Costituzione dell'universo: dimensioni e forma, struttura, materiale e radiazione cosmica
Universo avanzata
La conoscenza sul nostro universo ha molti livelli. l' "Universo base", era aspetti elementari, questo Let's scavare alcuni di più. Che sì, senza pretese professionali o scientifici, come indicato nel titolo degli assediati, la didattica astronomia.Per risolvere questi problemi dovrebbe avere qualche conoscenza preliminare. Anche se cerchiamo di mantenere un linguaggio semplice, lontano da tecnicismi (quando possibile), alcune pagine di questo capitolo necessitano di un certo livello. Potremmo dire che il capitolo è, almeno, per studenti delle scuole superiori. È meglio se siete interessati in fisica e astronomia.
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Dimensioni dell'universo
L'universo comprende tutto il noto: materia, energia, spazio e tempo. La bilancia nell'universo è così grande che non possiamo nemmeno immaginare loro.Per avere un'idea, per ogni granello di sabbia che sono in terra, ci sono 1 milione di stelle o più. La nostra galassia è solo uno dei miliardi di galassie centinaia.
Anche così, tutta la materia nell'universo è solo una piccola parte dell'universo. L'universo è, soprattutto, un immenso spazio quasi vuoto.
È impossibile conoscere l'esatta dimensione dell'universo. Potrebbe anche essere infinito, anche se sembra improbabile. Non sapendo quale forma ha, possiamo anche calcolare la dimensione. Inoltre, ancora in espansione. Sappiamo solo le dimensioni dell'universo visibile dalla terra.
| Oggetto | Diametro |
| Terra | 12,760 kms |
| Sole | 1.400.000 kms |
| Sistema solare | luce di 1 mese |
| Via Lattea | 100.000 anni luce |
| Gruppo locale di galassie | 10 milioni di anni luce |
| Superammasso della Vergine | 100 milioni di anni luce |
| Universo visibile | 93000 milioni di anni luce |
Dimensioni dell'universo visibile
Il bordo dell'universo visibile dalla terra è 46.500 milioni di anni luce in tutte le direzioni. Cioè, un diametro di 93000 milioni di anni luce. Un anno luce è 9'46 trilione chilometri.
Il calcolo è enorme ed è ancora solo la parte dell'universo che possiamo vedere. Dopo il Big Bang, l'universo espanso così rapidamente che parte della sua luce non è ancora giunta a noi e, di conseguenza, non possiamo vedere.
Ma se l'universo è solo circa 13800 milioni anni, come può esserci gli oggetti più distanti? Non è possibile che essi sono molto più veloce rispetto alla velocità della luce. La risposta è l'inflazione dell'universo.
L'inflazione è l'origine di tutto: dallo spazio, il tempo e tutte le leggi della fisica, tra cui il limite della velocità della luce. Tutto è creato sull'inflazione proprio. Così l'inflazione dell'universo non è soggetta al limite della velocità della luce. L'inflazione crea nuovo spazio tra gli oggetti e li toglie.
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Strutture dell'universo
È ordinata secondo la materia nell'universo. La forza di gravità provoca quel gruppo di materia formando strutture. Dalle più semplici, come le stelle e sistemi solari, per le gigantesche pareti di galassie.Anche così, l'espansione dell'universo fa che diverse strutture a radicalmente partono da altro ad alta velocità.
Le strutture più lontane sono la più grande e più antica. Si sono formate quando l'universo era ancora molto giovane e aiutano a capire la sua evoluzione.
Gerarchia delle strutture
Strutture più piccole: sono corpi celesti, come pianeti e stelle e i piccoli raggruppamenti, come il nostro sistema solare.Galassie: sono strutture intermedie. Si riuniscono famiglie di stelle, gas, polveri e materia oscura. Ci sono più di 100 miliardi solo nell'universo visibile, e si possa riunire migliaia di miliardi di stelle. Molti hanno un buco nero al suo centro. La nostra galassia è la Via Lattea.
Ammassi di galassie: partecipano gruppi di galassie gas caldo. Il loro diametro raggiunge diversi milioni di anni luce.
