عنصر وفرة الكون

ال جزء يتم حساب تركيبة الكون عن طريق تحليل الضوء المنبعث والممتص من النجوم ، والسحب بين النجوم ، والنجوم الزائفة ، والكائنات الأخرى. وسع تلسكوب هابل بشكل كبير فهمنا لتكوين المجرات والغاز في الفضاء بين المجرات بينهما. يعتقد أن حوالي 75 ٪ من الكون يتكون من الظلام الطاقة و المادة المظلمة، والتي تختلف عن ذرات و جزيئات التي تشكل العالم اليومي من حولنا. وبالتالي ، فإن تكوين معظم الكون بعيد عن الفهم. ومع ذلك، القياسات الطيفية تخبرنا النجوم والسحب الترابية والمجرات عن التكوين الأولي للجزء الذي يتكون من المادة الطبيعية.

هذا هو جدول العناصر في درب التبانةوالتي تشبه في تكوينها المجرات الأخرى في الكون. ضع في اعتبارك أن العناصر تمثل المادة كما نفهمها. يتكون الكثير من المجرة من شيء آخر!

الحق الآن العنصر الأكثر وفرة في الكون هيدروجين. في النجوم ، يندمج الهيدروجين

لذا ، إذا اندمج الهيليوم في الكربون ، فقد تتساءل عن سبب أن الأكسجين هو العنصر الثالث الأكثر وفرة وليس الكربون. الجواب لأن النجوم في الكون اليوم ليست نجوم الجيل الأول! عندما تتكون النجوم الحديثة ، فإنها تحتوي بالفعل على أكثر من مجرد هيدروجين. هذه المرة ، تدمج النجوم الهيدروجين وفقًا لما يعرف بدورة C-N-O (حيث C هي الكربون ، N هي النيتروجين ، و O هو الأكسجين). يمكن أن يندمج الكربون والهليوم معًا لتكوين الأكسجين. يحدث هذا ليس فقط في النجوم الضخمة ، ولكن أيضًا في النجوم مثل الشمس بمجرد دخولها مرحلة العملاق الأحمر. يخرج الكربون حقاً عندما يحدث مستعر أعظم من النوع الثاني ، لأن هذه النجوم تخضع لانصهار الكربون في الأكسجين مع إكمال كامل تقريبًا!

لن نكون حولنا لرؤيته ، ولكن عندما يكون الكون أقدم آلاف أو ملايين المرات مما هو عليه الآن ، قد يكون الهيليوم تجاوز الهيدروجين باعتباره العنصر الأكثر وفرة (أو لا ، إذا بقي كمية كافية من الهيدروجين في الفضاء إلى مسافة بعيدة عن الذرات الأخرى إلى فتيل). بعد وقت أطول ، من الممكن الأكسجين وقد يصبح الكربون العنصر الأول والثاني الأكثر وفرة!

لذا ، إذا كانت المادة الأولية العادية لا تمثل معظم الكون ، كيف يبدو تكوينها؟ يناقش العلماء هذا الموضوع ويراجعون النسب المئوية عندما تتوفر بيانات جديدة. في الوقت الحالي ، يُعتقد أن تركيبة المادة والطاقة هي:

• 73٪ طاقة داكنة: يبدو أن معظم الكون يتكون من شيء نعرفه إلى جانب لا شيء عنه. من المحتمل أن الطاقة المظلمة ليس لها كتلة ، ولكن المادة والطاقة مرتبطان.
• 22٪ المادة المظلمة: المادة المظلمة هي أشياء لا تصدر إشعاعًا في أي طول موجي للطيف. العلماء غير متأكدين من ماهية المادة المظلمة. لم يتم ملاحظته أو إنشاؤه في المختبر. أفضل رهان الآن هو أنها مادة مظلمة باردة ، وهي مادة تتكون من جزيئات قابلة للمقارنة مع النيوترينوات ، لكنها أكبر بكثير.
• 4٪ غاز: معظم الغازات في الكون هي الهيدروجين والهيليوم ، الموجود بين النجوم (الغاز بين النجوم). لا ينبعث الغاز العادي من الضوء ، على الرغم من أنه يبدده. تتوهج الغازات المؤينة ، ولكنها ليست مشرقة بما يكفي للتنافس مع ضوء النجوم. يستخدم الفلكيون التلسكوبات بالأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية لتصوير هذه المسألة.
• 0.04٪ نجوم: بالنسبة للعين البشرية ، يبدو أن الكون مليء بالنجوم. إنه لأمر مدهش أن ندرك أنهم يمثلون نسبة صغيرة من واقعنا.
• 0.3٪ نيوترينوس: النيوترينوات هي جسيمات صغيرة محايدة كهربائياً تتحرك بسرعة قريبة من الضوء.
• 0.03٪ العناصر الثقيلةيتكون جزء صغير فقط من الكون من عناصر أثقل من الهيدروجين والهليوم. بمرور الوقت ستنمو هذه النسبة.