Vesmír je plný miliárd galaxií a biliónov hviezd, spolu s takmer nespočetným počtom planét, mesiacov, asteroidov, komét a oblakov prachu a plynu - to všetko sa točí vo veľkom priestore.
Ale ak sa priblížime, aké sú stavebné kamene týchto nebeských telies a odkiaľ prišli?
Vodík je najbežnejším prvkom vo vesmíre, za ktorým nasleduje hélium; spolu tvoria takmer všetky bežné veci. Ale to predstavuje iba malý kúsok vesmíru - asi 5%. Všetko ostatné je vyrobené z vecí, ktoré nemožno vidieť a ktoré je možné zistiť iba nepriamo.
Väčšinou vodík
Všetko to začalo veľkým treskom asi pred 13,8 miliardami rokov, keď sa veľmi horúca a husto zbalená hmota náhle a rýchlo rozšírila vo všetkých smeroch naraz. O niekoľko milisekúnd neskôr bol novonarodeným vesmírom podľa NASA vzrastajúca hmota neutrónov, protónov, elektrónov, fotónov a ďalších subatomárnych častíc, ktorá sa pohybovala okolo 100 miliárd stupňov Kelvina.
Počas Veľkého tresku sa vytvoril každý kúsok hmoty, ktorý tvorí všetky známe prvky v periodickej tabuľke - a každý objekt vo vesmíre, od čiernych dier po masívne hviezdy po škvrny kozmického prachu, uviedla Neta Bahcall, profesorka astronómie. na Katedre astrofyzikálnych vied na Princetonskej univerzite v New Jersey.
„Nepoznáme ani fyzikálne zákony, ktoré by existovali v takom horúcom a hustejšom prostredí,“ povedal Bahcall pre Live Science.
Približne 100 sekúnd po Veľkom tresku teplota klesla na približne jednu miliardu stupňov Kelvina. O zhruba 380 000 rokov neskôr sa vesmír dostatočne ochladil, aby sa protóny a neutróny mohli spojiť a tvoriť lítium, hélium a izotop vodíka deutérium, zatiaľ čo voľné elektróny boli zachytené, aby vytvorili neutrálne atómy.
Pretože v počiatočnom vesmíre bolo toľko protónov, vodík - najľahší prvok s jedným protónom a jedným neutrónom - sa stal najhojnejším prvkom, ktorý tvorí takmer 95% atómov vesmíru. Podľa NASA je takmer 5% atómov vesmíru hélium. Potom, asi 200 miliónov rokov po Veľkom tresku, vytvorili prvé hviezdy a vytvorili ostatné prvky, ktoré tvoria zlomok zvyšného 1% všetkej bežnej hmoty vo vesmíre.
Nevidené častice
Počas Veľkého tresku vzniklo niečo iné: temná hmota. „Ale nemôžeme povedať, akú formu to malo, pretože sme tieto častice nezistili,“ povedal Bahcall pre Live Science.
Temnú hmotu nie je možné priamo pozorovať - zatiaľ - jej odtlačky prstov sa však zachovávajú v prvom svetle vesmíru alebo v žiarení kozmického mikrovlnného žiarenia (CMB), ako malé výkyvy žiarenia, uviedol Bahcall. Vedci prvýkrát navrhli existenciu temnej hmoty v 30. rokoch 20. storočia a teoretizovali, že neviditeľným ťahom temnej hmoty musí byť to, čo držalo pohromade rýchlo sa pohybujúce zhluky galaxií. O desať rokov neskôr, v 70-tych rokoch, americký astronóm Vera Rubin našiel viac nepriamych dôkazov o temnej hmote v rýchlejšej rýchlosti rotácie hviezd, ako sa očakávalo.
Na základe Rubinových zistení astrofyzici vypočítali, že temná hmota - aj keď ju nemožno vidieť ani merať - musí tvoriť významnú časť vesmíru. Ale asi pred 20 rokmi vedci zistili, že vo vesmíre bolo niečo neobvyklé ako temná hmota; temná energia, ktorá sa považuje za výrazne bohatšiu ako hmota alebo temná hmota.
Neodolateľná sila
Objavenie temnej energie sa objavilo, pretože vedci sa pýtali, či vo vesmíre je dosť temnej hmoty, ktorá spôsobí, že sa expanzia rozpráši alebo obráti a spôsobí, že sa vesmír sám o sebe zrúti.
Hľa, hľa, keď to vedci skúmali na konci 90. rokov, zistili, že nielenže sa vesmír nezrútil, ale rozširoval sa smerom von stále rýchlejšie. Skupina určila, že neznáma sila - dabovaná temná energia - tlačila proti vesmíru v zjavnej medzere v priestore a zrýchľovala jeho hybnosť; zistenia vedcov získali v roku 2011 fyzikov Adam Riess, Brian Schmidt a Saul Perlmutter za Nobelovu cenu za fyziku.
Modely sily potrebné na vysvetlenie rýchlosti urýchľovania expanzie vesmíru naznačujú, že temná energia musí tvoriť medzi 70% a 75% vesmíru. Temná hmota medzitým predstavuje asi 20% až 25%, zatiaľ čo podľa odhadov tvoria takzvané bežné veci - veci, ktoré skutočne vidíme - menej ako 5% vesmíru.
Berúc do úvahy, že temná energia tvorí asi tri štvrtiny vesmíru, pochopila, že ide o najväčšiu výzvu, ktorej dnes čelia vedci, astrofyzik Mario Livio, potom s inštitútom Space Telescope Science Institute na Johns Hopkins University v Baltimore v Marylande. Space.com v roku 2018.
„Aj keď temná energia v minulosti vo vývoji vesmíru nehrávala významnú úlohu, v budúcnosti bude hrať v evolúcii dominantnú úlohu,“ uviedla Livio. „Osud vesmíru závisí od povahy temnej energie.“
