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!
Witajcie! Najwyższy czas zająć swoje miejsca. Wkrótce rozpocznie się największa bitwa w formującym się wszechświecie. Zgadza się. Wielki Wybuch jest tuż-tuż! W jednym narożniku rozgrzewa się siła, która scala całą materię. Oddziałuje na obiekty posiadające masę, a jej zasięg jest nieskończony. Brawa dla grawitacji! W drugim narożniku czeka oponent, który może odpychać wszelką materię z niesamowitą siłą. Kiedy sytuacja staje się trudna, ten wojownik staje się jeszcze silniejszy. Tak jest, to ciśnienie!
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!
Przez następne setki tysięcy lat ci wojownicy będą walczyć ze sobą o losy wszechświata. Dobrze kochani, reakcja łańcuchowa, zapoczątkowana tym historycznym starciem, ukształtuje wszechświat, jaki znamy dzisiaj. Ale o co walczą te siły? Dowiemy się, jak tylko Wielki Wybuch rozpocznie się... ...teraz!
Let’s zoom in for the play-by-play.
Przyjrzyjmy się każdej sekwencji po kolei.
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.
To epickie wydarzenie przyciągnęło trzy elementy do naszego raczkującego wszechświata, ciemną materię, która oddziałuje tylko z grawitacją. Materię barionową, która tworzy całą materia, jaką kiedykolwiek widzieliście, na którą wpływa zarówno grawitacja, jak i ciśnienie. I promieniowanie złożone z cząstek światła, zwanych też fotonami.
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.
Tuż po Wielkim Wybuchu te trzy komponenty są w równowadze, co oznacza, że żadne miejsce nie jest gęstsze od drugiego. Jednak z rozszerzającym się wszechświatem zaczynają pojawiać się różnice w gęstości. Grawitacja natychmiast zaczyna działać, przyciągając materię. Ciemna materia gromadzi się w centrum coraz gęstszych obszarów, tworząc fundamenty przyszłych galaktyk. Tymczasem ciśnienie nabiera sił.
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.
W gorącym, wysokoenergetycznym środowisku protony i elektrony nie mogą się łączyć, by utworzyć atomy, więc te luźne cząstki poruszają się, oddziałując z otaczającymi je fotonami. Rezultatem jest prawie płynny zlep materii barionowej i promieniowania. Jednak im bliżej są cząstki barionowe, tym cieplejszy staje się płyn, zmuszając fotony do pulsowania z niewiarygodną siłą. Jest to siła ciśnienia, w szczególności ciśnienia promieniowania, walcząca o odepchnięcie materii.
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.
Z każdym gwałtownym szarpnięciem grawitacji ściskającym razem fotony i materię, ciśnienie wywiera silne odepchnięcie. Kiedy dwaj giganci walczą, unoszą wtedy płynny zlep tam i z powrotem, tworząc ogromne fale zwane barionowymi oscylacjami akustycznymi. Poruszając się z prawie dwiema trzecimi prędkości światła, te oscylacje szumią w przestrzeni, wpływając na wszechświat z największą skalą, jaką można sobie wyobrazić. Ich fale określają rozkład materii w kosmosie, co oznacza, że dzisiaj, prawie 14 miliardów lat od rozpoczęcia tej walki, z większym prawdopodobieństwem znajdziemy galaktyki w ich szczytach i pustą przestrzeń w ich dolinach. A to nie wszystko: wciąż możemy ujrzeć fale w promieniowaniu tła wszechświata, które stanowi trwałe przypomnienie tej epickiej bójki.
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.
Jednak po około 370 tysięcy lat, w których tkwiliśmy w impasie, losy naszej bitwy w końcu zaczynają się odwracać. Po całym tym czasie ciepło z Wielkiego Wybuchu znacznie się rozproszyło, schładzając wszechświat do temperatury, w której luźne elektrony zaczynają łączyć się w pary z protonami. Znana jako ″era rekombinacji″, powstrzymuje elektrony przez lekkomyślnym brzęczeniem. Dzięki temu światło po raz pierwszy może swobodnie przepływać, oświetlając wszechświat. Fotony te wywierają teraz jedynie niewielką siłę na neutralne atomy, z którymi oddziałują, stopniowo zmniejszając siłę ciśnienia.
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.
A wraz z tym czas ukoronować naszego mistrza! Niepokonana siła, najbardziej wszechobecna moc we wszechświecie: to grawitacja! A jednak ta rywalizacja jeszcze się nie skończyła. Podobna walka toczy się dzisiaj pomiędzy tymi dwoma zaprzysięgłymi wrogami w każdej pojedyńczej gwieździe. Gdy grawitacja przyciąga gaz gwiazdy do wewnątrz, ciśnienie wzrasta i wypycha materię z powrotem na zewnątrz. To pchanie i przyciąganie utrzymuje Słońce i wszystkie inne gwiazdy w stabilnym stanie przez miliardy lat. W rzeczywistości to starcie tytanów jest tym samym powodem, dla którego ziemska atmosfera nie zapada się na ziemię. Tak więc, choć ich największa walka mogła już się zakończyć, ci dwaj wojownicy nadal muszą walczyć: nawet kiedy zbliża się nowy bojownik.