Ғалам хронологиясы

-13 —

–

-12 —

–

-11 —

–

-10 —

–

-9 —

–

-8 —

–

-7 —

–

-6 —

–

-5 —

–

-4 —

–

-3 —

–

-2 —

–

-1 —

–

0 —

Реионизация

Материя басым болған
дәуір

Үдемелі кеңею

Су

Біржасушалылар

Фотосинтез

Көпжасушалы
ағзалар

Омыртқалылар

Қараңғы ғасырлар

Уақыт бірлігі:млрд жыл бұрын)

Ғалам хронологиясы (ағылш. Chronology of the universe) — Жойқын жарылыс космологиясы бойынша сипатталған ғаламның тарихы мен болашағы. Ғаламның алғашқы кезеңі 13,8 миллиард жыл бұрын басталды деп болжанады. Бұл болжам 68% сенімділікке ие, онда 21 миллион жылдық анықсыздық бар.^[1]

Тезис

Жойқын жарылыс (сол жақта), CMB - Бақыланатын ғаламның эволюция диаграммасы - қазірге дейін.

Бес саты хронологиясы

Ғалам қалыптасқаннан бергі хронологияны бес бөлікке бөлуге болады. Хронологияға дейін уақыт болды ма, жоқ па, белгісіз. Ғалам хронологиясының бұл бес сатысы:

#Ең алғашқы ғалам

Ғарыштық уақыттың алғашқы пикосекунды (picosecond) (10⁻¹²). Ол Планк дәуірін қамтиды, ол дәуірде қазір түсінілген физика заңдары істемеуі мүмкін; белгілі болған төрт негізгі фундаменталды әсерлесу ілгері-кейін қалыптасты, алдымен гравитация, сосын Электромагниттік әсерлесу, әлсіз әсерлесу және күшті әсерлесу пайда болды; ғарыштың кеңеюі және ғарыштық инфляция әсерінен әліге дейін өте ыстық ғаламның салқындауы, бұлар күшті әсерлесу, әлсіз әсерлесу және электромагнтиттік күштің бөлінуінен қозғатылған деп есептеледі.

Осы сатыда пайда болған нәзік толқындар кейінірек пайда болған ірі құрылымдардың негізі болып саналады. Ең ежелгі ғаламның түрлі кезеңдері әртүрлі түсініледі. Бөлшек физикасы бойынша алғашқы бөлшектер практикалық эксперименттер мүмкіндігінен асып кеткен болып, басқа әдістермен зерттеледі.

#Алғашқы ғалам

Жалғасу уақыты 370 000 жыл. Алғашында әр түрлі субатомдық бөлшектер кезең-кезеңмен қалыптасады. Бұл бөлшектер тең мөлшердегі материя мен антиматерияны қамтиды, сондықтан олардың көп бөлігі тез жойылып, шамалы мөлшердегі материяны ғана ғаламда қалдырады.

Шамамен бір секундта нейтринолар ажырайды; бұл нейтринолар ғарыш нейтрино фонын (CνB) құрайды. Егер алғашқы қара құрдымдар болса, олар ғарыштық уақыттың шамамен бір секундында қалыптасады. Ішінде протондары мен нейтрондары бар біріккен (Composite) субатомдық бөлшектер пайда болып, шамамен 2 минуттан бастап жағдай нуклеосинтез үшін қолайлы болады: шамамен 25% протондард және барлық нейтрондар ауыр элементтер ішінде реакцияға түседі, алғашқысы дейтерий, ол дереу гелий-4 -пен реакцияласады.

20 минуттан кейін ғалам термоядролық реакциялар үшін жеткілікті ыстық болмайды, бірақ тым ыстық болғандықтан, бейтарап атомдар өмір сүре алмайды, немесе фотондар тарала алмайды. Сондықтан ол күңгірт плазмалық дене болады. 47 000 жыл шамасында^[2] ғалам салқындаған сайын оның қозғалысында радиация емес, материя үстем бола бастайды. Шамамен 100 000 жылда гелий гидриді бірінші молекула құрайды. (Көп уақыттан кейін, сутегі мен гелий гидриді реакцияға түсіп, алғашқы жұлдыздарға қажет отын - молекулалық сутегіні түзеді).

Шамамен 370 000 жылда^[3] ғалам ақыры бейтарап атомдардың пайда болуы ("рекомбинация") үшін жеткілікті деңгейде салқындап, нәтижеде ол алғаш рет мөлдір болды. Жаңадан пайда болған атомдар - негізінен сутегі мен гелий, аз мөлшердегі литий - фотондарды шығару (фотонның ажырауы) арқылы ең төменгі энергия күйіне (негізгі күйге) тез жетеді, әрі бұл фотондар ғарыш микротолқынды фоны (CMB) ретінде қазіргі кезде де байқалады. Ол қазіргі кезде біздің әлемдегі ең көнені байқауымыз есептеледі.

