Notandi:Ojs/miklihvellur

Samkvæmt kenningunni um Miklahvell var alheimurinn ákaflega þéttur og heitur í upphafi. Þegar rúm byrjaði að þenjast út aðskildist efni og gerir enn, stjörnuþokur ferðast í sífellu frá hver annarri

Miklihvellur er kenning innan heimsfræðinnar um atburð sem reynir að útskýra hvernig alheimurinn hafi orðið til. Til dagsins í dag er hún vinsælasta og best heppnaðasta kenningin um tilurð alheimsins sem passar best við mælingar okkar á umheiminum. Þessi atburður á að hafa átt sér stað fyrir u.þ.b. 13 til 14 milljörðum ára síðan. Þá var mikil orka samansöfnuð í óendanlega lítinn punkt, kallaður sérstaða, sem leystist út í miklum hvelli og leiddi til svokallaðrar óðaþenslu þar sem orka breyttist yfir í öreindir sem söfnuðust saman í frumefni sem eftir nokkur hundruð þúsund ár byrjuðu að safnast saman og mynda stjörnur.

Undirstöður kenningarinnar eru Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker firðin og Lambda-CDM líkanið. FLRW firðin er stærðfræðileg lausn á sviðsjöfnum Einsteins en Lambda-CDM líkanið er það líkan sem lýsir þróun alheimsins eftir miklahvell.

Hugtakið miklihvellur er í takmarkaðri merkingu notað um þann tímapunkt er rúm byrjaði að þenjast út. Almennari notkun hugtaksins felur hins vegar í sér þá kenningu sem algengust er innan heimsfræðinni um upphaf og útþenslu alheimsins þ.e.a.s. Lambda-CDM líkanið, auk kenningu um samsetningu efnis í upphafi og kjarnamyndun (Alpher-Bethe-Gamow kenningin).

Ein afleiða kenningarinnar er sú að ástand alheimsins hafi verið frábrugðið ástandi heimsins í dag og í framtíðinni (þ.e.a.s. þróun alheimsins á sér stað). Út frá þessum upplýsingum gerði George Gamow sér ljóst að hugsanlega væri til það sem kallað er örbylgjukliður sem myndi sannreyna miklahvellskenninguna frekar. Örbylgjukliðurinn var uppgötvaður 1965 og varð til þess að miklahvellskenningin var almennt talin líklegri en sístöðukenningin.

Saga

Kenningin um miklahvell þróaðist út frá athugunum og kennilegum hugleiðingum. Athugendur tóku eftir því að flestar þyrilstjörnuþokur fjarlægðust jörðina, en þeir sem tóku eftir þessu gerður sér hvorki grein fyrir því að um var að ræða stjörnuþokur utan Vetrarbrautarinnar né hvað þetta þýddi fyrir heimsfræðina. Árið 1927 leiddi Georges Lemaître út Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker jöfnurnar út frá afstæðiskenningu Einsteins og lagði fram kenningu byggða á athugunum um undanhald stjörnuþoka, um að alheimurinn hefði hafist með „sprengingu frumatóms“, sem síðar var kölluð miklahvellskenningin.

Árið 1929 útvegaði Edwin Hubble fyrstu gögnin til stuðnings kenningu Lemaître. Hann komst að því að stjörnuþokur fjarlægðust jörðina úr öllum áttum á hraða sem var háður fjarlægð þeirra frá jörðinni. Þetta er þekkt sem lögmál Hubbel. Lögmál Hubble benti til þess að einsleitur og einsátta alheimur þendist út, en það passaði ekki við hugmyndir Einsteins um staðnaðan og óendanlegan alheim.

Þessi hugmynd um útþenslu alheimsins bauð upp á tvo gagnstæða möguleika. Annar var miklahvellskenning Lemaître, sem George Gamow var talsmaður fyrir. Hinn möguleikinn var sístöðukenning Fred Hoyle þar sem efni átti að myndast jafnóðum þegar stjörnuþokurnar fjarlægðust hvor aðra. Samkvæmt því módeli er alheimurinn nánast eins á hverjum tímapunkti.

Um langt skeið voru stuðningsmenn hvorar kenningar um sig jafnmargir. Athuganir bentu þó til að alheimurinn hefði þróast frá heitu og þéttu upphafi. Uppgötvun örbylgjukliðs árið 1965 varð til þess að menn fóru að álíta miklahvellskenninguna sennilegri útskýringu á upphafi alheimsins. Nánast öll kennileg verk innan heimsfræðinnar í dag gera ráð fyrir því að miklahvellskenningin sé rétt.

Mikil framþróun varð á miklahvellskenningunni síðla á 9. áratug 20. aldarinnar og snemma á 21. öldinni samhliða þróun sjónaukatækni ásamt miklum gögnum frá gervihnöttum eins og COBE, Hubble sjónaukanum og WMAP. Gögnin hafa gert vísindamönnum kleyft að reikna út nýjar breytistærðir fyrir miklahvellsmódelið gert kenninguna nákvæmari og m.a. komist að því að þensla alheimsins er að aukast.