Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Kochany Synku, oto opowieść o historii i znaczeniu terminu "wielki wybuch".

(ostatnia aktualizacja 04.12.2015)

Wczesne koncepcje ewoluującego wszechświata


Aż do 1931 roku, początek wszechświata w sensie fizycznym nie stanowił części nowej, powstałej w 1917 roku kosmologii opartej na Einsteinowskich równaniach pola ogólnej teorii względności. Nie było wówczas kosmogonii w prawdziwym znaczeniu tego słowa. Oryginalny model Alberta Einsteina z 1917 roku był statyczny, a tym samym bez początku w czasie. Tak samo było w przypadku jedynej rozważanej wówczas poważnie alternatywy, w modelu zaproponowanym w tym samym roku przez Willema de Sittera. Za wyjątkiem zaledwie dwóch osób, których wkład pozostał niezauważony w latach 20. XX wieku, astronomowie i fizycy byli w zasadzie jednomyślni co do tego, że wszechświat jest statyczny. Jeszcze w 1929 roku, Einstein twierdził, że  “the [space-time] continuum is infinite in its time like extent,” –  "[czasoprzestrzenne] kontinuum jest nieskończone w czasie," – , co oznacza, że przestrzeń istniała wiecznie (Einstein, 1929, str. 108). W nielicznych przypadkach, gdy Wszechświat o kończonym czasie życia pojawił się w literaturze, było to albo filozoficzną spekulacją, matematyczną możliwością albo elementem długiej dyskusji o kosmicznej śmierci cieplnej. W 1928 roku Arthur Eddington rozważał krótko, możliwość cofania się wstecz w historii Wszechświata do ostatecznej granicy, którą jest stan o najmniejszej entropii (największym uporządkowaniu). Taki stan mógłby odpowiadać kosmicznemu początkowi, koncepcji, którą Eddington odrzucił zarówno z filozoficznego jak i naukowego punktu widzenia. “As a scientist I simply do not believe that the Universe began with a bang,” – "Jako naukowiec po prostu nie wierzę, że Wszechświat zaczął się z wybuchem," –  napisał, wynajdując tym samym połowę określenia wielkiego wybuchu [Eddington, Arthur Stanley, 1928, The nature of the physical world, New York, The Macmillan Company; Cambridge, Eng., The University Press, str. 85].
     Czasami jako ojciec lub dziadek wszechświata wielkiego wybuchu wymieniany jest Aleksander Friedmann. Ari Beleniky stwierdził w swoim artykule, że Friedmann "zasługuje na miano ojca kosmologii Wielkiego Wybuchu" [Belenkiy, Ari, 2012, Alexander Friedmann and the origins of modern cosmology, Physics Today 65: 10, 38-43]. Twierdzenie to opiera się na publikacji z 1922 roku [Friedman, A., 1922, Über die Krümmung des Raumes, Zeitschrift für Physik 10 (1): 377–386], w której Friedmann wykazał jako pierwszy, że kosmologiczne równania Einsteina mają także rozwiązania dynamiczne, które mogą odpowiadać na przykład, rozszerzającemu się wszechświatowi. W tym, tak słynnym później artykule Friedmann napisał nawet o "czasie od stworzenia świata", czyli czasie, który upłynął od momentu gdy wszechświat był skoncentrowany w punkcie lub osobliwości o zerowej objętości (Friedmann 1922, str. 380). Pięć lat później Georges Lemaître odkrył niezależnie dynamiczne rozwiązania Friedmanna, które skonfrontował z wynikami najnowszych obserwacji astronomicznych dotyczących galaktycznych przesunięć ku czerwieni. Doszedł do wniosku, że wszechświat w rzeczywistości rozszerzał się (czego nie zrobił Friedmann), nie rozszerzał się jednak przez skończony okres czasu od stanu przypominjącego punkt. Według opisanego w pracy opublikowanej w 1927 roku ekspandującego modelu Lemaître'a, lub modelu który został później nazwany modelem Lemaître'a-Eddingtona, nasz wszechświat ewoluował asymptotycznie z wcześniej istniejącego wszechświata Einsteina, a zatem nie można przypisać mu określonego wieku. Choć prace Friedmanna i Lemaître'a są dziś uznawane za fundamenty współczesnej kosmologii, były one prawie całkowicie ignorowane aż do początku 1930 roku.
