Svemir

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Ne poistovećivati sa kosmosom u filozofskom smislu.
Za drugu upotrebu, pogledajte stranicu Svemir (kosmologija).
Svemir
Ilc 9yr moll4096.png
Starost 13,798 ± 0,037 milijardi godina[1][2]
Prečnik Verovatno beskonačan; 91 milijardi svetlosnih godina (28×109 pc)[3]
Masa (obična materija) Najmanje 1053 kg[4]
Prosečna gustina 4,5 x 10−31 g/cm3[5]
Prosečna temperatura 2,72548 K[6]
Sastojci Obična (barionska) materija (4,9%), tamna materija (26.8%), tamna energija (68.3%)[7]
Oblik Ravan sa samo 0,4% marginom greške[8]
Svemir — Flamarion (crtež, Pariz 1888.) i Hajkenvelder (bojenje, Beč 1998.)
Najdublja slika svemira u vidljivom delu spektra.

Svemir, kosmos, vasiona ili univerzum je beskonačno prostranstvo koje nas okružuje.[9][10][11][12] To je ustvari vremenski prostor u kome plovi mnoštvo nebeskih tela i koji postoji nezavisno od ljudskog znanja. Nebeska tela delimo na: zvezde, planete, satelite, planetoide, komete, meteore, crne rupe i neutronske zvezde. Najveći deo materije i energije je najverovatnije u obliku tamne materije i tamne energije.[13][14]

Zvezde su najrasprostranjenija nebeska tela u Svemiru. To su užarena gasovita tela slična Suncu. Golim okom možemo videti oko 5000 zvezda, a teleskopom stotine milijardi. Udaljenosti među zvezdama su ogromne i mere se svetlosnim godinama (SG). Svetlosna godina je put dug oko 9,46 milijardi kilometara koji pređe svjetlost za godinu krećući se brzinom od 299 792 458 m/s. Sunce je Zemlji najbliža zvezda koja se nalazi na udaljenosti od 149 600 000 km ili 8,3 svetlosnih minuta (sm). Osim Sunca, najbliža je Proksima Kentauri (Proxima Centauri ili Alpha Centauri C) koja je udaljena oko 4,3 SG. Zvezde se međusobno razlikuju po veličini, boji i sjaju. Najsjajnija zvezda u sazvežđu Orion je Betelgez (Betelgeuze ili Alpha Orionis), a Antares (Alpha Scorpii) u sazvežđu Skorpion.

Na nebu se vide zvjezdani skupovi koji nas fasciniraju svojim izgledom i zovu se sazvežđa ili konstelacije. Ima ih 88, a najpoznatija su: Veliki i Mali Medved, Škorpion, Strelac i dr. Međutim, zvezde se prirodno grupišu u veće zvezdane skupove poznate kao zvezdana jata ili klasteri. Više takvih zvezdanih jata čini galaksiju, a galaksije opet čine galaktičko jato ili metagalaksiju unutar prostora.

Naša galaktika se zove Mlečni put ili jednostavno Galaksija, i spiralnog je oblika. Sunce se nalazi na samom rubu jednog njenog rukavca, zajedno sa još nekoliko najbližih zvezda. Najbliže galaksije našoj su Veliki i Mali Magelanov oblak koji predstavljaju njene prirodne pratioce. Veliki Magelanov oblak je udaljen 179 000, a Mali Magelanov oblak 210 000 SG.

Pored pomenutih nebeskih tela i zvezdanih sistema u Svemiru postoje i mnogi drugi zanimljivi tajanstveni objekti poput kvazara u intergalaktičkom i maglina u interstelarnom prostoru koji se kreću velikim brzinama. Udaljenosti između samih galaksija, metagalaksija i kvazara su mnogo veće od međuzvezdanih, i kreću se u granicama od nekoliko stotina hiljada do preko miliona svetlosnih godina. Te udaljenosti nisu stalne i neprestano rastu u toku vremena, što je uzrokovano fenomenom poznatim kao širenje Svemira. To znači da Svemir nije statičan nego dinamičan, tj. sve se menja i sve se kreće. Sve u Svemiru plovi i za sve vrede poznati prirodni zakoni. Teža nebeska tela uvek privlače ona lakša, a ona lakša pod uticajem sile gravitacije rotiraju oko tih težih. Ništa se u Svemiru ne dešava slučajno; sve ima svoj uzrok. Svemir je u suštini taman prostor kome se ne nazire ni početak ni kraj; to je svod koji ima dubinu. On nije ni prazan prostor (vakuum), jer je uvek ispunjen energijom, što svedoči obilato elektromagnetsko zračenje koje pristiže do nas iz dalekih svemirskih prostranstava.

