Az ősrobbanás Szebenyi Benő

A kozmológiában az ősrobbanás egy olyan tudományos elmélet, mely szerint a Világegyetem egy rendkívül sűrű és rendkívül forró állapotból fejlődött ki nagyjából 13,7 milliárd évvel ezelőtt. Az ősrobbanás-elmélet azon a megfigyelésen – az úgynevezett Hubble-törvényen – alapul mely szerint a távoli galaxisok színképvonalai vöröseltolódást szenvednek. Ezt a kozmológiai elvvel összevetve azt kapjuk, hogy a tér az általános relativitáselmélet Friedmann-Lemaître modellje szerint tágul. Ha a múltba extrapoláljuk, akkor ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy a világegyetem egy olyan állapotból kezdett tágulni, melyben az anyag és az energia rendkívüli hőmérsékletű és sűrűségű volt.

Az ősrobbanás kifejezést szűkebb értelemben arra az időpontra értik, amikor a megfigyelt tágulás elkezdődött – számítások szerint 13,7 milliárd évvel ezelőtt (2%-os pontossággal) – tágabb értelemben pedig arra az uralkodó kozmológiai elgondolásra (paradigmára), mely a világmindenség keletkezését és fejlődését eszerint magyarázza, valamint az elemek keletkezését az Alpher-Bethe-Gamow elmélet által leírt primordiális (elsődleges) nukleoszintézis során. Az Ősrobbanás-elmélet egyik következménye, hogy a mai Univerzum állapota jelentősen eltér a múltbeli és jövőbeli állapottól. Ebből a modellből George Gamow 1948-ban megjósolta a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást, amelyet az 1960-as években fedeztek fel, és az elmélet bizonyítékaként szolgált a rivális elmélettel, az állandó állapotú (steady state) elmélettel szemben.

A jelenlegi fizikai modellünk szerint, a Világegyetem paramétereinek határértéke kb. 13,7 milliárd (1,37·1010) évvel ezelőtt egy gravitációs szingularitás, az idő és távolság mérése értelmetlen, a hőmérséklet és a nyomás pedig végtelen ebben a szingularitásban. Mivel jelenleg nincs modell az olyan közeli rendszerekre, amelyben egyszerre kell figyelembevenni a gravitációt és a kvantumosságot (nincs jól kezelhető kvantumgravitációs elmélet), a legkorábbi periódusnak a története jelenleg a fizika megoldatlan problémája. Az Ősrobbanás elmélete szerint a Világegyetem kezdetben hihetetlenül sűrű volt. Az idő múlásával a tér tágult, és a csillagászati objektumok (például galaxisok) egyre távolabb kerültek egymástól.

A Világegyetem fejlődése az ősrobbanáselmélet szerint Planck-időszak; 10-43s-ig; nem vált szét a négy alapvető kölcsönhatás; Inflációs fázis; 10-33s és 10-30s között fejeződött be; rendkívül nagy tágulás 1030 és 1050 közötti arányban; Kvark-időszak; 10-7s-ig; kvarkok, leptonok és fotonok léteznek; Hadron-időszak; 10-4s-ig; protonok, neutronok és antirészecskéik összeállnak a kvarkokból; ezenkívül a müonok, elektronok, pozitronok és a fotonok léteznek; Lepton-időszak; 10s-ig; elbomlanak a müonok, a pozitronok megsemmisülnek elektronnal találkozva (annihiláció); Sugárzás-időszak; kb. 380 000 évig; H, He, L jön létre; Anyag-időszak; máig; az atommagok befogják az elektronokat, az anyag átláthatóvá válik, csillagok és galaxisok jönnek létre