Gravity vs. Pressure: The battle that formed the universe - Fabio Pacucci

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Natalia Savvidi

Welcome one and all!

Всем-всем-всем привет!

It’s time to grab your seat for the biggest battle

Занимайте места — сейчас начнётся величайшая битва,

in the soon-to-be-formed universe.

которая определит ход развития Вселенной.

That’s right— the Big Bang is about to go down!

В самом деле — вот-вот произойдёт Большой взрыв!

In one corner is the force that brings all matter together.

В одном углу ринга находится сила, удерживающая вместе всю материю.

Она воздействует на любую частицу, имеющую массу,

It acts on any particle with mass, and its range is infinite—

а радиус её действия бесконечен.

give it up for gravity!

Поаплодируем гравитации!

In the other corner, our contender can push matter away

В другом углу наш соперник может отталкивать материю

with spectacular strength.

с гигантской силой.

When the going gets tough, this fighter just gets tougher.

Когда крепко прижмёт, этот боец только крепчает.

That’s right, it’s pressure!

Да, это так — это давление!

Over the next several hundred thousand years,

В последующие сотни тысяч лет

these two contenders will be wrestling for the fate of the universe.

оба соперника будут бороться за судьбу Вселенной.

That’s right folks, the ripple effects of this historic match

Именно так, друзья: отголоски этого вселенского поединка

will shape the structure of the universe as we know it today.

определяют структуру Вселенной, какой она известна нам сегодня.

But what are these powers fighting over?

Но за что борются эти силы?

We’ll find out when the Big Bang hits right... now!

Мы узнаем ответ, когда произойдёт Большой взрыв... прямо сейчас!

Let’s zoom in for the play-by-play.

Давайте рассмотрим поединок в деталях.

This epic event has brought three components into our infant universe.

В результате этого эпического события

в ранней Вселенной появились три компонента.

Dark matter, which only interacts with gravity.

Тёмная материя, взаимодействующая только с гравитацией.

Baryonic matter, which makes up all matter you’ve ever seen,

Барионная материя — это вся видимая для вас материя,

is affected by both gravity and pressure.

и на неё действует как гравитация, так и давление.

And radiation composed of innumerable particles of light,

И излучение, состоящее из несметного множества частиц света,

also known as photons.

известных также как фотоны.

In the moments just after the Big Bang,

Сразу после Большого взрыва

all three components are in equilibrium,

все три компонента пребывают в равновесии,

meaning no one location is denser than another.

то есть ни в одной из точек пространства их плотность не выше, чем в другой.

But as the universe starts expanding, differences in density start to emerge.

Но по мере расширения Вселенной возникают различия в плотности.

Gravity immediately gets to work pulling matter together.

Гравитация немедленно приступает к работе, удерживая материю вместе.

Dark matter begins to collect at the center

Тёмная материя начинает скапливаться

of these increasingly dense regions,

в центре этих всё более уплотняющихся областей,

forming the foundations of future galaxies.

образуя основу для будущих галактик.

Meanwhile, pressure begins gathering its strength.

Тем временем начинает увеличиваться давление.

In this hot, high-energy environment,

В этой раскалённой, высокоэнергетической среде

protons and electrons can’t come together to form atoms,

протоны и электроны не могут объединяться и образовывать атомы,

so these loose particles zip around, freely interacting with ambient photons.

поэтому эти свободные частицы мчатся повсюду,

свободно взаимодействуя с окружающими фотонами.

The result is almost a fluid of baryonic matter and radiation.

Результат — практически жидкая барионная материя и излучение.

But the closer these baryonic particles get, the hotter the fluid becomes,

Но по мере сближения барионных частиц эта жидкость ещё больше нагревается,

pushing photons to ping around with incredible force.

выталкивая разлетающиеся фотоны с невероятной силой.

This is the power of pressure, specifically radiation pressure,

В этом и есть сила давления, в частности, давления света, —

battling to push things apart.

