Свемир

Из Википедије, слободне енциклопедије
Свемир
Ilc 9yr moll4096.png
Старост 13,798 ± 0,037 милијарди година[1][2]
Пречник Вероватно бесконачан; 91 милијарди светлосних година (28×109 pc)[3]
Маса (обична материја) Најмање 1053 kg[4]
Просечна густина 4,5 x 10−31 g/cm3[5]
Просечна температура 2,72548 K[6]
Састојци Обична (барионска) материја (4,9%), тамна материја (26.8%), тамна енергија (68.3%)[7]
Облик Раван са само 0,4% маргином грешке[8]
Свемир — Фламарион (цртеж, Париз 1888.) и Хајкенвелдер (бојење, Беч 1998.)
Најдубља слика свемира у видљивом делу спектра.

Свемир, космос, васиона или универзум је бесконачно пространство које нас окружује.[9][10][11][12] То је уствари временски простор у коме плови мноштво небеских тела и који постоји независно од људског знања. Небеска тела делимо на: звезде, планете, сателите, планетоиде, комете, метеоре, црне рупе и неутронске звезде. Највећи део материје и енергије је највероватније у облику тамне материје и тамне енергије.[13][14]

Звезде су најраспрострањенија небеска тела у Свемиру. То су ужарена гасовита тела слична Сунцу. Голим оком можемо видети око 5000 звезда, а телескопом стотине милијарди. Удаљености међу звездама су огромне и мере се светлосним годинама (СГ). Светлосна година је пут дуг око 9,46 милијарди километара који пређе свјетлост за годину крећући се брзином од 299 792 458 m/s. Сунце је Земљи најближа звезда која се налази на удаљености од 149 600 000 km или 8,3 светлосних минута (см). Осим Сунца, најближа је Проксима Кентаури (Proxima Centauri или Alpha Centauri C) која је удаљена око 4,3 СГ. Звезде се међусобно разликују по величини, боји и сјају. Најсјајнија звезда у сазвежђу Орион је Бетелгез (Betelgeuze или Alpha Orionis), а Антарес (Alpha Scorpii) у сазвежђу Скорпион.

На небу се виде звјездани скупови који нас фасцинирају својим изгледом и зову се сазвежђа или констелације. Има их 88, а најпознатија су: Велики и Мали Медвед, Шкорпион, Стрелац и др. Међутим, звезде се природно групишу у веће звездане скупове познате као звездана јата или кластери. Више таквих звезданих јата чини галаксију, а галаксије опет чине галактичко јато или метагалаксију унутар простора.

Наша галактика се зове Млечни пут или једноставно Галаксија, и спиралног је облика. Сунце се налази на самом рубу једног њеног рукавца, заједно са још неколико најближих звезда. Најближе галаксије нашој су Велики и Мали Магеланов облак који представљају њене природне пратиоце. Велики Магеланов облак је удаљен 179 000, а Мали Магеланов облак 210 000 СГ.

Поред поменутих небеских тела и звезданих система у Свемиру постоје и многи други занимљиви тајанствени објекти попут квазара у интергалактичком и маглина у интерстеларном простору који се крећу великим брзинама. Удаљености између самих галаксија, метагалаксија и квазара су много веће од међузвезданих, и крећу се у границама од неколико стотина хиљада до преко милиона светлосних година. Те удаљености нису сталне и непрестано расту у току времена, што је узроковано феноменом познатим као ширење Свемира. То значи да Свемир није статичан него динамичан, тј. све се мења и све се креће. Све у Свемиру плови и за све вреде познати природни закони. Тежа небеска тела увек привлаче она лакша, а она лакша под утицајем силе гравитације ротирају око тих тежих. Ништа се у Свемиру не дешава случајно; све има свој узрок. Свемир је у суштини таман простор коме се не назире ни почетак ни крај; то је свод који има дубину. Он није ни празан простор (вакуум), јер је увек испуњен енергијом, што сведочи обилато електромагнетско зрачење које пристиже до нас из далеких свемирских пространстава.

