The element skład wszechświata oblicza się, analizując światło emitowane i pochłaniane przez gwiazdy, chmury międzygwiezdne, kwazary i inne obiekty. Teleskop Hubble'a znacznie poszerzył nasze zrozumienie składu galaktyk i gazu w przestrzeni międzygalaktycznej między nimi. Uważa się, że około 75% wszechświata składa się z ciemności energia i Ciemna materia, które różnią się od atomy i molekuły które składają się na otaczający nas codzienny świat. Zatem skład większości wszechświata jest daleki od zrozumienia. Jednak, pomiary spektralne gwiazd, chmur pyłu i galaktyk mówią nam o elementarnym składzie części składającej się z normalnej materii.
Najbardziej obfite elementy w galaktyce Drogi Mlecznej
To jest tabela elementów w droga Mleczna, który jest podobny w składzie do innych galaktyk we wszechświecie. Pamiętaj, że elementy reprezentują materię taką, jaką ją rozumiemy. Znacznie więcej galaktyki składa się z czegoś innego!
| Element | Numer elementu | Frakcja masowa (ppm) |
|---|---|---|
| wodór | 1 | 739,000 |
| hel | 2 | 240,000 |
| tlen | 8 | 10,400 |
| węgiel | 6 | 4,600 |
| neon | 10 | 1,340 |
| żelazo | 26 | 1,090 |
| azot | 7 | 960 |
| krzem | 14 | 650 |
| magnez | 12 | 580 |
| siarka | 16 | 440 |
Najbardziej obfity element we wszechświecie
W tej chwili najbogatszy element we wszechświecie jest wodór. W gwiazdach bezpieczniki wodoru w hel. W końcu masywne gwiazdy (około 8 razy masywniejsze niż nasze Słońce) przepływają przez swoje zapasy wodoru. Następnie rdzeń helu kurczy się, zapewniając ciśnienie wystarczające do stopienia dwóch jąder helu w węgiel. Węgiel topi się w tlen, który topi się w krzem i siarkę. Krzem wtapia się w żelazo. Gwiazda zaczyna brakować paliwa i przechodzi w supernową, uwalniając te elementy z powrotem w kosmos.
Tak więc, jeśli hel wtapia się w węgiel, możesz zastanawiać się, dlaczego tlen jest trzecim najliczniejszym pierwiastkiem, a nie węglem. Odpowiedź brzmi: ponieważ dzisiejsze gwiazdy we wszechświecie nie są gwiazdami pierwszej generacji! Gdy powstają nowsze gwiazdy, zawierają już więcej niż wodór. Tym razem gwiazdy łączą wodór zgodnie z tak zwanym cyklem C-N-O (gdzie C to węgiel, N to azot, a O to tlen). Węgiel i hel mogą się łączyć, tworząc tlen. Dzieje się tak nie tylko w masywnych gwiazdach, ale także w gwiazdach takich jak Słońce, gdy wejdzie ono w fazę czerwonego giganta. Węgiel naprawdę ustępuje, gdy pojawia się supernowa typu II, ponieważ gwiazdy te ulegają fuzji węgla z tlenem z niemal perfekcyjnym zakończeniem!
Jak zmieni się obfitość żywiołów we wszechświecie
Hel nie będzie w pobliżu, aby go zobaczyć, ale gdy wszechświat jest tysiące lub miliony razy starszy niż obecnie, hel może wyprzedzać wodór jako najbardziej rozpowszechniony pierwiastek (lub nie, jeśli wystarczająca ilość wodoru pozostaje w przestrzeni kosmicznej z dala od innych atomów do bezpiecznik). Po znacznie dłuższym czasie jest to możliwe tlen a węgiel może stać się pierwszym i drugim najbardziej obfitym pierwiastkiem!
Skład wszechświata
Jeśli więc zwykła materia elementarna nie stanowi większości wszechświata, to jak wygląda jej skład? Naukowcy dyskutują na ten temat i korygują wartości procentowe, gdy stają się dostępne nowe dane. Na razie uważa się, że skład materii i energii to:
- 73% Ciemnej Energii: Większość wszechświata wydaje się składać z czegoś, o czym wiemy prawie nic. Ciemna energia prawdopodobnie nie ma masy, ale materia i energia są ze sobą powiązane.
- 22% Ciemnej Materii: Ciemna materia to materiał, który nie emituje promieniowania w żadnej długości fali widma. Naukowcy nie są pewni, czym dokładnie jest ciemna materia. Nie zaobserwowano go ani nie stworzono w laboratorium. W tej chwili najlepiej założyć, że jest to zimna ciemna materia, substancja składająca się z cząstek porównywalnych do neutrin, ale o wiele bardziej masywnych.
- 4% gazu: Większość gazu we wszechświecie to wodór i hel, znajdujące się między gwiazdami (gaz międzygwiezdny). Zwykły gaz nie emituje światła, chociaż go rozprasza. Zjonizowane gazy świecą, ale nie na tyle jasno, aby konkurować ze światłem gwiazd. Astronomowie wykorzystują teleskopy podczerwone, rentgenowskie i radiowe do zobrazowania tej sprawy.
- 0,04% gwiazdek: Dla ludzkich oczu wydaje się, że wszechświat jest pełen gwiazd. To niesamowite, że stanowią tak niewielki procent naszej rzeczywistości.
- 0,3% neutrin: Neutrina to małe, elektrycznie neutralne cząsteczki, które poruszają się z prędkością bliską prędkości światła.
- 0,03% ciężkich pierwiastków: Tylko niewielka część wszechświata składa się z pierwiastków cięższych niż wodór i hel. Z czasem odsetek ten wzrośnie.