... masz przeżywać życie, a nie je opisywać.
W miarę jak wzrastał promień Wszechświata, temperatura promieniowania spadała. W sekundę po Wielkim Wybuchu wynosiła około 10 mi- liardów stopni. Temperatura we wnętrzu Słońca jest około tysiąca razy niższa, podobnie wysoką temperaturę osiąga się natomiast w wybuchach bomb wodorowych. W tym czasie Wszechświat zawierał głównie fotony, elektrony i neutrina (niezwykle lekkie cząstki oddziałujące tylko za pośrednictwem sił słabych i grawita- cyjnych), ich antycząstki, oraz niewielką ilość protonów i ncutro- 114 KRÓTKA HISTORIA CZASU nów. W miarę rozszerzania się Wszechświata i spadku temperatu- ry malało tempo produkcji par elektron-antyelcktron, aż wreszcie stało się wolniejsze niż tempo anihilacji. Wtedy większość elektronów i antyelektronów uległa anihilucji, lwui/t(C fotony; ocalały tylko nieliczne elektrony. Natomiast neutrina i anty- neutrina nie zniknęły, ponieważ oddziałują ze sobą zbyt słabo. Powinny one istnieć po dziś dzień; gdybyśmy potrafili je wykryć, uzyskalibyśmy wspaniałe potwierdzenie naszkicowanego tutaj obrazu wczesnej historii Wszechświata. Niestety, neutrina te mają zbyt niską energię, by można je było wykryć bezpośrednio. Jeśli jednak mają małą, lecz różną od zera masę, jak to sugeruje nie potwierdzony eksperyment rosyjski z 1981 roku, moglibyśmy wykryć je pośrednio. Mianowicie mogą one stanowić część "cie- mnej materii", której grawitacyjne przyciąganie jest dostatecznie silne, by powstrzymać ekspansję Wszechświata i spowodować jego skurczenie się. Mniej więcej w sto sekund po Wielkim Wybuchu temperatura spadła do miliarda stopni; taka temperatura panuje we wnętrzach najgorętszych gwiazd. W tej temperaturze protony i neutrony ma- ją zbyt małą energię, aby pokonać przyciągające siły jądrowe, za- tem zaczynają się łączyć, tworząc jądra deuteru (ciężkiego wodo- ru), zawierające jeden proton i jeden neutron. Jądra deuteru łączą się z kolejnymi protonami i neutronami; w ten sposób powstają jądra helu, składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów, oraz niewielka ilość cięższych jąder, między innymi litu i berylu. Można obliczyć, że według standardowego modelu Wielkiego Wybuchu około jednej czwartej wszystkich protonów i neutronów zużyte zostaje na produkcję helu oraz cięższych pierwiastków. Po- zostałe neutrony rozpadają się na protony, będące jądrami zwy- kłych atomów wodoru. Ten scenariusz rozwoju Wszechświata w jego najwcześniejszym okresie zaproponował George Gamow w słynnej pracy z 1948 ro- ku, napisanej wspólnie z jego studentem Raiphem Alpherem. Gamow, obdarzony autentycznym poczuciem humoru, przekonał fizyka jądrowego Hansa Bethego, by ten dodał swe nazwisko do listy autorów, dzięki czemu brzmiała ona: "Alpher, Bethe, Gamow", prawie tak jak pierwsze trzy litery greckiego alfabetu: alfa, beta, gamma, co wyjątkowo dobrze pasuje do pracy o po- czątkach Wszechświata! W tej pracy Gamow i jego współpracow- nicy przedstawili również godną uwagi hipotezę, iż promieniowa- nie pochodzące z wczesnego, gorącego okresu ewolucji Wszech- świata powinno istnieć po dziś dzień, choć jego temperatura POCHODZENIE I LOS WSZECHŚWIATA 115 została zredukowana do paru stopni powyżej zera bezwzględnego. Właśnie to promieniowanie odkryli Penzias i Wilson w 1965 roku. W czasach kiedy Alpher, Bethe i Gamow pisali swoją pracę, nie- wiele jeszcze wiedziano o reakcjach jądrowych między protonami i neutronami. Dlatego ich obliczenia wzajemnych proporcji róż- nych pierwiastków we Wszechświecie nie były bardzo dokładne. Od tego czasu obliczenia te wielokrotnie powtórzono, uwzględnia- jąc postęp naszej wiedzy na temat reakcji jądrowych, i obecnie zgadzają się znakomicie z obserwacjami. Co więcej, jest bardzo trudno wytłumaczyć w jakikolwiek inny sposób, dlaczego właśnie tyle helu istnieje we Wszechświecie. Wobec tego mamy niemal pewność, że nasz obraz rozwoju Wszechświata jest poprawny, przynajmniej od jednej sekundy po Wielkim Wybuchu. Po upływie zaledwie paru godzin od Wielkiego Wybuchu ustała produkcja helu i innych pierwiastków. Przez następny milion lat Wszechświat po prostu rozszerzał się, bez żadnych godnych uwagi zdarzeń