Za većinu nas nije tajna da je univerzum ekstremno velik. To što mi možemo da vidimo ('poznati univerzum') ugrubo je procenjeno na prečnik od 93.000.000.000 svetlosnih godina. To je vrlo impresivan broj, posebno ako imamo u vidu da je to samo onaj deo koji za sada vidimo. Obzirom na tako ogromnu zapreminu kosmosa, svakako da je količina materije koja ga ispunjava jednako impresivna...
Lepa šema! Ako te baš interesuje, objašnjenja za svaku od epoha možeš da pronađeš ili u našoj knjizi ili u našoj enciklopediji. Istorija vasione je nešto najzanimljiivije što ima u našim glavama...
Kada sam 2004. štampao našu drugu knjigu, 'MOLIM TE OBJASNI MI', jedno poglavlje se bavilo baš ovom temom. Tada sam bio početnik s računarima, imali smo malo dete, puno obaveza, itd. i nisam ni znao mnoge stvari. Ipak, interpolacijom, lako sam došao do podatka da u kosmosu približno ima 1,2×1079nukleona kojima kao balans stoji 1×1079elektrona. Znači, naveo sam da u kosmosu ukupno ima 2,2×1079čestica materije. Onda sam otišao dalje, dodajući tom broju i broj virtuelnih čestica, kao što su fotoni, neutrini i gravitoni... Naučne procene kažu da je broj neutrina otprilike jednak broju pozadinskih fotona, a da ovih ima između 100 miliona i 20 milijardi po barionu, te sam 'izračunao' da i jednih i drugih ima recimo po 109po barionu. Kad sam sve to sabrao, dobio sam grubu aproksimaciju od 1081– toliki bi trebalo da je broj svih nama poznatih čestica u kosmosu.
Da li bi promena računa mogla da dovere do drugačijeg rezultata?
Što više uranjamo u svet malih dimenzija, brojevi su sve neverovatniji. Naprimer, veruje se da unutar našeg vidljivog kosmosa postoji između 150 i 350 trilijardi (to je 1,5×1023i 3,5×1023) zvezda. Ali gledajući bliže, na atomskom nivou, brojevi izgledaju još nepojmljiviji.
Sem mene, i drugi su došli do procene da u nama poznatom, vidljivom kosmosu ima između 1078i 1082atoma., Po Čukeovom modifikovanom numeričkom sistemu, rečima rečeno to je između jednog i hiljadu tredeciliona čestica.
Pa ipak, ti brojevi ne odražavaju tačno koliko materije ima u univerzumu. Kao što sam već rekao, ova procena govori samo o vidljivom kosmosu koji doseže 46 milijardi svetlosnih godina u bilo kojem smeru, a bazira se na najudaljenijim osmatranim objektima.
Istorija kosmosa je počela Velikim praskom. (Veća slika.)
Iako je nedavno nemački superkompjuter napravio simulaciju i procenio da postoji oko 500 milijardi galaksija unutar osmatračkih granica, konzervativnije procene govore o oko 300 milijardi. Budući da se broj zvezda u jednoj galaksiji može popeti i do 400 milijardi, znači da ukupan broj zvezda može biti oko 1,2×1023– ili malo više od 100 trilijardi.
U proseka, svaka zvezda može da teži oko 1035grama. Prema tome, ukupna masa bi bila oko 1058grama(to je 1,0×1052tona). Budući da je poznato da svaki gram ima oko 1024protona, ili otprilike jednak broj vodonikovih atoma (pošto jedan atom vodonika ima samo jedan proton), onda bi ukupan broj vodonikovih atoma bio ugrubo oko 1086– tj. 100 kvatuordeciliona.
Unutar ovog vidljivog kosmosa, ta je materija homogeno raširena po čitavom prostoru, bar kada se gleda u razmerama većim od 300 miliona svetlosnih godina. U manjim razmerama, međutim, materija formira grudve hijerarhijski organizovane svetle materije koja nam je svima dobro poznata.
