1.3.1.1. L�KTET� VIL�GEGYETEM

 1. Az els� 300 000 �v

 0. Gondolatk�s�rlet

 Mi�rt nem r�ntja egybe a Vil�gegyetem anyag�t a t�megvonz�s? Az�rt, mert v�gtelen �s egyenletes anyags�r�s�g�.

 De akkor mi�rt van �jszaka s�t�t? Hiszen b�rmerre tekint�nk, el�bb-ut�bb csillagot l�tn�nk (Olbers-paradoxon, 1826). Teh�t m�gsem lehet egyenletes anyags�r�s�g�.

 Hubble 1926-ban megfigyelte, hogy minden galaxis t�volodik t�l�nk, �s min�l t�volabb van, ann�l jobban. Minden egyes galaxisr�l ezt lehetne megfigyelni. Olyan ez, mintha egy felf�v�d� lufi felsz�ne lenne a t�r.

 A t�gul�s sebess�g�b�l �s a Vil�gegyetem jelenlegi m�ret�b�l kisz�molhat�, hogy mikor kezd�d�tt a t�gul�s. 13.7 milli�rd �ve. Ez volt az �srobban�s.

 1. �srobban�s

 ”A Vil�gegyetem kezdeti �llapot�r�l nem tudunk biztosat. Legelfogadottabb az �n. �srobban�s-elm�let, /Nagy Bumm, angolul Big Bang/. Az elm�let szerint k�r�lbel�l 13.7 milli�rd �vvel ezel�tt ismeretlen okb�l felrobbant az eg�sz Vil�gegyetem anyag�t mag�ba foglal�, hihetetlen�l s�r� �s forr� �stoj�s.”

 Az�rt nevezz�k egyedi viselked�s� pontnak is, mert

·         nagyon vagy v�gtelen�l kicsi

·         nagyon vagy v�gtelen�l forr�

·         m�g nem v�lt el az anyag �s energia

·         �s csak felrobban�s�val j�tt l�tre a t�r �s id�.

 Az �srobban�s elm�let�t Georges Lemaitre belga katolikus pap dolgozta ki a leuveni (e: l�ven) katolikus egyetemen, 1931-ben (a gazdas�gi vil�gv�ls�g kell�s k�zep�n; a felt�telez�s m�r 1927-ben megvolt).

 2. 10^-43-dik m�sodperc

 Az �gynevezett Palnck-id� el�r�s�vel besz�lhet�nk a mai fogalmaiknak el�rhet� m�don fizikai t�rv�nyekr�l. Ett�l kezdve igaz ”a fizika �ltal�nos elve, hogy a term�szeti t�rv�nyek a t�r minden pontj�ban �s minden id�ben ugyanazok.” /MCsE/ A Vil�gegyetem �tm�r�je 10^-35 m�ter, h�m�rs�klete 10^{32 o}C volt. M�g mindig csak az �sanyag �s az �ser� l�tezett. A 10^-35 m�teres �tm�r� szinte elk�pzelhetetlen�l kicsi. Az elektron �tm�r�je 3 x 10^-15 m�ter. Ha mindk�t �rt�ket ar�nyosan nagy�tan�nk 20 nagys�grenddel, akkor az elektron 3 x meghaladn� a Naprendszer �tm�r�j�t (3 x 10 billi� km), az �stoj�s viszont m�g mindig mikroszk�pos maradna (szabad szemmel nem lenne l�that�, �tm�r�je 0.1 mm). Ezut�n kezdenek elk�l�n�lni az energiaform�k (gravit�ci�s, elektrom�gneses, atommagot �sszetart� mager�).

 3. A 10^-35-dik m�sodperc �s 10^-32-dik m�sodperc k�z�tt

 A Vil�gegyetem igen gyorsan (10⁹⁰-enszeres�re) t�gult – �tm�r�je el�rte az 1 m�tert. Ezt a folyamatot felf�v�d�snak tn. infl�ci�nak nevezik. Ekkorra kialakultak az elemi r�szecsk�k alkot�i (pl. kvarkok).

 Az els� ezred m�sodperc v�g�re az anyag nagy r�sze elt�nt, mivel reag�lt az antianyggal, �s sug�rz�ss� alakult. A Vil�gegyetem �si szimmetria hib�ja, mely szerint egy kicsivel t�bb anyag k�pz�d�tt, mint antianyag, ez�rt az anyag teljesen nem semmis�lt meg.

 4. A harmadik perc v�g�re

 Ezut�n ”a m�sodperc t�rt r�sze alatt alakultak ki az elemi r�szecsk�k.” /B12M-144./

 AVil�gegyetem elemi r�szecsk�kb�l �llt (p+, e-, n0, egyebek pl. neutr�n�k) �s egymillir�d ^oC -os volt. Ezt az �llapotot hidrog�n-h�lium plazm�nak is nevezik.

