Вселената е изпълнена с милиарди галактики и трилиони звезди, заедно с почти неизброим брой планети, луни, астероиди, комети и облаци прах и газ - всички се вихрят в необятността на космоса.
Но ако увеличим мащаба, какви са градивните елементи на тези небесни тела и откъде са дошли?
Водородът е най-често срещаният елемент, открит във Вселената, следван от хелий; заедно те съставляват почти цялата обикновена материя. Но това представлява само една малка част от Вселената - около 5%. Всичко останало е направено от неща, които не могат да се видят и могат да бъдат открити само косвено.
Предимно водород
Всичко започна с Големия взрив, преди около 13,8 милиарда години, когато свръх горещата и гъсто опакована материя внезапно и бързо се разшири във всички посоки наведнъж. Милисекунди по-късно новородената вселена е била огромна маса от неутрони, протони, електрони, фотони и други субатомни частици, въртящи се на около 100 милиарда градуса по Келвин, според НАСА.
Всяка част от материята, която съставя всички познати елементи в периодичната таблица - и всеки обект във Вселената, от черни дупки до масивни звезди до петънци от космическия прах - е създаден по време на Големия взрив, каза Нета Бахкол, професор по астрономия в катедрата по астрофизични науки в Принстънския университет в Ню Джърси.
"Ние дори не знаем законите на физиката, които биха съществували в толкова гореща и плътна среда", каза Бахкол пред Live Science.
Около 100 секунди след Големия взрив температурата спадна до все още кипящия 1 милиард градуса Келвин. Към приблизително 380 000 години по-късно Вселената се е охладила достатъчно, за да се съберат протони и неутрони и да образуват литий, хелий и водороден изотоп деутерий, докато свободните електрони са били хванати да образуват неутрални атоми.
Тъй като в ранната Вселена имаше толкова много протони, ципиращи наоколо, водородът - най-лекият елемент, само с един протон и един неутрон - стана най-изобилният елемент, съставляващ почти 95% процента от атомите на Вселената. Близо до 5% от атомите на Вселената са хелий, според НАСА. Тогава, около 200 милиона години след Големия взрив, първите звезди се образуват и произвеждат останалите елементи, които съставляват част от останалите 1% от цялата обикновена материя във Вселената.
Невиждани частици
Нещо друго е създадено по време на Големия взрив: тъмна материя. "Но не можем да кажем под каква форма е приела, защото не сме открили тези частици", каза Бахкол пред Live Science.
Тъмната материя не може да бъде наблюдавана пряко - все още - но нейните пръстови отпечатъци са запазени в първата светлина на Вселената или космическото микровълново фоново лъчение (CMB) като малки колебания в радиацията, каза Бахкол. Учените за първи път предложиха съществуването на тъмна материя през 30-те години на миналия век, като теоретизират, че невидимото привличане на тъмната материя трябва да бъде това, което държи заедно бързо движещите се клъстери от галактики. Десетилетия по-късно, през 70-те години на миналия век, американският астроном Вера Рубин намери по-косвени доказателства за тъмната материя в по-бързите от очакваното скорости на въртене на звездите.
Въз основа на откритията на Рубин, астрофизиците изчисляват, че тъмната материя - въпреки че не може да бъде видяна или измерена - трябва да съставлява значителна част от Вселената. Но преди около 20 години учените откриха, че Вселената държи нещо дори по-странно от тъмната материя; тъмна енергия, която се смята за значително по-изобилна от материята или тъмната материя.
Неотразима сила
Откриването на тъмната енергия се случи, защото учените се зачудиха дали има достатъчно тъмна материя във Вселената, която да доведе до разширяване, което да разпръсне навън или да обърне посоката, което доведе до разрушаване на Вселената навътре върху себе си.
Ето, когато екип от изследователи изследваха това в края на 90-те, те откриха, че Вселената не само не се срива, а се разширява навън с все по-бързи темпове. Групата определи, че неизвестна сила - наречена тъмна енергия - се тласка към Вселената във видимата празнота на пространството и ускорява нейната инерция; откритията на учените спечелиха физиците Адам Риес, Брайън Шмит и Саул Перлмутер Нобелова награда по физика през 2011 г.
Модели на силата, необходима за обясняване на скоростта на ускоряване на разширяването на Вселената, предполагат, че тъмната енергия трябва да представлява между 70% и 75% от Вселената. Междувременно тъмната материя представлява около 20% до 25%, докато така наречената обикновена материя - нещата, които всъщност можем да видим - се изчислява на по-малко от 5% от Вселената, каза Бахкол.
Като се има предвид, че тъмната енергия съставлява около три четвърти от Вселената, разбирането й е вероятно най-голямото предизвикателство пред учените днес, астрофизикът Марио Ливио, след това с Научния институт за космически телескопи в Университета Джон Хопкинс в Балтимор, Мериленд, заяви пред сестринския сайт на Live Science Space.com през 2018г.
"Докато тъмната енергия не е играла огромна роля в еволюцията на Вселената в миналото, тя ще играе доминиращата роля в еволюцията в бъдеще", каза Ливио. "Съдбата на Вселената зависи от естеството на тъмната енергия."