Star Wars ruotano uno intorno a altro, collegati da gravità. A volte si scontrano o alcuni sono assorbiti agli altri. La Via Lattea appartiene a un cluster denominato gruppo locale, che comprende 25 galassie.
Superammassi di galassie: Sono insiemi di ammassi di galassie. Essi misurano centinaia di milioni di anni luce. Esse formano grandi strati in tutto l'universo visibile. Il gruppo locale rientra il Superammasso della Vergine.
Pareti: queste sono le ultime strutture scoperte, il più antico e grande universo. Sono enorme andane di superammassi di galassie.
Grande Muraglia Sloan misura 1,37 miliardi di anni luce ed è la struttura più grande che è noto.
Il grande attrattore
Il Superammasso della Vergine e le altre strutture dell'universo visibile lo spostamento verso un punto misterioso chiamato il grande attrattore. Il suo centro è 150 milioni di anni luce. Esso è stato scoperto negli anni ottanta e non è ancora noto cosa sia, anche se potrebbe essere una struttura ancora più che gli astronomi chiamano Laniakea ("cielo immenso", in hawaiano).·
L'universo osservabile
Anche con la tecnologia più avanzata, siamo stati solo in grado di vedere una piccola parte dell'universo. Universo osservabile è chiamato ed è la parte del cosmo cui luce ha avuto tempo per raggiungerci.L'universo osservabile ha una sfera, con la terra al suo centro. Così possiamo vedere la stessa distanza in tutte le direzioni.
Il confine dell'universo osservabile è chiamato orizzonte cosmico di luce. Gli oggetti all'orizzonte sono il più lontano possiamo vedere. La sua luce lasciato per noi quasi fin dall'origine dell'universo, 13,7 miliardi di anni fa. Modo che li vediamo come sono state fatte più di 13000 milioni anni. Perché sono così importanti conoscere l'evoluzione dell'universo.
Ma, come l'universo si espande, infatti questi oggetti sono molto più lontani. Attualmente, sono già 46.500 milioni di anni luce.
| Telescopio | Tipo di luce |
| Hubble | Nelle vicinanze di luce visibile, ultravioletta e infrarossa |
| Chandra | X ray |
| Compton | Lampi di raggi gamma |
| Spitzer | Infrarossi remoto |
Grandi osservatori della NASA
Per esplorare l'intero universo osservabile, NASA messo in telescopi spaziali orbita quattro: Spitzer, Hubble, Chandra e Compton. Ogni cattura un diverso tipo di luce. Attualmente, il Compton è non più operativo.L'universo osservabile in un colpo d'occhio
La parte dell'universo che vediamo ad occhio nudo è chiamata la sfera celeste. È una sfera immaginaria, con la terra nel centro, dove si trovano le costellazioni. Raggiunge fino a 2'5 milioni di anni luce.
È la più lontana che si può ammirare la vicina galassia di Andromeda e le galassie di due satelliti della Via Lattea: la piccola e la grande nube di Magellano. Tutto il resto appartiene alla nostra galassia, la Via Lattea.
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Tipi di particelle nell'universo
Tutta la materia che esiste nell'universo è composto di particelle. Ogni tipo di particella serve una funzione diversa.L'interazione tra i diversi tipi di particelle rende possibile l'universo come lo conosciamo.
Ci sono due tipi di particelle: fermioni e bosoni. I fermioni formano la massa della materia. I bosoni sono incaricati di applicare a questa massa quattro forze fondamentali: elettromagnetismo, forza nucleare forte, forza nucleare debole e gravità.
Particelle elementari
Particelle elementari sono parti o porzioni più piccole in cui la materia può essere divisa.
I quark e i leptoni sono elementari fermioni :
- Quark: si riuniscono in gruppi di tre per formare più grandi, come particelle di protoni e neutroni.
- Leptoni: sono molto leggeri, come le particelle di elettroni, muoni e neutrini.
Elementare i bosoni sono fotoni, gluoni e altri:
- Fotoni: responsabile di elettromagnetismo.
- Gluoni: a che fare con la forza nucleare forte.
- I bosoni W e z: responsabile per la forza nucleare debole.
- Graviton: responsabile per gravità, ma ancora non è stato mai.
- Bosone di Higgs: responsabile per le particelle hanno massa. Esso spiega tutta la materia che vediamo, e perché si chiama "la particella di Dio".