Definicija[uredi]

Svemir je uobičajeno definiše kao sve što postoji, sve što je ikad postojalo, i sve što će ikad postojati.[15][16][17] Prema našem današnjem razumevanju, Svemir se sastoji od tri konstituenta: prostor-vreme, formi energije, uključujući elektromagnetnu radijaciju i materiju, i fizičkih zakona koji ih povezuju. Svemir isto tako obuhvata sav život, svu istoriju, a neki filozofi i naučnici čak sugerišu da obuhvata i ideje kao što je matematika.[18][19][20]

Pojam Svemira[uredi]

U prvoj polovini XX veka reč Svemir se upotrebljavala u smislu značenja reči celog prostorno-vremenskog kontinuuma u kojem egzistiramo zajedno sa svom energijom i materijom unutar njega. Pokušaji da se shvati sam smisao Svemira s najveće tačke gledišta su napravljeni u kosmologiji, nauci koja se razvila iz fizike i astronomije. Tokom druge polovine XX veka razvoj opservacione kosmologije, nazvane još i fizičkom kosmologijom, je doveo do podele u vezi s značenjem reči Svemir između opservacionih i teoretskih kosmologa, gde su prethodni obično odbacili nadu za opserviranjem celog prostorno-vremenskog kontinuuma, dok su kasniji zadržali ovu nadu pokušavajući pronaći najrazumnije spekulacije za modelovanje celog prostorno-vremenskog kontinuuma, usprkos ekstremnim poteškoćama u stvaranju slike bilo kojeg empirijskog ograničenja u ovim spekulacijama i riziku od svođenja na nivo metafizike.

Termini poznati Svemir, opservabilni Svemir i vidljivi Svemir se često koriste pri opisivanju dela Svemira koji se može videti ili pak opservirati. Oni koji su uvereni u to da možemo opservirati celi kontinuum mogu koristiti izraz naš Svemir, odnoseći se delimično samo na njegov poznati deo ljudskim bićima.

Širenje, starost i teorija Velikog praska[uredi]

Glavni članak: Starost univerzuma

Najvažniji rezultat fizičke kosmologije, saznanje da se svemir širi, izveden je iz posmatranja crvenog pomaka uobličenog u Hablov zakon. Ekstrapolacijom tog širenja po vremenu, nazad u prošlost, dostiže se gravitacioni singularitet, prilično apstraktan matematički koncept, koji možda odgovara, a možda i ne odgovara stvarnosti. Iz toga je izrasla teorija Velikog praska, koja je danas preovlađujući model svemira. Starost svemira, računajući od Velikog praska, prema sadašnjim podacima koje je prikupila WMAP sonda agencije NASA (engl. WMAP — Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, Vilkinsonova sonda mikrotalasne anizotropije) procenjuje se na oko 13,7 milijardi (13,7 × 109) godina, sa granicom greške od oko 1% (± 200 miliona godina). Druge metode procene starosti daju različite vrednosti za starost svemira koje kreću od 11 milijardi do 20 milijardi godina.[21][1][2] Većina ocena grupisana je u opsegu 13-15 milijardi godina.[22][23]

Fundametalni aspekt Velikog praska može se danas videti u opservaciji koja se zasniva na činjenici da što su galaksije dalje od nas to brže od nas odmiču. Takođe se može uočiti pri kosmičkom mikrotalasnom pozadinskom zračenju koje je mnogo slabije zračenje od onog skorije nastalog nakon Velikog praska. Ovo pozadinsko zračenje je značajno uniformno u svim pravcima, koje su kosmolozi pokušavali da objasne početnim periodom brze inflacije (širenja) uz Veliki prasak.[24][25][26]

Struktura vasione[uredi]

Svemir se grubo rečeno sastoji od zvezdanih sistema (zbir miliona zvezda), praznog prostora, i međuzvezdane mase. Zvezdani sistemi su organizovani u zvezdane populacije, zvezdane asocijacije i zvezdana jata i superjata.

