Наша расширяющаяся вселенная: возраст, история и другие факты

1. Возраст
2. Состав
3. содержание
4. форма
5. Расширяющаяся вселенная

Вселенная родилась с Большим взрывом как невообразимо горячая, плотная точка. Когда вселенная была всего 10-34 секунды или около того - то есть сотая часть из миллиарда триллионной или триллионной доли секунды - она ​​испытала невероятный всплеск расширения, известный как инфляция, в которой само пространство расширяется быстрее, чем скорость света. За этот период размер вселенной удвоился, по крайней мере, в 90 раз, почти мгновенно изменив размер от субатомного до размера мяча для гольфа.

Работа, которая идет к пониманию расширяющейся вселенной, происходит из комбинации теоретической физики и прямых наблюдений астрономов. Однако в некоторых случаях астрономы не смогли увидеть прямых доказательств - таких как случай гравитационных волн, связанных с космическим микроволновым фоном, остатком излучения Большого взрыва. Предварительное объявление об обнаружении этих волн в 2014 году было быстро отменено, после того как астрономы обнаружили, что обнаруженный сигнал можно объяснить пылью в Млечном Пути.

По данным НАСА, после инфляции рост Вселенной продолжился, но медленнее , Когда пространство расширилось, вселенная остыла и образовалась материя Одна секунда после Большой взрыв Вселенная была заполнена нейтронами, протонами, электронами, антиэлектронами, фотонами и нейтрино.

Связанные с: Что такое теория большого взрыва?

В течение первых трех минут существования Вселенной легкие элементы родились во время процесса, известного как нуклеосинтез Большого взрыва. Температуры снизились от 100 ниллионов (1032) Кельвинов до 1 млрд. (109) Кельвинов, и протоны и нейтроны столкнулись, чтобы сделать дейтерий, изотоп водород , Большая часть дейтерия объединена, чтобы сделать гелий и проследить количество литий были также созданы.

По данным Национального центра космических исследований Франции (National National d'Etudes Spatiales, или CNES), первые 380 000 лет или около того Вселенная была слишком горячей, чтобы свет светил. Тепло творения разбило атомы вместе с достаточной силой, чтобы разбить их в плотную плазму, непрозрачную суп из протонов, нейтронов и электронов этот рассеянный свет, как туман.

Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва вещество достаточно охладилось для образования атомов в эпоху рекомбинации, в результате чего прозрачный, электрически нейтральный газ По данным НАСА. Этот набор освобождает первоначальную вспышку света, созданную во время Большого взрыва, который обнаруживается сегодня как космическое микроволновое фоновое излучение , Однако после этого момента вселенная погрузилась во тьму, поскольку звезды или другие яркие объекты еще не сформировались.

Примерно через 400 миллионов лет после Большого взрыва вселенная начала выходить из космические темные века в эпоху реионизации. За это время, которое длилось более полумиллиарда лет, скопления газа разрушились достаточно, чтобы сформировать первые звезды и галактики, чей мощный ультрафиолетовый свет ионизировал и уничтожил большую часть нейтрального водорода.

Хотя расширение вселенной постепенно замедляется как материя во вселенной притягивала себя через гравитацию, около 5 или 6 миллиардов лет после Большого взрыва По данным НАСА, загадочная сила теперь называется темная энергия снова начал ускорять расширение вселенной, феномен, который продолжается и сегодня.

Спустя почти 9 миллиардов лет после Большого взрыва, наша солнечная система родилась ,

Большой взрыв

Большой взрыв не произошел как взрыв обычным способом, о котором можно подумать, несмотря на то, что можно было бы понять его название. Вселенная не расширилась в космос, как пространство не существовало до вселенной По мнению НАСА, лучше думать о Большом Взрыве как о одновременное появление пространства повсюду во вселенной , Со времени Большого взрыва Вселенная не расширилась ни от одного места - скорее, само пространство растягивается и несет с собой материю.

Поскольку вселенная по определению охватывает все пространство и время, какими мы ее знаем, НАСА говорит, что это за модель Большого взрыва сказать, во что расширяется Вселенная или что породило Большой Взрыв. Хотя существуют модели, которые размышляют об этих вопросах, ни один из них пока не сделал реально проверяемых прогнозов.

В 2014 году ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики объявили, что они обнаружили слабый сигнал на космическом микроволновом фоне, который может быть первым прямым свидетельством гравитационных волн, которые сами считают " дымящийся пистолет «Большой взрыв. Выводы были горячо обсуждается и астрономы вскоре отказались от своих результатов, когда поняли, что пыль в Млечном Пути может объяснить их результаты. таинственная рябь

Шаровое скопление NGC 6397 содержит около 400 000 звезд и расположено на расстоянии около 7200 световых лет в южном созвездии Ара. С предполагаемым возрастом 13,5 миллиардов лет он, вероятно, является одним из первых объектов Галактики, сформировавшихся после Большого взрыва.

