Svemir

Svemir, kosmos, kozmos, vasiona ili univerzum jest beskonačno prostranstvo koje nas okružuje. To je ustvari vremenski prostor u kome plovi mnoštvo nebeskih tijela i koji postoji neovisno od ljudskog znanja. Još jedna od definicija navodi da je Svemir ukupnost svega što postoji, uključujući sav: prostor, vrijeme, materiju, energiju, planete, zvijezde, galaksije, intergalaktički prostor i sve iza toga.

Nebeska tijela se dijele na:

• zvijezde
• planete
• satelite
• planetoide
• komete
• meteore
• crne rupe
• neutronske zvijezde.

Zvijezde su najrasprostranjenija nebeska tijela u Svemiru. To su užarena plinovita tijela slična Suncu (sl.1). Golim okom možemo vidjeti oko 5000 zvijezda a teleskopom stotine milijardi. Udaljenosti među zvijezdama su ogromne i mjere se svjetlosnim godinama (SG). Svjetlosna godina je put dug oko 9,46 biliona kilometara što ga pređe svjetlost za godinu krećući se brzinom od 299 792 458 m/s. Sunce je Zemlji (sl.2 Arhivirano 30. 10. 2005. na Wayback Machine) najbliža zvijezda koja se nalazi na udaljenosti od 149 600 000 km ili 8,3 svjetlosne minute (sm). Osim Sunca, najbliža je Proksima Kentaura (Proxima Centauri ili Alpha Centauri C, sl.3) koja je udaljena oko 4,3 SG. Zvijezde se međusobno razlikuju po veličini, boji i sjaju. Najsjajnija zvijezda u sazviježđu Orion je Betelgez (Betelgeuze ili Alpha Orionis, sl.4), a Antares (Alpha Scorpii, sl.5) u sazviježđu Škorpion.

Universum - C. Flammarion, Holzschnitt, Paris 1888, Kolorit : Heikenwaelder Hugo, Beč 1998

Na nebu se vide zvjezdani skupovi koji nas doimaju svojim izgledom i zovu se sazviježđa ili konstelacije. Ima ih 88, a najpoznatija su: Veliki i Mali Medvjed, Škorpion, Strijelac i dr. Međutim, zvijezde se prirodno grupišu u veće zvjezdane skupove poznate kao zvjezdana jata ili klasteri. Više takvih zvjezdanih jata čini galaktiku, a galaktike opet tvore galaktičko jato ili metagalaktiku unutar prostora.

Naša galaksija se zove Mliječni put ili Kumova slama i spiralnog je oblika. Sunce se nalazi na samom rubu jednog njenog rukavca, zajedno sa još nekoliko najbližih zvijezda. Najbliže galaktike našoj su Veliki i Mali Magellanov oblak koji predstavljaju njene prirodne pratioce. Veliki Magellanov oblak (sl.6 Arhivirano 18. 2. 2006. na Wayback Machine) je udaljen 179 000, a Mali Magellanov oblak (sl.7) 210 000 SG.

Pored pomenutih nebeskih tijela i zvjezdanih sistema u Svemiru postoje i mnogi drugi zanimljivi tajanstveni objekti poput kvazara u intergalaktičkom i maglica u interstelarnom prostoru koji se kreću velikim brzinama. Udaljenosti između samih galaktika, metagalaktika i kvazara su mnogo veće od međuzvjezdanih, i kreću se u granicama od nekoliko stotina hiljada do preko miliona svjetlosnih 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 mijenja i sve se kreće. Sve u Svemiru plovi i za sve vrijede poznati prirodni zakoni. Teža nebeska tijela uvijek 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 uvijek ispunjen energijom, što svjedoči obilato elektromagnetsko zračenje koje pristiže do nas iz dalekih svemirskih prostranstava.

Pojam Svemira

U prvoj polovini 20. vijeka riječ Svemir se upotrebljavala u smislu značenja riječi cijelog prostorno-vremenskog kontinuuma u kojem egzistiramo zajedno sa svom energijom i materijom unutar njega. Pokušaji da se shvati sam smisao Svemira sa najveće tačke gledišta su napravljeni u kosmologiji, nauci koja se razvila iz fizike i astronomije. Tokom druge polovine 20. vijeka razvoj opservacione kosmologije, nazvane još i fizikalnom kosmologijom, je doveo do podjele u vezi sa značenjem riječi Svemir između opservacionih i teoretskih kosmologa, gdje su prethodni obično odbacili nadu za opserviranjem cijelog prostorno-vremenskog kontinuuma, dok su kasniji zadržali ovu nadu pokušavajući pronaći najrazumnije spekulacije za modeliranje cijelog 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 dijela Svemira kojeg možemo vidjeti ili pak opservirati. Oni koji su uvjereni u to da možemo opservirati cijeli kontinuum mogu koristiti izraz naš Svemir, odnoseći se djelimično samo na njegov poznati dio ljudskim bićima.

Širenje i starost Svemira i teorija Velikog praska

Glavni članak: Veliki prasak

Po toj teoriji najprije je bilo jedno kozmičko jaje. Sadržavalo je puno materije. Kad se to kozmičko jaje naglo počelo širiti, nastala je svemirska kaša (protoni, elektroni, fotoni i neutroni). Nakon jedne minute počeli su se stvarati jednostavni atomi helija i vodika spajanjem protona i neutrona i helija. Ti atomi su počeli okupljati slobodna tijela, pa nastaju prva plinovita tijela, koja kad su postigla kritičnu toplinu od 10.000.000 °C, nakon čega je zaopčela fuzija atoma vodika u helij i dalje. Tako su nastale prve zvijezde, a zatim i prve galaksije. Ako posmatramo ovo širenje unatrag, pristupa se gravitacionoj singularnosti, prilično apstraktnom matematičkom konceptu, koji može i ne mora se podudarati sa u kosmologiji danas. Starost Svemira se procjenjuje na oko 13,7 milijardi godina, sa nepouzdanošću od 200 miliona godina, prema NASA-inom projektu zvanom Wilkinsonova Mikrovalna Anizotropna Proba (WMAP). Ipak ovo se temelji na pretpostavkama za koje važi osnovni model korišten za analizu podataka. Ostale metode za procjenjivanje starosti Svemira daju različite godine starosti.

