جهان به سادگی به عنوان کل همه ماده، انرژی، سیارات، کهکشان ها و فضا تعریف می شود. این گسترده و بی پایان است و شامل همه چیزهایی است که ما تاکنون می دانستیم. اما دقیقاً چه چیزی همه چیزهایی را که می دانیم تشکیل می دهد؟ ترکیب جهان چیست؟

از زمانی که اولین عنصر، فسفر، با استفاده از ابزارهای علمی توسط هنیگ برند در سال 1669 کشف شد، صدها سال است که دانشمندان به طور خستگی ناپذیری برای پاسخ به این سوال تلاش می کنند. در حالی که قصد اولیه هنیگ کشف عنصر جدید نبود (او در واقع تلاش می کرد تا به دست آوردن طلا از ادرار)، کشف او شروعی جهشی برای جستجوی علمی برای عناصر بیشتر بود.

کشف اکثر عناصر جدول تناوبی در طول 300 سال گذشته به دانشمندان کمک کرده است تا اطلاعات بیشتری در مورد ترکیب جهان داشته باشند (ما همیشه در تلاش هستیم تا ببینیم و درک کنیم که همه چیز را می سازد).

با این حال، این عناصر تنها نشان دهنده درصد کمی از آنچه ما در واقع می دانیم وجود دارد. چه چیزی بقیه آن را تشکیل می دهد؟

ترکیب کیهان چیست؟

بنابراین جهان از چه چیزی ساخته شده است?

اگر به شما بگویم که 95 درصد جهان از «مواردی» تشکیل شده است که با ابزارهای کنونی دانشمندان برای دانشمندان نامرئی هستند؟

و به همین دلیل، آنها قادر به درک کامل یا مطالعه آن نیستند و تنها می توانند از آنچه که از مشاهده بخش های مختلف جهان که می توانند ببینند، نظریه پردازی کنند، نتیجه بگیرند.

ترکیب جهان: انرژی تاریک

از این 95٪ از “مواد،” انرژی تاریک بخش بزرگی از آن را تشکیل می دهد. به طور دقیق 68٪ از جهان را تشکیل می دهد. اما انرژی تاریک چیست و چرا مقدار زیادی از آن وجود دارد؟

 

انرژی تاریک شکل ناشناخته ای از انرژی است که دانشمندان معتقدند جهان را با سرعت فزاینده ای منبسط می کند.. دانشمندان در ابتدا این فرضیه را مطرح کرده بودند که انبساط کیهان به دلیل کشش گرانشی ترکیبی اجسام روی یکدیگر کاهش می یابد، اما دقیقا برعکس آن کشف شده است.

این ویدیو آن را به طرز عالی خلاصه می کند:

به لطف مطالعات انجام شده توسط تلسکوپ فضایی هابل بر روی نرخ انبساط کیهان، آنها بر این باورند که این اتفاق به دلیل مقدار بسیار زیاد انرژی تاریک در برابر کشش گرانش است. این مطالعات دانشمندان را به این باور رسانده است که انرژی تاریک بسیار بیشتر از ماده معمولی و ماده تاریک است و اینگونه است که آنها درصد زیادی از کیهان را که تشکیل می دهد تعیین کردند.

شصت و هشت درصد از کل کیهان مقداری باورنکردنی انرژی است که در بیرون از جهان در حال گسترش است. از آنجایی که این بخش بسیار بزرگ و مرموز از جهان ماست، جای تعجب نیست که دانشمندان توضیحات مختلفی برای انرژی تاریک داشته باشند.

ترکیب جهان: ماده تاریک

حال، 27 درصد دیگر کیهان چیست؟ در حالی که نام ممکن است مشابه باشد، ماده تاریک به انرژی تاریک مربوط نمی شود، به جز این واقعیت که دانشمندان نمی توانند آن را ببینند یا مطالعه کنند، زیرا نه نور ساطع می کند و نه جذب می کند.

در حالی که انرژی تاریک نیرویی است که جهان را گسترش می دهد، ماده تاریک از این جهت که بر گرانش اثر می گذارد، شبیه ماده معمولی است اما به شکل ماده ای که ما به آن عادت کرده ایم وجود ندارد.

اگر نمی‌توانیم آن را ببینیم، از کجا بفهمیم آنجاست؟

وقتی آنها به حرکت اجسام در فضا نگاه می کنند، اثرات گرانشی را بسیار قوی می بینند که با ماده ای که ما می بینیم توضیح داده نمی شود. بنابراین، دانشمندان تشخیص داده اند که باید نوعی ماده تاریک در آنجا وجود داشته باشد. از آنجایی که ماده تاریک را نمی‌توان دید، برای دانشمندان ساده‌تر است که به آن از نظر آنچه که نیست نگاه کنند تا آنچه که هست. ناسا تشخیص داده است که نمی تواند یک ماده طبیعی به شکل ابرهای تیره باشد، زیرا ما می توانیم جذب تشعشعات عبوری از آنها را تشخیص دهیم. همچنین نمی تواند ضد ماده باشد، زیرا هیچ پرتو گامایی از نابودی با ماده تولید نمی شود. آنها همچنین سیاهچاله هایی به اندازه کهکشان را رد کردند، زیرا هیچ عدسی گرانشی در هنگام مواجهه با نور مشاهده نشد.

