Setelah berakhir inflasi kosmis, alam semesta diisi dengan plasma kuark. Dari titik ini dan seterusnya fisika dari masa awal alam semesta lebih baik dipahami, dan kurang spekulatif.
Supersimetri breaking (spekulatif)
Jika supersimetri adalah milik alam semesta kita, maka harus dipatahkan pada energi yang tidak lebih rendah dari 1 TeV, skala simetri elektro. Massa partikel dan superpartners mereka maka akan tidak lagi sama, yang dapat menjelaskan mengapa tidak ada superpartners partikel diketahui pernah diamati.
Pemecahan simetri Elektro lemah dan zaman quark
Antara 10-12 detik dan 10–6 detik setelah ledakan dahsyat
Sebagai suhu alam semesta turun di bawah tingkat energi yang sangat tinggi tertentu, diyakini bahwa medan Higgs spontan memperoleh nilai ekspektasi vakum, yang memecah elektro mengukur simetri. (Jika medan Higgs tidak ada maka efek yang sama harus terjadi, tetapi dengan beberapa penyebab lainnya). Ini memiliki dua efek terkait.
Lemahnya kekuatan dan gaya elektromagnetik masing-masing Boson (Boson W dan Z dan foton) bermanifest berbeda di alam semesta, dengan rentang. Melalui mekanisme Higgs, semua partikel dasar yang berinteraksi dengan bidang Higgs menjadi besar-besaran, telah tak bermassa di tingkat energi yang lebih tinggi.
Pada akhir zaman ini, interaksi fundamental gravitasi, elektromagnetisme, interaksi kuat dan interaksi lemah kini mengambil bentuk mereka saat ini, dan partikel dasar memiliki massa, tetapi suhu alam semesta masih terlalu tinggi untuk memungkinkan untuk mengikat quark bersama untuk membentuk hadron.
Hadron zaman
Antara 10-6 detik dan 1 detik setelah Big Bang
Quark-gluon plasma yang membentuk alam semesta mendingin sampai hadron, termasuk baryon seperti proton dan neutron, dapat terbentuk. Pada sekitar 1 detik setelah Big Bang neutrino memisahkan dan mulai bepergian dengan bebas melalui ruang. Ini latar belakang kosmik neutrino, sementara tidak akan pernah diamati secara detail, analog dengan latar belakang gelombang mikro kosmik yang dipancarkan jauh kemudian.
Zaman lepton
Antara 1 detik dan 10 detik setelah Big Bang
Mayoritas hadron dan anti-hadron memusnahkan satu sama lain pada akhir zaman Hadron, meninggalkan lepton dan anti-lepton mendominasi massa alam semesta. Sekitar 10 detik setelah Big Bang suhu alam semesta jatuh ke titik di mana lepton baru / anti-lepton tidak lagi diciptakan dan sebagian lepton dan anti-lepton dieliminasi dalam reaksi pemusnahan, meninggalkan residu kecil lepton.
Zaman Foton
Antara 10 detik dan 380.000 tahun setelah Big Bang
Setelah sebagian lepton dan anti-lepton yang dimusnahkan pada akhir zaman lepton energi alam semesta didominasi oleh foton. Foton ini masih berinteraksi sering dengan proton bermuatan, elektron dan (akhirnya) inti, dan terus melakukannya selama 380.000 tahun ke depan.
Nukleosintesis
Antara 3 menit dan 20 menit setelah Big Bang
Selama zaman foton suhu alam semesta jatuh ke titik di mana inti atom dapat mulai terbentuk. Proton (ion hidrogen) dan neutron mulai bergabung menjadi inti atom dalam proses fusi nuklir. Neutron bebas bergabung dengan proton untuk membentuk deuterium. Deuterium cepat berfusi menjadi helium-4. Nukleosintesis hanya berlangsung selama sekitar tujuh belas menit, karena suhu dan kepadatan alam semesta telah jatuh ke titik di mana fusi nuklir tidak dapat dilanjutkan. Pada saat ini, semua neutron telah dimasukkan ke dalam inti helium. Hal ini membuat sekitar tiga kali lebih hidrogen dari helium-4 (massa) dan hanya melacak jumlah inti lainnya.
