Σύμπαν
 |
Αυτό το άρθρο ή τμήμα του μπορεί να βελτιωθεί.Μπορείτε να το επεκτείνετε ή να το βελτιώσετε με κάποιο τρόπο ώστε να καλύπτει το θέμα με πληρέστερο τρόπο. Βοηθήστε τη Βικιπαίδεια επεκτείνοντάς το. Το πρότυπο θα πρέπει να συνοδεύεται από προτάσεις βελτίωσης στην σελίδα συζήτησης του άρθρου. |
Ως Σύμπαν εννοούμε, στην καθομιλουμένη, το σύνολο των πραγμάτων που υπήρξαν, υπάρχουν ή θα υπάρξουν ποτέ, το σύνολο δηλαδή των όντων. Ειδικότερα, λέγοντας Σύμπαν στην επιστήμη εννοούμε συνήθως ολόκληρο το χωροχρονικό συνεχές, καθώς και το σύνολο της ύλης και της ενέργειας που περικλείει.
Το σύμπαν ως σύνολο των απανταχού υπαρχόντων «υλικών» σωμάτων αποτελεί αντικείμενο μελέτης της επιστήμης της Αστρονομίας και των επιμέρους κλάδων της.
Πίνακας περιεχομένων |
[Επεξεργασία] Ορισμός
Ανεξάρτητα, όμως, του παραπάνω γενικού προσδιορισμού, ως συνόλου πάντων των υλικών σωμάτων, δεν θα πρέπει να μας διαφεύγει και το γεγονός ότι οι διάφορες μορφές ενέργειας, όπως το φως, η θερμότητα, ο ηλεκτρισμός, κτλ συνδέονται με τα υλικά σώματα. Και, επειδή σύμφωνα με την σύγχρονη Φυσική, δεν υπάρχει ουσιαστική διαφορά μεταξύ ύλης και ενέργειας, αφού η μεν ύλη «εξαϋλούμενη» γίνεται ενέργεια, η δε ενέργεια «υλοποιούμενη» είναι δυνατόν να μετατραπεί σε ύλη, μπορούμε να ορίσουμε, με μεγαλύτερη ασφάλεια, ότι:
Σύμπαν είναι το συνολικό ποσό της υπάρχουσας ύλης και ενέργειας.'
Βέβαια, η έννοια του Σύμπαντος συνδέεται και με εκείνη του χώρου, μέσα στον οποίο υπάρχουν τα υλικά σώματα ή απαντάται και μεταδίδεται ενέργεια σε οποιαδήποτε μορφή της.
[Επεξεργασία] Σχήμα
Το Σύμπαν δεν είναι ούτε «άμορφο» ούτε «άπειρο», αλλά έχει πέρατα. Όσο και αν, εκ πρώτης όψεως, αυτό είναι δύσκολα αποδεκτό, γεγονός είναι ότι οι έρευνες της τελευταίας πεντηκονταετίας συγκλίνουν σε αυτήν την άποψη, ότι δηλαδή το Σύμπαν είναι περιορισμένο, είναι «περατό». Πρώτος κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα ο Γερμανοεβραίος φυσικός Άλμπερτ Αϊνστάιν (A. Einstein) (1879 - 1955), όταν εισηγήθηκε την Θεωρία της σχετικότητας.
Έτσι καταλήγουμε να θεωρούμε ότι το σχήμα του Σύμπαντος είναι, το πιθανότερο, υπερσφαιρικό.
- Μια υπερσφαίρα μπορεί να νοηθεί ως μια σφαίρα της οποίας η ακτίνα συνεχώς («εν χρόνω») μεταβάλλεται. Με αυτή την έννοια το σχήμα του σύμπαντος στο χωροχρόνο 4-ρων διαστάσεων λέγεται ότι (συμφ με τις σχετικές θεωρίες) είναι πιθανά υπερσφαιρικό. Τούτο σημαίνει ότι το Σύμπαν μοιάζει με μπαλόνι που συν τω χρόνω διογκώνεται, διαστέλλεται. Αυτή η διαστολή συνεχίζεται από τη δημιουργία του μέχρι σήμερα.
[Επεξεργασία] 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), 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.
Ως σύγκριση, 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.
[Επεξεργασία] 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.
[Επεξεργασία] 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 Απλανείς 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.
[Επεξεργασία] 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.
[Επεξεργασία] Δείτε επίσης
[Επεξεργασία] Παραπομπές - σημειώσεις
[Επεξεργασία] Επιπλέον ανάγνωση
- I. S. Shklovskii, Carl Sagan Intelligent Life in the Universe, Picador, UK, 1977
