¿מהו היקום? זו אחת השאלות הנפוצות ביותר על ידי מדענים בכל ההיסטוריה. באמת, היקום הוא הכל, ללא כל יוצא מן הכלל. אנו יכולים לכלול ביקום חומר, אנרגיה, מרחב וזמן וכל מה שקיים. עם זאת, כשמדברים על מהו היקום, מתייחסים יותר לחלל החיצוני של כדור הארץ.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם מהו היקום, מאפייניו וכמה תיאוריות.
מהו היקום
היקום הוא עצום, אך יתכן שהוא אינו אינסופי. אם כן, יהיה חומר אינסופי בכוכב אינסופי, וזה לא המקרה. נהפוך הוא, בכל הנוגע לחומר, מדובר בעיקר בשטח ריק. יש אנשים שטוענים אפילו שהיקום בו אנו חיים אינו אמיתי, אלא הולוגרמה.
היקום הידוע מכיל גלקסיות, צבירי גלקסיות ומבנים גדולים יותר הנקראים מצמחי-על, כמו גם חומר בין-גלקטי. למרות הטכנולוגיה המתקדמת הקיימת כיום, אנו עדיין לא יודעים בדיוק את גודלה. החומר אינו מופץ באופן אחיד, אלא מתרכז במקומות ספציפיים: גלקסיות, כוכבים, כוכבי לכת וכו '. עם זאת, 90% מהקיום מניח שהוא חומר אפל שאיננו יכולים לצפות בו.
ליקום לפחות ארבעה ממדים ידועים: שלושה בחלל (אורך, גובה ורוחב) ואחד בזמן. בשל כוח הכובד הדומיננטי, הוא נדבק יחד ונע ברציפות. בהשוואה לשמיים, הפלנטה שלנו קטנה מאוד. אנחנו חלק ממערכת השמש, אבודים בזרועות שביל החלב. שביל החלב כולל 100.000 מיליארד כוכבים, אבל זו רק אחת ממאות מיליארדי הגלקסיות המרכיבות את מערכת השמש.
גיבוש והרס
תיאוריית המפץ הגדול מסבירה כיצד נוצרה. תיאוריה זו שלפני כ- 13.700 מיליארד שנה לחומר הייתה צפיפות וטמפרטורה אינסופיים. היה פיצוץ עז והצפיפות והטמפרטורה של היקום פחתו מאז.
המפץ הגדול הוא ייחוד, יוצא מן הכלל שאי אפשר להסביר אותו בחוקי הפיזיקה. אנו יכולים לדעת מה קרה מההתחלה, אך עדיין אין הסבר מדעי לרגע אפס וגודל אפס. עד שהתעלומה הזו לא תיפרם, מדענים לא יוכלו להסביר בוודאות מלאה מהו היקום.
נכון לעכשיו, יש סדרה של תיאוריות שלאחר השערה מסבירות כיצד לדעתם יהיה סוף היקום. כדי להתחיל, אנו יכולים לדבר על המודל של ה- הקפאה גדולה, שמכתיב כי המשך התפשטות היקום תגרום (תוך מיליארד שנה) להכחדת כל הכוכבים, וכתוצאה מכך יקום וחשוך.
אנו יכולים להזכיר גם את התיאוריה של קריעה גדולה (או הדמעה הגדולה) המציעה שככל שהיקום יתרחב יותר, כך נוצרת יותר אנרגיה אפלה, ומגיעה לנקודת זמן בה אנרגיה אפלה תביס את כוח הכבידה, ותשבור את האיזון הקיים בין שני הכוחות ותייצר התפרקות מכל סוג שהוא. של חומר.
חשיבותו של חומר אפל
באסטרופיזיקה רכיבים קוסמיים שאינם חומר בריוני (חומר רגיל), נייטרינים ואנרגיה כהה נקראים חומר אפל. שמו נובע מכך שהוא אינו פולט קרינה אלקטרומגנטית ואינו מתקשר בקרינה אלקטרומגנטית בשום צורה שהיא, מה שהופך אותו לבלתי נראה בכל ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית. עם זאת, אין לבלבל בין חומר אנטי-חומר.
חומר אפל מייצג 25% מכלל המסה של היקום, בגלל ההשפעה של כוח המשיכה שלה. ישנם סימנים חזקים לקיומו, שניתן לזהות אותם באובייקטים האסטרונומיים המקיפים אותו. למעשה, אפשרות קיומו הוצעה לראשונה בשנת 1933, כאשר האסטרונום והפיזיקאי השוויצרי פריץ צוויקי הצביע על כך ש"מסה בלתי נראית "משפיעה על מהירות מסלולם של צבירי הגלקסיות. מאז, תצפיות רבות אחרות הצביעו בעקביות על קיומן.
מעט ידוע על חומר אפל. הרכבו הוא תעלומה, אך אפשרות אחת היא שהוא מורכב מנייטרינים כבדים רגילים או מחלקיקים יסודיים שהוצעו לאחרונה (כגון WIMPs או אקסונים), רק כדי שם כמה. התשובה הברורה לגבי הרכבה היא אחת השאלות העיקריות של הקוסמולוגיה המודרנית ופיזיקת החלקיקים.
קיומו של חומר אפל חשוב להבין את מודל המפץ הגדול של היווצרות היקום ודפוסי ההתנהגות של אובייקטים בחלל. חישובים מדעיים מראים שיש הרבה יותר חומר ביקום ממה שניתן לראות. לדוגמא, ההתנהגות החזויה של גלקסיות משתנה לעיתים קרובות ללא סיבה נראית לעין, אלא אם כן קיימת אפשרות שחומר בלתי נצפה מפעיל שינוי כוח משיכה על חומר גלוי.
אנטימטר ואנרגיה אפלה ביקום
אסור לנו לבלבל בין חומר אפל לבין חומר אנטי. האחרון הוא סוג של חומר רגיל, כמו החומר שמרכיב אותנו, אך הוא מורכב מחלקיקים אלמנטריים עם סימנים חשמליים מנוגדים: חיובי / שלילי.
אנטי-אלקטרון הוא חלקיק של אנטי-חומר, התואם לאלקטרון, אך יש לו מטען חיובי ולא מטען שלילי. חומר אנטי-חומר אינו קיים בצורה יציבה מכיוון שהוא מחסל בחומר (שקיים בפרופורציה גדולה יותר), ולכן הוא אינו מתארגן לאטומים ומולקולות נצפים. ניתן להשיג חומר אנטימרי רק באמצעות מאיצי חלקיקים. עם זאת, ייצורו מורכב ויקר.
אנרגיה אפלה היא סוג של אנרגיה הקיימת ברחבי היקום ונוטה להאיץ את התפשטותה על ידי הרחקת כוח הכבידה או הכוח. ההערכה היא כי 68% מהחומר האנרגטי ביקום שייך לסוג זה, וזוהי צורת אנרגיה אחידה מאוד שאינה מתקשרת עם שום כוח יסודי אחר ביקום, ולכן הוא מכונה "אפל". אבל, באופן עקרוני, זה לא קשור לחומר אפל.
אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על מהו היקום, מקורו ומאפייניו.