Universul este plin de miliarde de galaxii și trilioane de stele, împreună cu un număr aproape nenumărat de planete, luni, asteroizi, comete și nori de praf și gaze – toate se învârtesc în imensitatea spațiului .
Dar dacă mărim, care sunt elementele de bază ale acestor corpuri cerești și de unde au provenit?
Hidrogenul este cel mai frecvent element găsit în univers, urmat de heliu; împreună formează aproape toată materia obișnuită. Dar aceasta reprezintă doar o mică porțiune a universului – aproximativ 5%. Restul este făcut din lucruri care nu pot fi văzute și nu pot fi detectate decât indirect.
În principal hidrogen
Totul a început cu un Big Bang, acum aproximativ 13,8 miliarde de ani, când materia ultra-fierbinte și densă ambalată s-a extins brusc și rapid în toate direcțiile simultan. Milisecunde mai târziu, universul nou-născut era o masă de neutroni, protoni, electroni, fotoni și alte particule subatomice, care zburau la aproximativ 100 de miliarde de grade Kelvin, conform către NASA.
Fiecare bucată de materie care alcătuiește toate elementele cunoscute din tabelul periodic – și fiecare obiect din univers, de la găuri negre la stele masive până la pete de praf spațial – a fost creat în timpul Marelui Bang, a spus Neta Bahcall, profesor de astronomie la Departamentul de Științe Astrofizice de la Universitatea Princeton din New Jersey.
„Nu știm nici măcar legile fizicii care ar fi au existat într-un mediu atât de fierbinte și dens „, a declarat Bahcall pentru Live Science.
La aproximativ 100 de secunde după Bi g Bang, temperatura a scăzut la un miliard de grade Kelvin încă fierbinte. Aproximativ 380.000 de ani mai târziu, universul s-a răcit suficient pentru ca protonii și neutronii să se unească și să formeze litiu, heliu și izotopul deuteriu deuteriu, în timp ce electronii liberi au fost prinși pentru a forma atomi neutri.
Deoarece în universul timpuriu erau atât de mulți protoni care se învârteau, hidrogenul – cel mai ușor element, cu un singur proton și un neutron – a devenit cel mai abundent element, reprezentând aproape 95% la sută din univers ” Potrivit NASA, aproape 5% din atomii universului sunt heliu. Apoi, la aproximativ 200 de milioane de ani după Big Bang, primele stele s-au format și au produs restul elementelor, care alcătuiesc o fracțiune din restul de 1% din toată materia obișnuită din univers.
Particule nevăzute
Altceva a fost creat în timpul Big Bang-ului: materia întunecată. „Dar nu putem spune ce formă a luat, pentru că nu am detectat acele particule”, a spus Bahcall pentru Live Science.
Materia întunecată nu poate fi observată direct – încă – dar amprentele sale sunt păstrate în prima lumină a universului sau radiația cosmică de fond cu microunde (CMB), ca mici fluctuații ale radiației, a spus Bahcall. Oamenii de știință au propus mai întâi existența materiei întunecate în anii 1930, teorizând că atracția nevăzută a materiei întunecate trebuie să fie ceea ce ține împreună grupurile de galaxii în mișcare rapidă. Câteva decenii mai târziu, în anii 1970, astronomul american Vera Rubin a găsit mai multe dovezi indirecte ale materiei întunecate în ratele de rotație mai rapide decât era de așteptat ale stelelor.
Pe baza descoperirilor lui Rubin, astrofizicienii au calculat că materia întunecată – chiar dacă nu putea fi văzută sau măsurată – trebuie să constituie o parte semnificativă a Dar acum aproximativ 20 de ani, oamenii de știință au descoperit că universul deținea ceva mai ciudat decât materia întunecată; energia întunecată, despre care se crede că este semnificativ mai abundentă decât materia sau materia întunecată.
O forță irezistibilă
Descoperirea energiei întunecate a avut loc deoarece oamenii de știință s-au întrebat dacă există suficientă materie întunecată în univers pentru a face ca expansiunea să stropească sau să inverseze direcția, determinând prăbușirea universului spre sine.
Iată, când o echipă de cercetători a investigat acest lucru la sfârșitul anilor ’90, au descoperit că universul nu numai că nu se prăbușea în sine, se extindea în exterior cu o rată tot mai rapidă. Grupul a stabilit că o forță necunoscută – supranumită energie întunecată – împingea universul în golul aparent al spațiului și îi accelera impulsul; descoperirile oamenilor de știință au câștigat fizicienilor Adam Riess, Brian Schmidt și Saul Perlmutter Premiul Nobel pentru fizică în 2011.
Modelele forței necesare pentru a explica rata accelerată de expansiune a universului sugerează că energia întunecată trebuie să compună între 70% și 75% din univers. Între timp, materia întunecată reprezintă aproximativ 20% până la 25%, în timp ce așa-numita materie obișnuită – lucrurile pe care le putem vedea de fapt – se estimează că reprezintă mai puțin de 5% din univers, a spus Bahcall.
Având în vedere că energia întunecată reprezintă aproximativ trei sferturi din univers, înțelegerea acesteia este, fără îndoială, cea mai mare provocare cu care se confruntă oamenii de știință de astăzi, astrofizicianul Mario Livio, apoi cu Space Telescope Science Institute de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, Maryland, a declarat pentru site-ul sorei Live Science Space.com în 2018.
„Deși energia întunecată nu a jucat un rol imens în evoluția universului în trecut, ea va juca rolul dominant în evoluția din viitorul „, a spus Livio. „Soarta universului depinde de natura energiei întunecate.”
- Dincolo de Higgs: 5 particule evazive care pot lurk în Univers
- 11 fapte fascinante despre calea noastră lactee Galaxy
- Cele mai mari 11 întrebări fără răspuns despre materia întunecată
Publicat inițial pe Live Science.