Примерно на 74% из темной энергии, на 22% из темной материи, на 4% из видимого вещества, на 0.00001% из света. Еще какой-то вклад вносят реликтовые нейтрино, то есть нейтрино, оставшиеся от большого взрыва. Как получаются такие цифры? Из изучения динамики расширения Вселенной.
Разная материя при расширении меняется по-разному.
Пусть все расстояния во вселенной увеличились вдвое.
Тогда объем увеличился в 8 раз.
Плотность обычной (и темной) материи при этом уменьшится в 8 раз.
Частиц в куске пространства меньше не стало, но кусок растянулся.
Со светом другая история.
При растяжении Вселенной растягивается также длина волны света, поэтому свет «краснеет», энергия одного фотона уменьшается, в дополнение к этому количество фотонов упало.
По этому при растяжении в 2 раза плотность энергии света уменьшится в 2*8=16 раз. Вакуумная же энергия или темная энергия на то и вакуумная, что является свойством пространства. Она с растяжением пространства не меняется. (Получается, что глобально во Вселенной энергии становится больше, объем вырос, а плотность вакуумной энергии не поменялась.
В стандартном смысле в теории относительности энергия не сохраняется, только в частных случаях) Наша Вселенная расширяется с ускорением, согласно теории относительности ускоренное расширение дает темная энергия, изучив то, как скорость расширения меняется со временем мы померили что вакуумной или темной энергии 74%, а обычной материи 26% по массе.
И средняя плотность этих 26% в пять раз больше чем средняя плотность видимой материи, то есть галактик, межгалактического газа и прочего. Разницу назвали темной материей, потому что эта материя имеет свойства похожие на обычную, но с обычной взаимодействует очень слабо.
Плотность фотонов, оставшихся после большого взрыва (это основная часть фотонов во вселенной) можно пересчитать, поэтому мы точно знаем что их 0.00001% от суммарной массы. Нейтрино от большого взрыва мы ловить не умеем и их вклад пересчитать прямо не можем, можем только сказать, что они вносят незначительный вклад.
Вот. Естественно в будущем эти цифры будут меняться. Плотность материи будет и дальше падать, а вакуумная энергия нет, значит ее доля будет расти. Что касается состава видимой материи, то она состоит из атомов, долю разных атомов уже здесь называли. Природа темной материи до сих пор не очень изучена.
Может это что-то известное физике, а может что-то новое. Что касается темной энергии, есть очень много кандидатов. В том числе это может быть материя в очень специфическом состоянии. А может это такое новое свойство гравитации, которого нет в общей теории относительности. Если имеется в виду элементный состав, то: Водород – 75%, Гелий – 23%, Кислород – 1%, Углерод – 0.5%, Неон, Железо, Азот – примерно по 0.1%, Кремний – 0.07%, Магний, Сера – примерно по 0.05%, Аргон – 0.02% Остальные – меньше 0.01%.
Опубликовано 24 ноября, 2017 1-2% – все, что можем видеть.99% – тёмная материя. Опубликовано 23 августа, 2017 Примерно на 74% из темной энергии, на 22% из темной материи, на 4% из видимого вещества, на 0.
Сколько тёмной материи во Вселенной?
Тёмная мате́рия — в астрономии и космологии , а также в теоретической физике форма материи , не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Составляет порядка четверти массы-энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии . Понятие тёмной материи введено для теоретического объяснения проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик и гравитационного линзирования (в них задействовано вещество, масса которого намного превышает массу обычной видимой материи); среди прочих предложенных оно наиболее удовлетворительно. Состав и природа тёмной материи на настоящий момент неизвестны. В рамках общепринятой космологической модели наиболее вероятной считается модель холодной тёмной материи . Наиболее вероятные кандидаты на роль частиц тёмной материи — вимпы
Вселе́нная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии . Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную , доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то, следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).
В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как « космос », «мир» , «небесная сфера».