Quali sono gli adroni?
Quando diverse particelle elementari si riuniscono, particelle composte di cambiare completamente anche chiamati adroni.Fermioni compositi sono i barioni. I più noti sono i protoni e i neutroni. Bosoni compositi sono le locande. Il più noto è il pione. Hadron Collider del CERN è un esperimento di fisica delle particelle molto importante.
Scienziati provenienti da tutto il mondo partecipano. Accelera le particelle (adroni) quasi alla velocità della luce e li fa entrare in collisione per vedere come si comportano. Attraverso questi esperimenti, il CERN Cerca informazioni da scoprire tipi di particelle, la composizione dell'universo, la sua origine, e come agire forze tra di loro.
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La materia dell'universo
Materia è tutto ciò che ha massa. Tutta la materia è costituita da particelle. Essi sono come piccoli pezzi che si uniscono per formare quello che vediamo.Anche se essi rappresentano anche un altro tipo di materia che non possiamo vedere, importa al buio. Infatti, la maggior parte del materiale che compone l'universo è materia oscura.
Tutto ciò che ha massa, tuttavia piccolo cioè emette la gravità. Anche noi stessi. Nel cosmo, la questione è attratto dalla forza di gravità. Esso riunisce e forma dalle piccole molecole di pianeti, stelle e il grande Galactic clusters. Gravità tiene insieme la questione. Anche così, la maggior parte della materia non concentrarsi nelle galassie, ma nello spazio intergalattico immenso.
La materia visibile
La parte della materia che possiamo vedere è solo il 5% della composizione dell'universo. La materia visibile è chiamata materia ordinaria o materia barionica.
Materia ordinaria è costituita da atomi. Esso può trovarsi in quattro stati: solido, liquido, plasma e gasesoso. Si va da uno stato a altro per guadagnare o perdere calore. La maggior parte della materia visibile nell'universo è in stato di plasma, poiché è tale forma le stelle.
Materia oscura
Nell'universo c'è un'altra questione, che non possiamo vedere. Si tratta di invisibile o scuro. La quarta parte dell'universo conosciuto è materia oscura, anche se alcune fonti stimano che è fino all'80%. Ciò significa che la materia molto più quantità di materia oscura che visibile.
Materia oscura non emettere o riflettere qualsiasi luce. Non rilasciare alcuna radiazione, né visibili né invisibile. Per questo motivo non possiamo vederlo. Ma sappiamo che esiste perché se emette gravità, e la nostra tecnologia lo rileva. La sua gravità è così grande che si muove il grande Galactic clusters.
La composizione della materia oscura rimane un mistero. Anche se si ritiene che potrebbe essere composta di neutrini e altre particelle ancora sconosciuti.
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Radiazione cosmica
Tutti gli oggetti visibili nel cosmo, dai pianeti per i superammassi di galassie, emettono una sorta di radiazione. Questa radiazione è energia che viaggia attraverso lo spazio. La luce che vediamo è una piccola parte di quel deposito, che i nostri occhi possono percepire.Ci sono (cioè noti) due tipi di radiazione cosmica: la radiazione elettromagnetica e raggi cosmici.
Radiazione elettromagnetica
È l'energia emessa dai corpi celesti e viaggia attraverso lo spazio sotto forma di onde. Si muove alla velocità della luce. Radiazione elettromagnetica è, insieme con la materia, l'altra componente principale del cosmo. Esso comprende le onde radio, microonde, onde a infrarossi (calore), luce visibile, raggi ultravioletti, raggi x e gamma.
La nostra atmosfera ci protegge dalle radiazioni elettromagnetiche di alta energia: raggi gamma, raggi X e parte dei raggi ultravioletti. In caso contrario, la vita sulla terra non sarebbe possibile.
Raggi cosmici
Radiazioni corpuscolari o raggi cosmici non sono onde ma particelle cariche di energia, come i neutrini. Stelle emettono docce di particelle che passano attraverso l'area ad alta velocità. Raggi cosmici portano il peso di più alta energia che è conosciuto nell'universo.