ذرات عظیم با تعامل ضعیف (WIMP)

یک نظریه رایج در میان دانشمندان این است که ماده تاریک از مواد عجیب و غریب تری مانند ذرات عظیم متقابل ضعیف (WIMP) تشکیل شده است.

WIMP یک ذره زیراتمی خنثی الکترومغناطیسی است. تصور می شود که آنها سنگین و آهسته حرکت می کنند، و مانند ذرات معمولی به یکدیگر برخورد نمی کنند، از این رو نام “برهم کنش ضعیف” به آن داده می شود. اگرچه WIMP ها بهترین کاندید برای تشکیل ماده تاریک بوده اند، اما برخی معتقدند که امیدها برای اثبات واقعیت از بین رفته است.

بخش کوچکی از کیهان که ما آن را درک می کنیم

اکنون که نگاهی به بخشی از جهان انداخته‌ایم که برای همه مقاصد، نامرئی و بسیار مرموزتر از آنچه دانشمندان می‌خواهند، زمان آن رسیده است که بخش کوچکی از جهان را که قادر به درک آن هستیم، کاوش کنیم.

5 درصد آخر جهان از ماده تشکیل شده است، که به عنوان ماده یا موادی تعریف می شود که هر جسم فیزیکی از آن تشکیل شده است.

به بیان ساده تر، هر چیزی که می دانیم از ماده تشکیل شده است. از رایانه ای که در حال خواندن این مطلب هستید گرفته تا هوایی که تنفس می کنید تا غذایی که می خواهید برای شام بخورید، همه آن ها از ماده تشکیل شده است.

چه چیزی ماده را تشکیل می دهد؟

ماده می تواند به شکل جامد، گاز، مایع یا پلاسما باشد و از اتم ها تشکیل شده است. این اتم‌ها عناصر جدول تناوبی را می‌سازند که سپس به ترکیباتی تبدیل می‌شوند تا هر آنچه را که می‌دانیم ایجاد کنند.

اکنون، بیایید بررسی کنیم که رایج ترین عناصر چقدر از این 5 درصد جهان را تشکیل می دهند.

چهار عنصر متداول که ماده از آنها تشکیل شده است عبارتند از هیدروژن، هلیوم، اکسیژن و کربن. همانطور که در لیست 100 حقیقت شیمی ما توضیح دادیم، هیدروژن 75 درصد از کل مواد را تشکیل می دهد که هلیوم 23 درصد، اکسیژن 1 درصد و کربن تنها 0.5 درصد است. فراوانی بقیه عناصر پس از آن شروع به کاهش می‌کند، و بسیاری از آنها فقط کمتر از 0001/0 درصد از مقدار کمی ماده در جهان را تشکیل می‌دهند.

همه این عناصر هر چیزی را که می بینیم یا لمس می کنیم تشکیل می دهند. از بدن انسان گرفته تا خطرناک ترین مواد شیمیایی در جهان.

چرا هیدروژن و هلیوم فراوان ترین عناصر در جهان هستند؟

این سوال را می توان با انفجار بزرگ پاسخ داد، همان چیزی که منجر به شکل گیری جهان شد. در این مدت سبک ترین عناصر هیدروژن و هلیوم ایجاد شد. لیتیوم و بریلیم نیز ساخته شد، اما فقط در مقادیر کمی. همانطور که ستارگان شکل گرفتند و در کهکشان ها گرد هم آمدند، بقیه عناصر از طریق واکنش های هسته ای و انفجارهای ستاره ای ایجاد شدند.

ستاره ها به صورت ابرهای نازکی از گاز هیدروژن شروع می شوند که به کره های بزرگ و متراکم تبدیل می شوند. هنگامی که ستاره به اندازه معینی می رسد، همجوشی هسته ای آغاز می شود و انرژی باورنکردنی ستاره را ایجاد می کند. هنگامی که اتم های هیدروژن با هم ذوب می شوند، به عناصر سنگین تری مانند هلیوم، اکسیژن و کربن تبدیل می شوند.

با این حال، ترکیب زمین کاملاً متفاوت از ترکیب بقیه جهان است. در حالی که هیدروژن و هلیوم 98 درصد از کل ماده جهان را تشکیل می دهند، جرم ترکیبی آنها تنها کمتر از 1 درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد. فراوان ترین عنصر روی زمین اکسیژن است که 47 درصد جرم زمین را تشکیل می دهد. هشت عنصر مختلف 98.5 درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهند. ترکیب گوشته و هسته برای تعیین نیاز به تحقیقات پیشرفته تری دارد.

بنابراین در حال حاضر، بسیاری از ترکیبات جهان یک راز باقی مانده است. اما با پیشرفت‌های فراوان در علم، تنها می‌توان امیدوار بود که روزی فرا رسد که دانشمندان سرانجام بتوانند انرژی تاریک و ماده تاریکی را که برای مدت طولانی ما را گیج کرده‌اند، «دید» کنند.

درباره نویسنده

آلن برنائو جونیور مالک Alan’s Factory Outlet است، یک تجارت خانوادگی که او از پدرش به ارث برده است. وقتی کسب و کار را اداره نمی کند، از ایجاد منابع آموزشی که موضوعات مختلفی مانند علم، طبیعت، تاریخ و فضا را در بر می گیرد، لذت می برد. می توانید آلن را در توییتر پیدا کنید @abernaujr.