Использовался также термин «макрокосмос» , хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части.
Аналогично, слово « микрокосмос » используется для обозначения систем малого масштаба. Любое исследование или наблюдение, будь то наблюдение физика за тем, как раскалывается ядро атома, ребёнка за кошкой или астронома, ведущего наблюдения за отдалённой галактикой , — всё это наблюдение за Вселенной, вернее, за отдельными её частями.
Эти части служат предметом изучения отдельных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология ; при этом под Вселенной понимается или область мира, охваченная наблюдениями и космическими экспериментами, или объект космологических экстраполяций — физическая Вселенная как целое .
Предметом статьи являются знания о наблюдаемой Вселенной как о едином целом: наблюдения , их теоретическая интерпретация
Самый распространенный химический элемент во Вселенной — Если говорить о том, какой элемент самый распространенный во Вселенной , то тут все будет очень просто. На первом месте идет водород, затем гелий, кислород, неон и замыкает пятерку лидеров железо.
А теперь давайте подумаем, какой элемент выбивается из общей картины.
Правильно! Железо! Почему? Да потому, что все остальные представители таблицы Менделеева, кроме железа, являются газами.
А железо — это металл.
Таким образом железо — это самый распространенный металл во всей Вселенной.
При этом он и один из самых важных, ведь если газы формируют в основном атмосферу небесных тел, то железо является основой планет.
А значит можно сказать, что если бы не было железа, то не было бы и большинства объектов во Вселенной.
Что находится за пределами нашей Вселенной?
Сегодняшние телескопы позволяют астрономам заглянуть на 13,75 миллиарда лет в прошлое. Считается, что именно такой возраст нашей Вселенной. Но что находится за пределами наших наблюдений? wikimedia Согласно теории Большого взрыва, наша Вселенная родилась примерно 13,75 миллиарда лет назад и с тех пор смогла расшириться из невероятно плотной «точки» до сегодняшних размеров. Считается, что Вселенная расширялась со скоростью света. Руководствуясь этим фактом и положениями теории относительности ученые пришли к принятому сегодня значению возраста Вселенной.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ Известно, что наше пространство постоянно расширяется и самый дальний его край соответствует времени начала Большого взрыва. На сегодня самая далекая область, что ученые могут видеть — это поверхность последнего рассеяния. Именно оттуда приходят фотоны реликтового излучения, которое возникло почти сразу после Большого взрыва.
Поверхность последнего рассеяния отражает момент, когда Вселенная стала прозрачной для излучения. За этой областью располагается то, что пока не подвластно изучению нашими приборами. Мы не можем увидеть той области, что расположена за поверхностью последнего рассеяния из-за того, что она непрозрачна для излучения.
А ведь именно свет позволяет нам видеть отдаленные объекты и судить об их свойствах.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ Несмотря на то, что нельзя увидеть то, что происходит за поверхностью последнего рассеяния, астрономы могут судить о пространстве за ней.
Для этого они наблюдают, какое влияние она оказывает на существующие астрофизические объекты.
Более того, согласно современной теории Лямбда-CDM, галактики удаляются друг от друга с ускорением. И чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Это значит, что в какой-то момент скорость удаления галактик превысит световую и мы перестанем их видеть.
Где заканчивается космос?
Атмосфера и ближний космос —
Блеск самых слабых из получившихся на снимке галактик — 27,5 m , а точечные объекты (звезды) еще слабее (до 28,1 m )! Напомним, что невооруженным глазом люди с хорошим зрением и при самых благоприятных условиях наблюдения видят звезды примерно 6 m (это в 250 миллионов раз более яркие объекты, чем те, у которых блеск 27 m ).
Откуда взялась вода во Вселенной?
2. Первые звезды — В результате гравитационного коллапса облаков водорода и гелия появились первые звезды, внутри которых начался термоядерный синтез и образовались новые элементы, в том числе кислород. Кислород и водород дали воду; первые ее молекулы могли сформироваться сразу после появления первых звезд – 12,7 млрд лет назад.
