Introduktion
I begyndelsen var der intet. Derefter dannede universet for omkring 13,7 milliarder år siden. Vi ved stadig ikke de nøjagtige forhold, under hvilke dette skete, og om der var en tid før tiden. Men ved hjælp af teleskopobservationer og modeller af partikelfysik har forskere været i stand til at sammensætte en grov tidslinje af større begivenheder i kosmos liv. Her ser vi på nogle af vores universets vigtigste historiske øjeblikke, fra dets barndom til dets eventuelle død.
Det store brag
Det hele begynder ved Big Bang, som "er et øjeblik i tid, ikke et punkt i rummet," fortalte Sean Carroll, en teoretisk fysiker ved Californien Institut for Teknologi, Live Science. Specifikt er det det øjeblik, hvor selve tiden begyndte, det øjeblik, hvorfra alle efterfølgende øjeblikke er talt. Trods sin velkendte moniker var Big Bang ikke rigtig en eksplosion, men snarere en periode, hvor universet var ekstremt varmt og tæt og rummet begyndte at udvide sig udad i alle retninger på én gang. Selvom modellen med Big Bang siger, at universet var et uendeligt lille punkt med uendelig tæthed, er det bare en håndbølgende måde at sige, at vi ikke helt ved, hvad der foregik dengang. Matematiske uendeligheder giver ikke mening i fysiske ligninger, så Big Bang er virkelig det punkt, hvor vores nuværende forståelse af universet nedbrydes.
Kosmisk inflationstid
Universets næste trick var at vokse virkelig stort virkelig hurtigt. Inden for de første 0.00000000000000000000000000000000001 (det er et decimalpunkt med 30 nuller før 1) sekunder efter Big Bang kunne kosmos have ekspanderet eksponentielt i størrelse og skubbe områder af universet, der tidligere havde været i tæt kontakt. Denne æra, kendt som inflation, forbliver hypotetisk, men kosmologer kan lide ideen, fordi den forklarer, hvorfor fjerntliggende områder i rummet forekommer så ens med hinanden, selv om de er adskilt af store afstande. Tilbage i 2014 troede et team, at de havde fundet et signal om denne ekspansion i lys fra det tidlige univers. Men resultaterne senere viste sig at være noget meget mere dagligdags: at forstyrre interstellært støv.
Quark-gluon plasma
Et par millisekunder efter tidens begyndelse var det tidlige univers virkelig varmt - vi taler mellem 7 billioner og 10 billioner grader Fahrenheit (4 billioner og 6 billioner grader Celsius) varmt. Ved sådanne temperaturer vandrede elementære partikler kaldet kvarker, som normalt er tæt tæt inde i protoner og neutroner, frit rundt. Gluoner, der bærer en grundlæggende kraft kendt som den stærke kraft, blev blandet med disse kvarker i en soppig urvæske, der gennemsyrede kosmos. Forskere har formået at skabe lignende forhold i partikelacceleratorer på Jorden. Men den vanskelige at opnå tilstand varede kun nogensinde et par fraktioner af et sekund, såvel i jordbaserede atomsvækkere som i det tidlige univers.
Den tidlige epoke
Der var meget action i den næste tid, som begyndte omkring et par tusindedels sekund efter Big Bang. Efterhånden som kosmos ekspanderede, afkøles det, og snart blev forholdene klædet nok til, at kvarker samledes i protoner og neutroner. Et sekund efter Big Bang faldt universets tæthed nok til, at neutrinoer - den letteste og mindst interagerende grundlæggende partikel - kunne flyve fremad uden at ramme noget og skabe det, der er kendt som den kosmiske neutrino-baggrund, som forskerne endnu ikke har fundet.
De første atomer
I de første 3 minutter af universets liv smeltede protoner og neutroner sammen og dannede en isotop af brint kaldet deuterium samt helium og en lille mængde af det næste letteste element, lithium. Men når temperaturen faldt, stoppede denne proces. Endelig 380.000 år efter Big Bang var tingene coole nok, så brint og helium kunne kombineres med frie elektroner og skabte de første neutrale atomer. Fotoner, der tidligere var løbet ind i elektronerne, kunne nu bevæge sig uden indblanding og skabe den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB), en relikvie fra denne æra, der først blev opdaget i 1965.
De mørke aldre
I meget lang tid gav intet i universet lys af. Denne periode, der varede omkring 100 millioner år, er kendt som den kosmiske mørke alder. Denne epoke er stadig ekstremt vanskelig at studere, fordi astronomers viden om universet næsten udelukkende kommer fra stjernelys. Uden nogen stjerner er det vanskeligt at vide, hvad der skete.
De første stjerner
Cirka 180 millioner år efter Big Bang begyndte brint og helium at kollapse i store kugler, hvilket genererede dårlige temperaturer i deres kerner, der lyste op i de første stjerner. Universet gik ind i en periode kendt som Cosmic Dawn eller reionisering, fordi de varme fotoner, der udstråles af tidlige stjerner og galakser, brød neutrale brintatomer i det interstellare rum ind i protoner og elektroner, en proces kendt som ionisering. Det er vanskeligt at sige, hvor længe reionisering varede. Fordi det skete så tidligt, skjules dens signaler af senere gas og støv, så de bedste forskere kan sige er, at det var forbi omkring 500 millioner år efter Big Bang.
Storskala-struktur
Her er hvor universet kommer ned i virksomheden, eller i det mindste den velkendte forretning, vi kender til i dag. Små tidlige galakser begyndte at smelte sammen til større galakser, og omkring 1 milliard år efter Big Bang, dannede supermassive sorte huller i deres centre. Lyse kvasarer, der producerer intense fyrlygter, der kan ses fra 12 milliarder lysår væk, tændte.
Universets mellemår
Universet fortsatte med at udvikle sig i løbet af de næste flere milliarder år. Steder med højere tæthed fra det oprindelige univers tiltrukket tyngdekraft stof til sig selv. Disse voksede langsomt til galaktiske klynger og lange tråde af gas og støv, hvilket producerede en smuk filamentær kosmisk bane, der kan ses i dag.
Fødsel af solsystemet
For cirka 4,5 milliarder år siden, i en bestemt galakse, kollapset en sky af gas ned i en gul stjerne med et ringe-system omkring sig. Disse ringe samles sammen i otte planeter plus forskellige kometer, asteroider, dværgplaneter og måner og danner et velkendt stjernesystem. Planeten tredje fra den centrale stjerne formåede enten at beholde et ton vand efter denne proces, ellers leverede kometer senere en flod af is og vand.
