Welcome one and all! It’s time to grab your seat for the biggest battle in the soon-to-be-formed universe. That’s right— the Big Bang is about to go down! In one corner is the force that brings all matter together. It acts on any particle with mass, and its range is infinite— give it up for gravity! In the other corner, our contender can push matter away with spectacular strength. When the going gets tough, this fighter just gets tougher. That’s right, it’s pressure!
ברוך הבא אחד וכולם! זה הזמן לתפוס את הכיסא שלכם לקרב הגדול ביותר ביקום שייווצר בקרוב. זה נכון - המפץ הגדול עומד להתחיל! בפינה אחת נמצא הכוח שמביא את כל החומר ביחד. הוא פועל על כל חלקיק בעל מסה, והטווח שלו הוא אינסופי - תנו תשואות לכוח המשיכה! בפינה השנייה, המתמודד שלנו יכול לדחוף את החומר בעוצמה מרהיבה. כשהעניינים נעשים קשים, הלוחם הזה רק נעשה קשוח יותר. זה נכון, זה לחץ!
Over the next several hundred thousand years, these two contenders will be wrestling for the fate of the universe. That’s right folks, the ripple effects of this historic match will shape the structure of the universe as we know it today. But what are these powers fighting over? We’ll find out when the Big Bang hits right... now!
במהלך מאות אלפי השנים הבאות, שני המתמודדים הללו ייאבקו על גורל היקום. זה נכון חברים, השפעות האדווה של המשחק ההיסטורי הזה יעצבו את מבנה היקום כפי שאנו מכירים אותו היום. אבל על מה הכוחות הללו נלחמים? נגלה כשהמפץ הגדול מכה בדיוק... עכשיו!
Let’s zoom in for the play-by-play.
בואו נתקרב למשחק אחר משחק.
This epic event has brought three components into our infant universe. Dark matter, which only interacts with gravity. Baryonic matter, which makes up all matter you’ve ever seen, is affected by both gravity and pressure. And radiation composed of innumerable particles of light, also known as photons.
האירוע האפי הזה הביא שלושה מרכיבים ליקום התינוקי שלנו. חומר אפל, שרק מקיים אינטראקציה עם כוח המשיכה. חומר באריוני, שמרכיב את כל החומר שאי פעם ראיתם, שמושפע הן מכוח הכבידה והן מלחץ. וקרינה מורכבת מאינספור חלקיקי אור, שידועים גם בשם פוטונים.
In the moments just after the Big Bang, all three components are in equilibrium, meaning no one location is denser than another. But as the universe starts expanding, differences in density start to emerge. Gravity immediately gets to work pulling matter together. Dark matter begins to collect at the center of these increasingly dense regions, forming the foundations of future galaxies.
ברגעים שאחרי המפץ הגדול, כל שלושת המרכיבים נמצאים בשיווי משקל, כלומר אין מקום אחד צפוף יותר מאחר. אבל כשהיקום מתחיל להתפשט, הבדלים בצפיפות מתחילים להופיע. כוח המשיכה מיד מתחיל לעבוד מושך את החומר ביחד. חומר אפל מתחיל להצטבר במרכז של אזורים צפופים יותר ויותר אלה, יוצרים את היסודות של גלקסיות עתידיות.
Meanwhile, pressure begins gathering its strength. In this hot, high-energy environment, protons and electrons can’t come together to form atoms, so these loose particles zip around, freely interacting with ambient photons. The result is almost a fluid of baryonic matter and radiation. But the closer these baryonic particles get, the hotter the fluid becomes, pushing photons to ping around with incredible force. This is the power of pressure, specifically radiation pressure, battling to push things apart.
בינתיים, הלחץ מתחיל לצבור את החוזק שלו. בסביבה חמה ועתירת אנרגיה זו, פרוטונים ואלקטרונים אינם יכולים להתאחד וליצור אטומים כך שהחלקיקים הרופפים האלה מסתובבים ויוצרים אינטראקציה חופשית התוצאה כמעט נוזלית של חומר בריוני וקרינה. אבל ככל שהחלקיקים הבריוניים האלה מתקרבים, כך הנוזל מתחמם דוחף פוטונים לפגוע אחד בשני בעוצמה מדהימה. זה כוחו של לחץ, במיוחד לחץ קרינה, נאבק להרחיק דברים.
