ZROD VESMÍRU

Predstavte si, že niekedy tu nebolo úplne nič. Nebol tu váš dom, ani iné budovy, neboli tu ľudia, stromy, zvieratá, ani kamene, nebola tu dokonca ani naša Zem, ani Slnko a iné hviezdy, jednoducho tu nebolo úplne nič.
V tejto počiatočnej ničote sa udialo čosi, čo zatiaľ nikto nedokáže definovať, ani vysvetliť. My to dnes nazývame VEĽKÝ TRESK. Začiatok rozpínania vesmíru, premena nekonečne malého v niečo obrovské.
Môžeme si to pre ľahšie pochopenie prirovnať k predstave maličkého zrnka, menšieho ako zrnko piesku, v ktorom bol schovaný celý vesmír – naša Zem, Slnko, Mesiac, planéty, všetky hviezdy, ktoré vidíme, aj tie, ktoré nevidíme.
Pretože v tom zrnku bola úplne všetka hmota budúceho vesmíru a bolo jej tam veľa, bola poriadne stlačená a bolo jej veľmi tesno. Zrazu sa to zrnko začalo neuveriteľnou rýchlosťou zväčšovať a rozpínať všetkými smermi.
Vtedy sa zrodil vesmír.

Zrodenie vesmíru sprevádzala obrovská teplota a hustota.
V tomto horúcom, hustom prostredí energia a hmota boli prakticky jedno a tvorili spoločný obsah počiatočného vesmíru. Obrovská energia sa prejavovala v podobe častíc a antičastíc, ktoré existovali iba extrémne krátky čas, pretože sa navzájom ničili a menili sa opäť na energiu.
Nakoniec počet častíc prevážil nad počtom antičastíc, čo spôsobilo prevahu hmoty nad antihmotou. Preto je dnes prakticky všetko zložené z hmoty a antihmota takmer neexistuje.
Prevaha hmoty nad antihmotou so sebou priniesla nové podmienky existencie vesmíru.
Neustála premena častíc na energiu a naopak sa náhle zastavila. Od tohto okamihu pracoval vesmír s tým, čo mal. Namiesto jednej vesmírnej sily začali medzi časticami pôsobiť rôzne druhy interakcií, z ktorých každá sa riadi vlastnými pravidlami. Súčasná veda hovorí o týchto základných interakciách – gravitácia, elektroslabá interakcia a silná jadrová interakcia.
V tomto momente mal vesmír v priemere približne miliardu kilometrov a od jeho vzniku uplynula iba 1 sekunda.

Nasledujúcich približne 400 000 rokov sa mikročastice hmoty spolu ďalej spájali a vytvorili protóny, neutróny, elektróny. Z tohto základného stavebného materiálu – z protónov a neutrónov sa zrodili prvé atómové jadrá vodíka, hélia a lítia.
Vesmír v tom čase mal plazmatické skupenstvo a obsahoval predovšetkým kladné atómové jadrá, záporné elektróny a elektromagnetické žiarenie. Toto obdobie vývoja vesmíru nazývame érou plazmy.

Približne 400 000 rokov po zrode vesmíru sa odohráva dramatická zmena. Voľné elektróny vytvorili elektrónový obal okolo atómových jadier a po prvý krát sa vo vesmíre objavujú atómy, ako ich poznáme dnes, zložené z atómového jadra a elektrónového obalu. Plazma sa mení na obyčajný plyn a my túto éru nazývame érou hmoty.
Niektorí volajú toto obdobie „doba temna“, pretože ešte neexistovali hviezdy a vodíkový plyn neumožňoval pohyb viditeľnému svetlu.

