Visuma elementu pārpilnība

elements Visuma sastāvs tiek aprēķināts, analizējot gaismu, ko izstaro un absorbē zvaigznes, starpzvaigžņu mākoņi, kvazāri un citi objekti. Habla teleskops ievērojami paplašināja mūsu izpratni par galaktiku un gāzes sastāvu starpgalaktiskajā telpā starp tām. Tiek uzskatīts, ka apmēram 75% Visuma sastāv no tumšās enerģija un tumšā matērija, kas atšķiras no atomi un molekulas kas veido ikdienas pasauli ap mums. Tādējādi lielākās daļas Visuma sastāvs nav tālu saprotams. Tomēr spektrālie mērījumi zvaigznes, putekļu mākoņi un galaktikas mums norāda porciju, kas sastāv no normālas matērijas.

Šī ir elementu tabula piena ceļš, kas pēc sastāva ir līdzīgs citām Visuma galaktikām. Paturiet prātā, ka elementi attēlo matēriju, kā mēs to saprotam. Daudz vairāk no galaktikas sastāv no kaut kā cita!

Šobrīd visbagātākais elements Visumā ir ūdeņradis. Zvaigznēs ūdeņradis saplūst hēlijā. Galu galā masīvas zvaigznes (apmēram 8 reizes masīvākas nekā mūsu saule) izplūst caur ūdeņraža padevi. Pēc tam hēlija kodols saraujas, nodrošinot pietiekami lielu spiedienu, lai divus hēlija kodolus sakausētu ogleklī. Ogleklis sakausē skābekli, kas saplūst ar silīciju un sēru. Silīcijs sakausē dzelzi. Zvaigznei beidzas degviela un iet supernova, atbrīvojot šos elementus atpakaļ kosmosā.

Tātad, ja hēlijs saplūst ogleklī, jums var rasties jautājums, kāpēc skābeklis ir trešais visbagātākais elements, nevis ogleklis. Atbilde ir tāda, ka zvaigznes Visumā šodien nav pirmās paaudzes zvaigznes! Kad veidojas jaunākas zvaigznes, tās jau satur ne tikai ūdeņradi. Šoreiz zvaigznes sakausē ūdeņradi atbilstoši tā dēvētajam C-N-O ciklam (kur C ir ogleklis, N ir slāpeklis un O ir skābeklis). Ogleklis un hēlijs var saplūst kopā, veidojot skābekli. Tas notiek ne tikai masīvās zvaigznēs, bet arī tādās zvaigznēs kā Saule, kad tā nonāk sarkanā milzu fāzē. Ogleklis patiešām iznāk aiz muguras, kad rodas II tipa supernova, jo šīs zvaigznes oglekļa saplūšanu skābeklī veic ar gandrīz perfektu pabeigšanu!

Mēs to neredzēsim, bet, kad Visums ir tūkstošiem vai miljoniem reižu vecāks nekā tas ir tagad, hēlijs var apsteigt ūdeņradi kā visbagātāko elementu (vai ne, ja kosmosā paliek pietiekami daudz ūdeņraža tālu no citiem atomiem līdz drošinātājs). Pēc daudz ilgāka laika tas ir iespējams skābeklis un ogleklis var kļūt par pirmo un otro visbagātāko elementu!

Tātad, ja parastā elementārā viela neveido lielāko daļu Visuma, kāds ir tās sastāvs? Zinātnieki debatē par šo tēmu un pārskata procentus, kad kļūst pieejami jauni dati. Pagaidām tiek uzskatīts, ka matērija un enerģijas sastāvs ir:

• 73% tumšās enerģijas: Šķiet, ka Visuma lielāko daļu veido kaut kas tāds, ko mēs zinām, gandrīz neko nezinām. Tumšajā enerģijā, iespējams, nav masas, tomēr matērija un enerģija ir saistītas.
• 22% tumšā matērija: Tumšā matērija ir sīkumi, kas neizstaro starojumu nevienā spektra viļņa garumā. Zinātnieki nav pārliecināti, kas tieši ir tumšā matērija. Tas nav novērots vai izveidots laboratorijā. Šobrīd labākais solījums ir tas, ka tā ir aukstā tumšā matērija - viela, kas sastāv no daļiņām, kas salīdzināmas ar neitrīniem, tomēr ir daudz masīvākas.
• 4% gāzes: Visuma gāzu lielums ir ūdeņradis un hēlijs, kas atrodams starp zvaigznēm (starpzvaigžņu gāze). Parastā gāze neizstaro gaismu, lai gan tā to izkliedē. Jonizētās gāzes mirdz, bet ne tik spoži, lai konkurētu ar zvaigžņu gaismu. Astronomi izmanto infrasarkanos, rentgena un radioteleskopus, lai attēlotu šo lietu.
• 0,04% zvaigznes: Cilvēka acīm šķiet, ka Visums ir pilns ar zvaigznēm. Ir pārsteidzoši saprast, ka viņi veido tik mazu procentuālo daļu no mūsu realitātes.
• 0,3% neitrīni: Neitrīni ir sīkas, elektriski neitrālas daļiņas, kas pārvietojas gandrīz gaismas ātrumā.
• 0,03% smagie elementi: Tikai niecīgu daļu Visuma veido elementi, kas ir smagāki par ūdeņradi un hēliju. Laika gaitā šis procents pieaugs.