Primer spiralne galaksije (Mesje 51).

Galaksije su osnovni elementi vasione. Za sve vasionske objekte tipično je da su rastojanja između njih znatno veća od dimenzija samih objekata. U slučaju galaksija to izgleda otprilike ovako: ako zamislimo da je prosečna galaksija veličine novčića od jednog dinara (stvarne dimenzije su im reda 1.018 km), srednje rastojanje između galaksija iznosi oko jedan metar. Međugalaktički prostor ispunjen je praktično samo zračenjima čiji su izvor uglavnom zvezde u galaksijama, kao i određenom količinom veoma razređenog međugalaktičkog gasa. Galaksije nisu ravnomerno raspoređene u prostoru. One se grupišu u jata galaksija - sisteme koji mogu da sadrže od nekoliko desetina do nekoliko hiljada članova. Tek su ovakva jata galaksija statistički ravnomerno raspoređena u prostoru. Osnovne osobine vasione jesu njena homogenost i izotropnost. Ako posmatramo razne oblasti vasione uvek iste velike zapremine, u svakoj od njih ćemo, u proseku naći isti broj galaksija. U tome se sastoji homogenost vasione. Ako pak iz bilo koje tačke u vasioni vršimo posmatranje u različitim pravcima u svakom pravcu ćemo, u proseku, sresti isti broj galaksija, u tome se sastoji izortopnost vasione. Drugim rečima u vasioni ne postoji ni jedno mesto i ni jedan pravac koji bi se po ma čemu razlikovao od ostalih: svako se mesto ravnomerno može smatrati centrom vasione ili što je isto centar vasione ne postoji.

Našem posmatranju dostupan je samo određeni deo vasione, taj deo vasione nazivamo meta galaksija. Vasiona za nas, dakle nije beskonačna. Za posmatrače na zemlji postoji definisan svojevrsni horizont vasione koji je od nas podjednako udaljen u svim pravcima. Možemo se donekle slobodno izraziti i reći da je vasiona sastavljena od beskonačno mnogo metagalaksija koje se preklapaju i u proseku ne razlikuju jedna od druge.

Po danas usvojenoj interpretaciji postojanje ove granice vasione posledica je njenog širenja, proučavanjem spektra svetlosti sa udaljenih galaksija pokazalo je da su u njima spektralne linije pomerene, ka većim talasnim dužinama i to tim više što je galaksija udaljenija od nas. Ova pojava je nazvana crveni pomak, a najdoslednije se može objasniti Doplerovim efektom. Na osnovu ovoga formulisan je Hablov zakon, koji kaže da je brzina kojom se data galaksija udaljava od nas srazmerna njenoj trenutnoj udaljenosti. Dva puta dalja galaksija udaljava se dva puta brže itd. Galaksija koja se nalazi na horizontu naše metagalaksije toliko je daleko da se udaljava praktično brzinom svetlosti, pa je njena svetlost toliko pomaknuta ka velikim talasnim dužinama odnosno malim učestalostima da se više ne može osmatrati. To je poreklo horizonta vasione.

Vasiona koja se širi je u određenom trenutku svoje prošlosti to širenje morala i da počne i to iz stanja u kojem je gustina materije bila izuzetno velika. U početnom trenutku ove faze širenja morao je da se odigra neki proces koji je materiji saopštio početne nivoe koje i danas opažamo. Taj proces nazivamo Veliki prasak. Jednačine kretanja govore da se velika eksplozija odigrala pre oko 13 × 109 (13.000.000.000 godina).

Još jedna važna osobina vasione jeste i njen elementarni sastav. Ogroman eksperimentalni materijal svedoči da masu vasione čini oko 70% vodonika, oko 29% helijuma i samo oko 1% svih ostalih težih elemenata zajedno. Napomenimo još da konačnost brzine svetlosti i svih uzajamnih delovanja ima i sledeću neizbežnu posledicu. Gledajući udaljene oblasti vasione mi gledamo u njenu prošlost.

