宇宙的構(gòu)成

宇宙是一個(gè)廣闊而迷人的地方。當(dāng)天文學(xué)家考慮它是由什么構(gòu)成的時(shí),它們可以最直接地指向它包含的數(shù)十億個(gè)宇宙。這些中的每一個(gè)都有數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億甚至數(shù)萬(wàn)億顆恒星。這些恒星中有許多有行星。還有氣體和灰塵云。

在宇宙之間,似乎很少有"東西",一些地方存在熱氣云,而其他地區(qū)幾乎是空的空隙。所有這些都是可以檢測(cè)到的材料。那么,使用無(wú)線電,紅外線和x射線天文學(xué)來(lái)觀察宇宙并以合理的精度估算宇宙中的發(fā)光質(zhì)量(我們可以看到的材料)有多困難?

檢測(cè)宇宙"東西"

既然天文學(xué)家有高度敏感的探測(cè)器,他們?cè)谟?jì)算宇宙的質(zhì)量和組成這個(gè)質(zhì)量方面正在取得重大進(jìn)展。但那'不是問(wèn)題。他們的答案'重新獲得'這是有意義的。他們的方法是把質(zhì)量加起來(lái)是錯(cuò)誤的(不太可能)還是還有其他東西;還有其他可以的東西't見(jiàn)?為了理解這些困難,了解宇宙的質(zhì)量以及天文學(xué)家如何測(cè)量宇宙非常重要。

Measuring Cosmic Mass

宇宙質(zhì)量的**證據(jù)之一就是宇宙微波背景(CMB)。它'不是物理的"屏障"或類似的任何東西。相反,它是可以使用微波探測(cè)器測(cè)量的早期宇宙的一個(gè)條件。CMB可以追溯到大爆炸后不久,實(shí)際上是宇宙的背景溫度。把它看作是可以從各個(gè)方向在整個(gè)宇宙中檢測(cè)到的熱量。它并不像太陽(yáng)發(fā)出的熱量或從地球上發(fā)出的熱量。相反,它是一種非常低的溫度在2.7攝氏度下測(cè)量。當(dāng)天文學(xué)家去測(cè)量這個(gè)溫度時(shí),他們看到很小但重要的波動(dòng)遍布整個(gè)背景"熱"。然而,它存在的事實(shí)意味著宇宙本質(zhì)上是"平坦"。這意味著它將永遠(yuǎn)擴(kuò)展。

那么,這種平坦度對(duì)于計(jì)算宇宙的質(zhì)量意味著什么?從本質(zhì)上講,給定宇宙的測(cè)量尺寸,這意味著必須有足夠的質(zhì)量和能量存在于其中才能使其成為"平坦"。問(wèn)題是什么?那么,當(dāng)天文學(xué)家加上所有的"正常"物質(zhì)(如恒星和宇宙,加上宇宙中的氣體時(shí),'僅為平面臨界密度的約5%宇宙需要保持平坦。物業(yè)小知識(shí)

這意味著95%的宇宙尚未被發(fā)現(xiàn)。它'在那里,但它是什么?它在哪里?科學(xué)家說(shuō),它以暗物質(zhì)和暗能量的形式存在。

宇宙的組成

我們可以看到的質(zhì)量被稱為"baryonic"物質(zhì)。它是行星,宇宙,氣體云和星團(tuán)??梢钥吹降馁|(zhì)量被稱為暗物質(zhì)。還有可以測(cè)量的能量(光);有趣的是,還有所謂的"暗能量。&##34;沒(méi)有人對(duì)這是什么有很好的了解。

那么,宇宙是什么組成的,百分比是多少?這里'是宇宙中當(dāng)前質(zhì)量比例的分解。

宇宙中的重元素

首先,有沉重的元素。它們約占宇宙的0.03%。宇宙誕生后近五十億年來(lái),**存在的元素是氫和氦,它們很重。

然而,在恒星出生,生活和死亡之后,宇宙開(kāi)始播種比氫和氦重的元素,這些元素是"煮熟的"內(nèi)星。當(dāng)恒星在其核心中融合氫(或其他元素)時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。Stardeath通過(guò)行星狀星云或超新星爆炸將所有這些元素傳播到太空。一旦他們分散到太空。它們是構(gòu)建下一代恒星和行星的主要材料。