With each of gravity’s vicious tugs squeezing photons and matter together, pressure exerts a forceful shove back. And as the two giants struggle, they heave this fluid back and forth— creating massive waves called baryonic acoustic oscillations. Moving at almost two thirds the speed of light these BAOs ripple across space, impacting the universe on the biggest scale imaginable. These rolling waves determine the distribution of matter throughout space, meaning that today— almost 14 billion years after this fight began— we're more likely to find galaxies at their peaks and empty space in their troughs. And that’s not all. We can still see these ripples in the background radiation of the universe, a permanent reminder of this epic brawl.
עם כל אחת מהמשיכות המרושעות של כוח המשיכה סוחט פוטונים וחומר יחד, לחץ מפעיל דחיפה חזקה לאחור. וכששני הענקים נאבקים, הם גוררים את הנוזל הזה קדימה ואחורה- יוצרים גלים מסיביים הנקראים תנודות אקוסטיות באריוניות. נעים בכמעט שני שלישים ממהירות האור ה-BAOs האלה מתפתלים על פני החלל, משפיעים על היקום בקנה מידה הכי גדול שאפשר להעלות על הדעת. גלים מתגלגלים אלה קובעים את חלוקת החומר בכל החלל, כלומר, היום - כמעט 14 מיליארד שנים אחרי שהקרב הזה התחיל- סביר יותר למצוא גלקסיות בשיאן וחלל ריק בשקתותיהם. וזה לא הכל. אנחנו עדיין יכולים לראות את האדוות האלה בקרינת הרקע של היקום, תזכורת קבועה לקטטה האפית הזו.
But after being locked in a stalemate for roughly 370,000 years, the tide of our battle finally begins to turn. After all this time, the heat from the Big Bang has dissipated significantly, cooling the universe down to a temperature at which loose electrons start to pair up with protons. Known as the “era of recombination,” this stops electrons from recklessly pinging around. This allows light to stream freely for the first time, illuminating the universe. These photons now only exert a tiny force on the neutral atoms they interact with, gradually reducing the power of pressure.
אבל אחרי שננעלו בקיפאון במשך כ-370,000 שנים, גאות הקרב שלנו סוף סוף מתחילה להסתובב. אחרי כל הזמן הזה, החום מהמפץ הגדול התפוגג בצורה משמעותית, מקרר את היקום לטמפרטורה שבה אלקטרונים רופפים מתחילים להזדווג עם פרוטונים. מה שמכונה “עידן הרקומבינציה“, זה עוצר אלקטרונים מלהסתובב בפזיזות. זה מאפשר לאור לזרום בחופשיות בפעם הראשונה, כשהוא מאיר את היקום. פוטונים אלה מפעילים כעת רק כוח זעיר על האטומים הנייטרליים איתם הם מקיימים אינטראקציה, מפחיתים בהדרגה את כוח הלחץ.
And with that, it’s time to crown our champion! The undefeated force, the most pervasive power in the universe: it’s gravity! And yet, this rivalry isn’t over. A similar battle continues between these two sworn enemies today, within every single star. As gravity pulls a star’s gas inward, pressure increases and pushes the matter back outward. This push and pull keeps the Sun, and all other stars, stable for billions of years. In fact, this clash of the titans is the same reason Earth’s atmosphere doesn’t collapse to the ground. So while their greatest fight might have ended, these two warriors are still to be locked in combat— even as a new challenger approaches.
ועם זה, הגיע הזמן להכתיר את האלוף שלנו! הכוח הבלתי מנוצח, הכוח המתפשט ביותר ביקום: זה כוח המשיכה! ועדיין, היריבות הזו לא הסתיימה. קרב דומה נמשך בין שני אויבים מושבעים אלה היום, בתוך כל כוכב. כשהכבידה מושכת את הגז של כוכב פנימה, הלחץ עולה ודוחף את החומר חזרה החוצה. הדחיפה והמשיכה הזו שומרת על השמש, וכל שאר הכוכבים, יציבים במשך מיליארדי שנים. למעשה, ההתנגשות הזו של הטיטאנים היא אותה סיבה שהאטמוספירה של כדור הארץ לא קורסת לאדמה. אז בזמן שהקרב הכי גדול שלהם אולי נגמר, שני הלוחמים האלה עדיין נעולים בקרב- אפילו כשמתמודד חדש מתקרב.