Veličina Svemira i opservabilni Svemir[uredi]

Postoji nesporazum u pogledu činjenice da li je Svemir konačan ili beskonačan prema prostornoj veličini ili zapremini.[27] Ipak opservabilni Svemir kojeg sačinjavaju sve lokacije koje imaju uticaja na nas otkako je Velikom prasku pridružena brzina svetlosti je pouzdano konačan. Rub kosmičkog svetlosnog horizonta je udaljenost od 13,7 milijardi svetlosnih godina. Sadašnja udaljenost do ruba opservabilnog Svemira je veća, otkako se Svemir širi; a procenjuje se na oko 78 milijardi svetlosnih godina. Ovo bi sačinjavalo sadašnju zapreminu poznatog Svemira, a koja je jednaka 1,9 × 1033 kubnih svetlosnih godina (pod pretpostavkom da je ovaj region savršeno sferičan). Opservabilni Svemir sadrži oko 7 × 1022 zvezda, organiziranih u oko 1010 galaksija, koje same čine galaktičke klastere i superklastere. Broj galaksija može biti čak i veći, što se zasniva na Hableovom dubokom polju opserviranim kosmičkim teleskopom Habl.

Mi živimo u centru Svemira kojeg opserviramo, prema prividnoj protivrečnosti Kopernikovog zakona koji kaže da je Svemir manje ili više uniforman i da nema primetnog centra. Ovo je jednostavno iz razloga što se svetlost ne kreće beskonačno brzo i što opserviramo samo prošlost. Što gledamo dalje i dalje, vidimo stvari iz sve bližih vremenskih epoha dok se ne približimo graničnom nultom vremenu modela Velikog praska. A pošto se svjetlost kreće istom brzinom u svim pravcima prema nama, mi živimo u centru našeg opservabilnog Svemira.

Oblik Svemira[uredi]

Važno otvoreno pitanje u kosmologiji je oblik Svemira. Kao prvo, ne zna se pouzdano da li je Svemir ravan, odnosno da li pravila Euklidove geometrije važe uopće. Danas mnogi kosmolozi smatraju da je opservabilni Svemir (prividno) ravan, s lokalnim naborima gde masivni objekti remete prostorno-vremenski kontinuum, kao što je jezero (prividno) ravno. Ovo mišljenje je dobilo na snazi najnovijim podacima Vilkinsonove mikrotalasne anizotropne sonde (WMAP), promatrajući „akustične oscilacije“ pri temperaturnim kolebanjima kosmičkog pozadinskog zračenja.

Kao drugo, ne zna se pouzdano ni da li je mnogostruko povezan. Svemir nema prostornu granicu prema standardnom modelu Velikog praska, ali ipak može biti prostorno konačan. Ovo se može shvatiti ako koristimo dvodimenzionalnu analogiju: sfera nema ruba, ali pored toga ima konačnu površinu (). To je dvodimenzionalna površina s konstantnom krivinom u trećoj dimenziji. Trodimenzionalni ekvivalent je nepovezani „sferni prostor“ koji je otkrio Bernhard Riman i koji ima konačnu zapreminu (). Uz to su sve tri dimenzije konstantno zakrivljene u četvrtoj. (Druge mogućnosti uključuju sličnu „eliptičnu površinu“ i „cilindričnu površinu“, gde su, u konfliktu s običnom geometrijom, dva kraja cilindra međusobno povezana, ali bez savijanja cilindra. Ovi su takođe dvodimenzionalni prostori s konačnim površinama, postoje i bezbrojne druge. Ipak, sfera ima jedinu i možda estetičniju zadovoljavajuću osobinu da su sve tačke na njoj geometrijski slične). Ako je Svemir zaista nepovezan a prostorno konačan, kao što je opisano, onda bi putovanje po „pravoj“ liniji u bilo kom pravcu teoretski uzrokovalo povratak u početnu tačku nakon putovanja do udaljenosti ekvivalentnoj „periferiji“ Svemira (što je nemoguće prema našem sadašnjem shvatanju Svemira, dok je njegova veličina mnogo veća od veličine opservabilnog Svemira).

