Fizikusok! A nagy bumm elméletének ezt a részét elmagyarázná valaki laikusnak?

Én nem vagyok fizikus, de régebben olvastam róla és emlékeim szerint az egyetlen amiben biztosak lehetünk az az hogy nem tudjuk mi volt a Nagy Bumm előtt és amit tudunk a Nagy Bummról azt a világ jelenlegi állapotából visszavezetve feltételezzük. És igen, ők sem értik, sőt a fizikai fogalmak (idő, tér, hőmérséklet) értelmüket vesztik vagy végtelenek a Nagy Bumm előtt, de az ismereteink alapján eddig jutottunk és nincs jobb.

Ebbe persze mindenki olyan elméletet képzelhet bele amilyet akar, csak éppen semmi értelme mivel bizonyíthatatlan, pont azért mert a Nagy Bumm előtt értelmét veszti a fizika ezért vizsgálhatatlan mi is volt előtte.

Az Ősrobbanás kezdőpillanatát tekintjük a téridő létrejöttének. Minden amit teszünk, az ebben a téridőben zajlik, beleértve az időmérést is. Ha nem volt téridő, akkor nem volt idő sem, amit mérni lehetne, ezért szoktuk azt mondani, hogy értelmetlen az a kérdés, hogy mi volt előtte, hiszen ezt nem lehet értelmezni ebben a formájában.

Az elmúlt 100 évben alakult ki az Ősrobbanás elmélete. Először Hubble megfigyelte azt, hogy a távoli galaxisok a tőlünk mért távolságukkal arányosan távolodnak. Ez a Hubble-törvény. Ez azt jelentette, hogy tágul a világegyetem. Viszont ha most tágul, akkor ha időben visszafelé kezdek el menni, akkor összemennie kell, így hát logikus a feltételezés, hogy van egy olyan kezdeti időpont, amikor az egész világegyetem egyetlen pontban volt, majd abból "robbant" ki. Innen jött az elmélet alapja. Ez persze még nagyon kevés volt ahhoz, hogy az Ősrobbanás elmélete elfogadott legyen. Pár évtizeddel később aztán két mérnök teljesen véletlenül megfigyeltek egy alacsony energiájú háttérsugárzást, amelyről aztán fizikusokkal, csillagászokkal való egyeztetés után kitalálták, hogy a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás lesz az. A csillagászok tudták, hogy ha igaz az Ősrobbanás elmélete, akkor lennie kell egy ilyen sugárzásnak, azt is megmondták, hogy ennek a sugárzásnak hogyan kell függenie a frekvenciától, azt mondták feketetest sugárzásnak kell lennie. Valamikor a 80-as évek végén (89?) küldték fel a COBE nevű műholdat ezt kimérni, a mérés eredménye a legtökéletesebb feketetest sugárzás, amit az emberiség valaha is kimért. Ez már egy nagyon erős bizonyíték volt a tágulás mellett. Aztán a csillagászok azt is ki tudták számolni, hogy ha igaz az Ősrobbanás, akkor a kezdeti energiatartalomból hogyan alakultak ki a részecskék, majd később atomok. Az első hidrogén és héliumatomok létrejöttét nevezzük nukleoszintézisnek. Ki tudták számolni, hogy valóban jó az Ősrobbanás, akkor mekkora arányban kellett jelen lennie a csillagok "aránykavarása" előtt a hidrogénnek és héliumnak, ez olyan 68-32-es arány lehet a hidrogén javára. Kerestek egy olyan gázfelhőt, amelyben még nem ment végbe csillagkialakulás, így ott ennek az aránynak kell jelen lennie. Szinte tökéletes pontossággal mérték ki ezt az arányt is. Így hát az Ősrobbanás elmélet a kezdeti feltételekből tökéletesen le tudja vezetni a mai tudásunk által ismert világot, ezért elfogadott elmélet. A három alappillére: tágulás, háttérsugárzás, nukleoszintézis.