ZROD HVIEZD, PLANÉT A ĎALŠÍCH NEBESKÝCH TELIES

Po miliónoch rokov, vodíkový plyn miestami zhustol a vplyvom gravitácie začali atómy vytvárať zhluky, ktoré nabaľovali na seba ďalšie a ďalšie častice. Avšak vznikajúce gule sa nezväčšovali, ale scvrkávali sa, akoby ich stláčala obrovská sila. Takýmto guliam, z ktorých jedného dňa vzniknú hviezdy, hovoríme protohviezdy.
Teplota protohviezdy sa postupne zvyšovala. V dôsledku nabaľovania nových častíc a pôsobenia gravitácie medzi časticami dochádzalo k zmršťovaniu protohviezdy, pričom sa protohviezda zahrievala a zrýchľovala svoju rotáciu. Keď teplota v jadre dosiahla niekoľko miliónov stupňov, došlo k jadrovej premene prvkov. Tento okamih sa považuje za zrod hviezdy.
Takto sa formovali hviezdy v našom vesmíre.
V dôsledku rozpínania sa vesmír zriedil a spriehľadnil, čím bol umožnený pohyb viditeľného svetla. Vo vesmíre sa tak spolu s hviezdami objavuje svetlo.

V okolí rodiacich sa hviezd rotujú zvyšné častice plynu a prachu, ktoré vytvárajú protoplanetárny disk. Častice sa na seba nabaľujú najprv elektrostaticky a omnoho neskôr gravitačne. Vznikajú planetezimály. Tie sa zrážajú a zväčšujú. Tie najväčšie sformuje ich vlastná gravitácia do guľatého tvaru a vznikajú planéty. Z iných sa stanú mesiace planét a z ďalších asteroidy.
Takto vzniklo aj naše Slnko, Zem a ostatné planéty...

Hviezdy sú navzájom vzdialené milióny miliónov kilometrov. Niektoré sú od Zeme dokonca tak vzdialené, že ich svetlu trvá milióny rokov, než na našu planétu doputuje. A viete, ako rýchlo sa svetlo pohybuje? Svetlo preletí približne 300 000 km... nie však za hodinu, ale za sekundu. Len si predstavte, ako je to rýchlo. Znamená to, že za jednu sekundu obehne svetlo našu Zem sedemkrát.
V obrovskom vesmíre sú miliardy hviezd a vedci vypočítali, že v celom vesmíre je také množstvo hviezd, že keby každá hviezda bola iba zrnkom piesku, celé naše Slovensko by bolo zasypané týmto pieskom až do výšky 600 m.
Jednou z tých mnohých hviezd, jedným takým zrnkom piesku je aj naše Slnko. A malinká milióntina toho zrnka piesku, to je vo vesmíre naša Zem, pretože objem Slnka je miliónkrát väčší ako objem našej planéty. Dokonca je také veľké, že do jediného plameňa, horiaceho na jeho povrchu, by sa zmestilo až 22 našich Zemí. Len si to skúste predstaviť, aká je naša Zem malinká v porovnaní s ostatnými hviezdami a celým vesmírom!
Nezdá sa nám to, pretože Slnko, ako ho vidíme na oblohe sa nám zdá byť malé. Ale to sa nám iba zdá, pretože je od nás veľmi ďaleko. Svetlo zo Slnka potrebuje letieť viac ako 8 minút, aby priletelo až k nám na Zem a ak by sme tú vzdialenosť chceli prejsť my, napríklad rýchlosťou 120 km/h, trvalo by nám približne 142 rokov, kým by sme došili zo Zeme až ku Slnku.

PORIADOK VO VESMÍRE

Úžasné je, že všetky hviezdy a planéty sa od svojho vzniku pohybujú v súlade. Každá nepatrná súčasť nášho vesmíru podliehala jeho zákonom.
Drobné častice hmoty, ktoré vyzerali ako dym alebo para, sa riadili svojim pravidlom: „Keď sa budete ochladzovať, primknite sa k sebe tuhšie a zaberte menší priestor.“ A tak sa stalo. Kým sa horúce častice v mrazivom priestore ochladzovali, pohybovali sa pomalšie, viac sa zoskupovali a zaberali menej miesta.
Ako sa častice zoskupovali, menili svoje skupenstvá. My tieto skupenstvá hmoty dnes nazývame plynné skupenstvo, kvapalné skupenstvo, tuhé skupenstvo a plazma.
Väčšina hmoty, čo existuje na našej Zemi, sa nachádza v jednom z troch hlavných skupenstiev: v tuhom, kvapalnom alebo plynnom. To, v akom skupenstve sú častice zoskupené, závisí hlavne od toho, ako horúco alebo chladno im je.