     Istnieje kilka często powielanych nieporozumień dotyczących wczesnego etapu historii koncepcji rozszerzającego się wszechświata, zanim rozwinęły się one w teorię Wielkiego Wybuchu w 1931 roku. Po pierwsze, często uważa się, że wielki wybuch wszechświata ze skończonym czasem życia jest konsekwencją jedynie rozszerzania się wszechświata, co oznacza, że koncepcję wielkiego wybuchu można znaleźć bezpośrednio lub pośrednio, już w publikacji Lemaître'a z 1927 (np, Singh 2004, str. 158; Marks i Bornmann 2010, s. 450; Raychaudhury 2004). Nie jest to prawdą. W opublikowanym w 1927 roku modelu, który nazwano później modelem Lemaître'a-Eddingtona, nie istnieje bezpośrednia ścieżka od rozszerzenia się do eksplozji wszechświata. Idea Wielkiego Wybuchu nie była więc obecna w pracy Lemaître'a z 1927 roku i pojawiła się dopiero cztery lata później (Kragh i Lambert 2007). Drugim nieporozumieniem jest doszukiwanie się wielkiego wybuchu w pracy Friedmanna z 1922 roku. Mimo tego, że publikacja ta zawiera rozwiązania odpowiadające modelowi wielkiego wybuchu, jest to zrobione tylko w czysto matematycznym sensie (R = 0 dla t = 0) i bez zwracania na te właśnie rozwiązania większej uwagi niż na pozostałe. W rzeczywistości praca Friedmanna była w zasadzie czysto matematyczna, bez odniesień do pomiarów astronomicznych (np. przesunięć ku czerwieni w widmach galaktyk) lub do fizycznych właściwości wszechświata.
     Być może bardziej niż ktokolwiek inny za prawdziwego ojca Wielkiego Wybuchu, fizycznego modelu, może być uważany George Gamow, przy uznaniu pierwszeństwa Friedmanna we wprowadzeniu matematycznego modelu wielkiego wybuchu. Gamow, który w młodości był studentem Friedmanna, napisał: "Według oryginalnej teorii Friedmanna dotyczącej rozszerzającego się wszechświata, musi on rozpocząć się od "stanu osobliwego", w którym gęstość i temperatura materii praktycznie nieskończone" (Gamow 1970, str. 141; Chernin 1995). Możemy to chyba jednak traktować jako stworzoną przez Gamowa apokryficzną opowieścią dotyczącą jednego ze swoich byłych nauczycieli. Teoria Friedmanna z 1922 roku nie mówiła nic na temat gęstości i temperatury wczesnego Wszechświata lub którejkolwiek z jego fizycznych właściwości. (Starając się zrozumieć przyczynę opinii Gamowa o teorii Friedmanna, Chernin (1995, s. 451) sugeruje, że idea niemal nieskończonej gęstości i temperatury w pobliżu stanu osobliwego mogla być rozważana jako "naturalna lub nawet trywialna przez samego Friedmanna i osoby w jego otoczeniu." Jest to już chyba jednak wyraźnie zbyt daleko idąca interpretacja na poparcie, której brakuje dokumentacji.)
     Zdecydowana większość interesariuszy zgodna jest co do tego, że opublikowanie przez Georgesa Lemaître'a w czasopiśmie Nature w dniu 9 maja 1931 krótkiego listu może być uważane za narodziny wszechświata wielkiego wybuchu. W liście tym Lemaître zasugerował, że wszechświat narodził się w akcie eksplozji podlegającej prawom mechaniki kwantowej. "Możemy wyobrazić sobie początek wszechświata w postaci pojedynczego atomu", napisał, porównując stan pierwotny do ogromnego jądra atomowego, które może rozpaść się lub wybuchnąć w silnym zjawisku promieniotwórczym rozpoczynając tym samym kosmiczną ekspansję [Lemaître, G., 1931, The Beginning of the World from the Point of View of Quantum Theory, Nature 127 (3210): 706]. Notatka w Nature miała charakter hipotezy jakościowej i fantastycznej, w której Lemaître wyraził słowami to, co nie mogło być wówczas wyrażone w postaci modelu matematycznego. Pół roku później przeformułował swoją wizję do postaci właściwej teorii naukowej sformułowanej w języku kosmologii relatywistycznej, a jednocześnie omówił ją na spotkaniu w Londynie z okazji setnej rocznicy British Association for Advancement of Science.