Ukratko, većina atoma je kondenzovana u obliku zvezda, većina zvezda je kondenzovana u galaksije, većina galaksija u jata, jata u superjata i, konačno, u najveće strukture kao što je Veliki Zid galaksija(tj. Sloanov Veliki Zid[1]). U manjim razmerama, ove grudve su prožete oblacima čestica prašine, oblacima gasova, asteroida i i drugih malih grudvi stelarne materije.
Prezentacija proteklog vremena od nastanka univerzuma pre 13,7 mld. godina, i njegovo širenje.
Vidljiva materija u univerzumu se takođe širi izotropski; što znači da se nijedan smer posmatranja ne razlikuje od nekog drugog i da svaka regija neba ima otprilike isti sadržaj. Univerzum se takođe kupa u talasu izotropnog mikrotalasnog zračenja koje odgovara termičkoj ravnoteži od približno 2,725 kelvina (iznad apsolutne nule).
Hipoteza da je univerzum u velikoj razmeri homogen i izotropan je poznata kao kosmološki princip. To znači da fizički zakoni jednoobrazno deluju u čitavom kosmosu i zato ne bi trebali da proizvode vidljive nepravilnosti u strukturi velikih razmera. Ta teorija je poduprta astronomskim osmatranjima koja su pomogla da se napravi mapa evolucije strukture univerzuma, koja je prvobitno određena Velikim Praskom.
Trenutni je koncenzus među naučnicima da je velika većina materije nastala u tom događaju, nakon kojega ekspanzija kosmosa nije dodala novu materiju u jednačinu. Umesto toga, veruje se da je ono što se događalo u proteklih 13,7 milijardi godina bilo jednostavno širenje odn. disperzija mase koja je prvobitno nastala. To znači, nijedan gram materije koji nije postojao na početku nije nastao tokom širenja.
Međutim, Ajnštajnova ekvivalentnost mase i energije unela je malu komplikaciju u tu teoriju. To je posledica proizašla iz teorije Specijalne relativnosti, prema kojoj dodavanje energije dovodi do povećavanju mase. Između svih fuzija i fisija, atomi se regularno konvertuju iz čestica u energiju i ponovo nazad.
Gustina atoma je veća na levoj strani (na početku eksperimenta) nego 80 milisekundi nakon simulisanja Velikog Praska.
Ipak, posmatrano u velikoj razmeri, ukupna gustina materije u univerzumu je ostala ista tokom vremena. Procenjuje se da je današnja gustina vidljivog kosmosa vrlo niska – oko 9,9×10-30grama po kubnom santimetru. Čini se da ova masa-energija sadrži 68,3% tamne energije, 26,8% tamne materije i svega 4,9% obične (svetleće) materije. To znači da je gustina atoma otprilike reda veličina jedan vodonikov atom na svaka četiri kubna metra.
Svojstva tamne energije i tamne materije su uglavnom nepoznata, i mogli bi da budu ravnomerno raspoređeni ili grupisani u grudve kao i 'normalna' materija. Međutim, veruje se da tamna materija gravitira poput obične materije i tako usporava širenje univerzuma. Nasuprot tome, tamna energija ubrzava njegovo širenje.
Dakle, da kažem još jednom: svi navedeni brojevi su samo gruba procena. Kada se koristi za procenu ukupne mase univerzuma, obično daju manje brojeve od drugih procena. I na kraju krajeva, ono što mi vidimo je samo manji deo celine.
[1]Gigantska struktura koja formira ogroman zid galaksija. Zid je dugačak 1,4 milijardi sv. godina, a nalazi se udaljen oko 1 mld. sv. godine. Sadrži nekoliko superjata, od kojih je najveća i najbogatija ona SCI 126. U njegovom otkriću je učestvovao i mlađani astronom iz Zagreba Mario Jurić(1979), koji je sa 28 godina doktorirao na Prinstonu. Zajedno sa Koradom otkrio je 125 asteroida, te jedna kometa nosi njihovo ime, 183P/Korlević-Jurić.
, 
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
