Hva er universet laget av?

Pin
Send
Share
Send

Universet er fylt med milliarder av galakser og billioner av stjerner, sammen med nesten utallige antall planeter, måner, asteroider, kometer og skyer av støv og gass - alt virvlende rundt i verdensrommet.

Men hvis vi zoomer inn, hva er byggesteinene til disse himmellegemene, og hvor kom de fra?

Hydrogen er det vanligste elementet som finnes i universet, etterfulgt av helium; sammen utgjør de nesten all vanlig materie. Men dette utgjør bare en liten skive av universet - omtrent 5%. Resten er laget av ting som ikke kan sees og bare kan oppdages indirekte.

Stort sett hydrogen

Det hele startet med en Big Bang, for rundt 13,8 milliarder år siden, da ultramhet og tettpakket materie plutselig og raskt ekspanderte i alle retninger på en gang. Millisekunder senere var det nyfødte universet en kraftig masse av nøytroner, protoner, elektroner, fotoner og andre subatomære partikler, ifølge NASA, rundt 100 milliarder grader Kelvin.

Hver bit av materie som utgjør alle de kjente elementene i det periodiske systemet - og alle gjenstander i universet, fra sorte hull til massive stjerner til flekker av romstøv - ble skapt under Big Bang, sa Neta Bahcall, professor i astronomi ved Institutt for astrofysiske vitenskaper ved Princeton University i New Jersey.

"Vi kjenner ikke engang fysikkens lover som ville ha eksistert i et så varmt, tett miljø," sa Bahcall til Live Science.

Rundt 100 sekunder etter Big Bang, sank temperaturen til en stadig seoming 1 milliard grader Kelvin. Omtrent 380 000 år senere hadde universet avkjølt nok til at protoner og nøytroner kunne komme sammen og danne litium, helium og hydrogenisotopen deuterium, mens frie elektroner ble fanget for å danne nøytrale atomer.

Fordi det var så mange protoner som zippet rundt i det tidlige universet, ble hydrogen - det letteste elementet, med bare ett proton og ett nøytron - det mest tallrike elementet, og utgjorde nesten 95% prosent av universets atomer. Nær 5% av universets atomer er helium, ifølge NASA. Så, rundt 200 millioner år etter Big Bang, dannet og produserte de første stjernene resten av elementene, som utgjør en brøkdel av de resterende 1% av all vanlig materie i universet.

Usynlige partikler

Noe annet ble skapt under Big Bang: mørk materie. "Men vi kan ikke si hvilken form det tok, fordi vi ikke har oppdaget disse partiklene," sa Bahcall til Live Science.

Mørk materie kan ikke observeres direkte - ennå - men fingeravtrykkene er bevart i universets første lys, eller den kosmiske mikrobølgebakgrunnen stråling (CMB), som små svingninger i stråling, sa Bahcall. Forskere foreslo først eksistensen av mørk materie på 1930-tallet, og teoretiserte at mørk materies usete trekk må være det som holdt sammen raskt bevegelige galakse-klynger. Ti år senere, på 1970-tallet, fant den amerikanske astronomen Vera Rubin mer indirekte bevis på mørk materie i de raskere enn forventede rotasjonsraten for stjerner.

Basert på Rubins funn, beregnet astrofysikere at mørk materie - selv om det ikke kunne sees eller måles - må utgjøre en betydelig del av universet. Men for rundt 20 år siden oppdaget forskere at universet holdt noe enda mer rart enn mørk materie; mørk energi, som antas å være betydelig rikere enn hverken materie eller mørk materie.

Dette bildet av det utviklende universet ble fanget i 2014 av Hubble-romteleskopet, og er blant Hubbles mest fargerike dypromsbilder. (Bildekreditt: NASA / ESA)

En uimotståelig styrke

Oppdagelsen av mørk energi ble til fordi forskere lurte på om det var nok mørk materie i universet til å føre til at ekspansjon sputter ut eller omvendt retning, noe som fikk universet til å kollapse innover på seg selv.

Se og si, da et team av forskere undersøkte dette på slutten av 1990-tallet, fant de ut at universet ikke bare falt sammen på seg selv, men ekspanderte utover i stadig raskere tempo. Gruppen slo fast at en ukjent styrke - kalt mørk energi - presset mot universet i det tilsynelatende tomrom i rommet og fremskyndet fart. forskernes funn tjente fysikere Adam Riess, Brian Schmidt og Saul Perlmutter Nobelprisen i fysikk i 2011.

Modeller av kraften som kreves for å forklare universets akselererende ekspansjonshastighet antyder at mørk energi må utgjøre mellom 70% og 75% av universet. Mørk materie utgjør i mellomtiden rundt 20% til 25%, mens såkalt vanlig materie - de tingene vi faktisk kan se - anslås å utgjøre mindre enn 5% av universet, sa Bahcall.

Tatt i betraktning at mørk energi utgjør omtrent tre fjerdedeler av universet, og å forstå det er uten tvil den største utfordringen forskere står overfor i dag, sa astrofysiker Mario Livio, da med Space Telescope Science Institute ved Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland, til søsternettstedet Live Science Space.com i 2018.

"Selv om mørk energi ikke har spilt en enorm rolle i evolusjonen av universet i fortiden, vil den spille den dominerende rollen i evolusjonen i fremtiden," sa Livio. "Universets skjebne avhenger av mørkenergiens natur."

Pin
Send
Share
Send