Коротка історія Всесвіту - червона нитка мого дослідження в нетехнічному плані; EWSTПерекласти
Рольф А. Янсен (ASU)
М Дослідження фокусується на тому, яким є сьогодні універсуладжун таким, яким ми його бачимо сьогодні. Це велике питання. Для боротьби з нею ми повинні поєднувати спостереження Всесвіту на дуже великих відстанях, де через кінцеву швидкість світла ми озираємось у минуле. Насправді мільярди років назад у часі. Принаймні так само важливо, нам потрібно дивитись на Всесвіт набагато ближче до дому, де ми можемо досить детально розрізнити процеси, щоб, сподіваємось, зрозуміти задіяну фізику. Тільки так ми можемо сподіватися правильно інтерпретувати спостереження у далекому, минулому Всесвіті, Всесвіті.
Всі проблеми почалися з великого вибуху. Оскільки ми рідко заважаємо іншим всесвітам, ми називаємо це Великим вибухом. Всесвіт став маленьким, неймовірно гарячим і щільним, але він швидко охолоджувався, коли розширювався і незабаром охолоджувався до такої міри, що електрони та ядра могли бути об'єднані в атоми. Всього через кілька сотень мільйонів років спалахнули перші маленькі галактики, занурені у постійно розростається Всесвіт, з тонким нейтральним газом і звуком Великого Вибуху.
Галактики здаються універсальними будівельними блоками, в яких видно агрегати нормальної речовини. Звичайна речовина може бути простим слідом загального вмісту речовини та енергії у Всесвіті, але оскільки я є тим, чим я її створив, я, як правило, дуже люблю це. Перші маленькі галактики, ймовірно, утворилися навколо насіння темної матерії, невидимі і взаємодіючи з нормальною речовиною лише гравітаційним потягом. Нормальна речовина, яка спочатку накопичилася навколо цих насіння, утворила масивні чорні діри. Багато галактик опинилися в гравітаційному перетягуванні каната з найближчими сусідами. Більші галактики канібалізували свої менші колеги і зростали ще більше завдяки зіткненням та злиттям. Їх центральні чорні діри об’єдналися в ще більш масивні чорні діри, які продовжують зростати, харчуючись легкозаймистими матеріалами. Вважається, що всі великі галактики сьогодні містять такі масивні чорні діри у своєму центрі. Збережені галактики утворили зв’язані групи, а пізніше групи галактик - величезні структури, що містять достатню масу, щоб витримати розчинення завдяки загальному розширенню Всесвіту.
Зірки утворюються в галактиках, де нормальна речовина конденсується в хмари охолоджуючого газу. Перше покоління зірок зовсім не схоже на такі зірки, як наше Сонце. Вони складалися лише з первинного водню та гелію. Кожне покоління зірок синтезувало важчі елементи в ядерній печі своїх ядер або при їх вибуховій смерті. Отриманий сміття, зараз забруднене слідами хімічних елементів, що складають планети та людей, було включено в майбутні покоління зірок. Протозіркова газова туманність, з якої конденсувалось Сонце і наша Сонячна система, містила продукти щонайменше кількох таких поколінь.
Але зірки не утворюються в естетичній математичній ізоляції. Насправді формування зірок - це дуже складний і безладний процес. Випромінювання і вітри, а також механічна енергія, що виділяється при насильницькій смерті масивних короткочасних зірок, впливають на їх галактичне і навіть позагалактичне середовище. Частинки пилу утворюються з хімічних забруднень в газоподібному смітті і можуть поглинати та перепромінювати частину випромінювання. Святкування чорних дір (квазаре або QSO) вибиває енергетичні промені випромінювання через їх оточення та далеко від меж їх галактики-господаря. З часом випромінювання, яке з’явилося з галактик і було досить енергійним, щоб перемогти одиничний електрон в атомі Гідрогену або розсіяти обидва електрони на гелії, більш рідкому газі між галактиками. ( Re іонізований, оскільки Всесвіт також був іонізований за короткий час до появи атомів). Поки Всесвіт не відзначив свій перший день за мільярди років, весь газ водню між галактиками був іонізований, і в міру подачі квазарів незабаром послідував гелій.
Процес утворення зірок у різних його аспектах видається рушійною силою у формуванні галактик, які ми бачимо сьогодні. Жодній комп’ютерній програмі ще не вдалося створити віртуальну зірку з реалістичних початкових умов. Отже, ми дотримувались спостережливого підходу до розуміння кількох ключових змінних і маємо намір продовжувати слідувати цьому підходу з майбутніми наземними інструментами, суб-орбітальними та просторовими, щоб забезпечити ключові спостережні спостереження для теоретичних моделей та протистояння з їх прогнозами. . Хоча, мабуть, на перший погляд не пов’язані між собою, всі опубліковані мною теми (див. Мою бібліографію) так чи інакше підтримують процес формування зірок та складний шлях від Великого вибуху до людей.