     Z matematycznego punktu widzenia opublikowany przez Lemaître'a model wielkiego wybuchu był tym samym, który wcześniej rozważał Friedmann, jednak Lemaître, który był wysoko wykwalifikowanym kosmologiem położył duży nacisk na spojrzenie z fizycznego a nie tylko matematycznego punktu widzenia. Według jego sposobu rozumowania nie było początkowej osobliwości o zerowej objętości odpowiadającej nieskończonej gęstości. Według niego wszystko się zaczęło w materialnym proto-wszechświecie o gęstości takiej jak gęstość jądra atomowego i wielkości porównywalnej z układem słonecznym. Ten pierwotny atom lub jądro było niezmienne i całkowicie niezróżnicowane, pozbawione cech fizycznych. Chociaż Lemaître podkreślił, że ta pierwocina była prawdziwa fizycznie to jednak, jak stwierdził była ona niedostępna dla nauki, "w absolutnej prostocie, nie można formułować żadnych pytań fizycznych" (Lemaître 1958, s. 6). Struktura i zmiany zostały uruchomione w radioaktywnym wybuchu, w którym wszechświat powstał i rozpoczął się zarazem. Co do pochodzenia samego atomu pierwotnego Lemaître milczał. Można zapewne przypuszczać, że Lemaître, który był katolickim duchownym, wierzył, że został on stworzony przez Boga.
     Aby opisać słowami moment narodzin wszechświata, Lemaître używał metaforycznej terminologii. W swojej notatce opublikowanej w Nature pisał o "kwantowych narodzinach" i "pojedynczym atomie". W późniejszych publikacjach wolał używać określenia "pierwotny atom" (l'atome primitif w języku francuskim). Jego jedyna książka na ten temat, zbiór artykułów opublikowanych w 1946 roku, została zatytułowana L’Hypothèse de l’Atome Primitif i przetłumaczona na angielski w 1950 roku pod tytułem The Primeval Atom. Później Lemaître używał obrazu pierwotnego atomu jako podstawowego jądra, bez otaczających go elektronów, "jakiś rodzaj izotopu neutronu" (Lemaître 1946, str. 155). Na spotkaniu w Londynie w 1931 roku użył innej metafory, teraz odnosząc się do "teorii fajerwerków" opisującej kosmiczną ewolucję. Zapewne uświadamiał sobie, że ta metafora nie była pozbawiona wad, bo fajerwerki wybuchają wewnątrz otaczającej przestrzeni, podczas gdy nie było miejsca, do którego pierwotny atom-wszechświat może się rozszerzyć. 
     W swoich publikacjach dotyczących kosmologii od 1931 roku do początku lat 1960tych Lemaître zwykle używał dla swojej teorii dwóch nazw, pierwotnego atomu i fajerwerków. Nigdy nie użył terminu wielki wybuch, ani dla jego własnej teorii, ani dla innych teorii wczesnego wszechświata. We współczesnej literaturze można znaleźć kilka odniesień do "kosmicznego jaja" Lemaître'a, czasami z informacją, podaną w cudzysłowie, ale zawsze bez źródła, że to Lemaître opisał swój pierwotny atom jako "Cosmic Egg wybucha w chwili powstania" (Sidhart i Joseph 2010, s 642; Trimble 2000, s. 4). Pierwsza wzmianka o kosmicznym jaju Lemaître'a pojawiła się w książce Johna D. Bernala Science in History z 1954 roku, która zawierała krótki rozdział na temat kontrowersji pomiędzy teorią ewoluującego wszechświata i kosmologią stanu stacjonarnego. Według Bernal (str. 541) "Lemaître w roku 1927 [sic] przyjął drastyczne założenie, że cała materia we wszechświecie spakowana była w jednym atomie, rodzaju kosmicznego jaja, który wybuchł w pierwszej i największej atomowej eksplozji, nie cztery tysiące, ale cztery miliardy lat temu." Dwa lata później John Pfeiffer, w popularnej książce o nowej nauce - radioastronomii-, kilkakrotnie wspominał o teorii kosmicznego jaja zamiast używać równoważnego terminu Big Bang Theory (Pfeiffer 1956, str. 225-229). Ponownie, w 1962 astronomowie Otto Struve i Velta Zebergs wspomnieli o czymś co "G. Lemaître opisał jako "pierwotne  jajo" wszechświata", a które "jest związane z tym co astronomowie nazwali kosmologiczną teorią "big-bang"" (Struve i Zebergs 1962, str. 472). Bez względu na pochodzenie jajowej metafory, wątpliwe jest, czy rzeczywiście używał jej Lemaître, choć może robił to w nieformalnych rozmowach.
