Universul este plin de miliarde de galaxii și trilioane de stele, alături de un număr aproape nenumărat de planete, lună, asteroizi, comete și nori de praf și gaze - toate se învârt în imensitatea spațiului.
Dar dacă facem zoom-ul, care sunt blocurile de construcție ale acestor corpuri cerești și de unde provin?
Hidrogenul este elementul cel mai des întâlnit în univers, urmat de heliu; împreună constituie aproape toată chestiunea obișnuită. Dar acest lucru reprezintă doar o felie minusculă a universului - aproximativ 5%. Restul este format din lucruri care nu pot fi văzute și pot fi detectate doar indirect.
În mare parte hidrogen
Totul a început cu un Big Bang, în urmă cu aproximativ 13,8 miliarde de ani, când materia ultra-fierbinte și dens ambalată s-a extins brusc și rapid în toate direcțiile simultan. Milisecunde mai târziu, universul nou-născut a fost o masă înflăcărată de neutroni, protoni, electroni, fotoni și alte particule subatomice, care se deplasează la aproximativ 100 de miliarde de grade Kelvin, potrivit NASA.
Fiecare bucată de materie care compune toate elementele cunoscute din tabelul periodic - și fiecare obiect din univers, de la găuri negre la stele masive la pete de praf spațial - a fost creat în timpul Big Bang, a declarat Neta Bahcall, profesoară de astronomie. în Departamentul de Științe Astrofizice al Universității Princeton din New Jersey.
„Nici măcar nu cunoaștem legile fizicii care ar fi existat într-un mediu atât de cald și dens”, a spus Bahcall la Live Science.
La aproximativ 100 de secunde de la Big Bang, temperatura a scăzut până la 1 miliard de grade Kelvin. Aproximativ 380.000 de ani mai târziu, universul s-a răcit suficient pentru ca protonii și neutronii să se unească și să formeze litiu, heliu și izotopul hidrogen deuteriu, în timp ce electronii liberi au fost prinși pentru a forma atomi neutri.
Deoarece în universul timpuriu existau atât de mulți protoni, hidrogenul - cel mai ușor element, cu un singur proton și un neutron - a devenit cel mai abundent element, reprezentând aproape 95% la sută din atomii universului. Aproape 5% din atomii universului sunt heliu, potrivit NASA. Apoi, la aproximativ 200 de milioane de ani după Big Bang, primele stele s-au format și au produs restul elementelor, care alcătuiesc o fracțiune din 1% din restul materiei obișnuite din univers.
Particule nevăzute
Altceva a fost creat în timpul Big Bang: materia întunecată. "Dar nu putem spune ce formă a luat, pentru că nu am detectat acele particule", a declarat Bahcall pentru Live Science.
Materia întunecată nu poate fi observată direct - încă - dar amprentele ei sunt păstrate în prima lumină a universului sau în radiațiile cosmice de microunde de fundal (CMB), ca fluctuații minuscule ale radiațiilor, a spus Bahcall. Oamenii de știință au propus pentru prima dată existența materiei întunecate în anii 1930, afirmând că atracția nevăzută a materiei întunecate trebuie să fie ceea ce ținea împreună grupuri de galaxie cu mișcare rapidă. Decenii mai târziu, în anii ’70, astronomul american Vera Rubin a găsit mai multe dovezi indirecte ale materiei întunecate în ritmurile de rotație mai rapide decât era de așteptat.
Pe baza descoperirilor lui Rubin, astrofizicienii au calculat că materia întunecată - chiar dacă nu a putut fi văzută sau măsurată - trebuie să constituie o porțiune semnificativă a universului. În urmă cu aproximativ 20 de ani, oamenii de știință au descoperit că universul deținea ceva chiar mai ciudat decât materia întunecată; energie întunecată, despre care se crede că este semnificativ mai abundentă decât materie sau materie întunecată.
O forță irezistibilă
Descoperirea energiei întunecate a avut loc pentru că oamenii de știință s-au întrebat dacă există suficientă materie întunecată în univers pentru a determina expansiunea să se spulbească în sens invers sau să facă direcția inversă, ceea ce a făcut ca universul să se prăbușească în interior asupra lui.
Iată și iată că, atunci când o echipă de cercetători a investigat acest lucru la sfârșitul anilor 90, au descoperit că nu numai că universul nu se prăbușea în sine, ci se extinde spre exterior într-un ritm tot mai rapid. Grupul a stabilit că o forță necunoscută - supranumită energie întunecată - împingea împotriva universului în golul aparent al spațiului și îi accelera impulsul; Concluziile oamenilor de știință au câștigat fizicienii Adam Riess, Brian Schmidt și Saul Perlmutter Premiul Nobel pentru fizică în 2011.
Modelele forței necesare pentru a explica viteza de expansiune accelerată a universului sugerează că energia întunecată trebuie să se alcătuiască între 70% și 75% din univers. Între timp, materia întunecată reprezintă aproximativ 20% până la 25%, în timp ce așa-numita materie obișnuită - lucrurile pe care le putem vedea efectiv - este estimată să reprezinte mai puțin de 5% din univers, a spus Bahcall.
Având în vedere că energia întunecată constituie aproximativ trei sferturi din univers, înțelegând că este probabil cea mai mare provocare cu care se confruntă oamenii de știință astăzi, astrofizicianul Mario Livio, apoi cu Space Telescope Science Institute de la Johns Hopkins University din Baltimore, Maryland, a declarat pentru site-ul surorii Live Science Space.com în 2018.
"În timp ce energia întunecată nu a jucat un rol uriaș în evoluția universului în trecut, ea va juca rolul dominant în evoluția în viitor", a spus Livio. "Soarta universului depinde de natura energiei întunecate."
