De oerknaltheorie van de oorsprong van het universum is een logisch gevolg van de ontdekking door astronoom Edwin Hubble dat het universum uitdijt. Als de uitbreiding zou kunnen worden omgekeerd, zou het hele universum op een bepaald moment samenvallen in een enkel punt in de ruimte. Wetenschappers hebben de omstandigheden en temperatuur van het universum afgeleid op een tijdstip dat oneindig dichtbij deze singulariteit ligt, gebaseerd op observaties van het huidige universum.

The Primordial Singularity of

Een singulariteit is een regio van ruimte-tijd waarin materie zo dicht op elkaar wordt verpletterd dat de zwaartekrachtswetten die door de algemene relativiteit worden verklaard, uiteenvallen. In een singulariteit is het volume van de ruimte nul en de dichtheid is oneindig. Een andere manier om dit te zeggen is dat de kromming van ruimte-tijd oneindig is. Wetenschappers geloven dat zo'n singulariteit de kern vormt van een zwart gat, dat optreedt wanneer een super massieve zon het einde van zijn leven bereikt en implodeert. Algemene relativiteitstheorie vereist ook dat een dergelijke singulariteit moet bestaan ​​aan het begin van een zich uitbreidend universum.

The Big Bang

De oerknal is het moment waarop de oorspronkelijke singulariteit het universum werd. Gebaseerd op waarnemingen van objecten op afstand en metingen van de kosmische achtergrondstraling, hebben wetenschappers de temperatuur afgeleid op de Planck-tijd, die 10 miljoen triljoen biljoen biljoenste van een seconde is. Op dat moment was de temperatuur 100 miljoen triljoen biljoen kelvins (180 miljoen triljoen biljoen graden Fahrenheit). Het universum onderging een periode van versnelde expansie die eindigde ruim voordat een seconde was verstreken. Tegen die tijd was het afgekoeld tot een temperatuur van 100 miljard kelvins (180 miljard graden Fahrenheit).

De eerste momenten van de geschiedenis

Ongeveer een seconde na de oerknal ging het universum over 400.000 keer zo dicht als water, en de temperatuur was 10 miljard kelvin. Materie bestond voornamelijk uit protonen en neutronen. Na 13,8 seconden was de temperatuur gedaald tot 3 miljard kelvin en drie minuten en 45 seconden later was deze gedaald tot 1 miljard kelvin. Op dit punt begonnen de neutronen en protonen heliumkernen te vormen. De eerste atomen vormden zich pas 700.000 jaar na de oerknal. Tegen die tijd was de temperatuur gedaald tot enkele duizenden kelvins, wat voldoende koel was voor protonen en elektronen om waterstofatomen te vormen.

De theorie bevestigen

Naast de ontdekking van Hubble dat het universum uitbreidt, welke leidde tot de ontwikkeling van de oerknaltheorie in de eerste plaats, er zijn twee andere redenen om de theorie te accepteren. Een daarvan is dat het voorspelt dat het helium gevormd ten tijde van de oerknal verantwoordelijk zou moeten zijn voor 25 procent van de massa van het universum, wat astrofysici waarnemen. De andere is dat het voorspelt dat de temperatuur van de kosmische achtergrondstraling - de nagloeiing van de oerknal - 3 graden boven het absolute nulpunt zou moeten zijn, en observaties hebben dit ook bevestigd.