Μεγάλη Έκρηξη

Η Μεγάλη Έκρηξη (αγγλικά: Big Bang, Μπιγκ Μπανγκ) είναι κοσμολογική θεωρία σύμφωνα με την οποία το Σύμπαν δημιουργήθηκε από μια υπερβολικά πυκνή και θερμή κατάσταση ύλης, πριν περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Η θεωρία αυτή για τη δημιουργία του Σύμπαντος είναι η πιο διαδεδομένη σήμερα στην επιστημονική κοινότητα. Ο όρος Big Bang χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον αστρονόμο Φρεντ Χόυλ σε ραδιοφωνική εκπομπή του BBC, το κείμενο της οποίας δημοσιεύθηκε το 1950. Ο Χόυλ δεν χρησιμοποίησε τον όρο για να περιγράψει μία θεωρία, αλλά για να ειρωνευθεί τη νέα ιδέα. Παρόλα αυτά, ο όρος επικράτησε, αποβάλλοντας το ειρωνικό του περιεχόμενο.

Θεωρία 
Εισηγητής της θεωρίας υπήρξε ο Βέλγος Αββάς και αστρονόμος Ζωρζ Λεμαίτρ. Ύστερα από τις διαπιστώσεις ότι:
 Οι λύσεις της Θεωρίας της Σχετικότητας προέβλεπαν ως αρχή του Σύμπαντος μια μαθηματική ανωμαλία.
 Εφόσον η εντροπία (το μέτρο της αταξίας) του Σύμπαντος ολοένα και αυξάνει θα υπήρχε στιγμή στο παρελθόν με ελάχιστη εντροπία όπου η ύλη θα είχε τη μέγιστη δυνατή πυκνότητα.

Με βάση αυτές τις δύο παρατηρήσεις πρότεινε ως αρχή του Σύμπαντος το «πρωταρχικό άτομο», όπου ολόκληρη η μάζα του Σύμπαντος είναι συγκεντρωμένη σε ένα και μοναδικό σημείο και ο χωρόχρονος δεν έχει ακόμα δημιουργηθεί. Το «άτομο» αυτό κάποτε εξερράγη και από την ύλη που εκτοξεύθηκε δημιουργήθηκαν οι γαλαξίες και οι αστέρες.

Το 1948 ο Τζορτζ Γκάμοφ μελετώντας θεωρητικά την υπερβολικά πυκνή κατάσταση του αρχικού ατόμου συμπέρανε ότι:

 Το ήλιο και τα άλλα ελαφρά χημικά στοιχεία πρέπει να δημιουργήθηκαν εντός τεσσάρων δευτερολέπτων
 Μια διάχυτη ισότροπη ακτινοβολία, απομεινάρι της μεγάλης έκρηξης, θα πρέπει να είναι ακόμα και σήμερα ανιχνεύσιμη.

Διαστολή του Σύμπαντος 
Ο Αμερικανός αστρονόμος Έντουιν Χάμπλ μετρώντας φάσματα πολλών γαλαξιών ανακάλυψε το «φαινόμενο της μετατόπισης προς το ερυθρό» (redshift), δηλαδή ότι οι γνωστές γραμμές των φασμάτων, όπως για παράδειγμα οι γραμμές του υδρογόνου έχουν μετατοπιστεί προς το ερυθρό. Αν η μετατόπιση προς το ερυθρό ερμηνευθεί με βάση το φαινόμενο Ντόππλρ-Φιζώ σημαίνει ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται από τη Γη και συνεπώς και μεταξύ τους. Αυτό θεωρείται απόδειξη της κοινής εκκίνησης στο απώτατο παρελθόν ως αποτέλεσμα της Μεγάλης Έκρηξης που δημιούργησε τον Κόσμο.

Η παρατήρηση της μετατόπισης προς το ερυθρό φάσμα της κίνησης, δηλαδή, της απομάκρυνσης των γαλαξιών, ανήκει στον αστρονόμο/αστροφυσικό Έντουιν Χάμπλ. Γνωστός και ως ο Νόμος του Χαμπλ για τη διαστολή του σύμπαντος, άρα και για την αρχή του. Διατυπώθηκε επισήμως από τους Χαμπλ και Χιούμασον το 1929. Προς τιμήν του, το τηλεσκόπιο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, πήρε το όνομά του. (Hubble Space Telescope - HST)

Ακτινοβολία μικροκυμάτων 
Το 1965 οι φυσικοί Άρνο Πενζίας και Ρόμπερτ Γουίλσον παρατήρησαν μια μικρού μήκους (μικροκυματική) διάχυτη ισότροπη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, που ερχόταν δηλαδή ομοιόμορφα απ' όλες τις διευθύνσεις, θερμοκρασίας 3Κ (–270 C), όπως αυτή που είχε προβλέψει ο Τζορτζ Γκάμοφ 17 χρόνια νωρίτερα.

