Universet er fylt med milliarder galakser og billioner av stjerner, sammen med nesten utallige antall planeter, måner, asteroider, kometer og skyer av støv og gass – alt virvler i det store verdensrommet .
Men hvis vi zoomer inn, hva er byggesteinene til disse himmellegemene, og hvor kom de fra?
Hydrogen er det vanligste element funnet i universet, etterfulgt av helium; sammen utgjør de nesten all vanlig sak. Men dette utgjør bare en liten bit av universet – omtrent 5%. Resten er laget av ting som ikke kan sees og bare kan oppdages indirekte.
For det meste hydrogen
Det hele startet med et Big Bang, for rundt 13,8 milliarder år siden, når ultravarmt og tettpakket materie plutselig og raskt utvidet seg i alle retninger på en gang. Millisekunder senere var det nyfødte universet en svingende masse av nøytroner, protoner, elektroner, fotoner og andre subatomære partikler, som sto rundt 100 milliarder grader Kelvin ifølge til NASA.
Hver bit av materien som utgjør alle de kjente elementene i det periodiske systemet – og alle gjenstander i universet, fra sorte hull til massive stjerner til flekker av romstøv – ble skapt under den store Bang, sa Neta Bahcall, professor i astronomi ved Institutt for astrofysiske vitenskaper ved Princeton University i New Jersey.
«Vi kjenner ikke engang fysikkens lover som ville har eksistert i et så varmt, tett miljø, «sa Bahcall til WordsSideKick.com.
Cirka 100 sekunder etter at Bi g Bang, temperaturen falt til en fortsatt syende 1 milliard grader Kelvin. Omtrent 380 000 år senere hadde universet avkjølt seg nok til at protoner og nøytroner kom sammen og dannet litium, helium og hydrogenisotopen deuterium, mens frie elektroner ble fanget for å danne nøytrale atomer.
Fordi det var så mange protoner som gled rundt i det tidlige universet, ble hydrogen – det letteste elementet, med bare ett proton og ett nøytron – det mest utbredte elementet, og utgjør nesten 95% prosent av universet. » s atomer. Nærmere 5% av universets atomer er helium, ifølge NASA. Så, rundt 200 millioner år etter Big Bang, dannet og produserte de første stjernene resten av elementene, som utgjør en brøkdel av de gjenværende 1% av all vanlig materie i universet.
Usynlige partikler
Noe annet ble skapt under Big Bang: mørk materie. «Men vi kan ikke si hvilken form den har, fordi vi ikke har oppdaget partiklene,» sa Bahcall til WordsSideKick.com.
Mørk materie kan ikke observeres direkte – men – men fingeravtrykkene er bevart. i universets første lys, eller den kosmiske mikrobølgeovnens bakgrunnsstråling (CMB), som små svingninger i stråling, sa Bahcall. Forskere foreslo først eksistensen av mørk materie på 1930-tallet, og teoretiser at mørkt materiens usynlige trekk må være det som holdt sammen hurtiggående galaksehoper. Tiår senere, på 1970-tallet, fant den amerikanske astronomen Vera Rubin mer indirekte bevis på mørk materie i de raskere rotasjonshastighetene enn forventet av stjerner.
Basert på funnene til Rubin beregnet astrofysikere at mørk materie – selv om den ikke kunne sees eller måles – må utgjøre en betydelig del av Men for rundt 20 år siden oppdaget forskere at universet hadde noe enda merkeligere enn mørk materie; mørk energi, som antas å være betydelig rikere enn materie eller mørk materie.
En uimotståelig kraft
Oppdagelsen av mørk energi oppstod fordi forskere lurte på om det var nok mørk materie i universet til å få ekspansjonen til å sputter ut eller reversere retning, noe som fikk universet til å kollapse innover seg selv.
Se og se, da et team av forskere undersøkte dette på slutten av 1990-tallet, fant de ut at ikke bare universet ikke kollapset i seg selv, det utvidet seg utover i stadig raskere tempo. Gruppen bestemte at en ukjent kraft – kalt mørk energi – presset mot universet i det tilsynelatende tomrummet i rommet og akselererte dens fart; forskerne «funn ga fysikerne Adam Riess, Brian Schmidt og Saul Perlmutter Nobelprisen i fysikk i 2011.
Modeller av styrken som kreves for å forklare universets akselererende ekspansjonshastighet antyder at mørk energi må utgjøre mellom 70% og 75% av universet. Mørk materie utgjør i mellomtiden omtrent 20% til 25%, mens såkalt vanlig materie – de tingene vi faktisk kan se – anslås å utgjøre mindre enn 5% av universet, sa Bahcall.
Tatt i betraktning at mørk energi utgjør omtrent tre fjerdedeler av universet, er forståelsen av det uten tvil den største utfordringen forskere står overfor i dag, astrofysiker Mario Livio, da med Space Telescope Science Institute ved Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland, fortalte WordsSideKick.com søsterside Space.com i 2018.
«Selv om mørk energi ikke har spilt en stor rolle i utviklingen av universet tidligere, vil den spille den dominerende rollen i evolusjonen i fremtiden, «sa Livio. «Universets skjebne avhenger av naturen til mørk energi.»
- Beyond Higgs: 5 Elusive Particles That May Lurk in the Universet
- 11 Fascinerende fakta om vår melkegate-galakse
- De 11 største ubesvarte spørsmålene om mørkt materiale
Opprinnelig publisert på WordsSideKick.com.