Znanost koja proučava svemir u cjelini zove se kozmologija. U nastavku saznajte jedanaest zanimljivosti o svemiru i kozmologiji, koje prenosimo iz e-knjige Međunarodnog astronomskog saveza (IAU) „Abeceda astronomije“ koju besplatno možete preuzeti.  

Teleskopi za početnike: sve što trebate znati prije prve kupnje

Mjesec: vrata u Sunčev sustav (e-knjiga na dar)

KLIKNI I PREUZMI - trgovina Astroučionice s mnogo besplatnih sadržaja

1) Svemir je star otprilike 13,8 milijardi godina

Na temelju modernih opažanja i najsuvremenijih kozmoloških modela ranog razvoja svemira, procjenjuje se da je svemir star 13,8 milijardi godina. Kozmologija je disciplina koja se bavi proučavanjem razvoja i strukture svemira.

2) Razvoj svemira može se objasniti teorijom velikoga praska 

Prema najboljim trenutačno raspoloživim dokazima, prije 13,8 milijardi godina sva energija i tvar koju vidimo oko sebe nalazili su se u nečemu manjem od atoma. Svemir se iz te faze vrlo velike zbijenosti i temperature proširio u sadašnje stanje. Vruća, zbijena rana faza poznata je kao veliki prasak, a modeli koji opisuju širenje svemira nazivaju se ΛCDM (grčko slovo lambda, Λ, opisuje tamnu energiju svemira, a CDM je kratica za hladnu tamnu tvar, prema engleskom Cold Dark Matter). Za razliku od uobičajenih eksplozija, kada je tvar izbačena u postojeći prazni prostor, sav raspoloživi prostor od samog je početka bio ispunjen tvari, ali prosječna gustoća tvari od tog se trenutka smanjuje. Otkad su galaksije nastale, prosječna udaljenost između njih neprestano se povećava. Model velikog praska daje brojna predviđanja (koja se mogu provjeriti) o našem trenutačnom svemiru, a većina njih potvrđena je s pomoću opažačkih podataka.

3) Svemir se uglavnom sastoji od tamne energije i tamne tvari 

Zvijezde, zrak koji udišemo, naša tijela i sve što vidimo oko sebe sastoji se od atoma, koji su pak sastavljeni od protona, neutrona i elektrona. Ta takozvana barionska tvar ono je s čime međudjelujemo u svakodnevnom životu. Opažački dokazi pokazuju da ona čini samo otprilike 5 % ukupne energije svemira. Zapravo, svemir se uglavnom sastoji od nepoznatog oblika energije poznatog kao tamna energija (oko 68 %) i neobičnog oblika tvari nazvanog tamna tvar (oko 27%). Priroda takozvane tamne energije i tamne tvari aktivno je područje istraživanja, posebno kroz proučavanje njihova utjecaja na barionsku tvar.

4) Svemir se širi

Ako se svemir sustavno širi na velikim udaljenostima, nakupine galaksija odmiču se jedna od druge. Opažački podaci pokazuju, kako bi se i očekivalo od ove vrste širenja, da što je galaksija udaljenija od nas, to se brže od nas i udaljava. Hipotetski izvanzemaljski opažači u drugim galaksijama došli bi do istoga zaključka. Kozmičko širenje ne utječe na vezane sustave, poput skupova i skupina galaksija vezanih vlastitom gravitacijom, ili same galaksije. Unutar skupova i grupa galaksija, pojedine galaksije mogu kružiti jedna oko druge ili se mogu gibati jedna prema drugoj. Potonje vrijedi za Mliječni put i galaksiju Andromeda.

Teleskopi za početnike: sve što trebate znati prije prve kupnje

5) Svemir je homogen i izotropan 

Čini se da je na najvećim udaljenostima tvar u svemiru jednoliko raspoređena. Zbog te gotovo jednake gustoće i strukture, svemir izgleda gotovo jednako bilo gdje (homogen) i u bilo kojem smjeru (izotropan).

