Kosmologia



Informacje, które udało nam się zgromadzić na temat Kosmologia, zostały starannie sprawdzone i uporządkowane, aby były jak najbardziej przydatne. Prawdopodobnie trafiłeś tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat Kosmologia. W Internecie łatwo zgubić się w gąszczu stron, które mówią o Kosmologia, a jednocześnie nie podają tego, co chcemy wiedzieć o Kosmologia. Mamy nadzieję, że dasz nam znać w komentarzach, czy podoba Ci się to, co przeczytałeś o Kosmologia poniżej. Jeśli informacje o Kosmologia, które podajemy, nie są tym, czego szukałeś, daj nam znać, abyśmy mogli codziennie ulepszać tę stronę.

.

Kosmologia jest oddział astrofizyki , która bada pochodzenie, charakter, strukturę i ewolucję Wszechświata .

Historia kosmologii naukowej

Naukowa kosmologia ustalona w danym czasie zależy bezpośrednio od tego, co wiemy o wszechświecie. Przed XIX -tego  wieku , znany wszechświat był zasadniczo zredukowany do pojedynczego układu słonecznego , kosmologii, a więc objęte jedynie powstawanie niego. Dopiero pierwsza połowa XIX -tego  wieku , że odległość do gwiazdy najbliższego zaczęły być znane lub szacowane stosunkowo realistyczny (od 1838 roku przez Friedricha Bessela ). Badanie rozkładu przestrzennego gwiazd w naszej galaktyce Następnie przeprowadzono dopiero na początku XX -go  wieku . Wreszcie, w latach dwudziestych XX wieku Edwin Hubble  odkrył pozagalaktyczny charakter tego, co wówczas nazywano „  mgławicami ” (obecnie galaktykami) . Niedługo potem Georges Lemaître odkrył również ekspansję Wszechświata , to znaczy fakt, że galaktyki we Wszechświecie oddalają się od siebie, a to tym szybciej, że są daleko. Kosmologia w dzisiejszym rozumieniu jest zatem badaniem struktury, historii i ewolucji wszechświata wypełnionego galaktykami tak daleko, jak okiem sięgnąć.

Współczesna kosmologia

Kilka rzędów wielkości

Odległości

Mapa kosmicznego tła rozproszonego , ważnego przedmiotu badań współczesnej kosmologii, uzyskana dzięki rekonstrukcji obserwacji satelity WMAP .

Ziemia to planeta stosunkowo niewielka (około 6370 km w promieniu ), na orbicie wokół gwiazdy w ciągu głównego , na Słońcu . Z definicji odległość Ziemia-Słońce służy do określenia jednostki astronomicznej , czyli około 150 milionów kilometrów. Inne planety krążą wokół Słońca. Najdalszą planetą od Słońca (nie licząc planet karłowatych) jest Neptun , około 4,5 miliarda kilometrów od Słońca, czyli trzydzieści razy większa od odległości Ziemi od Słońca.

Sam Układ Słoneczny jest połączony ze strukturą, Galaktyką (w przypadku naszej galaktyki: Drogą Mleczną ), składającą się z kilkuset miliardów gwiazd. Najbliższa Słońcu gwiazda, Proxima Centauri , znajduje się nieco ponad 4 lata świetlne od Słońca, czyli ± 38 000 miliardów kilometrów od Słońca, czyli 260 000 razy większa niż odległość Słońce-Ziemia (AU lub jednostka astronomiczna ). Większość gwiazd widocznych gołym okiem na nocnym niebie znajduje się w odległości dziesiątek, a nawet setek lat świetlnych. Słońce znajduje się na obrzeżach Galaktyki. Jest odległa o około 25 000 lat świetlnych; Galaktyka ma promień około dwa razy większy niż ta odległość, przy średnicy około 100 000 lat świetlnych. Te wymiary sprawiają, że jest to typowa galaktyka we wszechświecie.