Az elmélettel az első századmásodpercig mindent nagyon jól le lehet írni, utána érkezünk egy olyan tartományban, ahol a mai fizika egyenletei érvényüket vesztik, ahol a mennyiségek végtelenné és kezelhetetlenné válnak. Ebben az időszakban vannak a legérdekesebb találgatások, de ezt leírni még nem tudjuk. Kelleni fog egy olyan fizikai modell, amely ezt képes lesz kezelni, ez lesz a kvantumgravitáció modellje. Ennek valószínűleg még a matematikája sincs kidolgozva. Ez viszont nem azt jelenti, hogy rossz az Ősrobbanás elmélete. Az Ősrobbanás elmélete épp úgy nagyon jó és igaz, mint a klasszikus mechanika, csak majd idővel lesznek olyan modellek, amelyek általánosabbak és amelyek határeseteként fogjuk visszakapni az Ősrobbanást, mint például a relativisztikus mechanika határeseteként a klasszikus mechanikát.

" "volt a nagy semmi, ami egyszercsak felrobbant". De ez nem túl logikus :)"

nem tudtam semmiről, és egyszer csak elkezdett létezni a tudatom. ez sem túl logikus igaz? :)

"miként préselődhet össze ennyi anyag olyan kis térfogatra. Hogyan lehetséges ez?"

Túl felületes vagy, így aztán persze, hogy problémák vannak.

Próbáljuk meg visszafelé nézni.

Tudod, hogy a csillagok azért nem roppannak össze, mert a sugárnyomás (a benne lévő hatalmas hőmérséklet) szét akarja robbantani.

Azonban, ha az üzemanyag elfogy, akkor ugye ez megszűnik, és a csillag összemegy.

Eredetileg plazma volt, és elsőnek szilárd anyag lesz. Fehér törpe. Ez atomos anyag: ugyanolyan, mint a Föld, csak elég tömör.

Ha a csillag nagyobb volt, még jobban összemegy, és neutroncsillag lesz. Ez pedig olyan, mintha az atomokat meghámoznád és összenyomnád: egyetlen óriási atommag az egész csillag. Ez már rettenetesen tömör és nehéz! Párszor 10 km az egész, de 5-ször olyan nehéz, mint a Nap!

Ha a csillag még ennél is nagyobb volt, akkor fekete lyuk lesz belőle, amiről még nem tudjuk pontosan, hogy mekkora részen van benne anyag, de feltételezzük, hogy egyetlen akkora kis gömb, mint a Planck-méret, ami a mi világunkban létező legkisebb méret.

És elfér benne minden, ami ott van!

Szóval ennek alapján legalábbis közelítőleg el lehet képzelni, mi volt az ősrobbanás elején.

"Illetve arra vonatkozóan létezik elmélet, hogy a nagy bumm előtti időszakban mi volt?"

Elmélet nincs, elképzelések vannak. Ezekről azért nincs vita a tudósok között, mert ahhoz tények is kellenének.

"Maga az atomnál is kisebb méretű világegyetem egyáltalán miből, hogyan jött létre?"

Pl. két membrán ütközése egy ponton? Mond ez neked valamit? Másnak se sokat, ne félj.

"Én annyit értek az egészből, hogy "volt a nagy semmi, ami egyszercsak felrobbant"

Nem, ez biztos nem így volt. Az ősrobbanásban ott volt már a világunk teljes anyaga - de nyilván nem is hasonlított arra az anyagra, ami ma van itt.

Az a helyzet, hogy a "méret", "térfogat", "helyfoglalás" fogalmak az anyag létezése nélkül nem igazán értelmesek.

Már csak az atom önmagában is szinte csak üres tér, az összenyomhatóságának csupán erőterek szabnak határt.

Aztán meg, ha a szubatomi részecskék szintje alá megyünk, a méret, mint értelmes szó, elvész. Ha már minden csak energia és hullám, igazán nem lehet megmondani, annak mennyi tér is kell egyáltalán.

A mai tudásunk szerint pedig a mi általunk ma anyag névvel illetett dolgok az ősrobbanás UTÁN alakultak ki.

Itt igazán csak elképzelhetetlenül kis helyre sűrített energiáról beszélhetünk, nem anyagról.

Persze hétköznapi gondolkodással mindezt nehéz elképzelni, persze nekem is. Főleg, hogy ugye nincsenek ezt jól leíró fogalmaink sem, hiszen a nyelv is az ismert világunk leírására született, ez meg messze van attól.

Egy a témában járatos fizikus könnyebben átlátja ezt a helyzetet, mert a mindezt leíró fizikai számítások nekik képet adnak, nekünk meg csak hangyák a fehér papíron.