В форме очень рассеянного газа она заполняет межзвездное пространство, охлаждая его и таким образом приближая рождение новых звезд. РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ В 2011 году астрономы нашли самый большой космический резервуар с водой. Он обнаружился в окрестностях огромной и древней черной дыры в 12 млрд световых лет от Земли; воды в нем хватило бы, чтобы заполнить земные океаны 140 трлн раз! Но астрономов больше заинтересовало не количество воды, а ее возраст: ведь расстояние до облака указывает на то, что оно существовало, когда возраст Вселенной составлял одну десятую от нынешнего.
А значит, уже тогда вода заполняла часть межзвездного пространства. РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Сколько лет в космосе?
По современным представлениям, согласно модели ΛCDM, возраст Вселенной составляет 13,799 ± 0,021 миллиарда лет.
Сколько всего планет в нашей Вселенной?
Солнечная система
Общие характеристики
Количество известных планет
8
Число карликовых планет
5
Число спутников
639 (204 у планет и 435 у малых тел Солнечной системы)
Число малых тел
более 1 000 000 (на ноябрь 2020 года)
Сколько весит вся Вселенная?
Основные параметры — Радиус Шварцшильда всей нашей Вселенной сравним с радиусом наблюдаемой её части . Гравитационный радиус Метагалактики , где G — гравитационная постоянная , с — скорость света в вакууме , — характерная масса Метагалактики . Масса наблюдаемой части Вселенной — больше 10 53 кг . В наше время средняя плотность вещества Метагалактики ничтожно мала, она близка к величине 10 −27 кг/м 3 , что эквивалентно массе всего нескольких атомов водорода на один кубический метр пространства.
Что если Вселенная начнет сжиматься?
Обзор — Если Вселенная конечна в пространстве, и скорость расширения не превышает скорость убегания , то совместное гравитационное притяжение всей её материи в конце концов остановит расширение Вселенной и заставит её сжиматься. Вследствие возрастания энтропии картина сжатия будет сильно отличаться от обращённого во времени расширения.
В то время как ранняя Вселенная была очень однородной, сжимающаяся Вселенная будет разбиваться на отдельные изолированные группы.
В конце концов, вся материя коллапсирует в чёрные дыры , которые затем будут срастаться, создавая в результате единую чёрную дыру — сингулярность Большого сжатия.
Постоянная Хаббла определяет текущее состояние расширения Вселенной, сила гравитации зависит от плотности и давления материи во Вселенной, а их соотношение задаётся критической плотностью Вселенной.
Если плотность Вселенной больше критической, то гравитационные силы остановят расширение Вселенной, и она начнёт сжиматься. Если же плотность Вселенной меньше критической, Вселенная будет продолжать расширяться, и сил гравитации будет недостаточно, чтобы остановить это расширение.
Этот сценарий развития приведёт к результату, известному как « Большое замерзание », когда Вселенная остывает по мере расширения и достигает состояния энтропии .
Некоторые теории говорят, что Вселенная может сжаться до состояния, с которого она началась, а затем произойдёт новый Большой Взрыв , и такие циклы сжатия-расширения будут продолжаться вечно , насколько понятие «вечно» вообще применимо за пределами пространственно-временного континуума.
Последние экспериментальные свидетельства (а именно наблюдение дальних сверхновых как объектов стандартной светимости (подробнее см. Шкала расстояний в астрономии ), а также тщательное изучение реликтового излучения ) приводят к выводу, что расширение Вселенной не замедляется гравитацией, а наоборот, ускоряется.
Сколько весит весь космос?