Srtiktno govoreći, trebali bismo zvezde i galaksije nazvati „slikama“ zvezda i galaksija, dok je moguće da je Svemir višestruko povezan i dovoljno mali (i podesno, možda, kompleksnog oblika) koji možemo videti jedanput ili nekoliko puta iza njega u raznim i možda svim pravcima. (Zamislite kuću od ogledala). Ako bi to bilo tako, stvarni broj fizički udaljenih zvijezda i galaksija bi bio manji nego što je danas proračunato. Mada ni ova mogućnost nije isključena, rezultati najnovijeg istraživanja kosmičkog mikrotalasnog zračenja (KMZ) čine je veoma neizvesnom.

Sudbina Svemira[uredi]

Zavisno od srednje gustine materije i energije u Svemiru, on će se nastaviti širiti zauvek ili će se gravitaciono usporiti i eventualno sabiti u „velikom kolapsu“. Generalno dokazi predviđaju da ne samo da nema dovoljno mase ili energije da uzrokuje ponovno sažimanje (rekolaps), nego se čini da se to širenje Svemira ubrzava i da će se širiti celu večnost (v. ubrzavajući Svemir ili detaljnije za konačna sudbina univerzuma).[28][29]

Multiverzum[uredi]

Postoji nekoliko spekulacija o tome da višestruki svemiri egzistiraju na visokom nivou multiverzuma (poznatog i kao megaverzum) i da je naš Svemir samo jedan od njih.[30][31] (Ima galaksija iza našeg opservabilnog Svemira, ali to ne znači da bi mogle biti deo nekog drugog svemira. Ako je navedeni navod tačan, možda se naš Svemir širi do u beskonačnost.) Na primer, materija koja pada u crnu rupu u našem Svemiru bi mogla da se pojavi kao „Veliki prasak“ u drugom svemiru.

Nenaučne teorije[uredi]

Judeo-hrišćansko verovanje[uredi]

Potom reče Bog: neka budu videla na svodu nebeskom, da dele dan i noć, da budu znaci vremenima i danima i godinama; I neka svetle na svodu nebeskom, da obasjavaju zemlju. I bi tako. I stvori Bog dva videla velika: videlo veće da upravlja danom, i videlo manje da upravlja noću i zvezde. I postavi ih Bog na svodu nebeskom da obasjavaju zemlju. I da upravljaju danom i noću, i da dele svetlost od tame. I vide Bog da je dobro. I bi veče i bi jutro, dan četvrti. (1 Mojsije 1. 14-19).

Ovako se u prvoj knjizi Mojsijevoj opisuje stvaranje nebeskih tela i njihov uticaj na Zemlju. Ovo verovanje je rasprostranjeno među vernicima judeo-hrišćanskim i svima onima koji veruju biblijskim izvorima.

Filozofija[uredi]

Za Plotina, svemir je jedinstveno biće kojim vlada simpatija (simpatheia), saosećaj koji međusobno prožima i povezuje sve. To znači da se svako delovanje, ma gde bilo, oseća i prenosi i na druge delove svemira.[32]

Vidi još[uredi]

Reference[uredi]