Il nostro sole emettono raggi cosmici che raggiungono la terra. Campo magnetico della terra devia la maggior parte. Ma essi sono così potenti che una frazione riesce ad entrare nell'atmosfera e passare attraverso di essa. A volte, le particelle cariche passano per gli strati superiori dell'atmosfera da polacchi e Aurore di forma.
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Forma dell'universo
La forma dell'universo è una questione molto importante per la cosmologia, dal momento che la destinazione finale del proprio universo dipende dalla forma che ha. Tuttavia, è ancora impossibile da trovare.
La forma dell'universo dipende dalla sua densità, cioè la quantità di massa e di energia. Il problema è che non sappiamo quali dimensioni ha l'universo o quanta energia e materia ci sono in totale. Così non possiamo calcolare la densità.
Le teorie di Einstein ha proposto tre modi possibili: chiuso, aperto o piatto. Anche se la forma dell'universo continua ad essere un enigma, la maggior parte degli scienziati ritiene che è quasi piatto.
| Tipo di universo | Densità | Modulo | Destinazione finale |
| Universo chiuso | Alta | Sferica | Crollo e Big Crunch |
| Universo aperto | Basso | Sella | Raffreddamento e Big Chill |
| Universo piatto | Critica | Piatto | Rallentato espansione |
La forma e il destino dell'universo
L'universo può avere tre possibili modi:
Universo chiuso: se c'è troppa materia e l'energia, la densità è molto alta. L'universo verso l'interno della curva e sarà a forma di sfera. Sarà un universo finito. Gravità sarà più forte che l'espansione, verrà raggruppata in tutta la materia e l'universo crollerà. Questo fine è chiamato il Big Crunch.
Universo aperto: la densità di materia ed energia è troppo bassa, l'universo è curva verso l'esterno. Esso assumerà la forma di una sella. Sarà un universo infinito, espansione infinita. Gravità sarà così debole che non ci può essere nessuna stelle, pianeti o addirittura degli atomi. Questione sarà separati e si disintegra fino ad essere ridotto a particelle elementari. L'universo sarà cool e morire. Questo fine è chiamato il grande freddo.
Universo piatto: se la quantità di materia ed energia è adeguata, la densità sarà equilibrata. È quello che è chiamato la densità critica. Quindi l'universo è piatto. Gravità e l'espansione sarà in equilibrio. L'universo si espande, ma più lentamente.
Oggi si ritiene che l'universo è quasi pianeggiante, ma ci sono ancora molti dubbi, è dimostrato che l'universo si sta espandendo sempre più velocemente, e questo mi sembra una contraddizione con la teoria.
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Modelli dell'universo
Tradizionalmente, la cosmologia immaginare l'universo come un modello lineare. Cioè, un unico universo con un inizio e, probabilmente, una fine.Per il modello lineare, il Big Bang è l'inizio di tutto: spazio, tempo, leggi fisiche e tutti materia ed energia. C'è un unico universo e tutto ciò che comprende exite. Ma il modello lineare ha contraddizioni e non risolve tutti i problemi. Per questo motivo, altri modelli sono state sollevate.
Einstein propose il modello di universo ciclico. Per il modello ciclico, l'universo nasce e muore infinite volte. Non c'è un unico universo, ma infinito. Ogni universo è tra un Big Bang e il successivo ciclo. L'universo si espande e si contrae, modo che inizia con un Big Bang e si conclude con un nuovo Big Bang. Ogni volta che muore un universo, inizia uno nuovo.
Universo di membrane o brane
Teoria delle stringhe è un modello ciclico chiamato "Brane universo". Secondo questo modello, ogni universo è una membrana o la membrana. Ci sono infinite brane. Le brane vibrano e a volte si scontrano. Quando due brane si scontrano un nuovo Big Bang e nasce un altro universo.Universi paralleli
Il modello di universi paralleli, ci sono molti universi allo stesso tempo. Anche se ci sono allo stesso tempo, essi sono indipendenti e non è possibile passare da uno a altro. Le leggi fisiche sono diverse e solo alcuni possono avere vita. I modelli più noti di universi paralleli sono universi bolla e il multiverso.
Bolla universi: nuovi universi nascono degli altri già esistenti. Un nuovo universo può nascere in qualsiasi momento e luogo del cosmo. C'è un'inflazione di spazio, come che ha creato il nostro universo, e un nuovo universo comincia dentro l'altro.