6) Čini se da prirodni zakoni (npr. gravitacija) koje proučavamo na Zemlji jednako djeluju u cijelome svemiru

Napravljeni su mnogi testovi kojima se željelo utvrditi jesu li zakoni fizike, poput zakona koji upravljaju gravitacijom, termodinamikom i elektromagnetizmom, isti na Zemlji i u dalekom svemiru. Zasad svi oni ukazuju na to da se temeljni zakoni fizike primjenjuju u cijelome svemiru. 

7) Opažati možemo samo djelić ukupnoga svemira 

Budući da svjetlo putuje svemirom konačnom brzinom, a svoje je putovanje moralo započeti tek nakon faze velikoga praska, postoje udaljeni dijelovi svemira koje još ne možemo opažati. Tomu je razlog to što svjetlo iz tih područja još nije imalo dovoljno vremena da dospije do naših detektora na Zemlji. Vidjeti možemo samo tijela koja se nalaze unutar određenog predjela, koji se naziva „vidljivim svemirom“, a sadržava sva tijela čija je svjetlost imala dovoljno vremena da dođe do nas. Astronomi mogu opažati tijela na samim rubovima tog predjela. Ona nam se prikazuju u obliku u kojem su bila kada je svemir tek nastao. 

8) Astronomi uvijek opažaju prošlost 

Zbog toga što je brzina svjetlosti konačna, astronomi tijela nikada ne vide onakvima kakva su sada nego uvijek onakvima kakva su bila u prošlosti. Sunce možemo vidjeti samo onakvo kakvo je bilo prije osam minuta, jer svjetlosti treba otprilike osam minuta da od Sunca dođe do nas. Galaksiju Andromedu vidimo onakvu kakva je bila prije 2,5 milijuna godina, jer svjetlosti toliko dugo treba da stigne do Zemlje. Tako astronomi uvijek opažaju prošlost, čak i onu staru do 13,8 milijardi godina. Stoga nam opažanje astronomskih tijela na različitim udaljenostima daje presjek kozmičke povijesti. 

9) Kozmička mikrovalna pozadina omogućuje nam da istražujemo rani svemir 

Najstarije elektromagnetsko zračenje, koje potječe iz najudaljenijih područja u svemiru koja možemo opažati, jest kozmičko pozadinsko mikrovalno zračenje. Ono je ostatak iz vrućega i gustog svemira, puno informacija iz razdoblja kad je Mjesec bio otprilike 380 000 godina star. Kozmičko pozadinsko mikrovalno zračenje omogućuje nam da izmjerimo glavne značajke svemira kao cjeline: količinu tamne i barionske tvari i tamne energije koju sadržava, geometriju svemira i njegovu trenutačnu stopu širenja. Kozmičko pozadinsko mikrovalno zračenje pokazuje da je svemir gotovo izotropan pa stoga pruža i neizravne dokaze o homogenosti.

10) Svjetlost s udaljenih galaksija crveni se zbog širenja svemira 

Kozmičko širenje utječe na svojstva svjetlosti u svemiru. Što su veće udaljenosti, to je više svjetlost koja dopire do nas od dalekih galaksija pomaknuta prema crvenom. Taj kozmološki crveni pomak može se shvatiti ili izravno, tako da se valne duljine svjetlosti povećavaju sukladno s kozmičkim faktorom skale, ili kao Dopplerov efekt. Zbog toga se udaljene galaksije mogu opažati samo u infracrvenim ili radiovalnim pojasevima, i zato kozmičko pozadinsko mikrovalno zračenje do nas uglavnom dolazi u obliku mikrovalova. 

11) Struktura svemira na velikim udaljenostima sastoji se od vlakana, plahti i praznina 

Pregledi velikih crvenih pomaka u svemiru otkrili su da na velikim udaljenostima u redu veličine nekoliko stotina milijuna svjetlosnih godina, svemir sliči trodimenzionalnoj spužvastoj mreži vlakana i praznina, koju astronomi nazivaju „kozmičkom mrežom“. Vlakna i plahte sadržavaju milijune galaksija. Te velike strukture protežu se preko stotina milijuna svjetlosnih godina i obično su široke desetine milijuna svjetlosnih godina. Vlakna i plahte obrubljuju praznine, koje su red veličine stotinu milijuna svjetlosnih godina u promjeru i sadržavaju svega nekoliko galaksija.