  1. 1,0 1,1 Planck collaboration (2014). „Planck 2013 results. XVI. Cosmological parameters”. Astronomy & Astrophysics. arXiv:1303.5076Slobodan pristup. Bibcode:2014A&A...571A..16P. doi:10.1051/0004-6361/201321591. 
  2. 2,0 2,1 „Planck reveals an almost perfect universe”. Planck. ESA. 2013-03-21. Pristupljeno 2013-03-21. 
  3. Itzhak Bars; John Terning (2009). Extra Dimensions in Space and Time. Springer. str. 27ff. ISBN 978-0-387-77637-8. Pristupljeno 2011-05-01. 
  4. Paul Davies (2006). The Goldilocks Enigma. First Mariner Books. str. 43ff. ISBN 978-0-618-59226-5. Pristupljeno 2013-07-01. 
  5. NASA/WMAP Science Team (24. 1. 2014). „Universe 101: What is the Universe Made Of?”. NASA. Pristupljeno 2015-02-17. 
  6. Fixsen, D. J. (2009). „The Temperature of the Cosmic Microwave Background”. The Astrophysical Journal. 707 (2): 916—920. arXiv:0911.1955Slobodan pristup. Bibcode:2009ApJ...707..916F. doi:10.1088/0004-637X/707/2/916. 
  7. Sean Carroll, Ph.D., Cal Tech, 2007, The Teaching Company, Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe, Guidebook Part 1 pages 1 and 3, Accessed Oct. 7, 2013, "...only 5% of the Universe is made of ordinary matter, with 25 percent being some kind of unseen dark matter and a full 70% being a smoothly distributed dark energy..."
  8. NASA/WMAP Science Team (24. 1. 2014). „Universe 101: Will the Universe expand forever?”. NASA. Pristupljeno 16. 4. 2015. 
  9. Universe. Webster's New World College Dictionary, Wiley Publishing, Inc. 2010. 
  10. „Universe”. Dictionary.com. Pristupljeno 2012-09-21. 
  11. „Universe”. Merriam-Webster Dictionary. Pristupljeno 2012-09-21. 
  12. Zeilik, Michael; Gregory, Stephen A. (1998). Introductory Astronomy & Astrophysics (4th izd.). Saunders College Publishing. ISBN 0030062284. »"The totality of all space and time; all that is, has been, and will be."« 
  13. The American Heritage Dictionary of the English Language (4th izd.). Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. 2010. 
  14. Cambridge Advanced Learner's Dictionary. 
  15. Paul Copan; William Lane Craig (2004). Creation Out of Nothing: A Biblical, Philosophical, and Scientific Exploration. Baker Academic. str. 220. ISBN 9780801027338. 
  16. Alexander Bolonkin (2011). Universe, Human Immortality and Future Human Evaluation. Elsevier. str. 3—. ISBN 978-0-12-415801-6. 
  17. Duco A. Schreuder (3. 12. 2014). Vision and Visual Perception. Archway Publishing. str. 135—. ISBN 978-1-4808-1294-9. 
  18. Tegmark, Max. „The Mathematical Universe”. Foundations of Physics. 38 (2): 101—150. arXiv:0704.0646Slobodan pristup. Bibcode:2008FoPh...38..101T. doi:10.1007/s10701-007-9186-9.  a short version of which is available at Shut up and calculate. (in reference to David Mermin's famous quote "shut up and calculate" [1]
  19. Jim Holt (2012). Why Does the World Exist?. Liveright Publishing. str. 308. 
  20. Timothy Ferris (1997). The Whole Shebang: A State-of-the-Universe(s) Report. Simon & Schuster. str. 400. 
  21. Age of Universe Revised, Again
  22. Wright, Edward L. (2005) "Age of the Universe" [2]
  23. Age Estimates of Globular Clusters in the Milky Way: Constraints on Cosmology, Pristupljeno 24. 4. 2013.
  24. Joseph Silk (2009). Horizons of Cosmology. Templeton Pressr. str. 208. 
  25. Simon Singh (2005). Big Bang: The Origin of the Universe. Harper Perennial. str. 560. 
  26. C. Sivaram (1986). „Evolution of the Universe through the Planck epoch”. Astrophysics & Space Science. 125: 189. Bibcode:1986Ap&SS.125..189S. doi:10.1007/BF00643984. 
  27. Brian Greene (2011). The Hidden Reality. Alfred A. Knopf. 
  28. Hawking, Stephen (1988). A Brief History of Time. Bantam Books. str. 125. ISBN 0-553-05340-X. 
  29. „The Nobel Prize in Physics 2011”. Pristupljeno 16. 4. 2015. 
  30. Ellis, George F.R.; U. Kirchner; W.R. Stoeger (2004). „Multiverses and physical cosmology”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 347 (3): 921—936. arXiv:astro-ph/0305292Slobodan pristup. Bibcode:2004MNRAS.347..921E. doi:10.1111/j.1365-2966.2004.07261.x. 
  31. Munitz MK (1959). „One Universe or Many?”. Journal of the History of Ideas. 12 (2): 231—255. doi:10.2307/2707516. JSTOR 2707516. 
  32. Svjetska duša, Filozofijski rečnik, Matica Hrvatska, Zagreb 1984.
  33. „Antimatter”. Particle Physics and Astronomy Research Council. 28. 10. 2003. Pristupljeno 2006-08-10. 

Literatura[uredi]

Spoljašnje veze[uredi]