Maailmankaikkeus on täynnä miljardeja galakseja ja biljoonia tähtiä sekä melkein lukemattomia määriä planeettoja, kuita, asteroideja, komeettoja ja pöly- ja kaasupilviä – kaikki pyörivät avaruuden avaruudessa. .
Mutta jos loitonamme, mitkä ovat näiden taivaankappaleiden rakennuspalikat ja mistä ne ovat peräisin?
Vety on yleisin maailmankaikkeudesta löydetty alkuaine, jota seuraa helium; yhdessä ne muodostavat melkein kaikki tavalliset aineet. Mutta tämä on vain pieni osa maailmankaikkeutta – noin 5%. Kaikki muu on tehty tavaraa, jota ei voida nähdä ja joka voidaan havaita vain epäsuorasti.
Enimmäkseen vety
Kaikki alkoi Suuresta Bangista, noin 13,8 miljardia vuotta sitten, kun erittäin kuuma ja tiheästi pakattu aine yhtäkkiä ja nopeasti laajeni kaikkiin suuntiin kerralla. Millisekuntia myöhemmin vastasyntynyt maailmankaikkeus oli neutronien, protonien, elektronien, fotonien ja muiden subatomisten hiukkasten kohoava massa, joka kiehui noin 100 miljardin Kelvin-asteen mukaan. NASA: lle.
Jokainen aine, joka muodostaa kaikki jaksollisen taulukon tunnetut elementit – ja kaikki maailmankaikkeuden kohteet, mustista aukoista massiivisiin tähtiin ja avaruuspölyksi, luotiin Ison aikana Bang, sanoi Neta Bahcall, astronomian professori Astrofysiikan laitokselta Princetonin yliopistossa New Jerseyssä.
”Emme edes tiedä fysiikan lakeja, jotka voisivat ovat olleet niin kuumassa, tiheässä ympäristössä ”, Bahcall kertoi WordsSideKick.comille.
Noin 100 sekuntia Bi: n jälkeen g Bang, lämpötila laski edelleen kiehuvaan miljardiin Kelvin-asteeseen. Noin 380 000 vuotta myöhemmin maailmankaikkeus oli jäähtynyt tarpeeksi, jotta protonit ja neutronit voisivat tulla yhteen ja muodostaa litiumia, heliumia ja vetyisotooppi deuteriumia, kun taas vapaat elektronit olivat loukussa muodostamaan neutraaleja atomeja.
Koska varhaisessa maailmankaikkeudessa oli niin monta protonia, vetystä – kevyimmästä elementistä, jossa oli vain yksi protoni ja yksi neutroni – tuli runsain alkuaine, joka muodosti lähes 95% maailmankaikkeudesta ” Lähes 5% maailmankaikkeuden atomista on heliumia NASA: n mukaan. Sitten noin 200 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen ensimmäiset tähdet muodostivat ja tuottivat loput alkuaineista, jotka muodostavat murto-osan maailmankaikkeuden jäljellä olevasta 1 prosentista tavallisesta aineesta.
Näkemättömät hiukkaset
Suuren räjähdyksen aikana luotiin jotain muuta: pimeä aine. ”Mutta emme voi sanoa, minkä muotoinen se oli, koska emme ole havainneet näitä hiukkasia”, Bahcall kertoi WordsSideKick.comille.
Pimeää ainetta ei voida vielä havaita suoraan – vielä – mutta sen sormenjäljet säilyvät. maailmankaikkeuden ensimmäisessä valossa tai kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn (CMB) pieninä säteilyn vaihteluina, Bahcall sanoi. Tutkijat ehdottivat ensin pimeän aineen olemassaoloa 1930-luvulla ja teorioivat, että pimeän aineen ”näkymättömän vetovoiman on oltava se, joka pitää yhdessä nopeasti liikkuvat galaksiryhmät. Vuosikymmeniä myöhemmin, 1970-luvulla, amerikkalainen tähtitieteilijä Vera Rubin löysi epäsuorampia todisteita tähtien odotettua nopeampi kiertonopeus.
Rubinin havaintojen perusteella astrofyysikot laskivat, että pimeän aineen – vaikka sitä ei voida nähdä tai mitata – on oltava merkittävä osa Mutta noin 20 vuotta sitten tutkijat havaitsivat, että maailmankaikkeudessa oli jotain vielä outoa kuin pimeä aine; pimeä energia, jonka uskotaan olevan huomattavasti runsaampaa kuin joko aine tai pimeä aine.
vastustamaton voima
Pimeän energian löytö tapahtui, koska tiedemiehet ihmettelivät, onko maailmankaikkeudessa tarpeeksi pimeää ainetta aiheuttamaan laajenemista roiskumaan tai kääntämään suuntaan, jolloin universumi romahtaa sisäänpäin itseensä.
Katsokaa, kun tutkijaryhmä tutki tätä 1990-luvun lopulla, he havaitsivat, että maailmankaikkeus ei vain romahtanut itsessään, vaan se laajeni ulospäin yhä nopeammin. Ryhmä totesi, että tuntematon voima – nimeltään pimeä energia – työnsi maailmankaikkeutta avaruuden ilmeisessä tyhjyydessä ja kiihdytti sen vauhtia; tutkijoiden havainnot ansaitsivat fyysikot Adam Riess, Brian Schmidt ja Saul Perlmutter Nobelin fysiikkapalkinnon vuonna 2011.
Maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisnopeuden selittämiseen tarvittavan voiman mallit viittaavat siihen, että pimeän energian on muodostettava välillä 70-75% maailmankaikkeudesta. Samaan aikaan pimeän aineen osuus on noin 20-25%, kun taas niin sanotun tavallisen aineen – tavaran, jonka voimme todella nähdä – on arvioitu muodostavan alle 5% maailmankaikkeudesta, Bahcall sanoi.
Ottaen huomioon, että pimeä energia muodostaa noin kolme neljäsosaa maailmankaikkeudesta, sen ymmärtäminen on kiistatta suurin haaste tutkijoille, astrofyysikko Mario Livio, sitten Baltimoren Johns Hopkinsin yliopiston avaruusteleskooppitutkimuslaitoksen kanssa Maryland, kertoi WordsSideKick.com -sivustolle Space.com vuonna 2018.
”Vaikka pimeällä energialla ei ole aikaisemmin ollut suurta merkitystä maailmankaikkeuden evoluutiossa, sillä on kuitenkin hallitseva rooli tulevaisuudessa ”, Livio sanoi. ”Universumin kohtalo riippuu pimeän energian luonteesta.”
- Higgsin ulkopuolella: 5 kiusallista hiukkasia, jotka voivat piiloutua Universumi
- 11 kiehtovaa tietoa Linnunradan galaksistamme
- 11 suurinta vastaamatonta kysymystä pimeästä aineesta
Alun perin julkaistu WordsSideKick.comissa.