Big Bang er en videnskabelig/matematisk forklaring på universets oprindelse og udvikling, og dette kaldes kosmologi (=Udvikling i elementærepartikelfysik og astronomi). Universet opstod for ca. 14.000.000.000 år siden.
Big Bang Teorien understøttes af 4 søjler
1. Rummets udvidelse
2. Big Bang passer med fysikken ("Formler" og viden skal hænge sammen.)
3. Urstoffers sammensætning (79% hydrogen og 24% Helium)
4. Baggrundsstrålingen
1. Rummets udvidelse
Dopplereffekt
Lyset fra planeternes bølgelængde bliver større end i laboratoriet fordi lysgiveren bevæger sig væk. Jo længere væk galakserne er fra Jorden desto større er deres hastighed væk fra os.
Hubble-konstanten
Hubble kom til en konklusion, at galaksernes hastighed vokser proportionalt med deres afstand fra Jorden. Deraf kom formlen
Proporntionalitetsfaktoren kaldes Hubble-konstanten.
Forskerne er blevet enige om, at Hubble-konstantens værdi 21,7km/(s*Mlysår). Det betyder, at galaksernes hastighed vokser med 21,7km/s for hver million lysår.
Konklusion på Dopplereffekten og Hubbler-konstanten.
Universet er 13,8 mia. år gammelt, hvis galaksernes hastighed vokser med 21,7km/s.
2. Big Bang passer med fysikken
Man har accelereret atomkerner og andre partikler op til meget stor hastighed, og ladet dem støde sammen. Derved er nogle af partiklerne gået i stykker. Og derfor ved man, at atomkerner består af protoner og neutroner, som er sat sammen med kvarker.Og de kræfter og elementarpartikler har de egenskaber, som skal til, for at de kan udvikle sig i et varmt stadie til de grundstoffer vi kender - mennekser og galakser.
I kernefysikken findes procesen "pardannelse", hvor to strålingskvanter omdannes til partikler. Ved denne dannelse opstår en partikel og en antipartikel. Den modsatte proces af "pardannelse" kaldes "annihilation" (udslettelse). Hvis disse to partikler mødes, ophøres de med at eksistere som partikler og bliver til strålingskvanter. Dette er sket for langt de fleste partikler fra det tidlige univers og derfor har vi i dag flere strålingskvanter end partikler i universet. Der er undervejs sket en asymmetri i forholdet mellem mængden af stof og antistof og da menneskeheden ingen forklaring har på dette, er det et af Big Bangs svagheder.
Lige efter Big Bang fandtes der kun en kraft men efterhånden som universet blev nedkølet opstod der 4 kendte kræfter. De frie kvarker (partikler af k-mesoner består af 2 kvarker) blev bundet sammen til neutroner og protoner.og ved de høje temperature (10^11 K) kunne intet dannes så de lå bare og stødte sammen. efter 22 sekunder var temperaturen så lav at partiklerne kunne danne He-kerner.
Efter hundredetusinde år var temperaturen faldet til 3000K og nu kunne He-kernerne indfange og fastholde elektroner og nu er de første grundstoffer dannet.
Så alt er altså opstået af en blanding af Hydrogen og Helium.
3. Urstoffernes sammensætning
Astronomerne
mener at stjernerne i de kugleformede hobe er nogle af universets ældste - 12
milliarder år gamle. Disse stjerne blev formeret af urstof.
Urstof
består af 76% hydrogen og 24% helium.
Da
kvarkerne af den stærke kræfter (efter Big Bang) blev brudt sammen til protoner
og neutroner, vekselvirker disse protoner og neutroner med hinanden:
Protoner
omdannes til neutroner og neutroner omdannes til protoner efter følgende
formler:
n = p + negative e + v
positive e + n = p + v
v + n = p + negative e
Efter
dannelse af hydrogen og helium, nedkølede universet til 2,725 Kelvin.
4. Baggrundsstråling
Stråling bliver udsendt fra hele universet og det fører til at Jorden modtager noget af denne stråling.
Fasediagrammet beskriver hvordan vand gennemgår de 3 former målt i et skema med grader celsius og E/kj. De tre former er gas, flydende og gas.
E=energi (w) P= effekt (j) t= tid (s)
