Nastanak svemira

1929. godine Edwin Hubble je otkrio da svi nebeski objekti (zvezde i galaksije), koji zrače vidljivu svetlost, pokazuju “crveni pomak” – talasne dužine emitovane svetlosti su veće od onih koje bi trebalo da budu, da je svetlost emitivana od objekta na zemlji. Uzrok ovakve pojave je Doplerov efekat u domenu vidljive svetlosti. Kada se izvor svetlosti udaljava od posmatrača, posmatrač vidi svetlost veće talasne dužine (crvena) a kada mu se probližava, svetlost teži plavoj boji, odnosno manjim talasnim dužinama.

Hubble je ispravno zaključio da se svi svemirski objekti međusobno udaljavaju, velikim brzinama. Što je galaksija na većoj udaljenosti od Zemlje, njena brzina kojom se udaljava je veća. Jedini logičan zaključak je da se Svemir širi. Ako vratimo film unazad doći ćemo do jedne tačke iz koje je sve krenulo.

Teorija koja ukazuje na nastanak Svemira iz jedne “tačke” naziva se Teorija Velikog Praska, odnosno The Big Bang Theory. 

Dimenzija “tačke” iz koje je nastao Svemir bila je manja od dimenzija atoma. U takvim dimenzijam važe zakoni kvantne fluktuacije. Naime, kvantni zakoni verovatnoće daju mogućnost nehomogenosti unutar tako malih zapremina. Ova nehomogenost bila je preteča nastanka galaksija i zvezda u periodu koji je sledio. Da bi se održala potencijalna nehomogenost, protosvemir je morao proći kroz fazu enormno brzog širenja. Ovaj period naziva se inflacija, i trajao je oko 10-32 sekundi, pri čemu se Svemir uvećao 1027 puta. Samo desetak sekundi posle Big Bang-a nastale su prve elemntarne čestice, koje su zbog ogromne energije stvorile i prva jezgra budućih elemenata, uglavnom vodonika i helijuma. U prvih 380 000 godina Svemir je bio toliko vruć, da elektroni i jezgra nastalih elemenata nisu mogli da formiraju atome. Energije slobodnih elektrona bile su prevelike da bi dozvolili jezgrima vodonika i helijuma da ih vežu u energetske nivoe. U tom periodu slobodni elektroni su apsorbovali svo elektromagnetno zračenje, te je svemir bio neprovidan. Nakon 380.000 godina temperatura Svemira se dovoljno smanjila da se omogući formiranje prvih atoma. Kako vezani eletroni mogu da apsorbuju samo određene talasne dužine (drugi Borov postulat), Svemir postaje providan. U tom periodu Svemir je bio prožet svetlošću, koja odgovara zračenju tela na temperaturi od 3000K. Ostaci te svetlosti otkriveni su 1964. godine u domenu radio zračenja, koje odgovara temperaturi od 2,7K.

Talasna dužina zračenja se povećala tokom 13,7 milijardi godina (starost Svemira) upravo zbog širenja Svemira. Ovo pozadinsko zračenje bilo je predviđeno teorijom velikog praska, i njegovo otkriće dalo je značajnu prednost Big Bang teoriji u odnosu na druge, tada aktuelne teorije Svemira. Nehomogena raspodela mase u svemiru dovela je gravitacionom agregacijom do nastanka prvih zvezda, a ubrzo i galaksija, 400.000.000 godina od velikog praska.

Evolucija svemira

S obzirom da je starost Svemira procenjna na 13,7 milijardi godina, najudaljenije galaksije koje je moguće primetiti sa Zemlje se nalaze na udaljenosti 13,7 milijardi svetlosnih godina. Svetlost sa udaljenijih objekata nije imala vremena da stigne do Zemlje. Šta se nalazi iza ove “granice” predmet je bezgraničnih spekulacija, jedna od kojih  je da je naš Svemir jedan od multisvemira. Činjenica da svetlost kroz Svemir može putovati milijardama godina, upućuje na zaključak da gledajući u zvezde gledamo u prošlost. Ako je galaksija koju posmatramo udaljena 100.000.000 svetlosnih godina od Zemlje, svetlost koju vidimo pošla je sa posmatrane galaksije pre 100.000.000 godina, odnosno to što vidimo desilo se pre 100.000.000 godina. Drugim rečima, ako bi pripadnici neke vanzemaljske civilizacije, na udaljenosti 100.000.000 svetlosnih godina od Zemlje, sada posmatrali Zemlju, videli bi carstvo dinosaurusa na Zemlji.