Най- елемент Съставът на Вселената се изчислява чрез анализ на светлината, която се излъчва и абсорбира от звезди, междузвездни облаци, квазари и други обекти. Телескопът Хъбъл значително разшири разбирането ни за състава на галактики и газ в междугалактическото пространство между тях. Смята се, че около 75% от Вселената се състои от тъмно енергия и тъмна материя, които са различни от атома и молекули които съставляват ежедневния свят около нас. По този начин съставът на по-голямата част от Вселената далеч не е разбран. Въпреки това, спектрални измервания от звезди, облаци прах и галактики ни казват елементарния състав на частта, която се състои от нормална материя.
Повечето изобилни елементи в галактиката на Млечния път
Това е таблица с елементи в млечен път, което е подобно по състав на други галактики във Вселената. Имайте предвид, че елементите представляват материя, докато я разбираме. Много повече от галактиката се състои от нещо друго!
| елемент | Елемент номер | Масова фракция (ppm) |
|---|---|---|
| водород | 1 | 739,000 |
| хелий | 2 | 240,000 |
| кислород | 8 | 10,400 |
| въглероден | 6 | 4,600 |
| неон | 10 | 1,340 |
| желязо | 26 | 1,090 |
| азот | 7 | 960 |
| силиций | 14 | 650 |
| магнезиев | 12 | 580 |
| сяра | 16 | 440 |
Най-изобилният елемент във Вселената
Точно сега най-изобилният елемент във Вселената е водород. В звездите водородните предпазители в хелий. В крайна сметка масивните звезди (около 8 пъти по-масивни от нашето Слънце) преминават през доставките си на водород. Тогава ядрото на хелия се свива, като осигурява достатъчно налягане, за да слее две хелиеви ядра във въглерод. Въглеродът се слива в кислород, който се слепва в силиций и сяра. Силицият се слива в желязо. Звездата изчерпва горивото и отива супернова, пускайки тези елементи обратно в космоса.
Така че, ако хелият се слее във въглерод, може би се чудите защо кислородът е третият най-изобилен елемент, а не въглерод. Отговорът е, защото звездите във Вселената днес не са звезди от първо поколение! Когато се образуват по-нови звезди, те вече съдържат повече от просто водород. Този път наоколо звездите запалват водорода според това, което е известно като C-N-O цикъл (където С е въглерод, N е азот и О е кислород). Въглеродът и хелият могат да се слеят заедно, за да образуват кислород. Това се случва не само в масивни звезди, но и в звезди като Слънцето, след като влезе в своята фаза на червен гигант. Въглеродът наистина излиза отзад, когато се появи супернова тип II, защото тези звезди претърпяват синтез на въглерод в кислород с почти перфектно завършване!
Как ще се промени изобилието от елементи във Вселената
Няма да сме наоколо, за да го видим, но когато Вселената е хиляди или милиони пъти по-стара от сега, хелий може изпреварват водорода като най-изобилния елемент (или не, ако достатъчно количество водород остава в пространството, далеч от другите атоми до предпазител). След много по-дълго време е възможно кислород и въглеродът може да се превърне в първия и втория най-изобилен елемент!
Състав на Вселената
И така, ако обикновената елементарна материя не представлява по-голямата част от Вселената, как изглежда нейният състав? Учените обсъждат тази тема и преразглеждат процентите, когато станат достъпни нови данни. Засега се смята, че материята и енергийният състав са:
- 73% тъмна енергия: По-голямата част от Вселената изглежда се състои от нещо, за което знаем, че няма нищо. Тъмната енергия вероятно няма маса, но материята и енергията са свързани.
- 22% тъмна материя: Тъмната материя е материал, който не излъчва радиация при дължина на вълната на спектъра. Учените не са сигурни какво точно представлява тъмната материя. Той не е наблюдаван или създаден в лаборатория. В момента най-добрият залог е, че е студена тъмна материя, вещество, състоящо се от частици, сравними с неутрино, но много по-масивни.
- 4% газ: По-голямата част от газа във Вселената е водород и хелий, намиращи се между звезди (междузвезден газ). Обикновеният газ не излъчва светлина, въпреки че го разсейва. Йонизираните газове светят, но не достатъчно ярко, за да се конкурират със светлината на звездите. Астрономите използват инфрачервени, рентгенови и радио телескопи, за да изобразят тази материя.
- 0.04% звезди: За човешките очи изглежда, че Вселената е пълна със звезди. Невероятно е да осъзнаем, че те представляват толкова малък процент от нашата реалност.
- 0,3% неутрино: Неутрино са малки, електрически неутрални частици, които се движат с близка светлинна скорост.
- 0,03% Тежки елементи: Само една малка част от Вселената се състои от елементи, по-тежки от водорода и хелия. С течение на времето този процент ще расте.