然而,這是一個(gè)緩慢的過(guò)程。即使在它誕生后近140億年,宇宙中**一小部分質(zhì)量也是由比氦重的元素組成的。

中性粒細(xì)胞

Neutrinos也是宇宙的一部分,盡管只有大約0.3%。這些是在恒星核心的核融合過(guò)程中產(chǎn)生的,中性粒子幾乎是以幾乎光速傳播的無(wú)質(zhì)量粒子。加上它們?nèi)狈﹄姾桑鼈兊奈⑿≠|(zhì)量意味著它們不容易與質(zhì)量相互作用,除了直接影響原子核。測(cè)量中性粒細(xì)胞不是一件容易的事。但是,它使科學(xué)家能夠很好地估計(jì)我們太陽(yáng)和其他恒星的核融合率,以及估計(jì)宇宙中的總中性粒子數(shù)量。

當(dāng)觀星者盯著夜空時(shí),看到的大部分都是星星。它們占宇宙的約0.4%。然而,當(dāng)人們甚至看到來(lái)自其他宇宙的可見(jiàn)光時(shí),他們看到的大部分都是恒星。似乎奇怪的是,它們只占宇宙的一小部分。

Gases

那么,什么比恒星和中性粒更豐富?事實(shí)證明,在百分之四的情況下,氣體構(gòu)成了宇宙的一個(gè)更大的部分。它們通常占據(jù)星之間的空間,就此而言,占據(jù)整個(gè)星團(tuán)之間的空間。星間氣體主要是自由元素氫和氦,構(gòu)成了宇宙中可以直接測(cè)量的大部分質(zhì)量。這些氣體是用對(duì)無(wú)線電敏感的儀器檢測(cè)出來(lái)的nfrared和x射線波長(zhǎng)。

黑質(zhì)

宇宙中第二豐富的東西是沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)過(guò)的東西。然而,它占宇宙的約22%。科學(xué)家們分析了星團(tuán)的運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))以及星團(tuán)簇中星團(tuán)的相互作用,發(fā)現(xiàn)存在的所有氣體和塵埃都不足以解釋外觀和宇宙的運(yùn)動(dòng)。事實(shí)證明,這些星團(tuán)中80%的質(zhì)量必須是"暗"。也就是說(shuō),它'在任何波長(zhǎng)的光,通過(guò)伽馬射線無(wú)線電中都無(wú)法檢測(cè)到。那'為什么這個(gè)"東西"被稱為"暗物質(zhì)"

教育_1

這個(gè)神秘群眾的身份?未知。**的候選者是冷暗物質(zhì),理論上它是一種類似于中性粒的粒子,但質(zhì)量更大。據(jù)認(rèn)為,這些粒子,通常被稱為弱相互作用的大粒子(WIMPs),是由早期galaxy形成的熱相互作用引起的。但是,到目前為止,我們還無(wú)法直接或間接檢測(cè)暗物質(zhì)或在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建暗物質(zhì)。

暗能量

宇宙中最豐富的物質(zhì)不是暗物質(zhì),恒星或宇宙或氣體和塵埃云。它'它被稱為"暗能量"它占宇宙的73%。事實(shí)上,暗能量根本不是't(可能)甚至是巨大的。哪個(gè)分類"mass"有些令人困惑。那么,它是什么?可能它'是時(shí)空本身的一個(gè)非常奇怪的屬性,甚至可能是一些無(wú)法解釋的(迄今為止)能量場(chǎng)滲透到整個(gè)宇宙中?;蛘哌@兩件事都沒(méi)有。沒(méi)有人知道。只有時(shí)間和批次以及更多數(shù)據(jù)才能說(shuō)明。

由Carolyn Collins Petersen編輯和更新。