinj Celzija).

Približno eno sekundo po velikem poku je bilo vesolje približno 400.000 krat gostejše od vode in temperatura 10 milijard kelvinov. Snov je bila sestavljena predvsem iz protonov in nevtronov. Po 13,8 sekunde je temperatura padla na 3 milijarde kelvinov, tri minute in 45 sekund pozneje pa na 1 milijardo kelvinov. Na tej točki so nevtroni in protoni začeli tvoriti helijeva jedra. Prvi atomi so nastali šele 700.000 let po velikem poku. Takrat je temperatura padla na nekaj tisoč kelvinov, kar je bilo dovolj hladno, da so protoni in elektroni tvorili vodikove atome.

Poleg Hubblovega odkritja, da se vesolje širi, kar je najprej privedlo do razvoja teorije velikega poka, obstajata še dva razloga za sprejetje teorije. Ena je ta, da napoveduje, da bi moral helij, ki je nastal v času velikega poka, predstavljati 25 odstotkov mase vesolja, kar opažajo astrofiziki. Drugi je ta, da napoveduje, da bo temperatura sevanja v ozadju - požaj velikega poka - naj bo 3 stopinje nad absolutno ničlo, opažanja pa tudi to potrdil.