Co znasz wszechświat? Sprawdź kilka ciekawostek na jego temat

Każdego dnia naukowcy i astronomowie przedstawiają nam nowe odkrycia dotyczące wszechświata. Dzięki najnowszym technologiom obserwacyjnym wizualna eksploracja przestrzeni kosmicznej może rejestrować wschodzące lub umierające gwiazdy, zderzające się galaktyki, czarne dziury, a nawet planety poza Układem Słonecznym.

Według artykułu Charlesa Q. Choi z Space.com, podczas jego narodzin w Wielkim Wybuchu, wielkiej eksplozji, wszechświat rozszerzył się szybciej niż prędkość światła. Według NASA, po tym wzroście inflacja nadal rosła, ale w znacznie wolniejszym tempie. W miarę rozszerzania się przestrzeni wszechświat ochładzał się i formowała materia.

Aby dać wam wyobrażenie, sekundę po Wielkim Wybuchu, wszechświat był już pełen neutronów, protonów, elektronów, antyelektronów, fotonów i neutrin. W ciągu pierwszych trzech minut elementy lekkie narodziły się podczas procesu znanego jako nukleosynteza Wielkiego Wybuchu.

Potem gwałtownie spadły temperatury i zderzyły się protony i neutrony, tworząc deuter, izotop wodoru. Generowano także większość deuteru, aby następnie wytworzyć hel i śladowe ilości litu.

Upływ czasu

Nawet po początkowym ochłodzeniu, przez pierwsze 380 000 lat, wszechświat był zasadniczo zbyt gorący, aby światło mogło świecić. Ciepło stworzenia skompresowało atomy wystarczająco mocno, aby rozdzielić je na gęstą plazmę, jak nieprzezroczysta zupa protonów, neutronów i elektronów, które rozpraszały światło jak mgła.

Według NASA po tych 380 000 latach materia wystarczająco ochłodziła się, aby w erze rekombinacji powstały atomy, w wyniku czego powstał przezroczysty elektrycznie obojętny gaz. Naukowcy twierdzą, że akcja ta przeoczyła początkowy błysk światła podczas Wielkiego Wybuchu, który jest dziś wykrywalny jako kosmiczne promieniowanie mikrofalowe tła.

Jednak po tym punkcie wszechświat pogrążył się w ciemności, ponieważ nie powstały żadne gwiazdy ani żadne inne jasne obiekty. Ten okres ciemności trwał jeszcze długo, ale długo.

Następnie, około 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu, wszechświat zaczął wyłaniać się z epoki kosmicznej ciemności w czasie reionizacji. W tym czasie, który trwał ponad pół miliarda lat, gromady gazu rozpadły się na tyle, że powstały pierwsze gwiazdy i galaktyki, których energetyczne światło ultrafioletowe zjonizowało i zniszczyło większość obojętnego wodoru.

Chociaż ekspansja wszechświata stopniowo zwalniała, około 5 lub 6 miliardów lat po Wielkim Wybuchu, tajemnicza siła zwana teraz ciemną energią zaczęła ponownie przyspieszać ekspansję, zjawisko, które trwa do dziś, zgodnie z obserwacje naukowe. A potem, nieco ponad 9 miliardów lat po Wielkim Wybuchu, narodził się nasz Układ Słoneczny.

Wielki Wybuch

Idea tego pojęcia jest trochę skomplikowana, ale wszechświat nie rozszerzył się w przestrzeń, ponieważ przed wszechświatem nie było przestrzeni. Zamiast tego lepiej jest myśleć o Wielkim Wybuchu jako o jednoczesnym pojawieniu się przestrzeni w całym wszechświecie.

Zatem wszechświat nie rozszerzył się nigdzie od czasu wielkiej eksplozji. W 2014 r. Naukowcy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ogłosili, że znaleźli słaby sygnał w kosmicznym promieniowaniu tła, co może być pierwszym bezpośrednim dowodem na pozostałe fale grawitacyjne Wielkiego Wybuchu. Wyniki były gorąco dyskutowane, ale poszukiwania tych tajemniczych falowania trwają.

Czas życia i struktura

Czy wiesz, ile lat ma wszechświat? Obecnie szacuje się go na około 13, 8 miliarda lat. W pobliżu wszechświata nasz układ słoneczny to nastolatek mający około 4, 6 miliarda lat. Ale w jaki sposób naukowcy dokonują oszacowań wieku czegoś tak wielkiego i złożonego?

