Daljnjim hlađenjem i širenjem svemira nakon tri minute stvorili su se preduvjeti za nastanak prvih i najosnovnijih čestica – bariona fotona i neutrina, kao i elektrona i kvarkova.
Te čestice gradivni su materijal materije i života kakav danas poznajemo. Za vrijeme stvaranja bariona još nije bilo težih čestica (koje se sastoje od kvarkova). Poput protona ili neutrona, jer je temperatura bila još uvijek prevelika. U tim trenucima postohala je samo „kvarkovska juha“ nepovezanih kvarkova.
Kada se svemir ohladio na temperaturu od 3000 milijardi stupnjeva, proživio je veliku promjenu, koju možemo usporediti s faznom promjenom prelaska vode u led. Nakon te promjene, čestice koje zovemo hadronima, a koje uključuju protone i neutrone, postaju normalno stanje materije u svemiru. Da bi se protoni i neutroni ujedinili i stvarali kemijske elemente, svemir se trebao još više raširiti i ohladiti.
Jednu do tri minute nakon Velikog praska i nastanka svemira protoni i neutroni započinju međusobne nuklearne reakcije i stvaraju deuterij, jedan od izotopa vodika, koji se sastoji od jednog protona i jednog neutrona. Uskoro deuterij (ili teški vodik) sakuplja još jedan neutron i stvara tricij. Dolaskom još jednog protona od tricija stvara se jezgra atoma helija. Znanstvenici smatraju da je u toj fazi svemira postojala jedna jezgra helija na svakih deset protona. Daljnjim su hlađenjem ti protoni viška uhvatili elektron, stvarajući najosnovniji atom – atom vodika. Kao posljedica toga, a i kao dokaz te teorije služe današnja opažanja sastava svemira – jedan atom helija na svakih deset atoma vodika.
Sljedećih 300 000 godina svemir se nastavio širiti i hladiti do temperature do 10 000 stupnjeva. Takvu uvjeti dozvoljavali su jezgrama helija da uhvate slobodne elektrone i formiraju atome helija. U međuvremenu, jezgre vodika procesom nukleosinteze vezale su se u jezgre litija. To su trenuci kada fotoni više nisu bili zarobljeni materijom i kada se svjetlost počela nazirati u svemiru.
Koliko je svemir star?
Dosad smo se bavili potragom za postankom svemira, no na jedno veliko pitanje nismo odgovorili. Naime, ako svemir nije beskonačan, koliko dugo postoji? Ponovno je moderna znanost uspjela prenijeti u doba stvaranja ono što zna o svemiru danas. Upotrebom Hubbleovih opažanja možemo dati prilično točnu procjenu starosti svemira. Za to su nam potrebna dva podatka: udaljenost neke galaksije od nas i njen crveni pomak (brzina udaljavanja od nas).
Računanje udaljenosti dalekih svemirskih objekata složen je astrofizički postupak. Koristi se nekoliko metoda, svaka za određivanje do neke udaljenosti. Te metode se zatim isprepliću i uspoređuju da se smanje pogreške u procjenama.
Mjereći sjaj promjenjivih zvijezda, eksplozije supernova te sjaj udaljenih kuglastih skupova, galaksija i skupova galaksija, možemo napraviti povezanu skalu koja nam služi kao „metar“ za mjerenje međugalaktičkih udaljenosti. Jednostavnim izračunom jednom kada znamo udaljenost i brzinu galaksije dobivamo podatak o njenoj galaksiji – 4,6×1017 sekundi ili oko 15 milijardi godina.
Isti podatak dobiva se za gotovo sve galaksije, što je čvrst dokaz u prilog upravo takvoj starosti svemira. Ipak, valja biti oprezan zbog uvijek postojećih grešaka u mjerenjima; starost od 15 milijardi godina ipak je još uvijek samo procjena.
Fizikalni model Velikog praska koji pokušava objasniti izvor i sadržaj cijelog vidljivog svemira uključivao je talente mnogih. Često i genijalnih ljudi, više od 150 godina. Mnogo puta, suočeni s protivnicima sličnim onima Galilea ili Kopernika, ti učenjaci i kozmolozi služili su se preciznim zaključivanjem odgovarajući na najveće pitanje u povijesti znanosti.
Svako je predviđanje temeljeno na kvantnoj fizici i na Teoriji relativnosti koja se tiče postanka svemira potvrđeno direktnim promatranjima ili istim tim promatranjima nije opovrgnuto. To je najvažniji razlog zbog kojeg smo došli do modela i ostajemo pri modelu Velikog praska, uvjereni da naša znanost i tehnologija mogu baciti pogled unazad 15 milijardi godina i vidjeti rođenje našeg svemira.
Članak je izvorno objavljen u 73. broju časopisa Drvo znanja i nije ga dopušteno prenositi.