эта сила стремится расталкивать частицы.

With each of gravity’s vicious tugs squeezing photons and matter together,

Мощное действие гравитации, сжимающей фотоны и материю,

pressure exerts a forceful shove back.

приводит к тому, что давление с силой отбрасывает их назад.

And as the two giants struggle, they heave this fluid back and forth—

В результате того, что два наших гиганта борются и толкают эту жидкость туда-сюда,

creating massive waves called baryonic acoustic oscillations.

образуются массивные волны,

которые называются барионными акустическими осцилляциями (БАО).

Moving at almost two thirds the speed of light

Двигаясь со скоростью в почти две трети от скорости света,

these BAOs ripple across space,

эти БАО распространяются по космосу,

impacting the universe on the biggest scale imaginable.

оказывая влияние на Вселенную в поистине титанических масштабах.

These rolling waves determine the distribution of matter throughout space,

Эти волны определяют распределение материи в пространстве,

meaning that today— almost 14 billion years after this fight began—

то есть сегодня,

спустя почти 14 миллиардов лет после начала этой борьбы,

we're more likely to find galaxies at their peaks

мы, скорее всего, обнаружим галактики в местах максимума этих волн

and empty space in their troughs.

и пустое пространство в местах их минимума.

And that’s not all.

Но это ещё не всё.

We can still see these ripples in the background radiation of the universe,

Мы всё ещё можем наблюдать эти колебания фонового излучения Вселенной,

a permanent reminder of this epic brawl.

постоянно напоминающие нам об этом эпическом противостоянии.

But after being locked in a stalemate for roughly 370,000 years,

Но после примерно 370 000 лет пребывания в тупиковом состоянии

the tide of our battle finally begins to turn.

в ходе противоборства наконец-то наступил переломный момент.

After all this time, the heat from the Big Bang has dissipated significantly,

К этому времени тепловая энергия от Большого взрыва

существенно уменьшилась, и Вселенная охладилась до температуры,

cooling the universe down to a temperature

at which loose electrons start to pair up with protons.

при которой свободные электроны начали связываться с протонами.

Known as the “era of recombination,”

Период, когда электроны перестали произвольно рассеиваться,

this stops electrons from recklessly pinging around.

получил название «эры рекомбинации».

This allows light to stream freely for the first time,

Это позволило свету впервые свободно распространяться,

illuminating the universe.

освещая Вселенную.

These photons now only exert a tiny force on the neutral atoms they interact with,

Теперь эти фотоны оказывают лишь незначительное действие

на нейтральные атомы — их сила давления постепенно понижается.

gradually reducing the power of pressure.

And with that, it’s time to crown our champion!

И вот настало время объявить нашего чемпиона!

The undefeated force, the most pervasive power in the universe:

Непобедимая, всепроникающая сила во Вселенной —

it’s gravity!

это гравитация!

And yet, this rivalry isn’t over.

Но это противоборство ещё не закончилось.

A similar battle continues between these two sworn enemies today,

Подобная битва между этими двумя заклятыми врагами происходит и сегодня

within every single star.

внутри каждой из звёзд.

As gravity pulls a star’s gas inward,

Когда гравитация затягивает газ звезды внутрь,

pressure increases and pushes the matter back outward.

давление увеличивается и выталкивает вещество обратно наружу.

This push and pull keeps the Sun, and all other stars,

Благодаря этим противоположным силам Солнце и все другие звёзды

stable for billions of years.

остаются стабильными в течение миллиардов лет.

In fact, this clash of the titans is the same reason

Фактически благодаря этой битве титанов

Earth’s atmosphere doesn’t collapse to the ground.

атмосфера Земли не падает на её поверхность.

So while their greatest fight might have ended,

И хотя их величайшая битва, может быть, и закончилась,

these two warriors are still to be locked in combat—

эти два соперника ещё продолжат противоборство.

even as a new challenger approaches.

Но к ним уже спешит новый соперник — тёмная энергия.