Dominasi Matter
70.000 tahun setelah Big Bang
Pada saat ini, kepadatan materi non-relativistik (inti atom) dan radiasi relativistik (foton) adalah sama. Panjang Jeans, yang menentukan struktur terkecil yang dapat membentuk (karena persaingan antara daya tarik gravitasi dan efek tekanan), mulai jatuh dan gangguan, bukannya dihapuskan oleh radiasi bebas streaming, bisa mulai tumbuh dalam amplitudo.
Menurut ΛCDM, pada tahap ini, materi gelap dingin mendominasi, membuka jalan bagi keruntuhan gravitasi untuk memperkuat inhomogeneities kecil ditinggalkan oleh inflasi kosmik, membuat padat daerah padat dan daerah dijernihkan lebih tipis. Namun, karena teori-teori saat ini mengenai sifat materi gelap tidak dapat disimpulkan, ada belum ada konsensus mengenai asal-usulnya pada waktu sebelumnya, karena saat ini ada untuk zat baryon.
Bekombinasi
377.000 tahun setelah Big Bang
Atom hidrogen dan helium mulai terbentuk sebagai kepadatan alam semesta jatuh. Hal ini diduga telah terjadi sekitar 377.000 tahun setelah Big Bang. Hidrogen dan helium berada di awal terionisasi, yaitu, tidak ada elektron terikat pada inti, yang (mengandung proton bermuatan positif) karena itu bermuatan listrik (+1 dan masing-masing +2). Ketika alam semesta mendingin, elektron bisa ditangkap oleh ion, membentuk atom netral. Proses ini relatif cepat (sebenarnya lebih cepat untuk helium daripada hidrogen) dan dikenal sebagai rekombinasi. Pada akhir rekombinasi, sebagian besar proton di alam semesta terikat dalam atom netral. Oleh karena itu, berarti jalan bebas foton 'menjadi efektif tak terbatas dan foton sekarang dapat bepergian dengan bebas: alam semesta telah menjadi transparan. Acara ini kosmik biasanya disebut sebagai decoupling.
Foton yang hadir pada saat decoupling adalah foton yang sama yang kita lihat di latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) radiasi, setelah didinginkan oleh ekspansi alam semesta. Sekitar waktu yang sama, ada gelombang tekanan dalam elektron-baryon plasma dikenal sebagai baryon osilasi akustik-menjadi tertanam dalam distribusi materi seperti itu kental, sehingga menimbulkan preferensi yang sangat sedikit dalam distribusi benda skala besar. Oleh karena latar belakang gelombang mikro kosmik adalah gambar alam semesta pada akhir zaman ini termasuk fluktuasi kecil yang dihasilkan selama inflasi, dan penyebaran objek seperti galaksi di alam semesta merupakan indikasi skala dan ukuran semesta seperti yang berkembang dari waktu ke waktu.
Abad Kegelapan Kosmik
Sebelum decoupling terjadi, sebagian besar foton di alam semesta yang berinteraksi dengan elektron dan proton dalam cairan foton-baryon. Sebagai hasilnya Alam semesta adalah buram atau "berkabut". Ada ringan tapi tidak seringan yang bisa kita amati melalui teleskop. Materi baryonik di alam semesta terdiri dari plasma terionisasi, dan hanya menjadi netral ketika memperoleh elektron bebas selama "rekombinasi," sehingga melepaskan foton menciptakan CMB. Foton yang dirilis (atau dipisahkan) alam semesta menjadi transparan. Pada titik ini satu-satunya radiasi yang dipancarkan adalah garis berputar 21 cm dari hidrogen netral. Saat ini sedang diupayakan dilakukannya pengamatan untuk mendeteksi radiasi samar ini, karena pada prinsipnya diperlukan alat lebih kuat daripada latar belakang gelombang mikro kosmik untuk mempelajari alam semesta awal. Abad pertengahan ini diperkirakan telah berlangsung antara 150,000,000-800,000,000 tahun setelah Big Bang. Galaksi paling awal dalam periode ini telah teramati pada oktober 2010 lalu dan dengan demikian juga galaksi paling jauh pernah diamati saat ini dan di catatan. Penemukan galaksi UDFj-39546284 yang merupakan galaksi pada periode ini berada pada waktu sekitar 480 juta tahun setelah Big Bang atau sekitar setengah jalan melalui Abad Kegelapan Cosmic pada jarak sekitar 13,2 miliar tahun cahaya. Baru-baru ini, galaksi UDFj-39546284 ditemukan berada di sekitar "380 juta tahun" setelah Big Bang dan pada jarak 13.370.000.000 tahun cahaya.
0 comments: