Кратка история на Вселената червената нишка на моите изследвания в нетехнически план; EWST Превод
Ролф А. Янсен (ASU)
М Изследването се фокусира върху това как Вселената е станала такава, каквато я виждаме днес. Това е голям въпрос. За да се борим с нея, трябва да комбинираме наблюденията на Вселената на много големи разстояния, където поради ограничената скорост на светлината се обръщаме назад във времето. Всъщност милиарди години назад във времето. Поне също толкова важно, трябва да разгледаме Вселената много по-близо до дома, където можем да различим процесите достатъчно подробно, за да се надяваме да разберем физиката, която участва. Само по този начин можем да се надяваме да интерпретираме правилно наблюденията в далечната, минала Вселена, Вселена.
Всички проблеми започнаха с голям взрив. Тъй като рядко се занимаваме с други вселени, ние го наричаме Големия взрив. Вселената започна да бъде малка, невероятно гореща и плътна, но бързо се охлаждаше, докато се разширяваше и скоро се охлаждаше до точката, в която електроните и ядрата могат да бъдат свързани в атоми. Само няколкостотин милиона години по-късно първите малки галактики се запалиха, потопени във все по-разрастваща се Вселена, с тънък неутрален газ и звук от Големия взрив.
Галактиките изглеждат универсални градивни елементи, в които се виждат агрегати от нормална материя. Нормалното вещество може да е просто следа от общото съдържание на материя и енергия във Вселената, но тъй като съм това, което съм го направил, имам склонност да го харесвам. Първите малки галактики вероятно са се образували около семената на тъмната материя, невидими и взаимодействащи с нормалната материя само чрез гравитационно привличане. Нормалната материя, която първо се е събрала около тези семена, е образувала масивни черни дупки. Много галактики се оказаха въвлечени в гравитационно въже с най-близките си съседи. По-големите галактики канибализират по-малките си колеги и нарастват още повече чрез сблъсъци и сливания. Техните централни черни дупки са се слели в още по-масивни черни дупки, които продължават да растат, захранвайки се със запалими материали. Смята се, че всички големи галактики днес съдържат такива масивни черни дупки в центъра си. Оцелелите галактики образуват свързани групи, а по-късно групи галактики, огромни структури, които съдържат достатъчно маса, за да издържат на разтваряне поради общото разширяване на Вселената.
Звезди, образувани в галактики, където нормалната материя се е кондензирала в облаци от охлаждащ газ. Първото поколение звезди не прилича на звезди като нашето Слънце. Те се състоеха само от първичен водород и хелий. Всяко поколение звезди е синтезирало по-тежки елементи в ядрената пещ на своите ядра или при експлозивната им смърт. Получените остатъци, сега замърсени със следи от химикали, които изграждат планетите и хората, са включени в бъдещите поколения звезди. Протозвездната газова мъглявина, от която се кондензира слънцето и нашата слънчева система, съдържаше продукти от поне няколко такива поколения.
Но звездите не се образуват в естетическа математическа изолация. Всъщност образуването на звезди е много сложен и разхвърлян процес. Радиацията и вятърът и механичната енергия, освободени при насилствената смърт на масивни, краткотрайни звезди, влияят на тяхната галактическа и дори извънгалактическа среда. Праховите частици се образуват от химически замърсители в газообразни отломки и могат да абсорбират и излъчат част от радиацията. Празникът на черните дупки (квазаре или QSO) бие енергийни лъчи на радиация през заобикалящата ги среда и далеч от границите на тяхната галактика домакин. С течение на времето радиацията, която се появи от галактиките и беше достатъчно енергична, за да победи единичния електрон във водородния атом или да разпръсне двата електрона върху хелия, по-тънкия газ между галактиките. ( Re йонизиран, тъй като Вселената също е била йонизирана за краткото време преди да има атоми). Докато Вселената не отпразнува първия си ден от милиарди години, целият водороден газ между галактиките беше йонизиран и докато се подаваха квазари, хелий скоро последва.
Процесът на образуване на звезди в различните му аспекти изглежда е движеща сила при оформянето на галактиките, които виждаме днес. Нито една компютърна програма все още не е успяла да създаде виртуална звезда от реалистични първоначални условия. Следователно, ние следвахме наблюдателен подход към разбирането на няколко ключови променливи и възнамеряваме да продължим да следваме този подход с бъдещи наземни инструменти, суборбитални и пространствени, за да предоставим ключови наблюдателни наблюдения за теоретични модели и конфронтация с техните прогнози. . Въпреки че, може би, на пръв поглед несвързани, всички теми, които публикувах (вижте моята библиография), поддържат по един или друг начин процеса на формиране на звезди и сложния път от Големия взрив до хората.