[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Takie obszary przestały się zapadać, gdyż poszczególne ich części krążą wokół środka, choć galaktyka jako całość nie obraca się.Z biegiem czasu hel i wodór w galaktykach zgromadził się w wielu mniejszych chmurach, które zaczęły zapadać się pod wpływem włas­nego przyciągania grawitacyjnego.W miarę jak się kurczyły, wzrastała liczba zderzeń między atomami, czyli rosła temperatura, aż wreszcie stała się dostatecznie wysoka, by mogły się rozpocząć reakcje syntezy jądrowej.Reakcje te zmieniają wodór w hel, a uwolnione ciepło po­woduje wzrost ciśnienia i powstrzymuje dalsze kurczenie się chmur gazu.Takie chmury utrzymują się w niezmienionej postaci przez długi czas — są to po prostu gwiazdy podobne do naszego Słońca; spalająone wodór w hel i wypromieniowują generowaną energię w postaci ciepła i światła.Gwiazdy o większej masie potrzebują wyższej tempe­ratury, aby zrównoważyć swe ciążenie grawitacyjne, co powoduje o wiele szybszy przebieg reakcji jądrowych; w rezultacie takie gwiazdy zużywają swój zapas wodoru w ciągu zaledwie stu milionów lat.Na­stępnie kurczą się nieco, wzrasta jeszcze ich temperatura i zaczyna się przemiana helu w cięższe pierwiastki, takie jak węgiel i tlen.Te procesy nie uwalniają jednak wiele energii, zatem kryzys wkrótce powtarza się, tak jak to opisałem w rozdziale o czarnych dziurach.Co dzieje się następnie, nie jest do końca jasne, ale najprawdopodobniej środkowa część gwiazdy zapada się, tworząc bardzo gęstą gwiazdę neutronową lub czarną dziurę.Zewnętrzne warstwy gwiazdy są nieraz odrzucane w potężnych eksplozjach zwanych wybuchami supernowych; ich jas­ność przekracza jasność wszystkich innych gwiazd w galaktyce.Część ciężkich pierwiastków wytworzonych w końcowych etapach ewolucji gwiazdy zostaje rozproszona w gazie w galaktyce i staje się surowcem do budowy gwiazd następnej generacji.Nasze Słońce zawiera około 2% ciężkich pierwiastków, gdyż jest gwiazdą drugiej lub trzeciej ge­neracji, uformowaną około pięciu miliardów lat temu z chmury gazu zawierającego resztki wcześniejszych supernowych.Większość gazu należącego do tej chmury została zużyta na budowę Słońca lub uległa rozproszeniu, lecz pewna ilość ciężkich pierwiastków zgromadziła się, tworząc planety okrążające Słońce, takie jak Ziemia.Początkowo Ziemia była bardzo gorąca i nie miała atmosfery; póź­niej ostygła i uzyskała atmosferę, która powstała z gazów wydostają­cych się ze skał.We wczesnej atmosferze nie moglibyśmy przetrwać.Nie zawierała w ogóle tlenu, obecne w niej były natomiast liczne gazy trujące, na przykład siarkowodór (gaz nadający zapach zepsutym jaj­kom).Istnieją jednak prymitywne formy życia, które pienią się bujnie w takich warunkach.Uważa się, że mogły one rozwinąć się w oceanach, być może wskutek przypadkowego zgromadzenia się atomów w wię­ksze struktury zwane makromolekułami, zdolne do łączenia innych ato­mów w podobne układy.Makromolekuły zdolne były do reprodukcji i rozmnażania się.Przypadkowe błędy w reprodukcji z reguły uniemo­żliwiały dalsze rozmnażanie się makromolekuły i powodowały jej zgu­bę.Jednakże niektóre z tych błędów prowadziły do powstania nowych makromolekuł, rozmnażających się jeszcze sprawniej.Te zyskiwały przewagę i wypierały oryginalne makromolekuły.W ten sposób roz­począł się proces ewolucji, która doprowadziła do powstania skompli-kowanych, samoreprodukujących się organizmów.Pierwsze prymityw­ne formy życia żywiły się różnymi materiałami, z siarkowodorem włą­cznie, i wydalały tlen.To stopniowo doprowadziło do zmiany składu atmosfery i pozwoliło na rozwój wyższych form życia, takich jak ryby, gady, ssaki i, ostatecznie, ludzie.Taki obraz wszechświata, początkowo gorącego, następnie rozsze­rzającego się i stygnącego, zgadza, się ze wszystkimi obserwacjami, jakimi obecnie dysponujemy.Niemniej jednak na wiele pytań nie po­trafimy wciąż jeszcze odpowiedzieć:1.Dlaczego wczesny wszechświat był tak gorący?2.Dlaczego wszechświat jest jednorodny w dużych skalach? Dlacze­go wygląda tak samo z każdego punktu i w każdym kierunku? W szcze­gólności, dlaczego temperatura mikrofalowego promieniowania tła jest tak dokładnie jednakowa, niezależnie od kierunku obserwacji? Przypo­mina to trochę egzaminy studentów: jeśli wszyscy podali takie same odpowiedzi, to można być pewnym, że porozumiewali się między sobą.Ale w modelu przedstawionym powyżej światło nie miało od wielkiego wybuchu dość czasu, by przedostać się z jednego odległego regionu do drugiego, nawet gdy regiony te były położone blisko siebie we wczesnym wszechświecie.Zgodnie z teorią względności, jeśli światło nie mogło przedostać się z jednego regionu do drugiego, to nie mogła przedostać się tam również żadna informacja w jakiejkolwiek innej postaci.Wobec tego nie było żadnego sposobu wyrównania temperatury różnych regio­nów we wczesnym wszechświecie; z jakiegoś niezrozumiałego powodu musiały mieć one od początku temperaturę jednakową.3.Dlaczego początkowe tempo ekspansji było tak bardzo zbliżone do tempa krytycznego, że nawet dzisiaj, po ponad 10 miliardach lat, wszechświat wciąż rozszerza się niemal w krytycznym tempie? (Tempo krytyczne odróżnia modele wiecznie rozszerzające się od tych, które ulegną skurczeniu).Gdyby początkowe tempo ekspansji było mniejsze o jedną tysięczną jednej milionowej jednej milionowej procenta, to wszechświat już dawno zapadłby się ponownie.4 [ Pobierz całość w formacie PDF ]