 5. 380 000 �v m�lva

 A h�m�rs�klet 10 000 oC-ra h�lt, a protonok befogt�k az elektronokat. Az energia lecsatol�dott az anyagr�l, a Vil�gegyetem �tl�tsz� hidrog�n-h�lium felh�v� v�lt. ”Ma is ez a k�t anyag alkotja a Vil�gegyetem legnagyobb r�sz�t.” /B12M-144./ A lecsatol�dott surg�rz�s azonos a kozmikus h�tt�rsug�rz�ssal.

 2. Az �srobban�s bizony�t�kai

 1. V�r�seltol�d�s

 Az �srobban�s k�t bizony�t�ka v�r�seltol�d�s �s a kozmikus h�tt�rsug�rz�s.

 ”A Vil�gegyetem az �srobban�s �ta egyre t�gul. Ennek egyik bizony�t�k�t a k�rnyez� csillagokb�l �rkez� f�ny v�r�seltol�d�sa szolg�ltatja. A t�volod� f�nyforr�sb�l �rkez� sugarak a hosszabb hull�mhossz� v�r�s fel� tol�dnak. Ehhez hasonl�an a t�volod� hangforr�s hangj�t egyre m�lyebbnek halljuk /Doppler-effektus/.” /B12M-144./

 2. Kozmikus h�tt�rsug�rz�s

 A Vil�gegyetem minden r�sz�b�l fel�nk �rkez� mikrohull�m� elektrom�gneses sug�rz�s. Energi�ja olyan, mint a 2.7 K ^oC-os (1992, Cobe-m�hold m�r�se) testt�. 400 000 �ve a sug�rz�s 10 000 oC-os anyagr�l csatol�dott le – a hozz� tartoz� mai, alacsony h�m�rs�klet a v�r�seltol�d�snak k�sz�nhet�.

 1965-ben figyelte meg el�sz�r Arno Penzias �s Robert Wilson amerikai r�di�csillag�sz. Ezt a sug�rz�st az �srobban�s elm�let�nek pontos�t�i t�bb mint egy �vtizeddel el�re nagysz�grendileg helyesen (5 K ^oC) megj�solt�k.

 4. L�ktet� Vil�gegyetem

 ”A Vil�gegyetem j�v�je a benne tal�lhat� �sszes anyag mennyis�g�t�l f�gg. Ha ez a t�meg nagyobb a kritikus �rt�kn�l, egy maxim�lis �rt�k ut�n zsugorodni kezd. Kisebb t�meg eset�n a t�gul�s v�gtelen. A csillag�szok egy r�sze a m�r�si eredm�nyek alapj�n azt vallja, hogy a t�meg nem �ri el a kritikus �rt�ket, �gy az univerzum �r�kk� t�gul. A kutat�k m�sik r�sze szerint viszont az anyag v�ltoz�s�t egy 80 milli�rd �ves ciklus jellemzi. Mintegy 20-25 milli�rd �v m�lva a t�gul�s lelassul, majd egy pillanatra meg�ll. Ezt az anyag s�r�s�d�se k�veti majd. V�g�l a Vil�gegyetem �jra egy pontt� zsugorodik. Ez a Big Rip / Bir Crash elm�let (crash = �sszeroppan�s, az �srobban�s ellent�te).” /B12M-144./  Mivel az �sszeroppan�st esetleg �jabb �srobban�s k�vetheti, az elm�let a ”L�ktet� vil�gegyetem” nevet kapta. Ha pontosan egy adott hat�r�rt�ken van, akkor v�g�l kiterjeszkedett �llapot�ban meg�ll. Ezt vallja a csillag�szok harmadik csoportja.

 3. Csom�sod�sok �s csillagfejl�d�s

 1. Csom�sod�s

 A lassan gomolyg� hidrog�nfelh�kben m�k�d�tt a t�megvonz�s. A felleg anyaga egyre kisebb g�mbb� h�z�dott �ssze. Ennek k�vetkezt�ben azonban p�rg�se egyre gyorsabb� v�lt. P�rg�se olyan form�n gyorsult fel, mint a l�b�t beh�z� piruettez� j�gt�ncos�, vagy a zongorasz�ken p�rg� gyermek�. A perd�let megmarad�sa k�vetkezt�ben az �sszeh�z�d�s folytat�dott ugyan, de a g�mb sz�l�r�l lev�lt egy sz�li gy�r�, elk�l�n�lv�n a magt�l.

 Ez a folyamat h�rom alkalommal megism�tl�d�tt, de egyre kisebb t�rr�szekben.

2. Csillagfejl�d�s

 A m�sodik csom�sod�s sor�n a g�zfelh� magj�ban a befel� h�z� t�megvonz�s miatt a hidrog�n egyre jobban t�m�r�lt. A bels� s�rl�d�s miatt az anyag annyira felhev�lt, hogy atommag �talakul�s indult: a hidrog�n h�liumm� lett. Az ekkor felszabadul� energia kifel� tart� sug�rnyom�sa id�vel egyens�lyt tartott a t�megvonz�ssal �s a csillag felsz�ne stabiliz�l�dott. Az els� csillagok 200 milli� �vvel az �srobban�s ut�n kezdtek f�nyleni. A 380 ezer �s 200 milli� �v k�z�tti id�szakot s�t�t kornak nevezik.