#Қараңғы ғасырлар және ауқымды құрылымның пайда болуы

370 000 жылдан шамамен 1 миллиард жылға дейін. Рекомбинациядан және ажыраудан кейін ғалам мөлдір болды, бірақ сутегі бұлттары өте баяу жеміріліп, жұлдыздар мен галактикаларды құрады, сондықтан жарықтың жаңа қайнары болған жоқ. Ғаламдағы бірден-бір құбылыс болған фотондар (электромагниттік радиация, немесе жарық") ажырау кезінде бөлініп шыққан болатын, яғни, олар қазір байқалған ғарыш микротолқынды фоныы, сондай-ақ кейде сутегі атомдары шығаратын 21 см радиолиниясы қатарлылар. Ажыраған фотондар бастапқыда бүкіл әлемді ашық қызғылт сары сәулемен жарқыратқан болуы мүмкін, шамамен 3 миллион жылдан кейін көрінбейтін толқын ұзындығына дейін біртіндеп қызылға ығысып, ғаламды жарықсыз қалдырады. Бұл кезең ғарыштық қараңғы ғасырлар деп аталады.

Шамамен 10 мен 17 миллион жыл аралығында ғаламның орташа температурасы 273–373К (0–100°C) болып, сұйық суға қолайлы болды және ғалымдар жартасты ғаламшарлардың, немесе шынымен тіршіліктің пайда болғаны туралы болжамдар ұсынды, өйткені статистика бойынша, ыңғайсыз статистикалық ауытқу салдарынан ғаламның кіщкентай бөлігі қалған бөліктерінен өзгеше жағдайда болып, тұтас ғаламнан жылу алуы мүмкін.^[4]

Шамамен 200-500 миллион жыл аралығында жұлдыздар мен галактикалардың алғашқы ұрпағы қалыптасты (нақты уақыты әлі зерттелуде), және алғашқы алып құрылымдар пайда болды, олар бүкіл ғаламда өзара бір-бірін тартқан көбік тәрізді қараңғы материя талшықтарға тартылды. Жұлдыздардың алғашқы ұрпақтары астрономиялық тұрғыда әлі байқалған жоқ. Олар өте алып (100-300 есе күн массасына ие) және бейметалды), олардың өмір сүру ұзақтығы қазіргі жұлдыздардың көпшілігіне қарағанда өте қысқа, олар миллиондаған жыл өткенде сутегі отынын тез жағып аяқтайды да, жоғары энергетикалық жұп-тұрақсыз ғаламатжұлдыз ретінде жарылып кетеді.^[5] Басқа теорияларға сәйкес, олар кішкентай жұлдыздарды да қамтуы мүмкін, кейбіреулері бүгін де жанып тұрған болуы мүмкін. Қалай болғанда да, бұл алғашқы ұрпақ ғаламатжұлдыздары біз айналамыздағы күнделік ұшырасатын элементтердің көпшілігін жасады және оларды ғаламға таратты.

Уақыт өте галактикалық шоғырлар мен супершоғырлар пайда болады. Белгілі бір уақытта, алғашқы жұлдыздардан, ергежейлі галактикалардан және бәлкім квазарларлардан алынған жоғары энергиялы фотондар 250-500 миллион жыл аралығында біртіндеп басталатын, 700-900 миллион жылда аяқталып, 1 миллиард жылда қусырылатын реионизация кезеңіне өтеді. (дәл уақыттары әлі зерттелуде). Ғалам бірте-бірте біздің айналамызда көріп жүрген ғаламға ауысып, қараңғы ғасырлар шамамен 1 миллиард жылда толығымен аяқталды.

Жойқын жарылыс

Ең ертедегі ғалам

Планк дәуірі

Ұлы біртұтастық дәуірі

Әлсіз электр дәуірі

Инфляция дәуірі және кеңістіктің тез кеңеюі

Әлсіз электр симметриясының бұзылуы

Суперсиметрияның бұзылуы (жорамалдық)

Алғашқы ғалам

Кварк дәуірі

Бариогенез

Адрон дәуірі

Нейтрино ажырауы және ғарыш нейтрино фоны (CνB)

Алғашқы қара құрдым пайда болуы мүмкін

Лептон дәуірі

Фотон дәуірі

Жеңіл элементтер нуклеосинтезі

Материя үстемдігі

Бірінші молекулалар

Рекомбинация, фотон ажырауы және ғарыш микротолқынды фоны (CMB)

Қараңғы ғасырлар және ауқымды құрылымның пайда болуы

Қараңғы ғасырлар

Жорамалдық "Тіршілікке жайлы дәуір"

