Universums historia

Big bang-teorin är den vedertagnakosmologiskamodellenföruniversumstillkomst och utveckling. Teorin säger att universum började utvecklas för ca 13,8 miljarder år sedan från ett extremt hett och kompakt ursprungstillstånd. Hela den del av universum som nu kan ses ifrån jorden, det observerbara universum, var då koncentrerat i en mycket liten volym. Eftersom begreppet universum innefattarallt,även rummet ochtiden,så är det från denna tidpunkt som kosmologer räknaruniversums historia.Rymden har sedan dess expanderat, vilket gjort att universum blivit allt glesare och kallare.Universums expansionpågår fortfarande.

Urtillståndet var mycket hett och närmar man sig den så kalladePlanck-tidennärmar man sig ocksåPlanck-Wheeler-temperaturensom är 1,4x10³²Kelvin.Rum,tidochmateriablev till vid den kraftiga expansionen. Big bang-teorin utarbetades främst av ryssenAleksandr Fridmanoch den belgiske prästen och teoretiske fysikernGeorges Lemaîtresamt holländarenWillem de Sitterutifrån de fältekvationer somAlbert Einsteinhärlett ur sinallmänna relativitetsteori.

Lambda-CDM-modellenär den senaste versionen av Big bang-kosmologin och brukar därför kallas för denkosmologiska standardmodellen.Den är en vältestad vetenskaplig teori som är allmänt accepterad inom vetenskapssamfundet, eftersom de ger den mest korrekta och fullständiga förklaringen till alla de fenomen som astronomer observerar. Under lång tid hade den dock en stark konkurrent i den klassiskaSteady state-teorinsom senare övergivits, delvis på grund av forskningsresultat producerade av en av teorins skapare och främsta förespråkare,Fred Hoyle.Enligt Steady state-teorin har universum alltid existerat.

Tidslinje

Tid efter big bang sekunder	Kännetecken
0 till 10-43	Planckepoken. Under denna tid skall, om teorierna omsupersymmetriär korrekta, de fyra krafternaelektromagnetism,svag kärnkraft,stark kärnkraftochgravitationha varit lika starka och således enade i en enda fundamental kraft.
10-43till 10-36	Allt eftersom universum expanderade och kyldes ned separerades gravitation från de andra tre krafterna. Den endaelementarpartikelnsom existerade under denna tid varhiggsbosonen.
10-36till 10-23	Universums temperatur sjönk till 1028Kelvinoch denelektrosvaga växelverkanseparerades från de starka krafterna. Detta gav upphov till enexponentiellexpansion av universum kalladkosmisk inflation.Universum gick nu in i en fas där det expanderadehomogentochisotropiskt.När denna inflation avstannade var partikelinteraktionen fortfarande energirik nog att skapa exotiska partiklar såsomW-,Z- och Higgsbosoner. Detta ledde till att Universum värmdes upp igen. Efter uppvärmningen skapadeskvarkar,elektronerochneutrinos.
10-12till 10-6	Medan temperaturen fortfarande är för hög för att tillåta kvarkar att binda sig och bildahadroner,har de fyra naturkrafterna nu antagit sin nuvarande form. Fundamentalpartiklarna fick genom Higgsmekanismen sin massa.
10-6till 1	Soppan av kvarkar ochgluonerkyldes ner till den punkt atthadronerbildas. Ungefär vid denna tid började neutrinos att självständigt färdas genom rymden som kosmisk neutrinobakgrundsstrålning, som liknar den mycket senarekosmiska mikrovågsbakgrundstrålningen.
1 till 10	Den stora massa av hadroner och antihadroner förintade varandra och lämnadeleptonerochantileptonersom de övervägande ansvariga för universums massa. Mot slutet av denna epok kyldes universum till den grad att lepton-antileptonpar inte längre bildades och de flesta förintar varandra och lämnar en liten övervägande mängd leptoner.
10 till 1200	Universum dominerades under denna tid avfotoner.Under denna tid kyldes universum ytterligare ochnukleosynteskan äga rum.Mellan 3 och 20 minuter efter big bang Protoner(vätejoner) ochneutronerskapar genomfusionatomkärnor,främst helium-4. Efter ungefär 17 minuter hade temperaturen sjunkit till en nivå, där nukleosyntes inte längre kunde äga rum. Det fanns då fortfarande tre gånger så mycket väte som helium-4.
1200 till 2,2x1012	70 000 år efter big bang började materia klumpa ihop sig i strukturer tack vare små ojämnheter i den kosmiska inflationen.
2,2x1012till 9,5x1012	När väte- och heliumatomer bildades, sjönk densiteten i universum och elektroner infångades av de laddade jonerna i en process som kallasrekombination.Detta ledde till att fotoner kunde färdas obehindrat genom universum, som då blev genomskinligt. Det är denna strålning vi idag ser som denkosmiska bakgrundsstrålningenpå en tänkt yta, som kallassurface of last scattering.Universum antas ha blivit genomskinligt 300 000 år efter big bang.
9,5x1012till 3,1x1015	Under denna tid skapades de stora strukturerna –galaxer.Kvasarerbildades också, vars kraftiga strålning joniserar det omkringliggande universum och skapar stora mängderplasma.En kvasar som benämntsCFHQS 1641+3755ligger 12,7 miljarder ljusår bort. Stjärnbildande galaxer så långt bort om 13,2 miljarder år har hittats. Dessa skapades när universum bara var 500 000 år gammalt.Vintergatanberäknas ha bildats mellan 6 och 10 miljarder år sedan.
3,1x1015till idag	Galaxer bildade under denna tid de galaxhoper som idag kan ses. Vårt eget solsystem bildades för 4,6 miljarder år sedan.

Se även

• Universums ålder
• Big bang