Element Obilje univerzuma

element sastav svemira izračunava se analizom svjetlosti koja se emitira i apsorbira iz zvijezda, međuzvjezdanih oblaka, kvazara i drugih objekata. Hubble teleskop uvelike je proširio naše razumijevanje sastava galaksija i plina u intergalaktičkom prostoru između njih. Smatra se da se oko 75% svemira sastoji od mraka energija i tamna materija, koje se razlikuju od atomi i molekule koji čine svakodnevni svijet oko nas. Dakle, sastav većine svemira je daleko od razumijevanja. Međutim, spektralna mjerenja zvijezda, oblaci prašine i galaksije govore nam o elementarnom sastavu dijela koji se sastoji od normalne materije.

Ovo je tablica elemenata u mliječna staza, koji je po sastavu sličan drugim galaksijama u svemiru. Imajte na umu, elementi predstavljaju materiju onako kako je mi razumijemo. Mnogo više galaksije sastoji se od nečeg drugog!

Upravo sada najobilniji element u svemiru je vodik. U zvijezdama se vodik spaja u helij. Na kraju, masivne zvijezde (oko 8 puta veće od našeg Sunca) prolaze kroz opskrbu vodikom. Tada se jezgra helija skuplja, pružajući dovoljno tlaka da se dvije jezgre helija spajaju u ugljik. Ugljik se spaja u kisik, koji se spaja u silicij i sumpor. Silicij se stapa u željezo. Zvijezdi ponestane goriva i odlazi supernova, oslobađajući te elemente natrag u svemir.

Dakle, ako se helij stapa s ugljikom, možda se pitate zašto je kisik treći najzastupljeniji element, a ne ugljik. Odgovor je zato što zvijezde u svemiru danas nisu zvijezde prve generacije! Kada se formiraju novije zvijezde, one sadrže više od vodika. Ovog puta zvijezde spajaju vodik prema onome što je poznato pod nazivom C-N-O ciklus (gdje je C ugljik, N je dušik, a O je kisik). Ugljik i helij mogu se stopiti zajedno, stvarajući kisik. To se događa ne samo kod masivnih zvijezda, već i u zvijezdama poput Sunca nakon što uđe u svoju fazu crvenog diva. Ugljik se stvarno pojavljuje iza pojave supernove tipa II, jer ove zvijezde prolaze fuziju ugljika u kisik s gotovo savršenim završetkom!

Nećemo biti oko da to vidimo, ali kad je svemir tisućama ili milionima stariji nego što je sada, helij može prevladavaju vodik kao najbogatiji element (ili ne, ako dovoljno vodika ostane u prostoru daleko od ostalih atoma do osigurač). Nakon puno dužeg vremena, moguće je kisik a ugljik može postati prvi i drugi najbogatiji elementi!

Dakle, ako obična elementarna materija ne čini većinu svemira, kako izgleda njezin sastav? Znanstvenici raspravljaju o ovoj temi i revidiraju postotak kada postanu dostupni novi podaci. Za sada se vjeruje da je sastav materije i energije:

• 73% tamne energije: Čini se da se većina svemira sastoji od nečega o čemu znamo pored ičega. Tamna energija vjerojatno nema masu, ali materija i energija su povezani.
• 22% tamne materije: Tamna tvar je tvar koja ne emitira zračenje nijednom valnom duljinom spektra. Znanstvenici nisu sigurni što je, u stvari, tamna materija. Nije uočena niti stvorena u laboratoriju. U ovom trenutku, najbolje je kladiti se da je hladna tamna tvar, tvar koja se sastoji od čestica koje se mogu usporediti s neutrinovima, ali mnogo masivnija.
• 4% plina: Većina plina u svemiru su vodik i helij, koji se nalazi između zvijezda (međuzvjezdani plin). Obični plin ne emitira svjetlost, iako ga raspršuje. Ionizirani plinovi blistaju, ali ne dovoljno jarko da bi se mogli natjecati sa svjetlošću zvijezda. Astronomi koriste sliku infracrvenim, rendgenskim i radio teleskopima za sliku ove materije.
• 0,04% Zvijezde: Ljudskim očima čini se da je svemir pun zvijezda. Nevjerojatno je shvatiti da oni predstavljaju tako mali postotak naše stvarnosti.
• 0,3% neutrali: Neutrini su sitne, električki neutralne čestice koje putuju pri brzini svjetlosti.
• 0,03% Teški elementi: Samo mali dio svemira sastoji se od elemenata težih od vodika i helija. S vremenom će taj postotak rasti.