Ең алғашқы құрылымдар мен жұлдыздар қалыптасуы

Реионизация

Галактикалар, кластерлер және супер кластерлер

Бүгінгідей көрінетін ғалам

Қараңғы энергия үстем дәуір

Алыс болашақ және соңғы тағдыр

Тағы қараңыз

Сыртқы сілтемелер

Дереккөздер

↑ Planck Collaboration (October 2016). "Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters". Astronomy & Astrophysics 594: Article A13. arXiv:1502.01589. Bibcode 2016A&A...594A..13P. doi:10.1051/0004-6361/201525830. ISSN 0004-6361. The Planck Collaboration in 2015 published the estimate of 13.799 ± 0.021 billion years ago (68% confidence interval). See PDF: page 32, Table 4, Age/Gyr, last column.
↑ Үлгі:Harvnb
↑
Үлгі:Harvnb
- Notes: Edward L. Wright's Javascript Cosmology Calculator (last modified 23 July 2018). With a default $H_{0}$ = Script error: No such module "val". (based on WMAP9+SPT+ACT+6dFGS+BOSS/DR11+H₀/Riess) parameters, the calculated age of the universe with a redshift of z = 1100 is in agreement with Olive and Peacock (about 370,000 years).
- Үлгі:Harvnb. See PDF: page 45, Table 7, Age at decoupling, last column. Based on WMAP+BAO+SN parameters, the age of decoupling occurred Script error: No such module "val". years after the Big Bang.
- Үлгі:Harvnb. "Without going into the details of the non-equilibrium physics, let's content ourselves by saying, in round numbers, z_dec ≈ 1100, corresponding to a temperature T_dec ≈ 3000 K, when the age of the universe was t_dec ≈ 350,000 yr in the Benchmark Model. (...) The relevant times of various events around the time of recombination are shown in Table 9.1. (...) Note that all these times are approximate, and are dependent on the cosmological model you choose. (I have chosen the Benchmark Model in calculating these numbers.)"
↑ Дереккөз қатесі: Жарамсыз <ref> тегі; no text was provided for refs named IJA-2014October
↑ Chen, Ke-Jung; Heger, Alexander; Woosley, Stan et al. (1 September 2014). "Pair Instability Supernovae of Very Massive Population III Stars". The Astrophysical Journal 792 (1): Article 44. arXiv:1402.5960. Bibcode 2014ApJ...792...44C. doi:10.1088/0004-637X/792/1/44.

[Planck_2015-1] Planck Collaboration (October 2016). "Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters". Astronomy & Astrophysics 594: Article A13. arXiv:1502.01589. Bibcode 2016A&A...594A..13P. doi:10.1051/0004-6361/201525830. ISSN 0004-6361. The Planck Collaboration in 2015 published the estimate of 13.799 ± 0.021 billion years ago (68% confidence interval). See PDF: page 32, Table 4, Age/Gyr, last column.

[Ryden2006eq.6.41-2] Үлгі:Harvnb

[Olive_Peacock2017-3] Үлгі:Harvnb
Notes: Edward L. Wright's Javascript Cosmology Calculator (last modified 23 July 2018). With a default $H_{0}$ = Script error: No such module "val". (based on WMAP9+SPT+ACT+6dFGS+BOSS/DR11+H₀/Riess) parameters, the calculated age of the universe with a redshift of z = 1100 is in agreement with Olive and Peacock (about 370,000 years).

Үлгі:Harvnb. See PDF: page 45, Table 7, Age at decoupling, last column. Based on WMAP+BAO+SN parameters, the age of decoupling occurred Script error: No such module "val". years after the Big Bang.

Үлгі:Harvnb. "Without going into the details of the non-equilibrium physics, let's content ourselves by saying, in round numbers, z_dec ≈ 1100, corresponding to a temperature T_dec ≈ 3000 K, when the age of the universe was t_dec ≈ 350,000 yr in the Benchmark Model. (...) The relevant times of various events around the time of recombination are shown in Table 9.1. (...) Note that all these times are approximate, and are dependent on the cosmological model you choose. (I have chosen the Benchmark Model in calculating these numbers.)"

[4] Notes: Edward L. Wright's Javascript Cosmology Calculator (last modified 23 July 2018). With a default $H_{0}$ = Script error: No such module "val". (based on WMAP9+SPT+ACT+6dFGS+BOSS/DR11+H₀/Riess) parameters, the calculated age of the universe with a redshift of z = 1100 is in agreement with Olive and Peacock (about 370,000 years).

[5] Үлгі:Harvnb. See PDF: page 45, Table 7, Age at decoupling, last column. Based on WMAP+BAO+SN parameters, the age of decoupling occurred Script error: No such module "val". years after the Big Bang.

[6] Үлгі:Harvnb. "Without going into the details of the non-equilibrium physics, let's content ourselves by saying, in round numbers, z_dec ≈ 1100, corresponding to a temperature T_dec ≈ 3000 K, when the age of the universe was t_dec ≈ 350,000 yr in the Benchmark Model. (...) The relevant times of various events around the time of recombination are shown in Table 9.1. (...) Note that all these times are approximate, and are dependent on the cosmological model you choose. (I have chosen the Benchmark Model in calculating these numbers.)"

[IJA-2014October-4] Дереккөз қатесі: Жарамсыз <ref> тегі; no text was provided for refs named IJA-2014October

[5] Chen, Ke-Jung; Heger, Alexander; Woosley, Stan et al. (1 September 2014). "Pair Instability Supernovae of Very Massive Population III Stars". The Astrophysical Journal 792 (1): Article 44. arXiv:1402.5960. Bibcode 2014ApJ...792...44C. doi:10.1088/0004-637X/792/1/44.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]