.
Ως σύμπαν εννοούμε το σύνολο όλης της ύπαρξης, του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος.[1][2] Σύμφωνα με την επιστήμη το σύμπαν αφορά το χωροχρονικό συνεχές, στο οποίο περιλαμβάνεται το σύνολο της ύλης και της ενέργειας.
Το σύμπαν, στις μεγάλες διαστάσεις του, είναι αντικείμενο μελέτης της επιστήμης της αστροφυσικής. Στις πολύ μικρές διαστάσεις το σύμπαν το εξερευνά η κβαντική μηχανική. Ενδιάμεσα προσπαθούν να κατανοήσουν τη λειτουργία του και την υπόστασή του όλες οι επιστήμες.
Επί του ορισμού
Οι γνωστές μορφές της ενέργειας, όπως το φως, η θερμότητα, κτλ συνδέονται με την ύλη μέσα από σχέσεις ανταλλαγής. Σύμφωνα με την σύγχρονη Φυσική υπάρχει ισοδυναμία μεταξύ ύλης και ενέργειας, οπότε και οι δύο συνολικά απαρτίζουν το σύμπαν. Μέσα στο σύμπαν ενδεχομένως περιλαμβάνεται και η σκοτεινή ύλη, όχι όμως απαραίτητα και η σκοτεινή ενέργεια.
Το σύμπαν αφορά την τωρινή κατάσταση της ύλης και της ενέργειάς του. Η εικόνα της παρατήρησης αστέρων, γαλαξιών κλπ είναι ψευδής σε ότι αφορά το παρόν και δεν αποτελεί κατ' ανάγκη τη μορφή που έχει το σύμπαν σήμερα, καθώς ένας αστέρας πχ μπορεί να έχει πάψει να υπάρχει και να μην το γνωρίζουμε ακόμα γιατί δεν έχει ταξιδέψει ως εμάς η πληροφορία αυτή μέσω του φωτός. Υποθέτοντας πως στο σύμπαν δεν εισρέει ύλη ή ενέργεια, και ούτε χάνονται από αυτό, η εικόνα του παρελθόντος, με βάση την ισοδυναμία ύλης και ενέργειας, μας βοηθά να εκτιμήσουμε ποσοτικά το σύνολό τους.
Σχήμα
Το Σύμπαν υποστηρίζεται ότι δεν είναι ούτε «άμορφο» ούτε «άπειρο», αλλά έχει πέρατα.[εκκρεμεί παραπομπή] Απόψεις της τελευταίας πεντηκονταετίας συγκλίνουν σε αυτήν την άποψη, ότι δηλαδή το Σύμπαν είναι περιορισμένο, «περατό». Αυτή ήταν θέση και του Άλμπερτ Αϊνστάιν[εκκρεμεί παραπομπή].
Θεωρίες όπως αυτή της μεγάλης έκρηξης εκτιμούν ότι το σχήμα του Σύμπαντος είναι, το πιθανότερο, υπερσφαιρικό. Μια υπερσφαίρα (η οποία ορίζεται σε 4 διαστάσεις) μπορεί να νοηθεί αφαιρετικά ως μια σφαίρα τριών διαστάσεων της οποίας η ακτίνα συνεχώς μεταβάλλεται, μοιάζοντας με μπαλόνι που διαστέλλεται. Αυτή η διαστολή φαίνεται να συνεχίζεται από τη δημιουργία του μέχρι σήμερα, σύμφωνα με το μοντέλο της μεγάλης έκρηξης.
Έκταση
Επειδή οι αποστάσεις μεταξύ των μελών του Σύμπαντος, των ουρανίων σωμάτων, είναι πάρα πολύ μεγάλες κατέστη αναγκαίο στην Αστρονομία να γίνει χρήση μιας μεγάλης μονάδας μήκους, που ονομάζεται έτος φωτός (ε.φ.) / light year (l.y.) και που δεν είναι τίποτα άλλο από την απόσταση που διανύει το φως, με τη γνωστή ταχύτητά του, των σχεδόν 300.000 km/s (για την ακρίβεια 299.792,458 km/s) σε χρονική διάρκεια ενός έτους. Tο έτος φωτός ισούται με 9,465×1012 km.