Pre častice platia aj ďalšie zákonitosti. Každej častici hmoty je daná buď špeciálna záľuba pre určité iné častice alebo špeciálna nechuť voči iným časticiam. Niektoré sa spolu majú rady a spájajú sa a iné sa rady nemajú a oddeľujú sa.
Podobne, ako je to aj s nami ľuďmi. Niekoho máme radi a s niekým nechceme mať vôbec nič spoločné. Takýmto spôsobom sa zoskupujú aj malé častice hmoty a keď sa spájajú, vytvárajú rôzne, niekedy celkom nové látky. A tieto nové látky, ktoré vznikajú spájaním menších častíc, môžu zasa byť tuhé, kvapalné alebo plynné.

V tuhých látkach sú častice zoskupené tesne pri sebe a je veľmi ťažké oddeliť ich. Tvoria akoby jedno telo, ktoré sa nezmení len tak ľahko, iba ak by sme použili veľkú silu. A aj tak, ak sa odlomí kúsok z toho pevného tela, ostanú častice v odlomených kúskoch naďalej pevne spojené.
Častice v kvapalinách dodržiavajú svoje vlastné zákonitosti: „Držte sa spolu, ale nie až tak tuho; nedržte si vlastný stály tvar, ale posúvajte sa cez seba a rozlievajte sa dolu a do strán.“
„Takto tečte a šírte sa, vyplňte každé koryto a každú trhlinu na povrchu Zeme. Rozlievajte sa dolu aj do strán, ale nikdy nie nahor.“ Keďže tieto častice nedržia spolu až tak tuho, ako častice v tuhej látke, ľahšie ich rozdelíme a môžeme tak napríklad ponoriť ruku do vody, ale nepodarí sa nám strčiť ruku do skaly.
Plynné látky, teda plyny, dodržiavajú takéto zákonitosti: „Vaše častice sa nemusia spolu držať vôbec. Môžu sa voľne pohybovať a rozpínať sa do všetkých strán.“
A keďže častice rôznych látok majú aj rôzne vlastnosti, nie sú všetky látky v rovnakej chvíli pri rovnakej teplote rovnako tuhé, kvapalné alebo plynné.

FORMOVANIE PLANÉTY ZEM

Teraz sa vráťme v našich predstavách naspäť k vzniku našej planéty Zem.
Naša dávna planéta sa krútila mrazivým studeným vesmírom. Otáčala sa okolo svojej osi a obiehala aj okolo svojej najbližšej hviezdy – Slnka. A keďže všetky, aj tie najmenšie častice, z ktorých je naša Zem zložená, dodržiavajú svoje zákony, vonkajšia vrstva našej dávnej planéty sa začala meniť a akoby začala tancovať — bol to tanec častíc.
Horúce plynné častice na jej vonkajšom okraji sa rozpínali do chladného vesmíru, kde sa ochladzovali a podľa svojho zákona, ochladené sa zoskupili bližšie k sebe. Držiac sa spolu zmenili svoje skupenstvo na kvapalné a ponáhľali sa naspäť na Zem.
Akonáhle sa však opäť priblížili k horúcemu povrchu Zeme, znovu sa rozhorúčili a začali ako plynná para stúpať hore. Mohli by sme si to predstaviť tak, akoby malí tancujúci anjeli po celé milióny rokov z našej Zeme vynášali vedrá s horúcim, tlejúcim nákladom von do vesmíru a s ľadovou vodou sa potom vracali naspäť.
Aké veľkolepé a zároveň také jednoduché! Keď sa častice nejakej látky zohrejú, látka sa začne rozpínať. A stane sa menej hustou. Jej častice sa začnú vznášať. Ale keď sa látka ochladí, zomknú sa jej častice k sebe, látka zhustne a padá dolu. Pod vplyvom týchto zákonov sa menila naša Zem z ohnivej gule postupne do takej podoby, v akej ju poznáme dnes. Toto bol ten významný zákon, ktorý poslúchali drobné častice, keď tancovali svoj tanec — častice také drobné, že ich jednotlivo vôbec nie je možné vidieť, ale bolo ich dosť na to, aby pomohli vytvoriť podobu sveta, ako ho poznáme.

