Састав Универзума

Универзум је огромно и фасцинантно место. Кад астрономи размотре од чега је сачињен, они могу највише директно да усмере на милијарде галаксија које садржи. Свака од њих има милионе или милијарде - или чак трилијуне - звезда. Многе од тих звезда имају планете. Постоје и облаци гаса и прашине.

Између галаксија, где се чини да би било врло мало "ствари", на неким местима постоје облаци врућих гасова, док су у другим регионима скоро празне празнине. Све је то материјал који се може открити. Дакле, колико је тешко сагледати космос и проценити, са разумном тачношћу, количину светлосне масе (материјала који можемо видети) у универзум, Користећи радио, инфрацрвени и рендгенски снимак астрономија?

Сада када астрономи имају веома осетљиве детекторе, они напредују у проналажењу масе свемира и шта чини ту масу. Али то није проблем. Одговори које добивају немају смисла. Да ли је њихова метода сабирања масе погрешна (није вероватно) или постоји нешто друго напољу; нешто друго што не могу

Једно од највећих доказа масе свемира је нешто што се назива космичка микроталасна позадина (ЦМБ). То није физичка "баријера" или нешто слично. Уместо тога, стање раног свемира које се може мерити коришћењем микроталасних детектора. ЦМБ датира убрзо након Великог праска и заправо је позадинска температура универзума. Сматрајте то топлином која се у козмосу може открити подједнако из свих праваца. Није баш попут топлине која силази са Сунца или зрачи са планете. Уместо тога, ради се о веома ниској температури измереној 2,7 степени К. Када астрономи крену да мере ову температуру, виде мале, али важне флуктуације које се шире по овој позадини "топлоте". Међутим, чињеница да постоји значи да је универзум у основи "раван". То значи да ће се заувек проширити.

Па, шта та равнаност значи за откривање масе свемира? У суштини, имајући у виду мерену величину свемира, то значи да мора бити довољно масе и енергије присутних у њему да би био "раван". Проблем? Па, када астрономи све сабере "нормална" материја (попут звезда и галаксија, плус гас у свемиру, то је само око 5% критичне густине коју равном свемиру треба да остане равно.

То значи да 95 одсто свемира још увек није откривено. Тамо је, али шта је то? Где се налази? Научници кажу да постоји као Тамна материја и тамна енергија.

Маса коју можемо да називамо „барионска“ материја. То су планете, галаксије, гасни облаци и гроздови. Маса која се не може видети назива се тамном материјом. Такође постоји енергија (светлост) који се могу мерити; занимљиво је да постоји и такозвана "мрачна енергија". и нико нема баш добру идеју о томе шта је то.

Дакле, шта чини свемир и у којим процентима? Ево поделе тренутних пропорција масе у свемиру.

Прво, ту су тешки елементи. Они чине око 0,03% универзума. Скоро пола милијарде година након рођења свемира, једини елементи који су постојали били су водоник и хелијум. Нису тешки.

Међутим, након што су се звезде родиле, живеле и умирале, свемир је почео да се засијава елементима тежим од водоника и хелијума, који су „скувани“ унутар звезда. То се дешава када звезде спајају водоник (или друге елементе) у својим језграма. Стардеатх шири све те елементе у свемир кроз планетарне маглице или експлозије супернове. Једном када се расују у свемир. они су основни материјал за изградњу следећих генерација звезда и планета.

Ово је, међутим, спор процес. Чак и скоро 14 милијарди година након његовог настанка, једини мали део масе свемира састоји се од елемената тежих од хелијума.

Неутринови су такође део свемира, мада је свега око 0,3 одсто. Настају током процеса нуклеарне фузије у језграма звезда, неутрини су готово безмасне честице које путују готово брзином светлости. Заједно са недостатком набоја, њихове малене масе значе да не ступају у интеракцију са масом, осим директног утицаја на језгро. Мерење неутрина није лак задатак. Али, то је омогућило научницима да добију добре процене стопе нуклеарне фузије нашег Сунца и других звезда, као и процену укупне неутринске популације у свемиру.

Када звездаши зури у ноћно небо, већина онога што виде су звезде. Они чине око 0,4 процента свемира. Ипак, када људи погледају видљиву светлост која долази чак и из других галаксија, већина онога што виде су звезде. Чини се чудним да они чине само мали део универзума.

Па, шта више, обилније од звезда и неутрина? Испада да гасови, са четири одсто, чине много већи део космоса. Обично заузимају простор између звезде, а по том питању, простор између целих галаксија. Међузвездани гас, који је углавном само слободни елементарни водоник и хелијум, чини већину масе у свемиру која се може директно мерити. Ови гасови се откривају помоћу инструмената осетљивих на радио, инфрацрвену и рендгенску таласну дужину.

Тамна материја

Друга најзаступљенија "ствар" универзума је нешто што нико други није видео како би открио. Ипак, он чини око 22 процента свемира. Научници који анализирају кретање (ротација) галаксија, као и интеракција галаксија у галаксијама, открили су да сав присутан гас и прашина није довољан да објасни појаву и кретање галаксија. Испада да 80 посто масе у тим галаксијама мора бити "мрачно". Односно, није га могуће открити било који таласна дужина светлости, радио кроз Гама зраци. Због тога се ова „ствар“ назива „тамна материја“.

Идентитет ове мистериозне масе? Непознат. Најбољи кандидат је хладна тамна материја, за које се теоретски сматра да је честица слична неутрину, али са много већом масом. Сматра се да су ове честице, често познате и као слабо интерактивне масивне честице (ВИМП) настали су од топлотних интеракција рано галаксија формације. Међутим, још увек нисмо успели да директно или индиректно откријемо тамну материју или је створимо у лабораторији.

Најобилнија маса свемира нису тамне материје или звезде или галаксије или облаци гаса и прашине. То је нешто што се зове „тамна енергија“ и чини 73 процента свемира. У ствари, тамна енергија уопште није (вероватно) чак и огромна. Због чега је његова категоризација „масе“ помало збуњујућа. Па шта је? Вероватно да је то врло чудно својство простора-времена, или можда чак неко необјашњиво (до сада) енергетско поље које прожима цео универзум. Или то није ништа од тога. Нико не зна. Само време, пуно и пуно више података ће рећи.

Уредио и ажурирао Царолин Цоллинс Петерсен.