     Zaproponowana przez Lemaître'a teoria dotycząca początku wszechświata nie została ciepło przyjęta przez większość astronomów i fizyków, którzy ignorowali ją lub odrzucali uważając za wysoce spekulatywny scenariusz niepoparty faktami. Powszechnie uważano ją za “a clever jeu d’esprit,", jak nazwał to jeden z krytyków (Barnes 1933, str. 408). Z drugiej strony, hipoteza pierwotnego atomu została z dużym zainteresowaniem przyjęta w prasie codziennej i popularnych magazynach naukowych. W 1932 Popular Science wydrukował artykuł zatytułowany dramatycznie "Blast of Giant Atom Created Our Universe", w którym astronom z Harvardu Donald Menzel opisał niektóre szczegóły teorii Lemaître'a. Zasadniczy element tej teorii, czyli stwierdzenie – że "cały wszechświat narodził się w błysku kosmicznej rakiety niebieskiej" – został opisany z użyciem obrazów odnoszących się do wybuchów i fajerwerków (Menzel, 1932). Wśród niewielu naukowców w 1930 roku, którzy wyrazili jakąś sympatię dla modeli typu Lemaître'a ze skończonym czasem życia był niemiecki fizyk kwantowy Pascual Jordan, który był być może jedynym, który wyraźnie odwoływał się do koncepcji Lemaître'a (niestety Jordan był zatwardziałym faszystą, który w czasach hitleryzmu wyrządził wiele szkody niemieckiej nauce). Również Jordan użył metafory wybuchu do opisania tego, jak wczesny Wszechświat powstał od "pierwotnej eksplozji" lub niemieckiego w Urexplosion (Jordan 1936, str. 152; Jordan 1937). Powszechnie używany niemiecki termin na określenie wielkiego wybuchu brzmi Urknall, co oznacza powstanie lub pierwotny huk. Jakiś rodzaj Urknall był w tym samym czasie używany przez niemieckiego fizyka i meteorologa Hansa Ertela, który najwyraźniej wpadł na ten pomysł, niezależnie od Lemaître'a (Schröder i Treder 1996).

Wszechświat wielkiego wybuchu bez imienia


Według niektórych George Gamow jest tak samo mocnym kandydatem do ojcostwa teorii Wielkiego Wybuchu jak Lemaître, i to mimo tego, że wpadł na ten pomysł wiele lat później i w efekcie innego podejścia (Kragh 1996, str. 101- 141; Harper 2001). To podejście koncentruje się na wyjaśnieniu, jak powstały pierwiastki chemiczne, które zgodnie z hipotezą Gamowa powstały w procesach jądrowych podczas bardzo krótkiego czasu po wybuchu gdy wczesny Wszechświat był bardzo gorący i gęsty. Już w 1940 roku, w swojej popularnej książce The Birth and Death of the Sun, zasugerował, że naturalnie występujące pierwiastki promieniotwórcze zostały utworzone zaraz po "stworzeniu wszechświata z pierwotnego supergęstego gazu" (Gamow 1940, str. 201) , Sześć lat później Gamow połączył tę koncepcję z równaniami Friedmanna, i w ciągu kilku kolejnych lat rozwinął ją we współpracy ze swoimi asystentami Ralphem Alpherem i Robertem Hermanem. W dużym uproszczeniu teoria Gamowa, lub model wczesnego wszechświata, zakładała pierwotnie początkowy stan mocno skompresowanej i bardzo gorącej materii jądrowej, zawierającej przede wszystkim neutrony, ale później została zrewidowana do mieszaniny protonów i neutronów. Innym ważnym elementem było to, że w najwcześniejszym etapie rozszerzania się świata, gdy temperatura była niezwykle wysoka, był on zdominowany raczej przez promieniowanie elektromagnetyczne niż materię. (W 1948 roku Alpher i Herman doszli do wniosku, że nadal powinien istnieć relikt pierwotnego promieniowania ciała doskonale czarnego, w czasie obecnym posiadający bardzo niską temperaturę (≈ 5 K) i położony głównie w mikrofalowej części widma. Ich przewidywanie kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła, które zostało niezależnie odkryte 1964 roku przez Arno Penziasa i Roberta Wilsona, zmieniło później losy kosmologii. Jednakże, w momencie ogłoszenia ich przewidywanie zostało zignorowane (Alpher i Herman 1990)).
     Ani Gamow, ani jego dwaj współpracownicy nie próbowali wyjaśnić, w jaki sposób pierwotna substancja jądrowa zaistniała, po prostu przyjęli, że była ona dana w jakiś sposób. Ich teoria była teorią ewolucji, a nie teorią powstania. Czasami Gamow określał pierwotną zupę fotonów i cząstek jądrowych terminem "Ylem", starożytnym słowem na określenie początkowej materii świata, który został po raz pierwszy zaproponowany przez Alphera w pracy z 1948 roku. Gamow szybko zaakceptował to określenie i często używał w swoich pracach. Inni fizycy rzadko je jednak używali. Ważną rzeczą jest to, że w 1950 roku Gamow, Alpher i Herman rozwinęli wyrafinowaną teorię wczesnego Wszechświata opartą na zasadach fizyki jądrowej i standardowej relatywistycznej teorii rozszerzającego się wszechświata. Mimo, że nie udało się im wyjaśnić powstawania cięższych pierwiastków, udało im się przewidzieć obserwowaną obfitość helu we wszechświecie.
