Suure Paugu teooria ja ajalugu (8)

Suur Pauk
Allikas: Vikipeedia
WMAPi ülesvõte kosmilisest mikrolainetaustast ehk reliktkiirgusest.
Suur Pauk (inglise keeles Big Bang ) oli hüpoteetiline sündmus umbes 13,7 miljardit aastat tagasi: universum hakkas kujuteldamatult tihedast olekust plahvatuslikult paisuma . Seda loetakse kosmoloogia standardmudelis universumi alguseks.
Suure Paugu teooria käsitleb ka universumi varajast arengut pärast Suurt Pauku .
Suur Pauk ei olnud " plahvatus " olemasolevas ruumis, vaid mateeria , ruumi ja aja ühine tekkimine algsest singulaarsusest.
Paisumine on vaadeldav Hubble'i seose kaudu, mis ütleb, et mida kaugemal mingi galaktika meist on, seda kiiremini ta meist eemaldub.
Suurest Paugust umbes 300 000 aasta võrra hilisemast seisundist annab tunnistust kosmiline mikrolainetaust ehk reliktkiirgus : tol ajal omandasid mikrolainetausta footonid absoluutselt mustale kehale omase kiirgusspektri.
Suure Paugu teooria on kosmoloogias valdav teaduslik teooria Universumi varajase arengu kohta. Ta põhineb sellel, et vaadeldavast galaktikate üksteisest eemaldumisest saab üldrelatiivsusteooria järgi ekstrapoleerida universumi varajase oleku. Selgub , et mida kaugemale ajas tagasi minna, seda kuumemaks ja tihedamaks universum osutub.
Suure Paugu teooria kohaselt on universumi praegune seisund erinev tema kunagisest ja tulevasest seisundist. Kunagi oli aine universumis nii kuum ja tihe, et valgus ei saanud kosmoses vabalt levida . Juba 1940. aastatel esitati teoorial põhinev oletus, et see on tekitanud mikrolainetausta. 1960. aastatel see nähtus avastatigi, mis tõi kaasa Suure Pauguga konkureeriva statsionaarseisundi teooria populaarsuse järsu languse.
Kui tänapäeva füüsikateooriaid kasutades universumi Hubble'i paisumisest tagasi ekstrapoleerida, jõutakse gravitatsioonilise singulaarsuseni, kus kõik kaugused muutuvad nulliks ning kõik temperatuurid ja rõhud muutuvad lõpmatuks. Mis on selle füüsikaline mõte, see pole selge. Paljude füüsikute arvates on asi selles, et meie arusaamine füüsikaseadustest on puudulik, eriti annab tunda kvantgravitatsiooni teooria puudumine.
Väljendi "Suur Pauk" võttis kasutusele Fred Hoyle, kes tahtis näidata Suure Paugu teooria usutamatust.

Ülevaade
Et Suurest Paugust sai peale mateeria alguse ka aegruum, siis ei saa Suurt Pauku ennast seni tuntud füüsikateooriate abil kirjeldada.
Suure Paugu teooria järgi hakkas mateeriaga täidetud universum pärast Suurt Pauku paisuma, ning see paisumine jätkub. Kosmoloogia modelleerib universumi paisumist üldrelatiivsusteooria väljavõrrandite abil.
Astronoomiliste vaatluste põhjal hinnatakse universumi vanuseks 13,7±0,2 miljardit aastat.
Galaktikate vaadeldava üksteisest eemaldumise ekstrapoleerimisel ajas tagasi saadakse hetk, mil nende aine oli koondunud väga väiksesse ruumi. Sel ajal pidi temperatuur olema väga kõrge ning kõikide objektide omavaheline kaugus väga väike.
Suure Paugu teooria seletab järgmisi vaatlusandmeid:

• galaktikate punanihe, Universumi senine paisumine
  
• Universumi mikrolainetausta spekter
  
• tähtede vanuse piir umbes 13 miljardi aasta juures
  
• keemiliste elementide ja nende isotoopide levik kosmoses (eriti vesinik (prootium), deuteerium ja heeliumi isotoobid )
  

Suure Paugu põhimõtteliselt võimalik teisik on Suur Kollaps, Universumi kollaps, Universumi lõpp. Kas see tuleb, sõltub mateeria tihedusest ja kosmoloogilisest konstandist.
Suure Paugu koht teoreetilises füüsikas
Universumi arengut kirjeldavad Friedmanni võrrandid, mis tuginevad Albert Einsteini üldrelatiivsusteooriale. Nende võrrandite lahendamisel lähtutakse Universumi praegusest seisundist ning jälgitakse arengut ajas tagasi. Täpne lahend sõltub Hubble'i konstandi mõõdetud väärtustest ja tihedusparameetritest. Tulemuseks saadakse, et Universum oli varem väiksem (Universumi paisumine), kuumem ja tihedam. Formaalselt