Млечный Путь
Галактика
Модель внешнего вида Млечного Пути
Характеристики
Тип
Спиральная галактика с баром
Входит в
Местная группа
Абсолютная звёздная величина (V)
−20,9 m
Масса
(1–2)⋅10 12 M ☉
Радиус
50 тыс. св. лет (16 кпк )
Свойства
Галактика, в которой находится Земля и вся Солнечная система , а также все видимые невооружённым глазом отдельные звёзды
Информация в Викиданных
Медиафайлы на Викискладе
Млечный Путь ( Галактика ) — спиральная галактика , в которой находится Земля и Солнечная система . Радиус звёздного диска Млечного Пути и радиус Галактики составляют 16 килопарсек . Полная масса Галактики с учётом тёмной материи оценивается как 1—2⋅10 12 M ⊙ .
В Млечном Пути находится от 100 до 400 миллиардов звёзд , а его светимость составляет 2⋅10 10 L ⊙ .
По сравнению с другими спиральными галактиками Млечный Путь имеет довольно большую массу и высокую светимость.
Солнечная система расположена на расстоянии в 7,5—8,5 килопарсека от центра Галактики и движется вокруг него со скоростью 220 км/с.
Все звёзды , видимые невооружённым глазом , относятся к нашей Галактике, но часто термин «Млечный Путь» применяется к светлой туманной полосе в ночном небе .
Сколько лет тёмной материи?
О темной материи мало что известно, хотя ее очень активно исследуют. Это загадочная субстация, из которой состоит примерно треть Вселенной. Она слишком инертна, поэтому ее невозможно засечь почти никакими современными приборами — проявляется темная материя только через гравитацию.
Грубо говоря, в какой-то момент ученые обнаружили, что галактики на самом тяжелее, чем должны были быть, учитывая массу всего наблюдаемого материала в них .
Вот эту «избыточную массу» и списали на темную материю.
На этом же принципе основано и наблюдение количества темной материи.
Тяжелые объекты во Вселенной искажают летящий мимо них свет в полном соответствии с Общей теорией относительности Эйнштейна.
Измеряя степень искажения света, можно посчитать массу галактики. Затем, вычтя из общей массы массу наблюдаемого вещества, получают количество темной материи. Галактики, в свою очередь, под действием гравитации сбиваются в скопления галактик по 100-1000 штук в каждом, а скопления галактик распределены во Вселенной неравномерно.
Они образуют что-то вроде нитей паутины.
Считается, что именно по этим «нитя м космической паутины» и распределена темн ая матери я, и что эта структура уплотнений сформировалась вскоре (почти сразу) после Большого взрыва .
Так что сегодня астрофизики довольно успешно рассчитывают распределение темной материи во Вселенной, несмотря на всю ее пассивность.
Однако и здесь есть ограничения. Чтобы понять количество темной материи, надо видеть, как искажается свет. Но чем дальше во Вселенную ученые заглядывают, тем свет тусклее. Сложно различить даже свет самих галактик, а уж искажение ими еще более далекого света — и подавно.
И это очень печально, потому что чем дальше мы заглядываем во Вселенную, тем более ранние этапы ее истории видим.
Так происходит из-за того, что свету требуется время, чтобы долететь до Земли.
То есть звезды и галактики на Земле видны на самом деле не такими, какие они есть сейчас, а такими, какими были, когда испустили только сейчас долетевший до нас свет.
Те галактики, которые мы видим в дальнем космосе, возможно, на самом деле уже прекратили свое существование. Получается своеобразная машина времени Вселенной. Так что из-за ограничения возможностей современных приборов, ученые могут рассчитать распределение темной материи только лишь на расстоянии 8-10 млрд лет.
Тогда как возраст Вселенной — 13,4 млрд.
Недавно японские ученые нашли способ заглянуть дальше.
Для расчетов они использовали искажение не света, а реликтового излучения.
Реликтовое излучение — это отпечаток, эхо света и тепла , появившееся , когда Вселенной было всего лишь около 300 000 лет.
Теперь оно пр онизывает все пространство в виде слабого фона .
