Evrenin son derece geniş bir yer olduğu bir sır değil. Ve bu alanın hacmine bakıldığında, içerdiği madde miktarının da benzer şekilde etkileyici olacağını bekleyebiliriz.
Ama ilginç bir şekilde, bu konuya en küçük ölçeklerde baktığınızda, sayılar en akıl almaz hale geliyor. Örneğin, gözlemlenebilir evrenimizde 120 ila 300 sextillion (1.2 x 10²³ ila 3.0 x 10²³) yıldız bulunduğuna inanılmaktadır. Fakat daha yakından bakıldığında, atom ölçeğinde, sayılar daha da anlaşılmaz hale geliyor.
Bu düzeyde, 10 arasında olduğu tahmin edilmektedir.78 10'a kadar82 bilinen, gözlemlenebilir evrendeki atomlar. Layman'ın terimleriyle, bu on katrilyon vigintilyon ile yüz bin katrilyon vigintilyon atomu için geçerlidir.
Yine de, bu sayılar evrenin gerçekte ne kadar önemli olabileceğini tam olarak yansıtmıyor. Daha önce de belirtildiği gibi, bu tahmin sadece herhangi bir yönde 46 milyar ışıkyılıya ulaşan ve uzayın genişlemesinin gözlemlenen en uzak nesneleri nereye aldığını temel alan gözlemlenebilir evreni açıklamaktadır.
Bir Alman süper bilgisayarı yakın zamanda bir simülasyon yürütürken ve gözlem aralığında yaklaşık 500 milyar galaksinin var olduğunu tahmin ederken, daha muhafazakar bir tahmin, sayıyı 300 milyar civarında tutuyor. Bir galaksideki yıldız sayısı 400 milyara kadar çıkabildiğinden, toplam yıldız sayısı yaklaşık 1.2 × 10 olabilir23 - ya da 100'den fazla sekstilyondan fazla.
Ortalama olarak, her yıldız yaklaşık 10 ağırlığında olabilir35 gram. Böylece, toplam kütle yaklaşık 1058 gram (1.0 x 1052 metrik ton). Maddenin her gramının yaklaşık 10 olduğu bilinmektedir.24 protonlar veya yaklaşık aynı sayıda hidrojen atomu (bir hidrojen atomunun sadece bir protonu olduğundan), toplam hidrojen atomu sayısı kabaca olur 1086 - diğer adıyla. yüz bin katrilyon vigintilyon.
Bu gözlemlenebilir evrende, bu madde, en azından 300 milyon ışıkyılıdan daha uzun mesafelerde ortalandığında ortalama olarak homojen olarak yayılır. Bununla birlikte, daha küçük ölçeklerde, maddenin hepimizin aşina olduğu hiyerarşik olarak düzenlenmiş aydınlık maddenin yığınlarına dönüştüğü görülmektedir.
Kısacası, atomların çoğu yıldızlara yoğunlaşır, çoğu yıldız galaksilere, çoğu galaksiye kümelere, çoğu kümeye üst kümelere ve son olarak galaksilerin Büyük Duvarı (yani Sloan Seddi) gibi en büyük yapılara yoğunlaşır. . Daha küçük ölçekte, bu kümelere toz parçacıkları, gaz bulutları, asteroitler ve diğer küçük yıldız kümeleri bulutları nüfuz eder.
Evrenin gözlemlenebilir maddesi de izotropik olarak yayılır; yani hiçbir gözlem yönü diğerlerinden farklı görünmez ve gökyüzünün her bölgesi kabaca aynı içeriğe sahiptir. Evren ayrıca, yaklaşık 2.725 kelvin (Mutlak Sıfır'ın hemen üzerinde) bir termal dengeye karşılık gelen yüksek derecede izotropik mikrodalga radyasyon dalgasına da batırılır.
Büyük ölçekli evrenin homojen ve izotropik olduğu hipotezi kozmolojik prensip olarak bilinir. Bu, fiziksel yasaların evren boyunca eşit olarak hareket ettiğini ve bu nedenle büyük ölçekli yapıda gözlemlenebilir düzensizlikler üretmemesi gerektiğini belirtir. Bu teori, başlangıçta Büyük Patlama tarafından ortaya konulduğu için evrenin yapısının evrimini çizmeye yardımcı olan astronomik gözlemlerle desteklenmiştir.
Bilim adamları arasındaki mevcut fikir birliği, bu olayda maddenin büyük çoğunluğunun yaratıldığı ve o zamandan beri Evrenin genişlemesinin denkleme yeni bir madde eklemediğidir. Aksine, son 13.7 milyar yıldır gerçekleşmekte olan şeyin başlangıçta yaratılmış olan kitlelerin genişlemesi ya da dağılması olduğuna inanılmaktadır. Yani, bu genişleme sırasında başlangıçta orada olmayan hiçbir madde eklenmedi.
Bununla birlikte, Einstein’ın kütle ve enerji eşdeğeri, bu teori için küçük bir komplikasyon oluşturur. Bu, bir nesneye enerji eklenmesinin kütlesini aşamalı olarak arttırdığı Özel Görelilikten kaynaklanan bir sonuçtur. Tüm füzyonlar ve fisyonlar arasında, atomlar düzenli olarak parçacıklardan enerjilere ve tekrar geri dönüştürülür.
Bununla birlikte, büyük ölçekte gözlemlendiğinde, evrenin genel madde yoğunluğu zamanla aynı kalır. Gözlenebilir evrenin mevcut yoğunluğunun çok düşük olduğu tahmin edilmektedir - kabaca 9.9 × 10-30 santimetre küp başına gram. Bu kütle enerjisi% 68.3 karanlık enerji,% 26.8 karanlık madde ve sadece% 4.9 sıradan (aydınlık) maddeden oluşur. Böylece atomların yoğunluğu, her dört metreküp hacim için tek bir hidrojen atomu düzeyindedir.
Karanlık enerjinin ve karanlık maddenin özellikleri büyük ölçüde bilinmemektedir ve normal madde gibi kümelerde eşit olarak dağıtılabilir veya organize edilebilir. Bununla birlikte, karanlık maddenin sıradan madde gibi yerçekimine maruz kaldığına ve dolayısıyla Evrenin genişlemesini yavaşlatmaya çalıştığına inanılmaktadır. Aksine, karanlık enerji genişlemesini hızlandırır.
Bir kez daha, bu sayı sadece kabaca bir tahmindir. Evrenin toplam kütlesini tahmin etmek için kullanıldığında, genellikle diğer tahminlerin öngördüğünden daha azdır. Ve sonunda, gördüğümüz şey bütünün daha küçük bir kısmı.
Space Magazine'deki Evrendeki madde miktarı ile ilgili birçok makalemiz var, örneğin Evrendeki Kaç Gökada ve Samanyolu'nda Kaç Yıldız Var?
NASA'nın evrende de kaç tane gökada var gibi makaleleri var. ve Galaksimizdeki Yıldızlarla ilgili bu yazı.
Ayrıca Galaksiler ve Değişken Yıldızlar konusunda Astronomi Cast'den podcast bölümlerimiz var.