     Mimo tego że teoria Gamowa była znana na początku lat 50. XX wieku, została zaakceptowana jedynie przez niewielką grupę fizyków (i żadnego z astronomów). Zamiast używać jednego słowa lub wyrażenia, ludzie używali różnych nazw na jej określenie. Jednak żadne z nich nie było wystarczająco chwytliwe. Rzucone przez Hoyle'a "big bang" było sporadycznie używane w okresie 1950-1965, ale termin ten nie odnosił się konkretnie do teorii Gamowa, ale najczęściej stosowany był na określenie wszystkich modeli skończonych w czasie. Inna nazwa to "teoria αβγ," odnosząca się do ważnego artykułu opublikowanego 1948 nominalnie przez trzech autorów Alphera, Hansa Bethe'go i Gamowa. (Miał to być żart, Gamow dodał Bethe'go do listy autorów bez wiedzy Alphera.) Sam Gamow charakteryzował swoją teorię używając nietrafnych nazw takich jak "he non-equilibrium theory of the building up of nuclei,", "the relativistic evolution theory" i "the hypothesis of ‘beginning’."  Jurij Smirnow odwołuje się do tej teorii mówiąc  o "Gamow model" lub "theory of prestellar evolution" (Smirnov 1965, przekład rosyjskiego artykułu z 1964 r.).
     W popularnej książce z 1952 roku we właściwym sobie prowokacyjnym tytule The Creation of the Universe Gamow dał pełny opis swojej teorii wielkiego wybuchu, nie używając jednak terminu. Z drugiej strony, on wymyślił nazwę "big squeeze" dla zapadającego się wszechświata, który być może poprzedził obecną ekspansję. Co ciekawe, Gamow czasami używał określenie zapadania w sposób, który był niemal nie do odróżnienia od Wielkiego Wybuchu. W ten sposób mówił o "the Big Squeeze which took place in the early history of our universe" (Gamow 1952, str. 36) i przyjął, że data wielkiego zapadnięcia jest równa wiekowi wszechświata.
     Biorąc pod uwagę, że wszechświat Gamowa był w istocie wszechświatem typu wielkiego wybuchu, wydaje się zrozumiałe, że niektórzy autorzy błędnie uważają, że to właśnie on był pomysłodawcą nazwy. Hannes Alfvén, noblista z 1970 roku i zdecydowany krytyk wielkiego wybuchu popełnił błąd gdy napisał w 1966 roku: "Gamow wprowadził szereg sugestywnych określeń, wśród nich "ylem" dla pierwotnej grudki materii oraz "big bang "dla samego wybuchu" (Alfvén 1966, str. 15). Ponownie, w poczytnej książce Timothyego Ferrisa czytamy: "Gamow ... autorem nowoczesnego podejście do zaproponowanej przez Lemaître'a kosmologii rozszerzającego się wszechświata, oraz ukuł termin "Big Bang theory"" (Ferris 1977, str. 77). Prawda jest taka, że Gamow z niechęcią odnosił się do określenie big bang, którego prawie nigdy nie używał. O ile mi wiadomo, wymienił go tylko raz, w popularnym artykule przeglądowym w Scientific American (Gamow 1961). Ani Alpher ani Herman nie używali określenia big bang w trakcie swojej kariery naukowej. Kiedy w końcu to zrobili, w historycznym artykule z 1969 roku, użyli go stosując cudzysłów:  "big bang" (Alpher i Herman 1969).
     W wywiadzie z 1968 roku Charles Weiner powiedział do Gamowa, że w popularnym rozumieniu o Gamowie jego imię i big bang były niemal synonimami. Gamow zgodził się z tym, ale nie był zadowolony. “I don’t like the word ‘big bang’,” – "Nie podoba mi się słowo "wielki wybuch"," – powiedział. “I don’t call it ‘big bang,’ because it is a kind of cliché. This was invented, I think, by steady-state cosmologists – ‘big bang’ and also the ‘fire ball’ they call it, which has nothing to do with it – it’s not fire ball at all. Nothing to do with the fire ball of atomic bomb” – "Ja nie nazywam tego "wielki wybuch ", ponieważ jest to rodzaj banału. Zostało to wymyślone, jak sądzę, przez kosmologów stanu stacjonarnego – "wielkim wybuchem", a także "kulą ognia" nazywają to, co nie ma nic wspólnego z tym – to w ogóle nie jest kula ognia. Nie ma to nic wspólnego z kulą ognia po wybuchu bomby atomowej" (AIP 1968). Gamow był oczywiście świadomy, że określenie to zaproponował Hoyle dla teorii, która tak silnie kontrastowała z jego własną teorią stanu stacjonarnego. W latach 50. XX wieku pomiary radioastronomiczne wykonane przez Martina Rylego i jego grupę w Cambridge wydawały się sprzeczne z teorią stanu stacjonarnego, której Ryle zdecydowanie nie lubił. Po części w wyniku ich sporów dotyczących interpretacji danych z obserwacji radioastronomicznych, związek między tymi dwoma wybitnymi astronomami przekształcił się w poważną kłótnię między nimi.

