Az univerzum galaxisok milliárdjaival és csillagok milliárdjaival tele van, majdnem számtalan számú bolygóval, holdakkal, aszteroidákkal, üstökösökkel, valamint por- és gázfelhőkkel - mindegyik kavarog a világűrben.
De ha nagyítunk, mik ezek az égitestek építőkövei, és honnan származtak?
A hidrogén a leggyakoribb elem az univerzumban, amelyet hélium követ; együtt szinte minden rendes anyagot alkotnak. De ez az univerzumnak csak egy apró részét teszi ki - körülbelül 5% -ot. Az összes többi olyan dolgokból készül, amelyek nem láthatók és csak közvetetten észlelhetők.
Leginkább hidrogén
Az egész egy nagy robbanással kezdődött, körülbelül 13,8 milliárd évvel ezelőtt, amikor az ultra-forró és sűrűn csomagolt anyag hirtelen és gyorsan minden irányba terjedt. Milliszekundummal később az újszülött világegyetem neutronok, protonok, elektronok, fotonok és más szubatomi részecskék hullámos tömege volt, körülbelül 100 milliárd Kelvin fokos hőmérsékleten forgott a NASA szerint.
Neta Bahcall, a csillagászat professzora, minden nagy anyag, amely a periódusos rendszer összes ismert elemét alkotja - és az univerzum minden tárgyát - a fekete lyukaktól a hatalmas csillagokig és az űrporok foltjaiig - jött létre. a New Jersey-i Princeton Egyetem asztrofizikai tudományi tanszékén.
"Még azt sem tudjuk, hogy a fizikai törvények léteztek volna egy ilyen forró, sűrű környezetben" - mondta Bahcall a Live Science-nek.
Körülbelül 100 másodperccel a Nagyrobbanás után a hőmérséklet még mindig rettenetesen 1 milliárd Kelvin fokra esett. Körülbelül 380 000 évvel később az univerzum eléggé lehűlt ahhoz, hogy a protonok és a neutronok összekapcsolódjanak és lítiumot, héliumot és hidrogén-deutériumot képezzenek, míg a szabad elektronok csapdába estek, hogy semleges atomokat képezzenek.
Mivel oly sok protont zippeltek át a korai világegyetemben, a hidrogén - a legkönnyebb elem, csak egy protonnal és egy neutronnal - lett a leggazdagabb elem, amely az univerzum atomjainak csaknem 95% -át teszi ki. A NASA szerint az univerzum atomjainak közel 5% -a hélium. Aztán, kb. 200 millió évvel a Nagyrobbanás után, az első csillagok alkotóelemek formájában előállították a többi elemet, amelyek az univerzum minden normál anyagának fennmaradó 1% -át teszik ki.
Láthatatlan részecskék
Valami más jött létre a Nagyrobbanás alatt: sötét anyag. "De nem mondhatjuk meg, hogy milyen formában alakult ki, mert ezeket a részecskéket még nem fedeztük fel" - mondta Bahcall a Live Science-nek.
A sötét anyagot még nem lehet közvetlenül megfigyelni - de ujjlenyomatait az univerzum első fényében, vagy a kozmikus mikrohullámú háttér sugárzásban (CMB) őrzik meg, mint apró sugárzási ingadozást - mondta Bahcall. A tudósok először a sötét anyag létezését az 1930-as években javasolták, és elméletük szerint a sötét anyag láthatatlan vonzása kell, hogy legyen a gyorsan mozgó galaxis klaszterek. Évtizedekkel később, az 1970-es években, Vera Rubin amerikai csillagász közvetett bizonyítékokat talált a sötét anyagról a csillagok vártnál gyorsabb forgási sebességében.
Rubin eredményei alapján az asztrofizikusok úgy számolták ki, hogy a sötét anyagnak - annak ellenére, hogy nem lehetett látni vagy mérni - az univerzum jelentős részét kell alkotnia. De körülbelül 20 évvel ezelőtt a tudósok rájöttek, hogy az univerzum valami még furcsább is, mint a sötét anyag; sötét energia, amelyről azt gondolják, hogy lényegesen bőségesebb, mint az anyag vagy a sötét anyag.
Ellenállhatatlan erő
A sötét energia felfedezésére azért került sor, mert a tudósok azon tűnődtek, vajon van-e elegendő sötét anyag az univerzumban ahhoz, hogy a tágulás kiürüljön, vagy fordított irányba forduljon elő, ami az univerzum önmagában való összeomlását okozza.
Íme, amikor egy kutatók egy csoportja ezt az 1990-es évek végén kivizsgálta, rájöttek, hogy nemcsak az univerzum összeomlott önmagában, hanem egyre gyorsabban kinyílik. A csoport megállapította, hogy egy ismeretlen erő - sötét energiának nevezve - a világ látszólagos üregében nyomja az univerzumot, és felgyorsítja lendületét; a tudósok megállapításaival Adam Riess, Brian Schmidt és Saul Perlmutter fizikusok nyerték a fizikai Nobel-díjat 2011-ben.
Az univerzum gyorsuló terjedési sebességének megmagyarázásához szükséges erőmodellek azt sugallják, hogy a sötét energiának az univerzum 70–75% -ának kell lennie. Időközben a sötét anyag körülbelül 20-25% -ot tesz ki, míg az úgynevezett rendes anyag - az a tény, amit valójában láthatunk - a becslések szerint az univerzum kevesebb, mint 5% -át teszi ki - mondta Bahcall.
Tekintettel arra, hogy a sötét energia az univerzum kb. Háromnegyedét alkotja, megértése, hogy vitathatatlanul ez a legnagyobb kihívás a tudósok előtt, Mario Livio, az asztrofizikus, majd a Marylandi Baltimore-i Johns Hopkins Egyetem Űrtávcső Tudományos Intézetével közölte a Live Science testvérhelyével. A Space.com 2018-ban.
"Noha a sötét energia a múltban nem játszott nagy szerepet az univerzum evolúciójában, a jövőbeni evolúcióban domináns szerepet játszik" - mondta Livio. "Az univerzum sorsa a sötét energia természetétől függ."