Дефиниција[уреди]

Свемир је уобичајено дефинише као све што постоји, све што је икад постојало, и све што ће икад постојати.[15][16][17] Према нашем данашњем разумевању, Свемир се састоји од три конституента: простор-време, форми енергије, укључујући електромагнетну радијацију и материју, и физичких закона који их повезују. Свемир исто тако обухвата сав живот, сву историју, а неки филозофи и научници чак сугеришу да обухвата и идеје као што је математика.[18][19][20]

Појам Свемира[уреди]

У првој половини XX века реч Свемир се употребљавала у смислу значења речи целог просторно-временског континуума у којем егзистирамо заједно са свом енергијом и материјом унутар њега. Покушаји да се схвати сам смисао Свемира с највеће тачке гледишта су направљени у космологији, науци која се развила из физике и астрономије. Током друге половине XX века развој опсервационе космологије, назване још и физичком космологијом, је довео до поделе у вези с значењем речи Свемир између опсервационих и теоретских космолога, где су претходни обично одбацили наду за опсервирањем целог просторно-временског континуума, док су каснији задржали ову наду покушавајући пронаћи најразумније спекулације за моделовање целог просторно-временског континуума, успркос екстремним потешкоћама у стварању слике било којег емпиријског ограничења у овим спекулацијама и ризику од свођења на ниво метафизике.

Термини познати Свемир, опсервабилни Свемир и видљиви Свемир се често користе при описивању дела Свемира који се може видети или пак опсервирати. Они који су уверени у то да можемо опсервирати цели континуум могу користити израз наш Свемир, односећи се делимично само на његов познати део људским бићима.

Ширење, старост и теорија Великог праска[уреди]

Најважнији резултат физичке космологије, сазнање да се свемир шири, изведен је из посматрања црвеног помака уобличеног у Хаблов закон. Екстраполацијом тог ширења по времену, назад у прошлост, достиже се гравитациони сингуларитет, прилично апстрактан математички концепт, који можда одговара, а можда и не одговара стварности. Из тога је израсла теорија Великог праска, која је данас преовлађујући модел свемира. Старост свемира, рачунајући од Великог праска, према садашњим подацима које је прикупила WMAP сонда агенције НАСА (енгл. WMAP — Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, Вилкинсонова сонда микроталасне анизотропије) процењује се на око 13,7 милијарди (13,7 × 109) година, са границом грешке од око 1% (± 200 милиона година). Друге методе процене старости дају различите вредности за старост свемира које крећу од 11 милијарди до 20 милијарди година.[21][1][2] Већина оцена груписана је у опсегу 13-15 милијарди година.[22][23]

Фундаметални аспект Великог праска може се данас видети у опсервацији која се заснива на чињеници да што су галаксије даље од нас то брже од нас одмичу. Такође се може уочити при космичком микроталасном позадинском зрачењу које је много слабије зрачење од оног скорије насталог након Великог праска. Ово позадинско зрачење је значајно униформно у свим правцима, које су космолози покушавали да објасне почетним периодом брзе инфлације (ширења) уз Велики прасак.[24][25][26]

Структура васионе[уреди]

Свемир се грубо речено састоји од звезданих система (збир милиона звезда), празног простора, и међузвездане масе. Звездани системи су организовани у звездане популације, звездане асоцијације и звездана јата и суперјата.

Пример спиралне галаксије (Месје 51).

Галаксије су основни елементи васионе. За све васионске објекте типично је да су растојања између њих знатно већа од димензија самих објеката. У случају галаксија то изгледа отприлике овако: ако замислимо да је просечна галаксија величине новчића од једног динара (стварне димензије су им реда 1.018 km), средње растојање између галаксија износи око један метар. Међугалактички простор испуњен је практично само зрачењима чији су извор углавном звезде у галаксијама, као и одређеном количином веома разређеног међугалактичког гаса. Галаксије нису равномерно распоређене у простору. Оне се групишу у јата галаксија - системе који могу да садрже од неколико десетина до неколико хиљада чланова. Тек су оваква јата галаксија статистички равномерно распоређена у простору. Основне особине васионе јесу њена хомогеност и изотропност. Ако посматрамо разне области васионе увек исте велике запремине, у свакој од њих ћемо, у просеку наћи исти број галаксија. У томе се састоји хомогеност васионе. Ако пак из било које тачке у васиони вршимо посматрање у различитим правцима у сваком правцу ћемо, у просеку, срести исти број галаксија, у томе се састоји изортопност васионе. Другим речима у васиони не постоји ни једно место и ни један правац који би се по ма чему разликовао од осталих: свако се место равномерно може сматрати центром васионе или што је исто центар васионе не постоји.