Multiverse: è una conseguenza delle leggi della probabilità in meccanica quantistica. Essa propone che, se il tempo è infinito, tutte le quote solo per essere soddisfatti. Ogni probabilità si compie in un universo parallelo. Quindi 'I' avrebbe universi paralleli con universi esattamente identici e paralleli con un altro completamente diverso "io". È un'idea che è difficile da capire.
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Wormholes
Un worm hole è un tunnel che collega due punti nello spazio-tempo, o due universi paralleli. Non è mai stato uno e non è dimostrato di esistere, anche se sono matematicamente possibile.
Essi sono chiamati così perché si assomigliano un worm che passa attraverso una mela dentro a altra estremità, piuttosto che tirarlo fuori. Così, Wormholes sono scorciatoie nel tessuto dello spazio-tempo. Permettono di unire due punti molto distanti e arrivare più velocemente che se tu avessi l'universo alla velocità della luce.
Secondo la teoria della relatività generale di Einstein, Wormholes può esistere. Hanno un ingresso e un'uscita in diversi spazi o punti di tempo. Il tunnel che li collega è nell' iperspazio, che è una dimensione che è prodotto da una distorsione del tempo e gravità.
Einstein e Rosen ha sollevato questa teoria per studiare ciò che stava accadendo all'interno di un buco nero. Perché sono anche chiamato Ponte di Einstein-Rosen.
Ci sono due tipi di worm fori:
- Intrauniverso: collega due punti dal cosmo.
- Interuniverso o Schwarzschild fori: collegare due universi differenti.
Si può viaggiare nel tempo?
Una cosa è che ci sono fori di vite senza fine e molto altro per essere utilizzato per viaggiare nello spazio e nel tempo.Il romanzo "Contatto", Carl Sagan ha proposto un viaggio attraverso un wormhole. Ciò ha condotto molto credere possibili. Ma è solo fantascienza. Gli scienziati ritengono che un worm hole ha una vita molto breve. Apre e chiude rapidamente. Materia sarebbe intrappolato in esso o, anche se ho tirato fuori l'altra estremità, non poteva tornare. Ovviamente, non avremmo potuto scegliere dove terremo.
Secondo la relatività generale, è possibile viaggiare verso il futuro, ma non al passato. Se potessi viaggiare nel passato, noi potremmo modificare storia, ad esempio, facendo che siamo mai nati. Sarebbe impossibile.
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Cosmologia
L'essere umano ha sempre interessato a conoscere e comprendere l'universo e le leggi che lo governano. Da diversi punti di vista, la filosofia, la religione e la scienza hanno cercato di rispondere a queste domande. La parte della scienza che studia l'universo nella sua interezza si chiama cosmologia.
Cosmologia scientificamente affronta temi come la composizione dell'universo, struttura, forma, origine, evoluzione e destinazione finale. Per farlo, serve di osservazione astronomica e conoscenze scientifiche. Altre scienze come l'astronomia, la fisica e la matematica sono utili per la cosmologia. I progressi tecnologici sono fondamentali nello sviluppo della cosmologia moderna.
Cosmologia moderna
Cosmologia moderna comincia intorno all'anno 1700. Poi c'è l'idea che tutte le stelle della Via Lattea ha formato un raggruppamento nel bel mezzo di un universo molto più grande. In precedenza, si è creduto che la nostra galassia era l'intero universo.
Nel secolo XX cosmologia è segnata da due importanti novità: la teoria della relatività di Einstein e la teoria inflazionaria. Relatività unifica lo spazio, tempo e gravità e cambiare la visione del tessuto dell'universo. Le pose di teoria inflazionaria che spazio ha esteso rapidamente dopo il Big Bang.
Oggi, lo studio della cosmologia è focalizzato sulla fisica delle particelle. Il principale strumento della cosmologia attuale non sono telescopi, ma gli acceleratori di particelle grandi. Alla ricerca di particelle che aiutano a risolvere misteri come la composizione della materia oscura, cosa è successo nei primi momenti dell'universo, o se ci sono altre dimensioni che non vediamo.
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