Fundametalni aspekt Velikog praska može se danas vidjeti u opservaciji koja se zasniva na činjenici da što su galaktike dalje od nas to brže od nas odmiču. Također se može uočiti pri kosmičkom mikrovalnom 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 objasniti početnim periodom brze inflacije (širenja) uz Veliki prasak.

Veličina Svemira i opservabilni Svemir

Postoji nesporazum u pogledu činjenice da li je Svemir konačan ili beskonačan prema prostornoj veličini ili zapremini. Ipak opservabilni Svemir kojeg sačinjavaju sve lokacije koje imaju uticaja na nas otkako je Velikom prasku pridružena brzina svjetlosti je pouzdano konačan. Rub kosmičkog svjetlosnog horizonta je udaljenost od 13,7 milijardi svjetlosnih godina. Sadašnja udaljenost do ruba opservabilnog Svemira je veća, otkako se Svemir širi; a procjenjuje se na oko 78 milijardi svjetlosnih godina. Ovo bi sačinjavalo sadašnju zapreminu poznatog Svemira, a koja je jednaka 1,9 × 10³³ kubnih svjetlosnih godina (pod pretpostavkom da je ovaj region savršeno sferičan). Opservabilni Svemir sadrži oko 7 × 10²³ zvijezda, organiziranih u oko 10¹⁰ galaktika, koje same tvore galaktičke klastere i superklastere. Broj galaktika može biti čak i veći, što se zasniva na Hubbleovom dubokom polju opserviranim kosmičkim teleskopom Hubble.

Mi živimo u centru Svemira kojeg opserviramo, prema prividnoj protivrječnosti Kopernikovog zakona koji kaže da je Svemir manje ili više uniforman i da nema primjetnog centra. Ovo je jednostavno iz razloga što se svjetlost 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

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, sa lokalnim naborima gdje masivni objekti remete prostorno-vremenski kontinuum, kao što je jezero (prividno) ravno. Ovo mišljenje je dobilo na snazi najnovijim podacima WMAP-e, 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 ($4\pi R^{2}$). To je dvodimenzionalna površina sa konstantnom krivinom u trećoj dimenziji. Trodimenzionalni ekvivalent je nepovezani "sferni prostor" koga je otkrio Bernhard Riemann (Bernard Riman) i koji ima konačnu zapreminu ($2\pi ^{2}R^{3}$). Uz to su sve tri dimenzije konstantno zakrivljene u četvrtoj. (Druge mogućnosti uključuju sličnu "eliptičnu površinu" i "cilindričnu površinu", gdje su ,u konfliktu sa običnom geometrijom, dva kraja cilindra međusobno povezana, ali bez savijanja cilindra. Ovi su također dvodimenzionalni prostori sa 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).

Striktno govoreći, trebali bismo zvijezde i galaksije nazvati "slikama" zvijezda i galaksija, dok je moguće da je Svemir višestruko povezan i dovoljno malehan (i podesno, možda, kompleksnog oblika) kojeg možemo vidjeti jedanput ili nekoliko puta iza njega u raznim i možda svim pravcima. (Zamislite kuću od ogledala). Ako bi to bilo tako, stvarni broj fizikalno udaljenih zvijezda i galaksija bi bio manji nego što je danas proračunato. Mada ni ova mogućnost nije isključena, rezultati najnovijeg istraživanja kosmičkog mikrovalnog zračenja (KMZ) čine je veoma neizvjesnom.

Sudbina Svemira

Zavisno od srednje gustoće materije i energije u Svemiru, on će se nastaviti širiti zauvijek ili će se gravitaciono usporiti i eventualno sabiti u "velikom stisku". Uopće 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 cijelu vječnost (v. ubrzavajući Svemir ili detaljnije za konačnu sudbinu Svemira).

Multiverzum

Postoji nekoliko špekulacija o tome da višestruki svemiri egzistiraju na visokom nivou multiverzuma (poznatog i kao megaverzum) i da je naš Svemir samo jedan od njih. (Ima galaktika iza našeg opservabilnog Svemira, ali to ne znači da bi mogle biti dio nekog drugog svemira. Ako je navedeni navod tačan, možda se naš Svemir širi do u beskonačnost.). Na primjer, materija koja pada u crnu rupu u našem Svemiru bi mogla da se pojavi kao "Veliki prasak" u drugom svemiru. Ipak, sve ovakve ideje su momentalno neosnovane i ne mogu se smatrati ničim drugim do špekulacijom.

Također pogledajte

• Antiuniverzum
• Paralelni Svemir
• Spisak svemirskih letova sa posadom sortiranih po programu
• Delikatno podešeni svemir

Vanjski linkovi

• Nauka 50: Kosmos (RTS Obrazovno-naučni program - Zvanični kanal)
• Znanost.com - sekcija Svemir
• Amazing Space
• Astronomy Picture of the Day
• Dark Matter, Cosmology, and Large-Scale Structure of the Universe
• Farlexova Enciklopedija-poglavlje Svemir
• http://svemir.ba