Παρά τη μεγάλη ισχύ των σημερινών τηλεσκοπίων το πέρας του Σύμπαντος δεν είναι καν αντιληπτό.
Από το Αστεροσκοπείο του Πάλομαρ (Palomar Observatory), όπου βρίσκεται ένα από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια του κόσμου, διακρίνονται ουράνια σώματα και πέραν της απόστασης των 2 δισεκατομμυρίων ε.φ. Επίσης, από τα μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια είναι δυνατόν οι αστρονόμοι να διεισδύσουν στον χώρο του Σύμπαντος μέχρι των έξι δισεκατομμυρίων ε.φ. Και όμως το Σύμπαν τελικά είναι τόσο μεγάλο, που θα χρειασθεί να κατασκευασθούν πολύ ισχυρότερα τηλεσκόπια για να κατορθωθεί να γίνει αντιληπτή η έκτασή του στο σύνολό της.
Η έκταση του ορατού Σύμπαντος είναι άμεσα συνδεδεμένη με την ηλικία του, της οποίας η πιο ακριβής εκτίμηση αυτή τη στιγμή είναι 13,73 ± 0,12 δισεκατομμύρια έτη. Τούτο συνεπάγεται ότι, με βάση την ειδική σχετικότητα, η ακτίνα του εκτιμάται στα 13,7 δισεκατομμύρια ε.φ., δηλαδή η απόσταση που μπορεί να έχει διανύσει το φως στο προηγούμενο χρονικό διάστημα από την εποχή του Big Bang. Όμως με βάση τη γενική σχετικότητα, λόγω της διαστολής του χώρου, η ακτίνα του ορατού Σύμπαντος εκτιμάται στα 46 δισεκατομμύρια ε.φ. ( 1 ). Πολλές παρατηρήσεις επαληθεύουν την υπόθεση διαστολής, για παράδειγμα η παρατηρούμενη μετάθεση προς το ερυθρό της ακτινοβολίας από πολύ μακρινούς γαλαξίες. Υποθέτοντας ότι το Σύμπαν είναι σχεδόν επίπεδο ως προς την καμπυλότητά του, ο όγκος του υπολογίζεται σε 3×1080 m3.
Η διάμετρος ενός μεσαίου μεγέθους γαλαξία είναι της τάξης των 40 ± 10 χιλιάδων ε.φ. και η μέση απόσταση μεταξύ δύο μεγάλων γαλαξιών είναι της τάξης των 1-3 εκατομμύρια ε.φ. Ο δικός μας Γαλαξίας έχει διάμετρο περίπου 100 χιλιάδες ε.φ. και η απόσταση του από τον γειτονικό γαλαξία της Ανδρομέδας είναι περίπου 2,54 ± 0,06 εκατομμύρια ε.φ.
Υλικό περιεχόμενο
Το ορατό Σύμπαν περιέχει περίπου 3 ως 7×1022 άστρα, τα οποία είναι οργανωμένα σε περίπου 8×1010 γαλαξίες και οι οποίοι με την σειρά τους συγκροτούν σμήνη και υπερσμήνη. Ο αριθμός των ατόμων στο ορατό Σύμπαν υπολογίζεται σε περίπου 1080.
Η χωρική καμπυλότητα του ορατού Σύμπαντος είναι κοντά στο μηδέν, η οποία σύμφωνα με τα σύγχρονα κοσμολογικά μοντέλα δείχνει ότι η παράμετρη πυκνότητα του Σύμπαντος πρέπει να είναι κοντά σε μία συγκεκριμένη κρίσιμη τιμή. Η τιμή αυτή έχει υπολογισθεί σε 9.9×10−27 kg/m3, ή περίπου 5,9 άτομα υδρογόνου/πρωτονίων ανά κυβικό μέτρο. Σύγχρονες παρατηρήσεις υπολογίζουν την ορατή ύλη στο 4,6% του περιεχομένου του ορατού Σύμπαντος, με το υπόλοιπο 23% να αποτελείται από ψυχρή σκοτεινή ύλη και περίπου 72% από σκοτεινή ενέργεια. Συνεπώς, το ορατό Σύμπαν έχει μία μέση πυκνότητα ορατής ύλης περίπου 0,27 ατόμων υδρογόνου/πρωτονίων ανά κυβικό μέτρο.
