¿Mikä on maailmankaikkeus? Se on yksi tutkijoiden eniten kysyttyjä kysymyksiä koko historiassa. Todellakin, maailmankaikkeus on kaikki, ilman poikkeuksia. Voimme sisällyttää maailmankaikkeuteen ainetta, energiaa, tilaa ja aikaa sekä kaiken olemassa olevan. Kun kuitenkin puhutaan maailmankaikkeudesta, viitataan enemmän maapallon ulkoavaruuteen.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle, mikä on maailmankaikkeus, sen ominaisuudet ja joitain teorioita.
Mikä on maailmankaikkeus
Maailmankaikkeus on valtava, mutta se ei välttämättä ole ääretön. Jos näin on, äärettömässä tähdessä olisi loputon aine, mikä ei ole asia. Päinvastoin, aineen osalta se on ensisijaisesti tyhjää tilaa. Jotkut ihmiset väittävät jopa, että maailmankaikkeus, jossa elämme, ei ole todellinen, se on hologrammi.
Tunnettu maailmankaikkeus sisältää galakseja, galaksijoukkoja ja rakenteita suurempia, nimeltään superklustereita, sekä galaktien välistä ainetta. Huolimatta nykyään saatavilla olevasta edistyneestä tekniikasta, emme vieläkään tiedä tarkalleen sen kokoa. Aine ei jakaudu tasaisesti, vaan se on keskittynyt tiettyihin paikkoihin: galakseihin, tähtiin, planeetoihin jne. 90 prosentin olemassaolosta oletetaan kuitenkin olevan pimeää ainetta, jota emme voi havaita.
Universumilla on ainakin neljä tunnettua ulottuvuutta: kolme avaruudessa (pituus, korkeus ja leveys) ja yksi ajassa. Hallitsevan painovoiman ansiosta se tarttuu yhteen ja liikkuu jatkuvasti. Taivaaseen verrattuna planeettamme on hyvin pieni. Olemme osa aurinkokuntaa, kadonnut Linnunradan syliin. Linnunradalla on 100.000 miljardia tähteä, mutta se on vain yksi sadoista miljardeista galakseista, jotka muodostavat aurinkokunnan.
Muodostuminen ja tuhoaminen
Big Bang -teoria selittää, miten se muodostui. Tämä teoria, jonka mukaan aineella oli noin 13.700 miljardia vuotta sitten ääretön tiheys ja lämpötila. Oli voimakas räjähdys ja maailmankaikkeuden tiheys ja lämpötila ovat laskeneet siitä lähtien.
Big Bang on singulariteetti, poikkeus, jota ei voida selittää fysiikan laeilla. Voimme tietää, mitä tapahtui alusta alkaen, mutta hetkeen nolla ja koko nolla ei ole vielä tieteellistä selitystä. Ennen kuin tämä mysteeri on purettu, tiedemiehet eivät pysty selittämään täysin varmuudella mitä universumi on.
Tällä hetkellä on olemassa useita teorioita, jotka hypoteesin jälkeen selittävät, kuinka heidän mielestään maailmankaikkeuden loppu tulee olemaan. Aluksi voimme puhua mallista Suuri pakkas, joka sanelee, että maailmankaikkeuden jatkuva laajeneminen aiheuttaa (miljardin vuoden kuluessa) kaikkien tähtien sukupuuttoon, mikä johtaa kylmään ja pimeään universumiin.
Voimme myös mainita teorian Iso repäisi (tai suuri kyynel), joka ehdottaa, että mitä enemmän maailmankaikkeus laajenee, sitä enemmän pimeää energiaa syntyy, saavuttaen ajankohdan, jolloin pimeä energia voittaa painovoiman, rikkomatta molempien voimien välisen tasapainon ja synnyttämällä kaikenlaista hajoamista. aineesta.
Pimeän aineen merkitys
Astrofysiikassa muita kosmisiä komponentteja kuin barioniaine (tavallinen aine), neutriinoja ja pimeää energiaa kutsutaan pimeäksi aineeksi. Sen nimi tulee siitä, että se ei lähetä sähkömagneettista säteilyä tai ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen säteilyn kanssa millään tavalla, mikä tekee siitä näkymättömän koko sähkömagneettisen säteilyn spektrissä. Sitä ei kuitenkaan pidä sekoittaa antiaineeseen.
Pimeä aine edustaa 25% maailmankaikkeuden kokonaismassasta, sen painovoiman vaikutuksesta. Sen olemassaolosta on vahvoja merkkejä, jotka ovat havaittavissa sitä ympäröivissä tähtitieteellisissä kohteissa. Itse asiassa sen olemassaolon mahdollisuutta ehdotettiin ensimmäisen kerran vuonna 1933, jolloin sveitsiläinen tähtitieteilijä ja fyysikko Fritz Zwicky huomautti, että "näkymätön massa" vaikuttaa galaksiryhmien kiertoradanopeuteen. Siitä lähtien monet muut havainnot ovat johdonmukaisesti osoittaneet, että se voi olla olemassa.
Pimeästä aineesta tiedetään vähän. Sen koostumus on mysteeri, mutta yksi mahdollisuus on, että se koostuu tavallisista raskaista neutriinoista tai äskettäin ehdotetuista alkeishiukkasista (kuten WIMP: t tai aksonit), vain muutamia mainitakseni. Selkeä vastaus sen koostumuksesta on yksi modernin kosmologian ja hiukkasfysiikan pääkysymyksistä.
Pimeän aineen olemassaolo on tärkeää ymmärtää maailmankaikkeuden muodostumisen alkuräjähdysmalli ja avaruuskohteiden käyttäytymismallit. Tieteelliset laskelmat osoittavat, että universumissa on paljon enemmän ainetta kuin mitä voidaan havaita. Esimerkiksi galaksien ennustettu käyttäytyminen muuttuu usein ilman näkyvää syytä, ellei ole mahdollista, että havaitsematon aine aiheuttaa gravitaatiomuutoksen näkyvälle aineelle.
Antiaine ja pimeä energia maailmankaikkeudessa
Emme saa sekoittaa pimeää ainetta antimateriaan. Jälkimmäinen on tavallisen aineen muoto, kuten aine, joka muodostaa meidät, mutta se koostuu alkeishiukkasista, joilla on vastakkaiset sähkömerkit: positiivinen / negatiivinen.
Anti-elektroni on antimateriaalin hiukkanen, joka vastaa elektronia, mutta jolla on pikemminkin positiivinen varaus kuin negatiivinen varaus. Antiaine ei ole stabiilissa muodossa, koska se tuhoaa aineen kanssa (jota esiintyy enemmän), joten se ei organisoidu havaittaviksi atomeiksi ja molekyyleiksi. Antiainetta voidaan saada vain hiukkaskiihdyttimien avulla. Sen tuotanto on kuitenkin monimutkaista ja kallista.
Pimeä energia on energiamuoto, jota esiintyy kaikkialla maailmankaikkeudessa ja jolla on taipumusta kiihdyttää sen laajentumista torjumalla painovoimaa tai voimaa. On arvioitu, että 68% maailmankaikkeuden energia-aineesta kuuluu tähän tyyppiin, ja se on hyvin yhtenäinen energiamuoto, joka ei ole vuorovaikutuksessa minkään muun universumin perusvoiman kanssa, minkä vuoksi sitä kutsutaan "pimeäksi". Mutta periaatteessa sillä ei ole mitään tekemistä pimeän aineen kanssa.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää maailmankaikkeudesta, sen alkuperästä ja ominaisuuksista.