Jeśli pominiemy galaktyki karłowate, które są liczne w pobliżu naszej galaktyki, masywna galaktyka najbliższa nam to galaktyka Andromedy , której odległość wynosi nieco ponad 2 miliony lat świetlnych. Nasza galaktyka i galaktyka Andromedy to dwaj najbardziej masywni przedstawiciele grupy galaktyk połączonych grawitacją i zwanej Grupą Lokalną o szerokości kilku milionów lat świetlnych. Istnieją inne większe struktury we wszechświecie zwane gromadami galaktyk i supergromadami . Gromada najbliższa Grupie Lokalnej to gromada w Pannie (lub gromada w Pannie, łacińska nazwa konstelacji ), sama znajdująca się w pobliżu centrum supergromady w Pannie . Supergromady to największe struktury we Wszechświecie, jednak ich rozmiar nie przekracza 200 do 300 milionów lat świetlnych. Struktury te są zorganizowane we włókna o większej gęstości, które otaczają prawie puste przestrzenie o wielkości rzędu setek milionów lat świetlnych (wchodzące do nich gwiazdy są spowalniane przez efekt grawitacyjny włókien składających się z supergromad ).

Limit obserwowalnym wszechświecie szacuje się na 45 miliardów lat świetlnych, co odpowiada odległości od kosmologicznym horyzontem w ramach standardowego modelu kosmologii .

Szacuje się na:

  • 10 milionów tyle supergromad znajdujących się w obserwowalnym wszechświecie;
  • 25 miliardów liczby gromad galaktyk znajdujących się w obserwowalnym wszechświecie;
  • 350 miliardów liczby masywnych galaktyk (większej lub rzędu tej w naszej galaktyce) znajdujących się w obserwowalnym wszechświecie;
  • 30 bilionów miliardów (3 × 10 22 ) liczby gwiazd znajdujących się w obserwowalnym wszechświecie.

Szerokie rzesze

Gęstość Ziemi wynosi około 5 ton na metr sześcienny . Biorąc pod uwagę jego rozmiar, jego masa wynosi około 6 × 10 24 kg . Słońce, które jest typową gwiazdą, jest około 300 000 razy masywniejsze, czyli 2 × 10 30 kg. W przypadku większych obiektów (galaktyk, gromad galaktyk) zwyczajowo używa się masy Słońca jako jednostki masy, przy czym kilogram staje się zbyt mały, biorąc pod uwagę liczby w grze.

Obserwacje wskazują, że galaktyki są znacznie masywniejsze niż gwiazdy, które je tworzą. Jesteśmy dziś prawie pewni, że oprócz zwykłej materii, z której jesteśmy zbudowani, istnieje inna forma materii, obecnie nieznana w laboratorium, zwana ciemną materią . W przeciwieństwie do zwykłej materii ta ciemna materia nie oddziałuje ze światłem i dlatego jest niewidoczna. Ponadto nie tworzy zwartych struktur, takich jak gwiazdy, planety lub asteroidy, ale ma znacznie bardziej rozproszony rozkład w galaktykach. Masa ciemnej materii w galaktykach (i całym wszechświecie) jest około sześć razy większa od masy zwykłej materii. Masa naszej galaktyki wynosi zatem nieco ponad bilion mas Słońca.

Szacunkowa masa supergromad wynosi około 10 15 mas Słońca. W porównaniu ze swoimi rozmiarami supergromady są niezwykle cienkimi obiektami: zaledwie kilkadziesiąt atomów na metr sześcienny. Masę obserwowalnego Wszechświata szacuje się na 1,4 × 10 24 masy Słońca.

Czas trwania

Okres rewolucji Ziemi wokół Słońca wynosi jeden rok (właściwie rok tropikalny ). Im dalej planety znajdują się od Słońca, tym dłuższy jest ich okres rewolucji, będący konsekwencją trzeciego prawa Keplera . Zatem Neptun ma okres 165 lat.

Rzędy wielkości znacznie wzrosną, jeśli spojrzymy na okres rewolucji Słońca wokół centrum galaktyki: jest to około 200 milionów lat. Gwiazdy nie są niezmiennymi obiektami. Formują się, zaczynają świecić, a następnie gasną z powodu braku w nich paliwa jądrowego. Wiek Słońca wynosi około 4,5 miliarda lat. Najstarsze gwiazdy w naszej galaktyce mają około 10 miliardów lat. To także wiek naszej galaktyki. Galaktyki również rodzą się z ogromnych chmur gazu. Wszechświat, jaki znamy, nie jest wieczny. Pochodzi z niezwykle gęstej i gorącej fazy, Wielkiego Wybuchu , który miał miejsce około 13,819 miliardów lat temu.