 Amikor a csillagmagban a hidrog�n elfogyott, a t�megvonz�ssal m�r nem �llt szemben a sug�rnyom�s, ez�rt a csillaganyag �ssz�bb zuhant. Ha a csillag el�g nagy, a felszabadul� energia beind�tja a h�lium sz�nn� alakul�s�t. Ez a folyamat megy v�gbe a k�k �ri�sokban.

 A nagy t�meg� k�k �ri�sokb�l lesz a fekete lyuk.

 3. Fekete lyuk

 Ha egy csillag t�mege 10 napt�megn�l nagyobb, a k�k �ri�s �llapot ut�n fekete lyukk� v�lik.

 A fekete lyuk t�megvonz�sa olyan nagy, hogy a f�ny sem jut ki bel�le. Ez�rt t�k�letesen fekete. S�r�s�ge rendk�v�li: a Nap anyaga egy 6 km-es, a F�ld� egy 9 mm-es �tm�r�j� fekete lyukban f�rne el.

 A fekete lyuk hat�ra �gynevezett esem�nyfelsz�n is egyben, mivel ami ett�l befel� van, arr�l semmif�le k�zvetlen ismerettel nem rendelkez�nk �s nem is fogunk, mivel abba anyag �s sug�rz�s csak beeshet, kijutni nem k�pes.

 1.3.1.2. GALAXISOK

 1. Tej�trendszer

 1. �ltal�ban

 Tiszta �jszak�kon az �gboltra tekintve egy halv�ny f�nys�v t�nik el�nk. A g�r�g mitol�gia szerint ez akkor j�tt l�tre, mikor Zeusz feles�ge, H�ra egy kisgyermeket szoptatott. Tej�b�l egy kicsi kifolyt az �gre �s att�l kezdve halv�ny f�nys�vk�nt l�that�.

 Galilei, az els� t�vcs�ves csillag�sz ismeri fel azt, hogy l�that� r�sze csillagokb�l �ll.

 Hubble felfedez�s�ig (1923) a Vil�gegyetemmel azonosnak tartott�k.

 Galaxis: K�z�s g�zfelh�b�l l�trej�tt csillagrendszer csoportosul�s.

 Tej�trendszer: A mi galaxisunk.

 A csom�sod� hidrog�nfellegben 12 milli�rd �ve f�nylettek fel az els� csillagok.

 Adatai: 300 (200-400 /W/) milli�rd csillaga van (teh�t minden emberre kb. 40 csillagrendszer �s t�z bolyg� jut). A Hubble-�rt�vcs�vel sorra fedezik fel csillagjainak bolyg�it, melyekb�l a becsl�sek szerint legal�bb 100 milli�rd van /W/.

 2. Szerkezete

 Tej�trendszer�nk fel�ln�zete azt mutatja, hogy galaxisunk egy norm�l spir�lgalaxis, melynek hat spir�lkarja van. A Naprendszer az Orion-karon tal�lhat�. Oldaln�zetben 'kett�s cint�ny�r' alak� - b�r k�v�lr�l senki sem l�tta.

 K�zpontj�ban tal�lhat� a mag, melynek belsej�ben egy n�gymilli� napt�megnyi fekete lyuk t�tong. A r�di�antenn�k tan�s�ga szerint sz�mos csillag zuhan keringve bel�. Ennek ellen�re a szem sz�m�ra ez a k�rnyezet is fekete, mivel a lyuk sok csillagk�zi port is szipk�z mag�ba.

 T�meg�nek 90%-a a magban van, tov�bbi 5-5% jut a karok csillagrendszereire �s a k�z�tt�k l�v� por �s g�zfelh�kre.

 Forg�si ideje 240 milli� �v /Fr9Of-18./. Ez egyben a Naprendszer kering�si ideje is.

 Naprendszer�nk a Tej�trendszer k�ls� r�sz�n, a k�z�ppontt�l 30 ezer f�ny�vnyire, az egyik spir�lkaron helyezkedik el, ahol a Tej�tendszer vastags�ga 16 ezer f�ny�v /Fr9Of-17./. 220 km/sec sebess�ggel keringve 240 milli� �v alatt tesz meg egy k�rt a Tej�trendszer k�z�ppontja k�r�l. Ek�zben j�val lassabban, "mind�ssze" 19.4 km/sec sebess�ggel sz�guld a Herkules csillagk�p fel�.

 A Halo egy csillagokkal telehintett g�mb. Rendk�v�l id�s, v�r�s �ri�sokat tartalmaz� g�mbhalmazai 12 milli�rd �vesek.

 K�t kis k�s�r�galaxisa a Nagy- �s Kis-Magell�n-felh�.

 2. Egy�b galaxisok

 1. Extragalaxisok

 Harminc �vvel azut�n, hogy Hubble felismerte azt, hogy m�s galaxis is van, m�r 1 milli� extragalaxist ismert�nk.

 2. Alakja

 A Tej�trendszer alakja spir�l.

 M�s galaxisok alakja lehet (4) k�ll�s-spir�l, g�mb, ellipszoid �s szab�lytalan.