Реликтовое излучение неоднородно — в нем уже есть те самые уплотнения, «комочки», которые потом станут галактиками или скоплениями галактик. Первой частью нового исследования ученых из Университета Нагои был поиск огромного количества максимально далеких галактик.
Сколько процентов материи во Вселенной?
Физики смоделировали принципиально новый механизм расширения Вселенной. Исследование Копенгагенского университета опровергает космологическую постоянную Эйнштейна. До сих пор исследователи полагали, что темная энергия составляет почти 70% постоянно ускоряющейся и расширяющейся Вселенной.
В течение многих лет этот механизм был связан с так называемой космологической постоянной, разработанной Эйнштейном в 1917 году.
Сама по себе космологическая постоянная — физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума, которая вводится в общей теории относительности (ОТО).
Поскольку космологическая постоянная, известная как темная энергия, не может быть измерена напрямую, многие исследователи, включая Эйнштейна, сомневались в ее существовании, не имея возможности предложить ей жизнеспособную альтернативу.
В новом исследовании, проведенном учеными из Копенгагенского университета , протестирована модель, которая заменяет темную энергию темной материей в форме магнитных сил. «Если то, что мы обнаружили, верно, это перевернет наше представление о том, из чего состоит большая часть Вселенной.
Мы удалили темную энергию из уравнения и добавили еще несколько свойств темной материи», — объясняет Стин Харле Хансен, доцент Центра космологии DARK Института Нильса Бора.
Ранее ученые предполагали, что на 5% Вселенная состоит из нормальной материи, 25% — темной материи и 70% — темной энергии.
В новой модели ученых 25% темной материи наделены особыми качествами, которые делают 70% темной энергии избыточными.
«Мы мало что знаем о темной материи, кроме того, что это тяжелая и медленная частица. Но потом мы задались вопросом — а что, если бы темная материя имела какое-то качество, аналогичное магнетизму? Мы знаем, что, когда нормальные частицы движутся, они создают магнетизм. Фотография темной материи, которая невидима для глаза, но здесь проиллюстрирована синим цветом. Фото: НАСА / ЕКА Вопрос Хансена послужил основой для новой компьютерной модели, в которую исследователи включили все, что они знают о Вселенной: гравитацию, скорость её расширения и X — неизвестную силу, которая отвечает за этот процесс.
Кто открыл темную материю?
Темная материя — гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и не испускает его, а проявляет себя только гравитационным воздействием. Прямых доказательств существования темной материи в настоящее время нет, но косвенных множество.
Все они основаны на специфическом поведении астрофизических объектов, в частности на аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик . Впервые о проблеме скрытой массы и возможном существовании темной материи заговорили в 1922 году британский и голландский астрономы Джеймс Джинс и Якобус Каптейн.
Исследуя движение звезд в Галактике, они пришли к выводу, что подавляющая часть вещества в ней невидима. Впоследствии множество других наблюдений за нашей и другими галактиками подтвердили это предположение, причем параметры невидимой материи в целом согласовывались между собой, несмотря на разницу в методах и объектах наблюдения.
Сегодня, когда в игру включилась и еще более загадочная темная энергия , ускоряющая разбегание галактик, признано, что общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной состоит на 4,9% из обычной барионной материи, на 26,8% — из темной материи и на 68,3% — из темной энергии.
Существует множество кандидатов на роль частиц, составляющих темную материю, из которых наиболее популярны вимпы (WIMP, weakly interacting massive particles) — слабо взаимодействующие массивные частицы (среди них гипотетическое тяжелое или «стерильное» нейтрино), однако все попытки обнаружить их пока результата не принесли.
Существует также ряд более экзотических объяснений так называемой скрытой массы. Такова, например, теория плазменной космологии, разработанная Нобелевским лауреатом по физике Ханнесом Альфвеном, согласно которой Вселенная заполнена проводящей плазмой , по которой курсируют гигантские токи, в галактических масштабах оказывающие на вещество большее влияние, чем гравитация .