(Изображение: © Европейская Южная Обсерватория)

Возраст

Вселенная в настоящее время оценивается примерно в 13,8 миллиардов лет Дай или возьми 130 миллионов лет. Для сравнения, Солнечной системе всего около 4,6 миллиардов лет.

Эта оценка была получена из измерения состава вещества и плотности энергии во Вселенной. Это позволило исследователям вычислить, как быстро Вселенная расширилась в прошлом. С этим знанием они могли бы повернуть время вспять и экстраполировать, когда произошел Большой взрыв , Время между тогда и сейчас - это возраст вселенной.

Состав

Ученые считают, что в самые ранние моменты существования Вселенной не было структуры, о которой можно было бы говорить, с материей и энергией, распределенных почти равномерно по всему. По данным НАСА, гравитационное притяжение малых колебаний в плотности материи тогда возникла огромная паутина звезд и пустоты, наблюдаемая сегодня. Плотные области притягивают все больше и больше вещества под действием силы тяжести, и чем больше они становятся массивными, тем больше вещества они могут притягивать под действием силы тяжести, образуя звезды , галактики и более крупные структуры, известные как кластеры, сверхскопления, нити и стены с "великими стенами" тысяч галактик, достигающих более миллиарда световых лет в длину. Менее плотные области не росли, превращаясь в область, казалось бы, пустого пространства, называемого пустотами.

содержание

Примерно 30 лет назад астрономы считали, что Вселенная состоит из почти полностью из обычных атомов или «барионная материя», согласно НАСА. Однако в последнее время появляется все больше свидетельств того, что большинство компонентов, составляющих вселенную, имеют формы, которые мы не можем видеть.

Оказывается, что атомы составляют всего 4,6 процента Вселенной. Из оставшейся части 23 процента состоят из темная материя который, вероятно, состоит из одного или нескольких видов субатомных частиц, которые очень слабо взаимодействуют с обычной материей, а 72 процента состоит из темной энергии, которая, по-видимому, движет ускоряющееся расширение Вселенной.

Когда речь идет об атомах, с которыми мы знакомы, водород составляет около 75 процентов в то время как гелий составляет около 25 процентов, а более тяжелые элементы составляют лишь крошечную долю атомов вселенной, согласно НАСА.

форма

форма вселенной и будет ли он конечным или бесконечным по степени, зависит от борьбы между скоростью его расширения и гравитацией. Сила рассматриваемого притяжения зависит отчасти от плотности вещества во вселенной.

Если плотность вселенной превышает определенное критическое значение, тогда вселенная закрыто "и" положительно изогнутые ", как поверхность сферы. Это означает, что лучи света, которые первоначально параллельны, будут сходиться медленно, в конечном итоге пересекутся и вернутся к своей исходной точке, если вселенная длится достаточно долго. Если это так, согласно НАСА, вселенная не бесконечна, но не имеет конца так же, как область на поверхности сферы не является бесконечной, но не имеет начала или конца, о котором можно говорить. Вселенная со временем перестанет расширяться и начнет разрушаться, так называемый «Большой Хруст».

Если плотность Вселенной меньше этой критической плотности, то геометрия пространства равна открыть "и" отрицательно изогнут ", как поверхность седла. Если это так, вселенная не имеет границ, и будет расширяться вечно ,

Если плотность вселенной точно равна критической плотности, то геометрия вселенной плоский «с нулевой кривизной, как лист бумаги, согласно НАСА. Если это так, вселенная не имеет границ и будет расширяться вечно, но скорость расширения будет постепенно приблизиться к нулю через бесконечное количество времени , Недавние измерения показывают, что Вселенная плоская, с погрешностью 2%.

Возможно, что вселенная имеет более сложную форму в целом, в то время как кажется, что она имеет другую кривизну. Например, вселенная может иметь форма тора или пончик ,

Расширяющаяся вселенная

В 1920-х годах астроном Эдвин Хаббл обнаружил Вселенная не была статичной , Скорее это расширялось; находка, которая показала, что вселенная, очевидно, родилась в Большом Взрыве.

После этого долгое время считалось, что гравитация материи во вселенной наверняка замедлить расширение вселенной , Затем в 1998 году Космический телескоп Хаббл Наблюдения за очень далекими сверхновыми показали, что давным-давно Вселенная расширялась медленнее, чем сегодня. Другими словами, расширение вселенной не замедлялось из-за гравитации, а вместо этого необъяснимо ускорялось. Название неизвестной силы, движущей это ускоряющееся расширение, - темная энергия, и она остается одной из величайших загадок в науке.

Дополнительное сообщение от Нолы Тейлор Редд и Элизабет Хауэлл, авторов Space.com.

Похожие

Комментарии