Big Bang według Hoyle'a – wiele szumu o nic


Teoria stanu stacjonarnego została zaproponowana w 1948 roku w dwóch różnych wersjach, jednej przez Hoyle'a i drugiej przez jego przyjaciół Hermanna Bondiego i Tommyego Golda (Kragh 1996). Według tej teorii, mimo że wszechświat rozszerza, w dużej skali zawsze wyglądał tak samo i taki sam pozostanie. Wszechświat spełnia “perfect cosmological principle,” – "doskonałą zasadę kosmologiczną" – , co oznacza, że we wszechświecie nie ma w ogóle ani uprzywilejowanego miejsca, ani uprzywilejowanego czasu. Aby stała średnia gęstość materii zgadzała się z ekspansją, Hoyle i jego dwaj koledzy wprowadzili radykalną hipotezę o ciągłym i spontanicznego tworzeniu materii w całej przestrzeni, choć w tempie tak małym, że nie będzie to bezpośrednio wykrywalne (czyli o 10-43 g / cm3 na sekundę).
     Nie mając początku ani końca w czasie, teoria wszechświata, którą zaproponowali Hoyle, Bondi i Gold była zdecydowanym przeciwieństwem teorii ewolucji wszechświata trwającej skończony czas, w postaci zaproponowanej na przykład przez Lemaître'a i Gamowa. Założenie, że tworzy się kosmiczna materia w postaci atomów wodoru jest najbardziej kontrowersyjnym elementem teorii stanu stacjonarnego często uważanym za jej charakterystyczną cechę. Z tego powodu teoria stanu stacjonarnego nazywana jest niekiedy nową “creation theory,” – "teorią tworzenia,". Termin ten używali Hoyle i innych (np. Hoyle 1949; McVittie 1951). W późniejszej literaturze określenie kosmologia tworzenia zwykle odnosiło się do teorii Wielkiego Wybuchu. 
     28 marca 1949 Hoyle wygłosił dwudziesto minutową pogadankę o nowej teorii w Programie Trzecim BBC (Mitton 2005, s. 125-135; Gregory 2005, s 46-53.). Niecałe dwa tygodnie później tekst został przedrukowany w całości w The Listener, sprzedawanym powszechnie magazynie BBC. Po opisie istoty teorii stanu stacjonarnego, przeciwstawiając go teoriom opartym na “the hypothesis that all the matter of the universe was created in one big bang at a particular time in the remote past”  –  "hipotezie, że cała materia wszechświata powstała w jednym wielkim wybuchu w określonym czasie w odległej przeszłości"  – (Hoyle 1949, str. 568). W ten sposób powstał kosmologiczny termin "big bang"  –  "wielki wybuch"  –, którego Hoyle użył trzy razy. Na koniec swojego wystąpienia, Hoyle jasno stwierdził, że uważa te teorie za nie do przyjęcia zarówno z powodów naukowych jak i filozoficznych, w szczególności dlatego, że proces tworzenia wielkiego wybuchu był  “irrational” – "nieracjonalny"  –  i poza naukowy. “I cannot see any good reason for preferring the big bang idea,” – "Nie widzę żadnego dobrego powodu preferowania koncepcji wielkiego wybuchu", podsumował.
     W tym samym roku Hoyle został ponownie zaproszony przez BBC, tym razem do wygłoszenia serii pięciu audycji na temat The Nature of the Universe. Hoyle zaproszenie przyjął i jego audycje zostały wyemitowane na antenie w styczniu i w lutym 1950 roku. Pół roku później rozgłośnia Program Trzeci powtórzyła te audycje z drobnymi zmianami dostosowując je do bardziej popularnego programu Home Service BBC. Audycje cieszyły się ogromnym zainteresowaniem, nie tylko w Anglii, ale również w Kanadzie, Australii i innych krajach byłego Imperium Brytyjskiego. Zostały wydrukowane w dosłownym brzmieniu w The Listener i w ciągu kilku miesięcy pojawiły się w formie książki, wydanej w Anglii przez Blackwell oraz w Stanach Zjednoczonych przez Harper & Brothers. Książki przygotowano na podstawie oryginalnego zapisu, z niewielkimi różnicami w amerykańskiej edycji w porównaniu do brytyjskiej polegającymi na drobnych zmianach w tekście i dodaniu przypisów.