Διαίρεση
Όλα τα ουράνια σώματα του Σύμπαντος ανήκουν σε δύο συστήματα:
Το Ηλιακό σύστημα ή Κοπερνίκειο σύστημα* στο οποίο περιλαμβάνονται ο Ήλιος, οι Πλανήτες, οι δορυφόροι τους, οι Κομήτες, οι διάττοντες αστέρες, οι αερόλιθοι και οι βολίδες.
Το Σύστημα των απλανών που περιλαμβάνει τους αστέρες και τα νεφελώματα.
(*)Ονομάζεται ηλιακό σύστημα επειδή ο Ήλιος είναι το κέντρο του συστήματος και Κοπερνίκειο από το όνομα του αστρονόμου, που βασιζόμενος στη θεωρία των Πυθαγόρειων, απέδειξε ότι ο Ήλιος είναι ακίνητος και περί αυτόν περιφέρονται η Γη, οι Πλανήτες και οι δορυφόροι τους. Προ του Κοπερνίκειου συστήματος ήταν σε χρήση το Πτολεμαϊκό σύστημα όπου η Γη ήταν το κέντρο ακίνητη και περί αυτής περιφέρονταν ο Ήλιος, οι Πλανήτες και οι δορυφόροι τους.
Είδη ουρανίων σωμάτων
Γενικά τα ουράνια σώματα διακρίνονται σε πλανήτες και απλανείς ή αστέρες .
Α. Πλανήτες (Planets) είναι τα ουράνια σώματα που κινούνται (πλανώνται) γύρω από τον Ήλιο σε ελλειπτικές τροχιές σύμφωνα με τους Νόμους του Κέπλερ.
Χαρακτηριστικά γνωρίσματα των Πλανητών είναι:
Μεταβάλλονται οι γωνιώδεις αποστάσεις μεταξύ τους και σε σχέση με τους απλανείς.
Είναι σώματα ετερόφωτα.
Το εκπεμπόμενο από αυτούς φως είναι σταθερό.
Παρατηρούμενοι με τηλεσκόπιο μεγεθύνονται λόγω της μικρής σχετικά απόστασης.
Κυριότερος πλανήτης του Ηλιακού συστήματος είναι η Γη.
Β. Απλανείς ή Αστέρες (Stars) χαρακτηρίζονται οι λίαν απομακρυσμένοι ήλιοι, δηλαδή οι αστέρες που μένουν ακίνητοι στο χώρο (δεν πλανώνται). Χαρακτηριστικά γνωρίσματα των απλανών είναι:
Δεν μεταβάλλονται οι μεταξύ τους γωνιώδεις αποστάσεις.
Είναι σώματα αυτόφωτα
Παρατηρούμενοι με τηλεσκόπιο δεν μεγεθύνονται λόγω της πολύ μεγάλης απόστασης.
Το εκπεμπόμενο απ΄ αυτούς φως δεν είναι σταθερό, αλλά παρουσιάζει στίλβη.
Παραπομπές - σημειώσεις
Jim Holt (2012). Why Does the World Exist?. Liveright Publishing, σελ. 308.
Timothy Ferris (1997). The Whole Shebang: A State-of-the-Universe(s) Report. Simon & Schuster, σελ. 400.
1: Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005). Misconceptions about the Big Bang
Επιπλέον ανάγνωση
I. S. Shklovskii, Carl Sagan Intelligent Life in the Universe, Picador, UK, 1977
Δείτε επίσης
Παρατηρήσιμο σύμπαν
Εξωτερικοί σύνδεσμοι
Λίστα Ντοκιμαντέρ με θέμα το Σύμπαν
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