Нашем посматрању доступан је само одређени део васионе, тај део васионе називамо мета галаксија. Васиона за нас, дакле није бесконачна. За посматраче на земљи постоји дефинисан својеврсни хоризонт васионе који је од нас подједнако удаљен у свим правцима. Можемо се донекле слободно изразити и рећи да је васиона састављена од бесконачно много метагалаксија које се преклапају и у просеку не разликују једна од друге.

По данас усвојеној интерпретацији постојање ове границе васионе последица је њеног ширења, проучавањем спектра светлости са удаљених галаксија показало је да су у њима спектралне линије померене, ка већим таласним дужинама и то тим више што је галаксија удаљенија од нас. Ова појава је названа црвени помак, а најдоследније се може објаснити Доплеровим ефектом. На основу овога формулисан је Хаблов закон, који каже да је брзина којом се дата галаксија удаљава од нас сразмерна њеној тренутној удаљености. Два пута даља галаксија удаљава се два пута брже итд. Галаксија која се налази на хоризонту наше метагалаксије толико је далеко да се удаљава практично брзином светлости, па је њена светлост толико помакнута ка великим таласним дужинама односно малим учесталостима да се више не може осматрати. То је порекло хоризонта васионе.

Васиона која се шири је у одређеном тренутку своје прошлости то ширење морала и да почне и то из стања у којем је густина материје била изузетно велика. У почетном тренутку ове фазе ширења морао је да се одигра неки процес који је материји саопштио почетне нивое које и данас опажамо. Тај процес називамо Велики прасак. Једначине кретања говоре да се велика експлозија одиграла пре око 13 × 109 (13.000.000.000 година).

Још једна важна особина васионе јесте и њен елементарни састав. Огроман експериментални материјал сведочи да масу васионе чини око 70% водоника, око 29% хелијума и само око 1% свих осталих тежих елемената заједно. Напоменимо још да коначност брзине светлости и свих узајамних деловања има и следећу неизбежну последицу. Гледајући удаљене области васионе ми гледамо у њену прошлост.

Величина Свемира и опсервабилни Свемир[уреди]

Постоји неспоразум у погледу чињенице да ли је Свемир коначан или бесконачан према просторној величини или запремини.[27] Ипак опсервабилни Свемир којег сачињавају све локације које имају утицаја на нас откако је Великом праску придружена брзина светлости је поуздано коначан. Руб космичког светлосног хоризонта је удаљеност од 13,7 милијарди светлосних година. Садашња удаљеност до руба опсервабилног Свемира је већа, откако се Свемир шири; а процењује се на око 78 милијарди светлосних година. Ово би сачињавало садашњу запремину познатог Свемира, а која је једнака 1,9 × 1033 кубних светлосних година (под претпоставком да је овај регион савршено сферичан). Опсервабилни Свемир садржи око 7 × 1022 звезда, организираних у око 1010 галаксија, које саме чине галактичке кластере и суперкластере. Број галаксија може бити чак и већи, што се заснива на Хаблеовом дубоком пољу опсервираним космичким телескопом Хабл.

Ми живимо у центру Свемира којег опсервирамо, према привидној противречности Коперниковог закона који каже да је Свемир мање или више униформан и да нема приметног центра. Ово је једноставно из разлога што се светлост не креће бесконачно брзо и што опсервирамо само прошлост. Што гледамо даље и даље, видимо ствари из све ближих временских епоха док се не приближимо граничном нултом времену модела Великог праска. А пошто се свјетлост креће истом брзином у свим правцима према нама, ми живимо у центру нашег опсервабилног Свемира.

Облик Свемира[уреди]

Важно отворено питање у космологији је облик Свемира. Као прво, не зна се поуздано да ли је Свемир раван, односно да ли правила Еуклидове геометрије важе уопће. Данас многи космолози сматрају да је опсервабилни Свемир (привидно) раван, с локалним наборима где масивни објекти ремете просторно-временски континуум, као што је језеро (привидно) равно. Ово мишљење је добило на снази најновијим подацима Вилкинсоноve mикроталасне анизотропne sонде (WMAP), проматрајући „акустичне осцилације“ при температурним колебањима космичког позадинског зрачења.

