Vesmír je plný miliard galaxií a bilionů hvězd, spolu s téměř nespočetným počtem planet, měsíců, asteroidů, komet a mraků prachu a plynu - to vše víří v obrovském prostoru.
Ale pokud se přiblížíme, jaké jsou stavební kameny těchto nebeských těl a odkud přišli?
Vodík je nejčastějším prvkem ve vesmíru, za nímž následuje hélium; společně tvoří téměř všechny běžné záležitosti. Ale to představuje jen malý kousek vesmíru - asi 5%. Všechno ostatní je vyrobeno z věcí, které nelze vidět a lze je detekovat pouze nepřímo.
Většinou vodík
Všechno to začalo velkým třeskem, asi před 13,8 miliardami let, kdy najednou se prudce a rychle rozrostla ve všech směrech ultratenká a hustě zabalená hmota. O několik milisekund později byl novorozenecký vesmír podle NASA ohromnou hmotou neutronů, protonů, elektronů, fotonů a dalších subatomárních částic, které se pohybovaly kolem 100 miliard Kelvinů.
Během Velkého třesku byl vytvořen každý kousek hmoty, který tvoří všechny známé prvky v periodické tabulce - a každý objekt ve vesmíru, od černých děr přes masivní hvězdy po skvrny vesmírného prachu, řekla Neta Bahcall, profesorka astronomie. na katedře astrofyzikálních věd na Princetonské univerzitě v New Jersey.
„Ani neznáme zákony fyziky, které by existovaly v tak horkém a hustém prostředí,“ řekl Bahcall Live Science.
Asi 100 sekund po Velkém třesku teplota klesla na nehybnou 1 miliardu stupňů Kelvina. O zhruba 380 000 let později se vesmír dostatečně ochladil, aby se protony a neutrony spojily a vytvořily lithium, helium a deuterium izotopů vodíku, zatímco volné elektrony byly zachyceny za vzniku neutrálních atomů.
Protože bylo v počátečním vesmíru tolik protonů, stal se vodík - nejlehčí prvek, jen s jedním protonem a jedním neutronem - nejhojnějším prvkem a tvořil téměř 95% procent atomů vesmíru. Podle NASA je téměř 5% atomů vesmíru heliem. Pak, asi 200 milionů let po Velkém třesku, vytvořily první hvězdy a vytvořily zbytek prvků, které tvoří zlomek zbývajícího 1% veškeré běžné hmoty ve vesmíru.
Neviditelné částice
Během Velkého třesku bylo vytvořeno něco jiného: temná hmota. „Ale nemůžeme říct, jakou formu to trvalo, protože jsme tyto částice nezjistili,“ řekl Bahcall Live Science.
Temnou hmotu nelze přímo pozorovat - zatím - ale její otisky prstů jsou zachovány v prvním světle vesmíru nebo v kosmickém mikrovlnném záření na pozadí (CMB), jako malé výkyvy záření, řekl Bahcall. Vědci nejprve navrhli existenci temné hmoty ve 30. letech 20. století, přičemž se domnívali, že neviditelný tah temné hmoty musí být tím, co drží pohromadě rychle se pohybující klastry galaxií. O deset let později našel americký astronom Vera Rubin v 70. letech více nepřímých důkazů temné hmoty v rychlejších než očekávaných rychlostech rotace hvězd.
Na základě Rubinových nálezů vypočítali astrofyzici, že temná hmota - i když ji nelze vidět ani měřit - musí tvořit významnou část vesmíru. Ale asi před 20 lety vědci zjistili, že vesmír držel něco ještě podivnějšího než temnou hmotu; temná energie, která je považována za výrazně hojnější než hmota nebo temná hmota.
Neodolatelná síla
Objevy temné energie se objevily, protože vědci přemýšleli, jestli ve vesmíru je dost temné hmoty, která způsobí, že se expanze rozpráší nebo opačným směrem, což způsobí, že se vesmír sám o sobě zhroutí.
Hle, aj, když tým vědců toto zkoumal na konci 90. let, zjistili, že nejenže se vesmír nezkolaboval, ale expandoval ven stále rychleji. Skupina určila, že neznámá síla - dabovaná temná energie - tlačila proti vesmíru ve zjevné prázdnotě vesmíru a urychlovala jeho hybnost; výsledky vědců získali v roce 2011 fyziky Adam Riess, Brian Schmidt a Saul Perlmutter za Nobelovu cenu za fyziku.
Modely síly potřebné k vysvětlení rychlosti zrychlení vesmíru naznačují, že temná energie musí tvořit mezi 70% a 75% vesmíru. Temná hmota zatím tvoří asi 20% až 25%, zatímco tzv. Obyčejná hmota - věci, které můžeme skutečně vidět - se odhaduje, že tvoří méně než 5% vesmíru, řekl Bahcall.
Vzhledem k tomu, že temná energie tvoří asi tři čtvrtiny vesmíru, pochopila, že je to pravděpodobně největší výzva, před kterou dnes vědci stojí, astrofyzik Mario Livio, poté s Space Telescope Science Institute na Johns Hopkins University v Baltimoru v Marylandu. Space.com v roce 2018.
"Zatímco temná energie v minulosti nehrála v evoluci vesmíru obrovskou roli, v budoucnosti bude hrát v evoluci dominantní roli," uvedla Livio. "Osud vesmíru závisí na povaze temné energie."