Eksperci dokonują tego poprzez pomiar składu materii i gęstości energii we wszechświecie. Pozwoliło to badaczom obliczyć, jak szybko wszechświat rozszerzył się w przeszłości. Dzięki tej wiedzy mogli oszacować, kiedy nastąpił Wielki Wybuch. Czas pomiędzy tym czasem a teraz jest wiekiem wszechświata.

Jeśli chodzi o strukturę wszechświata, naukowcy uważają, że we wczesnych momentach istnienia nie było określonego, ponieważ materia i energia były rozmieszczone prawie równomiernie wszędzie.

Ale z czasem przyciąganie grawitacyjne małych fluktuacji gęstości materii spowodowało powstanie ogromnej splecionej struktury gwiazd i pustek widzianych dzisiaj.

Gęste regiony przyciągały więcej materii przez grawitację, a im więcej zgromadzonej masy, tym więcej materii było przyciągane, tworząc większe gwiazdy, galaktyki i struktury zwane gromadami, supergromadami, włóknami i falami morskimi z tysiącami galaktyk, osiągając więcej niż jedną. miliardy lat świetlnych długości, podczas gdy mniej gęste regiony nie mogą rosnąć, tworząc puste przestrzenie.

Materia i ciemna energia

Istnienie ciemnej materii jest prawdą, chociaż astronomowie nie wiedzą jeszcze z absolutną pewnością, że się ona formuje. Wiadomo jednak, że istnieje ona dzięki interakcji z materią świetlną (galaktykami i wszystkimi ich składnikami) oraz wywieranej przez nią siły grawitacyjnej. Jest to jednak tajemnica dla nauki.

Według Charlesa Choi z Space.com jeszcze około 30 lat temu astronomowie sądzili, że wszechświat składa się prawie wyłącznie ze zwykłych atomów lub „materii barionowej”. Jednak ostatnio pojawiło się coraz więcej dowodów sugerujących, że większość jego części składowych przychodzi w sposób, którego nie widzimy.

W modelu kosmologicznym przyjętym przez społeczność naukową wszechświat składa się z energii i cząstek, które zakłócają grawitację, ekspansję i przyspieszenie przestrzeni.

W tym scenariuszu atomy stanowią zaledwie 4, 6%. Z pozostałych uważa się, że 72% gęstości powstaje z ciemnej energii - która miałaby negatywny wpływ na wszechświat, wciąż będąc motorem jego przyspieszonej ekspansji - i 23% ciemnej materii, która hipotetycznie wywiera wpływ grawitacyjny na widoczne materiały.

Formularz

Według Space.com kształt wszechświata jest bardzo złożoną i względną materią. To, czy jego zasięg jest skończony czy nieskończony, zależy od relacji między szybkością jego ekspansji a siłą grawitacji. Co więcej, siła przyciągania, o której mowa, zależy częściowo od gęstości materii we wszechświecie.

Na przykład, jeśli gęstość przekracza określoną wartość krytyczną, wszechświat jest „zamknięty” i „dodatnio zakrzywiony”, podobnie jak powierzchnia kuli. Oznacza to, że wiązki światła, które są początkowo równoległe, zbiegają się powoli, ostatecznie przechodząc i wracając do punktu początkowego.

Według NASA wszechświat nie jest nieskończony, ale nie ma końca, podobnie jak powierzchnia kuli nie jest nieskończona, ale nie ma określonego początku ani końca. W ten sposób wszechświat ostatecznie przestanie się rozszerzać i zacznie sam się zapadać, co nastąpi tak zwane „Wielkie Kryzys”.

Z drugiej strony, jeśli gęstość wszechświata jest mniejsza niż gęstość krytyczna, geometria przestrzeni jest „otwarta” i „ujemnie zakrzywiona” jak powierzchnia siodła. Jeśli tak, wszechświat nie ma granic i rozszerzy się na zawsze.

Jeśli jednak gęstość wszechświata jest dokładnie równa gęstości krytycznej, geometria wszechświata jest „płaska” z zerową krzywizną jak kartka papieru. Jeśli tak, to nie ma granic i będzie się powiększać na zawsze, ale tempo ekspansji stopniowo zbliża się do zera po nieskończonym czasie.

Ostatnie pomiary sugerują, że wszechświat jest płaski, z marginesem błędu jedynie 2%. Jednak możliwe jest, że wszechświat ma bardziej skomplikowany kształt, chociaż wydaje się, że ma inną krzywiznę. Na przykład wszechświat może przybrać formę pączka.

W rzeczywistości wszechświat jest czymś wielkim, co wciąż kryje wiele tajemnic i zaskakuje nas przy każdym nowym odkryciu.