Као друго, не зна се поуздано ни да ли је многоструко повезан. Свемир нема просторну границу према стандардном моделу Великог праска, али ипак може бити просторно коначан. Ово се може схватити ако користимо дводимензионалну аналогију: сфера нема руба, али поред тога има коначну површину (). То је дводимензионална површина с константном кривином у трећој димензији. Тродимензионални еквивалент је неповезани „сферни простор“ који је открио Бернхард Риман и који има коначну запремину (). Уз то су све три димензије константно закривљене у четвртој. (Друге могућности укључују сличну „елиптичну површину“ и „цилиндричну површину“, где су, у конфликту с обичном геометријом, два краја цилиндра међусобно повезана, али без савијања цилиндра. Ови су такође дводимензионални простори с коначним површинама, постоје и безбројне друге. Ипак, сфера има једину и можда естетичнију задовољавајућу особину да су све тачке на њој геометријски сличне). Ако је Свемир заиста неповезан а просторно коначан, као што је описано, онда би путовање по „правој“ линији у било ком правцу теоретски узроковало повратак у почетну тачку након путовања до удаљености еквивалентној „периферији“ Свемира (што је немогуће према нашем садашњем схватању Свемира, док је његова величина много већа од величине опсервабилног Свемира).

Сртиктно говорећи, требали бисмо звезде и галаксије назвати „сликама“ звезда и галаксија, док је могуће да је Свемир вишеструко повезан и довољно мали (и подесно, можда, комплексног облика) који можемо видети једанпут или неколико пута иза њега у разним и можда свим правцима. (Замислите кућу од огледала). Ако би то било тако, стварни број физички удаљених звијезда и галаксија би био мањи него што је данас прорачунато. Мада ни ова могућност није искључена, резултати најновијег истраживања космичког микроталасног зрачења (КМЗ) чине је веома неизвесном.

Судбина Свемира[уреди]

Зависно од средње густине материје и енергије у Свемиру, он ће се наставити ширити заувек или ће се гравитационо успорити и евентуално сабити у „великом колапсу“. Генерално докази предвиђају да не само да нема довољно масе или енергије да узрокује поновно сажимање (реколапс), него се чини да се то ширење Свемира убрзава и да ће се ширити целу вечност (в. убрзавајући Свемир или детаљније за коначна судбина универзума).[28][29]

Мултиверзум[уреди]

Постоји неколико спекулација о томе да вишеструки свемири егзистирају на високом нивоу мултиверзума (познатог и као мегаверзум) и да је наш Свемир само један од њих.[30][31] (Има галаксија иза нашег опсервабилног Свемира, али то не значи да би могле бити део неког другог свемира. Ако је наведени навод тачан, можда се наш Свемир шири до у бесконачност.) На пример, материја која пада у црну рупу у нашем Свемиру би могла да се појави као „Велики прасак“ у другом свемиру.

Ненаучне теорије[уреди]

Јудео-хришћанско веровање[уреди]

Потом рече Бог: нека буду видела на своду небеском, да деле дан и ноћ, да буду знаци временима и данима и годинама; И нека светле на своду небеском, да обасјавају земљу. И би тако. И створи Бог два видела велика: видело веће да управља даном, и видело мање да управља ноћу и звезде. И постави их Бог на своду небеском да обасјавају земљу. И да управљају даном и ноћу, и да деле светлост од таме. И виде Бог да је добро. И би вече и би јутро, дан четврти. (1 Мојсије 1. 14-19).

Овако се у првој књизи Мојсијевој описује стварање небеских тела и њихов утицај на Земљу. Ово веровање је распрострањено међу верницима јудео-хришћанским и свима онима који верују библијским изворима.

Филозофија[уреди]

За Плотина, свемир је јединствено биће којим влада симпатија (симпатхеиа), саосећај који међусобно прожима и повезује све. То значи да се свако деловање, ма где било, осећа и преноси и на друге делове свемира.[32]

Види још[уреди]

Референце[уреди]

