Τηλεκπαίδευση

Στην επιστήμη της κοσμολογίας, Μεγάλη έκρηξη (Big Bang, Μπιγκ Μπανγκ) ονομάζεται η θεωρία σύμφωνα με την οποία το σύμπαν δημιουργήθηκε από μια υπερβολικά πυκνή και θερμή κατάσταση, πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Η θεωρία αυτή για τη δημιουργία του σύμπαντος είναι η πιο διαδεδομένη αυτή την στιγμή στην Επιστημονική κοινότητα. Ο όρος Big Bang χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Φρεντ Χόιλ (Fred Hoyle) σε μια ραδιοφωνική εκπομπή του BBC, το κείμενο της οποίας δημοσιεύτηκε το 1950. Ο Χόιλ δεν χρησιμοποίησε τον ορο για να περιγράψει μια θεωρία, αλλά για να ειρωνευτεί τη νέα ιδέα. Παρόλα αυτά ο όρος έμεινε χάνοντας το ειρωνικό του περιεχόμενο.

Θεωρία

Εισηγητής της θεωρίας υπήρξε ο Βέλγος Αββάς και αστρονόμος Ζορζ Λεμαίτρ. Ύστερα από τις διαπιστώσεις ότι:

* Οι λύσεις της Θεωρίας της σχετικότητας προέβλεπαν ως αρχή του Σύμπαντος μια μαθηματική ανωμαλία
* Εφ'όσον η εντροπία (το μέτρο της αταξίας) του σύμπαντος ολοένα και αυξάνει θα υπήρχε στιγμή στο παρελθόν με ελάχιστη εντροπία όπου η ύλη θα είχε την μέγιστη δυνατή πυκνότητα.

Με βάση αυτές της 2 παρατηρήσεις πρότεινε ως αρχή του σύμπαντος το αρχικό άτομο, όπου ολόκληρη η μάζα του Σύμπαντος είναι συγκεντρωμένη σε ένα και μοναδικό σημείο και ο χωρόχρονος δεν έχει ακόμα δημιουργηθεί. Το αρχικό άτομο εν καιρώ εξερράγη και από την ύλη που εκτοξεύτηκε δημιουργήθηκαν οι γαλαξίες και τα αστέρια.

Το 1948 ο Τζορτζ Γκάμοφ (George Gamov), Ρωσοαμερικάνος φυσικός, μελετώντας θεωρητικά την υπερβολικά πυκνή κατάσταση του αρχικού ατόμου συμπέρανε ότι:

* Το Ήλιο και τα άλλα ελαφρά χημικά στοιχεία πρέπει να δημιουργήθηκαν εντός τεσσάρων δευτερολέπτων
* Μια διάχυτη ισότροπη ακτινοβολία, απομεινάρι της μεγάλης έκρηξης, θα πρέπει να είναι ακόμα και σήμερα ανιχνεύσιμη.

Διαστολή Σύμπαντος

Το γνωστο και ως φαινόμενο της μετατόπισης προς το ερυθρό (redshift), η διαπίστωση δηλαδή ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται μεταξύ τους, απόδειξη της κοινής εκκίνησης στο απότατο παρελθόν.

Ακτινοβολία μικροκυμάτων

Το 1965 οι φυσικοί Άλλο Πενζίας (Allo Arno Penzias) και Ρόμπερτ Γουίλσον (Robert Woodrow Wilson) παρατήρησαν μια μικρού μήκους διάχυτη Ισότροπη ακτινοβολία, που ερχόταν δηλαδή ομοιόμορφα απ' όλες τις διευθύνσεις, θερμοκρασίας περίπου τριών βαθμών Κέλβιν, σαν αυτή που είχε προβλέψει ο Τζώρτζ Γκάμοφ 17 χρόνια νωρίτερα.


