Origen de l'Univers
 |
Aquest article o secció no cita les fonts sobre «En aquesta afirmaciò es diu que "quan aquesta bola incandescent s'havia refredat a un bilió de graus", quan, per coherencia, hauria de dir "1.000 millions".
"Per quan aquests nuclis podien ser estables, l'univers va necessitar una mica més de tres minuts, quan aquesta bola incandescent s'havia refredat a un bilió de graus." Heu de tenir es cura a l'hora de traduïr xifras del anglés. Gràcies. » o necessita més referències per a la seva verificabilitat. |
En la cosmologia moderna, l'origen de l'univers és l'instant en què va aparèixer tota la matèria i l'energia que tenim actualment en l'univers com a conseqüència d'una gran explosió. Aquesta postulació és obertament acceptada per la ciència en els nostres dies i comporta que l'univers es podria haver originat fa entre 13.500 i 15.000 milions d'anys, en un instant definit. En la dècada de 1930, l'astrònom nord-americà Edwin Hubble va confirmar que l'univers s'estava expandint, fenomen que Albert Einstein amb la teoria de la relativitat general havia predit anteriorment.
Hi ha diverses teories científiques sobre l'origen de l'univers. Les més acceptades són la del big-bang i la teoria Inflacionària, que es complementen.
Univers inflacionari
[modifica]En la comunitat científica té una gran acceptació la teoria inflacionària, proposta per Alan Guth i Andrei Linde en els anys vuitanta, que intenta explicar els primers instants de l'univers. Es basa en estudis sobre camps gravitatoris fortíssims, com els que hi ha prop d'un forat negre. Suposadament no existia res abans de l'instant en què el nostre univers era de la dimensió d'un punt amb densitat infinita, coneguda com una singularitat. En aquest punt es concentraven tota la matèria, l'energia, l'espai i el temps. Segons aquesta teoria, el que va desencadenar el primer impuls del big-bang és una "força inflacionària" exercida en una quantitat de temps pràcticament inapreciable. Se suposa que d'aquesta força inflacionista es van originar les actuals forces fonamentals.
Aquest impuls, en un temps tan inimaginablement petit, va ser tan violent que l'univers continua expandint-se en l'actualitat, fet que va ser corroborat per Edwin Hubble. S'estima que en només 15 x 10-33 segons aquest univers primigeni va multiplicar la seva mida per 100.
Formació de matèria
[modifica]La teoria del big-bang diu que l'univers que abans era una singularitat infinitament densa, matemàticament paradoxal, en un moment donat va explotar i alliberà una gran quantitat d'energia i matèria.
L'univers després del big-bang va començar a refredar-se i expandir-se, aquest refredament va fer que tanta energia comencés a estabilitzar-se. Els protons i els neutrons es "van crear '" i es van estabilitzar quan l'univers tenia una temperatura de 100.000 milions de graus, aproximadament una centèsima de segon després de l'inici. Els electrons tenien una gran energia i interaccionaven amb els neutrons, que inicialment tenien la mateixa proporció que els protons, però a causa d'aquests xocs els neutrons es van convertir més en protons que viceversa. La proporció va continuar baixant mentre l'univers es seguia refredant, així quan tenia 30.000 milions de graus (una dècima de segon) hi havia 38 neutrons per cada 62 protons, i 24 a 76 quan tenia 10.000 milions de graus (un segon). El primer en aparèixer va ser el nucli de deuteri, gairebé 14 segons després, quan la temperatura de 3.000 milions de graus permetia als neutrons i protons de romandre junts. Per tal que aquests nuclis poguessin ser estables, l'univers va necessitar una mica més de tres minuts, quan aquesta bola incandescent s'havia refredat mil milions de graus.
Formació de nuclis i àtoms
[modifica]Una mica més de quatre minuts van ser suficients perquè els nuclis d'hidrogen (protons) i els nuclis de deuteri poguessin fusionar-se en un nucli d'heli. Les altes temperatures de moment no permetien que aquests nuclis poguessin capturar electrons. Quan l'univers tenia una mica més de 30 minuts (a una temperatura de 300 milions de graus), la matèria estava en estat de plasma, és a dir, els dos nuclis podien coexistir a l'interior del Sol. Malgrat que tants fets van ocórrer en un temps relativament curt, en relació amb l'edat de l'univers, aquests van continuar així fins que la temperatura va baixar prou perquè nuclis atòmics puguin capturar electrons, gairebé 300 mil anys després a una temperatura d'uns 6.000 graus semblant a la superfície actual del Sol Juntament amb això els primers fotons van poder travessar àtoms de matèria sense tenir pertorbacions, fet que va produir que l'univers sigui transparent. La matèria i aquesta radiació necessitaven deixar de ser un de sol per a poder formar el que avui coneixem com estrelles i galàxies, per això es van necessitar no menys d'un milió d'anys a partir d'aquest gran inici.
Matèria fosca
[modifica]Formalment perquè tot el que s'ha exposat aquí pugui ser vàlid, els científics necessiten una matèria addicional a la coneguda (o més pròpiament vista) per l'home. Diversos càlculs han demostrat que tota la matèria i l'energia que coneixem és molt poca amb relació a la qual hauria d'existir perquè el big-bang sigui correcte. Pel que es va postular l'existència d'una matèria hipotètica per omplir aquest buit, a la qual anomanem matèria fosca, ja que no interacciona amb cap de les forces nuclears (força feble i fort) i ni l'electromagnetisme, només amb la força gravitacional. En el gràfic de la dreta es pot veure les proporcions calculades.