Svemir je ispunjen milijardama galaksija i trilijuna zvijezda, zajedno s gotovo nebrojivim brojem planeta, mjeseca, asteroida, kometa i oblaka prašine i plina - svi se vrte u prostranstvu prostora.
Ali ako zumiramo, koji su građevni blokovi ovih nebeskih tijela i odakle su oni došli?
Vodik je najčešći element koji se nalazi u svemiru, a slijedi helij; zajedno čine gotovo svu običnu materiju. Ali ovo čini samo maleni komadić svemira - oko 5%. Sve ostalo je načinjeno od stvari koje se ne mogu vidjeti i mogu se detektirati samo neizravno.
Uglavnom vodik
Sve je počelo Velikim praskom, prije otprilike 13,8 milijardi godina, kada se ultra vruća i gusto nabijena materija odjednom i brzo proširila u svim smjerovima odjednom. Milijusekuna kasnije svemir novorođenčeta bio je velika masa neutrona, protona, elektrona, fotona i drugih subatomskih čestica, vrteći se na oko 100 milijardi stupnjeva Kelvina, prema NASA.
Svaka sitnica koja čini sve poznate elemente periodične tablice - i svaki objekt u svemiru, od crnih rupa do masivnih zvijezda do mrlja svemirske prašine - stvoren je tijekom Velikog praska, rekla je Neta Bahcall, profesorica astronomije na Odjelu za astrofizičke znanosti na Sveučilištu Princeton u New Jerseyju.
"Mi čak i ne znamo zakone fizike koji bi postojali u tako vrućem i gustom okruženju", rekao je Bahcall za Live Science.
Otprilike 100 sekundi nakon Velikog praska, temperatura se spustila na još uvijek kih 1 milijardu stupnjeva Kelvina. Do otprilike 380.000 godina kasnije, svemir se dovoljno ohladio da se protoni i neutroni sastave i formiraju litij, helij i hidrogen izotopski deuterij, dok su slobodni elektroni bili zarobljeni da tvore neutralne atome.
Budući da je u ranom svemiru bilo toliko protona, vodonik - najlakši element, sa samo jednim protonom i jednim neutronom - postao je najobilniji element, čineći gotovo 95% svih atoma u svemiru. Blizu 5% atoma u svemiru čini helij, prema NASA. Tada su, oko 200 milijuna godina nakon Velikog praska, prve zvijezde formirale i proizvele ostale elemente, koji čine djelić preostalih 1% sve uobičajene materije u svemiru.
Nevidljive čestice
Nešto drugo je stvoreno tijekom Velikog praska: tamna materija. "Ali ne možemo reći u kojoj se formi formirao, jer te čestice nismo otkrili", rekao je Bahcall za Live Science.
Tamnu materiju još uvijek nije moguće promatrati izravno - ali njeni otisci prstiju su sačuvani u prvom svjetlu svemira ili kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje (CMB) kao male fluktuacije zračenja, rekao je Bahcall. Znanstvenici su prvi put predložili postojanje tamne materije 1930-ih, teoretizirajući da nevidljivo povlačenje tamne materije mora biti ono što drži zajedno klastere galaksije koji se brzo kreću. Desetljeća kasnije, 1970-ih, američka astronomica Vera Rubin pronašla je neizravnije dokaze o tamnoj materiji u brzinama rotacije zvijezda bržih nego što se očekivalo.
Na temelju Rubinovih nalaza, astrofizičari su izračunali da tamna tvar - iako se ne može vidjeti ili izmjeriti - mora činiti značajan dio svemira. No prije otprilike 20 godina, znanstvenici su otkrili da svemir drži nešto još čudnije od tamne materije; tamna energija, za koju se smatra da je znatno obilnija od materije ili tamne materije.
Neodoljiva sila
Do otkrića tamne energije došlo je zato što su se znanstvenici pitali postoji li dovoljno tamne materije u svemiru da prouzrokuje širenje kako bi se raspršilo ili prešlo u obrnuti smjer, uzrokujući da se svemir uruši prema sebi.
Eto, gle, kada je tim istraživača krajem 1990-ih to istražio, otkrili su da se svemir ne samo urušava na sebe, već se širi prema van s bržom brzinom. Skupina je utvrdila da se nepoznata sila - nazvana tamna energija - gurala protiv svemira u prividnu prazninu prostora i ubrzavala svoj zamah; otkrića znanstvenika zaslužili su fizičari Adam Riess, Brian Schmidt i Saul Perlmutter Nobelovu nagradu za fiziku 2011. godine.
Modeli sile potrebni da objasne brzinu ubrzavanja širenja svemira sugeriraju da tamna energija mora činiti između 70% i 75% svemira. U međuvremenu, tamna tvar čini oko 20% do 25%, dok takozvana uobičajena tvar - stvari koje zapravo možemo vidjeti - procjenjuje se da čine manje od 5% svemira, rekao je Bahcall.
S obzirom na to da tamna energija čini oko tri četvrtine svemira, razumijevanje da je to vjerojatno najveći izazov s kojim su suočeni danas znanstvenici, astrofizičar Mario Livio, tada sa Sveučilišnog instituta za svemirski teleskop na Sveučilištu Johns Hopkins u Baltimoreu, Maryland, izjavio je za sestru Live Science Space.com u 2018. godini.
"Dok tamna energija nije igrala ogromnu ulogu u evoluciji svemira u prošlosti, ona će igrati dominantnu ulogu u evoluciji u budućnosti", rekao je Livio. "Sudbina svemira ovisi o prirodi tamne energije."