Κατανομή Γαλαξιών

Από την αρχή της διατύπωσης της θεωρίας της Μεγάλης έκρηξης διαπιστώθηκε ότι η πυκνότητα των γαλαξιών θα πρέπει να μειώνεται αυξανόμενης της ηλικίας του σύμπαντος. Το φαινόμενο απέδειξε ο αστροφυσικός Σερ Μάρτιν Ράιλ το 1974.
[Επεξεργασία] Αναπάντητα Ερωτήματα

Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, παρά τις πειραματικές της επιβεβαιώσεις αφήνει και κάποια φυσικά και φιλοσοφικά αναπάντητα τα βασικότερα αυτών είναι:

1. Προβλέπει ένα μικρότερο σύμπαν από αυτό που υπάρχει σήμερα.(απαιτείται σύνδεσμος)
2. Δεν εξηγεί την Κοσμολογική Αρχή, αλλά την δέχεται αξιωματικά, πράγμα ασυμβάδιστο με την μαθηματική ανάλυση.
3. Τι υπήρχε πριν? Πως από το τίποτα προήλθαν τα πάντα?
4. Γιατί δημιουργήθηκαν οι συγκεκριμένοι φυσικοί νόμοι και όχι κάποιο άλλοι? γιατί για παράδειγμα ο χωροχρόνος είναι τετραδιάστατος;

Απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα προσπάθησαν να δώσουν κάποιες άλλες θεωρίες. Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης έχει και πολλούς πολέμιους εκτός από υποστηρικτές που στηρίζουν διαφορετικές κοσμολογικές θεωρίες, όπως η Κοσμολογία της Συνεχούς Δημιουργίας και η Θεωρία Λίντε.Η Θεωρία Λίντε ή Μοντέλο του σύμπαντος-φυσαλίδα είναι μια παραλλαγή του πληθωριστικού μοντέλου της Μεγάλης Έκρηξης, η οποία επιχειρεί να εξαλείψει ορισμένα προβληματικά σημεία του Κοσμολογικού Μοντέλου της Μεγάλης Έκρηξης.

Η θεωρία της της Μεγάλης Έκρηξης παρά τίς πειραματικές της επιβεβαιώσεις αφήνει και κάποια Φυσικά και Φιλοσοφικά ερωτήματα αναπάντητα, τα βασικότερα εκ των οποίων είναι:

1. Προβλέπει ένα μικρότερο Σύμπαν από αυτό που υπάρχει σήμερα.
2. Δεν εξηγεί την Κοσμολογική Αρχή αλλά την δέχεται αξιωματικά, πράγμα ασυμβίβαστο με την μαθηματική ανάλυση.
3. Τι υπήρχε πριν; Πως από το τίποτα προήλθαν τα πάντα;
4. Γιατί ισχύουν οι συγκεκριμένοι φυσικοί νόμοι και όχι κάποιο άλλοι; γιατί για παράδειγμα ο χωρόχρονος είναι τετραδιάστατός;

Ο Αμερικάνος αστροφυσικός καθηγητής του ΜΙΤ Άλαν Γκουθ προσπάθησε να δώσει μια απάντηση στο πρώτο ερώτημα προσθέτωντας στην θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης την ιδέα ότι στην αρχή της δημιουργίας του Σύμπαντος η διαστολή γινόταν με Ταχύτητα μεγαλύτερη από του φωτός.

Ο ρώσος φυσικός Αντρέι Λίντε διατύπωσε τη θεωρία ότι θα μπορούσαμε να έχουμε Διαστολή του Σύμπαντος χωρίς η προϋπόθεση της κοινής αρχής από σημείο μεγάλης πυκνότητας και θερμοκρασίας να είναι αναγκαία. Εξέφρασε την ιδέα ενός αυτοαναπαραγόμενου και διαστελλόμενου σύμπαντος το οποίο αναπτύσσεται σαν φράκταλ. Σχηματικά παρουσιάζει το Σύμπαν σαν φυσαλίδα που η οποιαδήποτε διαταραχή δημιουργεί νέα συμπαντική φυσαλίδα. Οι φυσαλίδες περιορίζονται αρχικά και ύστερα επεκτείνονται με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Άρα στο μοντέλο αυτό το Συμπαν μας δεν είναι παρά μια φυσαλίδα σε ένα Υπερσύμπαν φυσαλίδων. Αυτή η θεωρία είναι γνωστή ως Θεωρία Λίντε.