Przyczyny ogólnej teorii względności

Celem kosmologii jest opisanie wszechświata i jego powstawania, co początkowo można przedstawić za pomocą stosunkowo jednorodnego (na dużą skalę) rozkładu materii. Okazuje się, że mechanika Newtona nie jest w stanie opisać jednorodnego i nieskończonego rozkładu materii. Aby opisać wszechświat, konieczne jest posłużenie się ogólną teorią względności , odkrytą przez Alberta Einsteina w 1915 roku . Einstein jest również pierwszym, który opublikował nowoczesny model kosmologiczny , rozwiązanie jego nowo odkrytej teorii, ale opisujący skończony i statyczny jednorodny wszechświat . Model ten jest zasadniczo motywowany zarówno względami filozoficznymi, jak i fizycznymi, ale wprowadza niezwykle pomysłową (i nieco ryzykowną w tamtym czasie) ideę , zasadę kosmologiczną .

Odkrycie kilka lat później ekspansji Wszechświata przez Edwina Hubble'a podważa statyczny model wszechświata Einsteina i kładzie podwaliny pod współczesną kosmologię: wszechświat (lub przynajmniej obszar) dostępny dla obserwacji) rozszerza się i opisane przez ogólną teorię względności . O jego ewolucji decyduje ta teoria, a także fizyczne właściwości form materii obecnych we wszechświecie . Zasadniczo zgodnie z tym ostatnim pojawią się różne teorie kosmologiczne.

Obserwacje wskazują, że wszechświat się rozszerza. W przeszłości było gęstsze i cieplejsze. Jest to podstawowa idea Wielkiego Wybuchu , model pojawił się w połowie XX -go  wieku . Wskazuje, że wszechświat, jaki znamy, powstał z gęstej i gorącej fazy (bez twierdzenia, że ​​wie, co się stało na samym początku tej fazy), po której znajdował się w stanie skrajnie jednorodnym, to znaczy bez obiektów astrofizycznych ( gwiazdy, galaktyki ...). Obiekty te zostały następnie utworzone przez mechanizm zwany niestabilnością grawitacyjną . W miarę formowania się obiektów astrofizycznych warunki fizyczne we wszechświecie zmieniają się, ostatecznie tworząc wszechświat taki, jaki znamy. Szczegółowość tych procesów zależy od wielu parametrów, takich jak wiek wszechświata, jego gęstość i właściwości różnych form materii, które współistnieją we wszechświecie.

W praktyce naukowcy opracowują modele kosmologiczne , to znaczy rodzaj scenariusza opisującego różne fazy, przez które przeszedł wszechświat od czasu Wielkiego Wybuchu, a być może podczas Wielkiego Wybuchu. W latach dziewięćdziesiątych w końcu wyłonił się standardowy model kosmologii , który reprezentuje najprostszy model zdolny do wyjaśnienia wszystkich obserwacji kosmologicznych.

Standardowy model kosmologii

Ogólna teoria względności, mechanika kwantowa i teoria pola , w połączeniu z licznymi obserwacjami astronomicznymi dzisiaj, pozwalają nam naszkicować stosunkowo wiarygodny scenariusz historii Wszechświata na przestrzeni ostatnich 13 lub 14 miliardów lat. Obecnie mówi się zwykle o standardowym modelu kosmologii , takim jak standardowy model w fizyce cząstek elementarnych, chociaż ten drugi jest lepiej przetestowany ilościowo i lepiej ograniczony. Standardowy model kosmologii opiera się na koncepcji ekspansji Wszechświata oraz fakcie, że w przeszłości był on gęstszy i gorętszy (stąd termin Hot Big Bang). Jego opis opiera się na wykorzystaniu ogólnej teorii względności do opisu dynamiki jego rozszerzania się, a dane o jego materialnej zawartości są częściowo określone przez bezpośrednią obserwację, częściowo przez zbiór elementów teoretycznych i obserwacyjnych. Dzisiaj uważamy, że wszechświat jest jednorodny i izotropowy (to znaczy, że zawsze ma ten sam aspekt niezależnie od miejsca, z którego jest obserwowany i kierunku, w którym obserwuje), że jego krzywizna przestrzenna wynosi zero (to znaczy powiedz, że geometria wielkoskalowa odpowiada zwykłej geometrii w przestrzeni ) i jest wypełniona pewną liczbą form materii, aby wiedzieć:

  • Zwykła materia ( atomy , cząsteczki , elektrony itp.), Zwana także materią barionową , stanowi około 5% składu wszechświata.
  • Inna forma materii zwana ciemną materią (lub ciemną materią), pochodzenia niebarionowego, złożona z niewykrytych dotąd masywnych cząstek, wchodzących w około 25% całego składu.
  • Inna forma energii, której natura nie jest dobrze znana, ale która mogłaby być stałą kosmologiczną i generalnie nazywana ciemną energią , wchodzącą w skład materialnej zawartości wszechświata w 70%.

Do tego dochodzi promieniowanie elektromagnetyczne , głównie w postaci jednorodnego tła fotonów z gęstej i gorącej fazy historii Wszechświata, kosmicznego rozproszonego tła . Istnieje również kosmologiczne podłoże neutrin , które dotychczas nie zostały wykryte, ale których istnienie zostało potwierdzone pewną liczbą obserwacji pośrednich (więcej szczegółów w artykule), a także kosmologiczne tło fal grawitacyjnych , również niewykrytych, bezpośrednio lub pośrednio.

Prawdopodobnie w przeszłości treść materiału była inna. Na przykład, nie jest lub tylko bardzo mało, antymaterii we Wszechświecie, jednak uważa się, że w minionym materii i antymaterii istniały w równych ilościach, ale nadwyżka zwykłej materii wzrosła. Utworzone podczas procesu, nadal słabo rozumiane , zwany baryogenezą . Obecnie tylko najbardziej odległe epoki fazy ekspansji Wszechświata są słabo poznane. Jednym z powodów jest to, że nie można bezpośrednio obserwować tych epok, ponieważ najodleglejsze wykrywalne obecnie promieniowanie ( kosmiczne rozproszone tło ) zostało wyemitowane około 380 000 lat później. Istnieje wiele scenariuszy opisujących niektóre z wcześniejszych epok, z których najpopularniejszy jest ten dotyczący kosmicznej inflacji .

Los Wszechświata nie jest w chwili obecnej, albo znane z całą pewnością, ale duża liczba elementów sugerują, że ekspansja wszechświata będzie trwać w nieskończoność (patrz przyspieszenie ekspansji Wszechświata ). Inną nierozwiązaną kwestią jest topologia wszechświata, czyli jego budowa w bardzo dużej skali, w której pojawiły się różne idee (patrz artykuł Kształt wszechświata ).

Historia

Mamy nadzieję, że informacje, które zgromadziliśmy na temat Kosmologia, były dla Ciebie przydatne. Jeśli tak, nie zapomnij polecić nas swoim przyjaciołom i rodzinie oraz pamiętaj, że zawsze możesz się z nami skontaktować, jeśli będziesz nas potrzebować. Jeśli mimo naszych starań uznasz, że informacje podane na temat _title nie są całkowicie poprawne lub że powinniśmy coś dodać lub poprawić, będziemy wdzięczni za poinformowanie nas o tym. Dostarczanie najlepszych i najbardziej wyczerpujących informacji na temat Kosmologia i każdego innego tematu jest istotą tej strony internetowej; kierujemy się tym samym duchem, który inspirował twórców Encyclopedia Project, i z tego powodu mamy nadzieję, że to, co znalazłeś o Kosmologia na tej stronie pomogło Ci poszerzyć swoją wiedzę.

Opiniones de nuestros usuarios

Urszula Chmiel

Dla takich jak ja szukających informacji na temat Kosmologia, jest to bardzo dobra opcja.

Kaja Marzec

Podoba mi się ta strona, a artykuł o Kosmologia jest tym, którego szukałem.

Grzegorz Kaczor

Język wygląda na stary, ale informacje są wiarygodne i ogólnie wszystko, co napisano o Kosmologia, daje dużo pewności.