  1. 1,0 1,1 collaboration, Planck (2014). „Planck 2013 results. XVI. Cosmological parameters”. Astronomy & Astrophysics. Bibcode:2014A&A...571A..16P. arXiv:1303.5076Слободан приступ. doi:10.1051/0004-6361/201321591. 
  2. 2,0 2,1 „Planck reveals an almost perfect universe”. Planck. ESA. 2013-03-21. Приступљено 2013-03-21. 
  3. Itzhak Bars; John Terning (2009). Extra Dimensions in Space and Time. Springer. стр. 27ff. ISBN 978-0-387-77637-8. Приступљено 2011-05-01. 
  4. Paul Davies (2006). The Goldilocks Enigma. First Mariner Books. стр. 43ff. ISBN 978-0-618-59226-5. Приступљено 2013-07-01. 
  5. NASA/WMAP Science Team (24. 1. 2014). „Universe 101: What is the Universe Made Of?”. NASA. Приступљено 2015-02-17. 
  6. Fixsen, D. J. (2009). „The Temperature of the Cosmic Microwave Background”. The Astrophysical Journal. 707 (2): 916—920. Bibcode:2009ApJ...707..916F. arXiv:0911.1955Слободан приступ. 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. Приступљено 16. 4. 2015. 
  9. Universe. Webster's New World College Dictionary, Wiley Publishing, Inc. 2010. 
  10. „Universe”. Dictionary.com. Приступљено 2012-09-21. 
  11. „Universe”. Merriam-Webster Dictionary. Приступљено 2012-09-21. 
  12. Zeilik, Michael; Gregory, Stephen A. (1998). Introductory Astronomy & Astrophysics (4th изд.). Saunders College Publishing. ISBN 0-03-006228-4. »"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 изд.). 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. стр. 220. ISBN 9780801027338. 
  16. Bolonkin, Alexander (2011). Universe, Human Immortality and Future Human Evaluation. Elsevier. стр. 3. ISBN 978-0-12-415801-6. 
  17. Schreuder, Duco A. (2014). Vision and Visual Perception. Archway Publishing. стр. 135. ISBN 978-1-4808-1294-9. 
  18. Tegmark, Max. „The Mathematical Universe”. Foundations of Physics. 38 (2): 101—150. Bibcode:2008FoPh...38..101T. arXiv:0704.0646Слободан приступ. 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. Holt, Jim (2012). Why Does the World Exist?. Liveright Publishing. стр. 308. 
  20. Ferris, Timothy (1997). The Whole Shebang: A State-of-the-Universe(s) Report. Simon & Schuster. стр. 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, Приступљено 24. 4. 2013.
  24. Silk, Joseph (2009). Horizons of Cosmology. Templeton Pressr. стр. 208. 
  25. Singh, Simon (2005). Big Bang: The Origin of the Universe. Harper Perennial. стр. 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. Greene, Brian (2011). The Hidden Reality. Alfred A. Knopf. 
  28. Hawking, Stephen (1988). A Brief History of Time. Bantam Books. стр. 125. ISBN 0-553-05340-X. 
  29. „The Nobel Prize in Physics 2011”. Приступљено 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. Bibcode:2004MNRAS.347..921E. arXiv:astro-ph/0305292Слободан приступ. doi:10.1111/j.1365-2966.2004.07261.x. 
  31. MK, Munitz (1959). „One Universe or Many?”. Journal of the History of Ideas. 12 (2): 231—255. JSTOR 2707516. doi:10.2307/2707516. 
  32. Svjetska duša, Filozofijski rečnik, Matica Hrvatska, Zagreb 1984.
  33. „Antimatter”. Particle Physics and Astronomy Research Council. 28. 10. 2003. Приступљено 2006-08-10. 

Литература[уреди]

  • Universe. Webster's New World College Dictionary, Wiley Publishing, Inc. 2010. 
  • Bartel, Leendert van der Waerden (1987). „The Heliocentric System in Greek, Persian and Hindu Astronomy”. Annals of the New York Academy of Sciences. 500 (1): 525—545. Bibcode:1987NYASA.500..525V. doi:10.1111/j.1749-6632.1987.tb37224.x. 
  • Landau, Lev, Lifshitz, E.M. (1975). The Classical Theory of Fields (Course of Theoretical Physics). 2 (revised 4th English изд.). New York: Pergamon Press. стр. 358—397. ISBN 978-0-08-018176-9. 
  • Liddell, H. G. & Scott, R. (1968). A Greek-English Lexicon. Oxford University Press. ISBN 0-19-864214-8. 
  • Misner, C.W., Thorne, Kip, Wheeler, J.A. (1973). Gravitation. San Francisco: W. H. Freeman. стр. 703—816. ISBN 978-0-7167-0344-0. 
  • Rindler, W. (1977). Essential Relativity: Special, General, and Cosmological. New York: Springer Verlag. стр. 193—244. ISBN 0-387-10090-3. 
  • Weinberg, S. (1993). The First Three Minutes: A Modern View of the Origin of the Universe (2nd updated изд.). New York: Basic Books. ISBN 978-0-465-02437-7. OCLC 28746057.  For lay readers.
  • Nussbaumer, Harry; Bieri, Lydia; Sandage, Allan (2009). Discovering the Expanding Universe. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-51484-2. 

Спољашње везе[уреди]