     Hoyle odwoływał się dwukrotnie do wielkiego wybuchu w brytyjskiej edycji The Nature of the Universe (na str. 102 i str. 105), w sposób, który nie były wyraźnie pejoratywny i szyderczy. Opisał powstanie wszechświata w wielkim wybuchu jako “much queerer than continuous creation,” – "o wiele dziwniejsze niż ciągłe tworzenie"  –, ale nie jako “irrational” – "nieracjonalne" –, jak to robił w swojej audycji z 1949 roku. Podobnie było w amerykańskiej edycji, gdzie termin wielki wybuch pojawił się cztery razy (Hoyle 1950b, s 105;. Hoyle 1950a, s. 124.). Kiedy książka została wznowiona w 1960 roku, Hoyle użył nieco silniejszych sformułowań w edycji amerykańskiej. Wywołało to wiele krytycznych uwag o audycji BBC i książce, która później została wydana. Jednak niewielu czytelników zwróciło uwagę na nazwę dla wszechświata eksplodującego, wskazując że Hoyle tak niedbale ją wymyślił. Na przykład, nazwa nie została wymieniona w publikacjach Williamson (1951) i O'Connell (1952), dwóch bardzo krytycznych opiniach napisanych przez astronomów. (Pamiętajmy, że miało to miejsce przed odkryciem CBR, które to dopiero rozstrzygnęło spór na korzyść wielkiego wybuchu. Do tego momentu teoria stanu stacjonarnego miała chyba więcej zwolenników.) (Znam tylko dwa wyjątki. Recenzja książki w Science wspomina o niechęci Hoyle’a dla “big bang idea” (Mather 1951), i podobnie w komentarzu redakcyjnym w Popular Science (vol. 159, July 1951, p. 78) promującym książkę  Hoyle’a przez wydrukowanie jednego z rozdziałów. Podczas gdy określenie “big bang” wywołało niewielkie zainteresowanie zarówno wśród naukowców jak i nieprofesjonalnych czytelników to krytyczne komentarze Hoyle’a dotyczące religii zamieszczone w ostatniej części książki wywołały gorącą dyskusję (Gregory 2005; McConnell 2006). W tej debacie, która w zasadzie ograniczała się do Wielkiej Brytanii sprawa nazwy jaką Hoyle nadał konkurencyjnej teorii kosmologicznej nie odgrywała jednak żadnej roli.
     Istnieje w literaturze kilka błędnych przekonań na temat wypowiedzi Hoyle'a w BBC, w tym ewentualnej roli jaką odegrał w nich Gamow. Według jednego z nich, Hoyle “jokingly referred to Gamow’s theory of the creation of the universe as the ‘Big Bang’” – "kpiąco wypowiadał się o teorii Gamowa sugerującej powstanie wszechświata w "Big Bang"" – (Raychaudhuri 2004, s. 37). W rzeczywistości, Hoyle w ogóle nie wspomniał o Gamowie lub jego teorii, a kiedy wspomniał Lemaître'a, co zrobił tylko raz, to nie dotyczyło to jego hipotezy atomu pierwotnego. Podczas sympozjum na temat historii kosmologii, które odbyło się w Bolonii w 1988 roku, Alpher i Herman, którzy byli najbliższymi współpracownikami Gamowa w okresie około 1950 roku, powiedzieli: “According to Gamow, Hoyle first used this phrase [big bang] in a pejorative sense during a BBC radio debate with Gamow” – "Według Gamowa, to Hoyle pierwszy użył tego określenia [big bang] w pejoratywnym znaczeniu w czasie debaty radiowej w BBC z Gamowem" – (Alpher i Herman 1990, s. 135). A kilka lat później, teraz podając to jako fakt: “Toward the end of 1949 Gamow engaged in a transatlantic debate with Hoyle on BBC. It was during this debate that Hoyle first used the designation ‘Big Bang,’ and in a pejorative sense” – "Pod koniec 1949 roku BBC zorganizowało transatlantycką debatę Gamowa z Hoylem. To właśnie podczas tej debaty, Hoyle po raz pierwszy użył określenia "Big Bang", i zrobił to w pejoratywnym sensie" – (Alpher i Herman 1997, s. 63). Rzecz w tym, że nigdy nie doszło do takiej debaty radiowej pomiędzy dwoma kosmologami! Być może Alpher i Herman źle zrozumieli coś co powiedział im Gamow, a może po prostu Gamow opowiadał to jako żart (co pasowałoby do rozrywkowego stylu Gamowa).