Κατανομή γαλαξιών 
Από την αρχή της διατύπωσης της θεωρίας της Μεγάλης Εκρήξεως διαπιστώθηκε ότι η πυκνότητα των γαλαξιών θα πρέπει να μειώνεται αυξανόμενης της ηλικίας του Σύμπαντος. Το φαινόμενο απέδειξε ο αστροφυσικός σερ Μάρτιν Ράιλ το 1974.

Αναπάντητα ερωτήματα 

Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, παρά τις πειραματικές της επιβεβαιώσεις αφήνει και κάποια φυσικά και φιλοσοφικά ερωτήματα αναπάντητα,τα βασικότερα των οποίων είναι:

 Προβλέπει ένα μικρότερο Σύμπαν από αυτό που υπάρχει σήμερα.
 Δεν εξηγεί την Κοσμολογική Αρχή, αλλά τη δέχεται αξιωματικά, πράγμα ασυμβίβαστο με τη μαθηματική ανάλυση.
 Τι υπήρχε πριν;
 Γιατί δημιουργήθηκαν οι συγκεκριμένοι φυσικοί νόμοι και όχι κάποιοι άλλοι; Γιατί για παράδειγμα ο χωροχρόνος είναι τετραδιάστατος;
Απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα προσπάθησαν να δώσουν κάποιες άλλες θεωρίες.

Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης έχει και πολλούς πολέμιους, εκτός από υποστηρικτές, οι οποίοι στηρίζουν διαφορετικές κοσμολογικές θεωρίες, όπως η Κοσμολογία της Συνεχούς Δημιουργίας και η Θεωρία Λίντε.

Τον Φεβρουάριο του 2016 ανακοινώθηκε από τους επιστήμονες η επιτυχής παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων, μια εξέλιξη η οποία χαιρετίστηκε ως η μεγαλύτερη ανακάλυψη του αιώνα, καθώς μέσω της παρατήρησης τους μπορεί να μελετηθεί απευθείας η στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης, κάτι που τα συμβατικά τηλεσκόπια τα οποία συλλέγουν ακτινοβολία φωτός αδυνατούσαν καθώς μπορούν να παρατηρήσουν μόνο έως 400.000 έτη μετά την Έκρηξη λόγω της μη επαρκούς διασποράς του φωτός.

Παραπομπές

Βιβλιογραφία 
 Alpher, R.A., Herman, R. (1988): «Reflections on early work on 'big bang' cosmology». Physics Today, τόμος 8 (8), σσ. 24–34
 Μανιμάνης, Βασίλειος Ν.: «Τι υπήρξε πριν τη δημιουργία του Σύμπαντος;», Περισκόπιο της Επιστήμης, τεύχος 215 (Μάρτιος 1998), σσ. 62-69

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 Open Directory Project: Cosmology  
 PBS.org, "From the Big Bang to the End of the Universe. The Mysteries of Deep Space Timeline"
 "Welcome to the History of the Universe". Penny Press Ltd.
 Cambridge University Cosmology, "The Hot Big Bang Model". Includes a discussion of the problems with the big bang.
 Smithsonian Institution, "UNIVERSE! - The Big Bang and what came before".
 D'Agnese, Joseph, "The last Big Bang man left standing, physicist Ralph Alpher devised Big Bang Theory of universe". Discover, July 1999.
 Felder, Gary, "The Expanding Universe".
 LaRocco, Chris and Blair Rothstein, "THE BIG BANG: It sure was BIG!!".
 Lerner, Eric: "The Big-Bang Never Happened".
 Mather, John C., and John Boslough 1996, The very first light: the true inside story of the scientific journey back to the dawn of the universe. ISBN 0-465-01575-1 p.300
 Shestople, Paul, ""Big Bang Primer" .
 Singh, Simon, Big Bang: the origin of the universe, Fourth Estate (2005). A historical review of the big bang. Sample text and reviews can be found at 
 Wright, Edward L., "Brief History of the Universe".

Μεγαλη εκρηξη
 
Ξεκινήματα