Stovky, tisíce, milióny rokov častice podľa svojich zákonov tancovali. Odrazu sa raz usadili ako unavení tanečníci a jeden po druhom sa stávali najskôr látkami kvapalnými a potom látkami tuhými. A kým sa stávali kvapalnými a neskôr tuhými, spájali sa niektoré častice s inými, a vytvárali rôzne nové látky. Tie hustejšie látky potom putovali bližšie k stredu Zeme a tie menej husté zostávali vyššie nad nimi.

Na povrchu našej planéty sa vtedy vytvorila akoby tenká škrupinka — ako keď sa na uvarenom pudingu vytvorí „koža“, keď puding chladne. Zem prvý raz dostala nejaký tvar. Ale látky skryté pod touto škrupinkou boli ešte priveľmi horúce, cítili sa ako vo väzení a chceli vyjsť von. Nemohli robiť nič iné, ako poslúchať svoje zákony: „Keď sa zahrievate, rozpínajte sa!“ Ale keďže tu nebolo miesto, kam by sa rozpínali, tak vybuchovali. Roztrhli „kožu“ Zeme a nastal ukrutný boj.
Voda, vznikajúca na povrchu, sa menila na vodnú paru, stúpala vyššie a tvorila oblaky. Nahor sa zdvíhal aj popol a dym z vybuchujúcich sopiek. A tak sa stalo, že Slnko zatienili ohromné temné mračná. Takže nikto zvonku na planétu nemohol dovidieť, čo sa tam dialo — akoby sa Zem pred Slnkom hanbila za to, čo sa to na nej deje a skryla sa za tmavý závoj.

Postupne, po dlhej dobe, dlhšej, než si vieme predstaviť, tento boj ustával. Ako sa všetko ochladzovalo, čoraz viac plynov sa menilo na kvapaliny a kvapaliny tuhli a menili sa na tuhé látky. Keď sa tuhé horniny ochladili, mohla sa voda vrátiť na Zem a zostať tam.
A začalo pršať. A pršalo a pršalo. Voda, ktorá je kvapalného skupenstva a šíri sa dolu a do strán, vyplnila každú priehlbinu a každú trhlinu. Tak vznikli moria a oceány.
Nad nimi zostával ešte plynný vzduch. Vzduch, ktorý dnes dýchame. Čierne dymové oblaky zmizli. Závoj mračien sa stiahol a Slnko sa znovu mohlo usmievať na svoju malú peknú dcérku, na planétu Zem.

Záver

Pevnina, voda, vzduch — skupenstvo pevné, kvapalné a plynné — dnes, tak ako včera a ako pred miliónmi rokov, zákony vesmíru sú dodržiavané stále rovnakým spôsobom.
Zem sa otáča okolo svojej osi a obieha okolo Slnka.
Dnes, rovnako ako pred miliónmi rokov, plní si Zem a všetky častice, z ktorých je zložená, svoju úlohu.
Aj my ľudia sme súčasťou vesmíru. Môžeme dokonca povedať, že sme nástrojom, ktorým vesmír spoznáva sám seba.
Preto pokračujme v poznávaní, kým neostane žiadna otázka, ktorú si by sme si mohli položiť.

O PROJEKTE

Tento didaktický materiál pre vás spracovali ľudia z občianskeho združenia PERSONA v rámci projektu Cesta, ako navrátiť radosť z učenia do škôl. Realizácia projektu je možná vďaka podpore z Európskeho sociálneho fondu a Európskeho fondu regionálneho rozvoja v rámci Operačného programu Ľudské zdroje.