¿Czym jest wszechświat? To jedno z najczęściej zadawanych pytań przez naukowców w całej historii. Tak naprawdę wszechświat jest wszystkim, bez żadnych wyjątków. Możemy zawrzeć we wszechświecie materię, energię, przestrzeń i czas oraz wszystko, co istnieje. Jednak mówiąc o tym, czym jest wszechświat, więcej odniesie się do przestrzeni kosmicznej planety Ziemia.
W tym artykule opowiemy, czym jest wszechświat, jego charakterystyką i niektórymi teoriami.
Czym jest wszechświat
Wszechświat jest ogromny, ale może nie być nieskończony. Jeśli tak, to w nieskończonej gwieździe byłaby nieskończona materia, a tak nie jest. Wręcz przeciwnie, jeśli chodzi o materię, to przede wszystkim pusta przestrzeń. Niektórzy twierdzą nawet, że wszechświat, w którym żyjemy, nie jest prawdziwy, jest hologramem.
Znany wszechświat zawiera galaktyki, gromady galaktyk i struktury większe zwane supergromadami, a także materię międzygalaktyczną. Pomimo dostępnej dzisiaj zaawansowanej technologii, nadal nie znamy dokładnie jej wielkości. Materia nie jest rozłożona równomiernie, ale jest skoncentrowana w określonych miejscach: galaktykach, gwiazdach, planetach itp. Jednak zakłada się, że 90% istnienia to ciemna materia, której nie możemy obserwować.
Wszechświat ma co najmniej cztery znane wymiary: trzy w przestrzeni (długość, wysokość i szerokość) i jeden w czasie. Ze względu na dominującą siłę grawitacji skleja się i porusza w sposób ciągły. W porównaniu z niebem nasza planeta jest bardzo mała. Jesteśmy częścią Układu Słonecznego, zagubionego w ramionach Drogi Mlecznej. Droga Mleczna ma 100.000 miliardów gwiazd, ale to tylko jedna z setek miliardów galaktyk tworzących Układ Słoneczny.
Formacja i zniszczenie
Teoria Wielkiego Wybuchu wyjaśnia, jak powstał. To teoria, że około 13.700 miliarda lat temu materia miała nieskończoną gęstość i temperaturę. Nastąpiła gwałtowna eksplozja i od tego czasu gęstość i temperatura wszechświata spadały.
Wielki Wybuch to osobliwość, wyjątek, którego nie można wyjaśnić prawami fizyki. Możemy wiedzieć, co się stało od początku, ale nadal nie ma naukowego wyjaśnienia dla momentu zerowego i rozmiaru zerowego. Dopóki ta tajemnica nie zostanie rozwikłana, naukowcy nie będą w stanie wyjaśnić z całkowitą pewnością, czym jest wszechświat.
Obecnie istnieje szereg teorii, które po postawieniu hipotezy wyjaśniają, w jaki sposób ich zdaniem nastąpi koniec wszechświata. Na początek możemy porozmawiać o modelu Duzy mroz, co oznacza, że dalsza ekspansja wszechświata spowoduje (w ciągu miliarda lat) wyginięcie wszystkich gwiazd, w wyniku czego powstanie zimny i ciemny wszechświat.
Możemy również wspomnieć o teorii Big Rip (lub wielka łza), która sugeruje, że im bardziej wszechświat się rozszerza, tym więcej ciemnej energii jest generowane, osiągając moment, w którym ciemna energia pokona grawitację, łamiąc równowagę obecną między obiema siłami i powodując dezintegrację. materii.
Znaczenie ciemnej materii
W astrofizyce składniki kosmiczne inne niż materia barionowa (materia zwykła), neutrina i ciemna energia nazywane są ciemną materią. Jego nazwa wzięła się stąd, że nie emituje promieniowania elektromagnetycznego ani w żaden sposób z nim nie oddziałuje, co czyni go niewidocznym w całym spektrum promieniowania elektromagnetycznego. Nie należy go jednak mylić z antymaterią.
Ciemna materia stanowi 25% całkowitej masy wszechświata, ze względu na wpływ jego grawitacji. Istnieją silne oznaki jego istnienia, które można wykryć w otaczających go obiektach astronomicznych. W rzeczywistości możliwość jego istnienia została po raz pierwszy zaproponowana w 1933 roku, kiedy szwajcarski astronom i fizyk Fritz Zwicky wskazał, że „niewidzialna masa” wpływa na prędkość orbitalną gromad galaktyk. Od tego czasu wiele innych obserwacji konsekwentnie wskazuje, że może istnieć.
Niewiele wiadomo o ciemnej materii. Jego skład jest tajemnicą, ale jedną z możliwości jest to, że składa się ze zwykłych ciężkich neutrin lub niedawno zaproponowanych cząstek elementarnych (takich jak WIMP lub aksony), żeby wymienić tylko kilka. Jednoznaczna odpowiedź na temat jego składu jest jednym z głównych pytań współczesnej kosmologii i fizyki cząstek elementarnych.
Istnienie ciemnej materii jest ważne zrozumienie modelu Wielkiego Wybuchu powstawania wszechświata i wzorców zachowania obiektów kosmicznych. Obliczenia naukowe pokazują, że we wszechświecie jest znacznie więcej materii, niż można zaobserwować. Na przykład przewidywane zachowanie galaktyk często zmienia się bez wyraźnego powodu, chyba że istnieje możliwość, że nieobserwowalna materia wywiera grawitacyjne przesunięcie na materię widzialną.
Antymateria i ciemna energia we wszechświecie
Nie możemy mylić ciemnej materii z antymaterią. Ta ostatnia jest formą zwykłej materii, podobnie jak materia, która nas konstytuuje, ale składa się z cząstek elementarnych o przeciwnych znakach elektrycznych: dodatnim/ujemnym.
Antyelektron to cząstka antymaterii, która odpowiada elektronowi, ale ma ładunek dodatni, a nie ujemny. Antymateria nie istnieje w stabilnej formie, ponieważ anihiluje z materią (która istnieje w większej proporcji), więc nie organizuje się w obserwowalne atomy i cząsteczki. Antymaterię można uzyskać tylko za pomocą akceleratorów cząstek. Jednak jego produkcja jest skomplikowana i kosztowna.
Ciemna energia jest formą energii, która istnieje w całym wszechświecie i ma tendencję do przyspieszania swojej ekspansji poprzez odpychanie grawitacji lub siły. Szacuje się, że 68% materii energetycznej we wszechświecie należy do tego typu i jest to bardzo jednolita forma energii, która nie oddziałuje z żadną inną fundamentalną siłą we wszechświecie, dlatego nazywa się ją „ciemną”. Ale w zasadzie nie ma to nic wspólnego z ciemną materią.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o tym, czym jest wszechświat, jego pochodzeniu i cechach.