     Możliwe, że Gamow odbierał "big bang" Hoyle'a pejoratywnie, ale nie ma dowodów potwierdzających, że czy Gamow czy Lemaître lub ktokolwiek inny z bohaterów historii kosmologii z wybuchem poczuł się urażony określeniem – lub, że w ogóle zwracali na to uwagę. W każdym razie, wraz z późniejszym sukcesem teorii Wielkiego Wybuchu neologizm Hoyle'a okazał się bardzo użyteczny w rozpowszechnianiu idei wybuchającego wszechświata, a wersja Gamowa w tej sprawie w szczególności, brzmi śmiesznie. Nie jest to tak jak postrzegał to Hoyle. Wydaje się, że po prostu uznał to za trafne, ale jednocześnie niewinne określenie teorii, z którą się nie zgadzał, a później twierdził, że nie myślał o tym w uwłaczającym sensie. W wywiadzie z 1989 roku, Alan Lightman zapytał go, czy on naprawdę jest źródłem tej nazwy. Hoyle odpowiedział (Lightman i Brawer 1990, str 60.): "Well, I don’t know whether that’s correct, but nobody has challenged it, and I would have thought that if it were incorrect somebody would have said so. I was constantly striving over the radio – where I had no visual aids, nothing except the spoken word – for visual images. And that seemed to be one way of distinguishing between the steady-state and the explosive big bang. And so that was the language I used." – "No cóż, nie wiem, czy to prawda, ale nikt tego nie zakwestionował i myślałem, że gdyby było inaczej ktoś by o tym powiedział. Byłem stale naciskany przez radio – gdzie nie miałem żadnych pomocy wizualnych, nic oprócz słowa mówionego – o większe uplastycznienia. I wtedy  wydawało mi się, że jest to dobry sposób na odróżnienie pomiędzy teorią stanu stacjonarnego i teorią wielkiego wybuchu. Dlatego użyłem takiego języka.".
     Jako radiowiec Hoyle potrzebował opisowych słów, aby skupić uwagę słuchaczy na ważnych punktach technicznych i koncepcyjnych a określenie "big bang" było bardzo użyteczne. Gdy musiał wyjaśnić ekspansję wszechświata, używał powszechnie wykorzystywanego obrazu nadmuchiwanego balonu, który to użyty został po raz pierwszy w 1931 roku przez Arthura Eddingtona dla zilustrowania dodatnio zakrzywionej przestrzeni z rosnącym promieniem. (Eddington (1931, p. 415) zapraszał swoich czytelników do “to imagine the nebulæ to be embedded in the surface of a rubber balloon which is being inflated.” – "do wyobrażenia sobie mgławic przymocowanych do powierzchni nadmuchiwanego gumowego balonu.") Podobnie, w celu zilustrowania powolnego tempa tworzenia materii w teorii stanu stacjonarnego, Hoyle odwołał się do obrazów znanych wszystkim Brytyjczykom. W swojej pierwszej audycji w BBC wyjaśnił, że potrzeba około miliarda lat, aby nowy atom powstał w “a volume equal to a pint of milk bottle” –  "objętości równej butelce od mleka o objętości półkwarty [około 0,56 litra]" –  (Hoyle 1949, s. 568). A w następnym roku powiedział o szybkości tworzenia, że to “no more than the creation of one atom in the course of about a year in a volume equal to St. Paul’s Cathedral” – "nie więcej niż utworzenie jednego atomu w czasie około roku, w objętości równej katedrze Świętego Pawła" (Hoyle 1950a, s. 106).
     Dobrze znany obraz jaki można znaleźć w wielu książkach i artykułach, jest przedstawiony także w popularnej książce laureata Nagrody Nobla astrofizyka George'sa Smoota i jego współautora, pisarza naukowego Keay'a Davidsona. Twierdzą, że “Hoyle had meant the term [big bang] to be derogatory,” – "Hoyle sądził, że to określenie [big bang] będzie obraźliwe,", “but it was so compelling, so stirring of the imagination, that it stuck, but without the negative overtones” – "ale okazało się tak przekonujące, i pobudzające wyobraźnię, że przyjęło się w użyciu, ale już bez negatywnych podtekstów" (Smoot i Davidson 1994, str. 68 ). Jak się widzieliśmy, trzeba było dwadzieścia lat, na to aż określenie to zaczęto postrzegać jako przekonujące i pobudzające wyobraźnię.