Svemir

Svemir, kosmos, vasiona ili univerzum je beskonačno prostranstvo koje nas okružuje. To je ustvari praznina ispunjena materijom koju običnim posmatranjem doživljavamo kao nebeska tela i koji postoji neovisno od ljudskog znanja. Nebeska tijela dijelimo na:

Najveći deo materije i energije je najverovatnije u obliku tamne materije i tamne energije.

Zvijezde su najrasprostranjenija nebeska tijela u Svemiru. To su užarena plinovita tijela slična Suncu (sl.1 ). Golim okom možemo vidjeti oko 5000 zvijezda a teleskopom stotine milijardi. Udaljenosti među zvijezdama su ogromne i mjere se svjetlosnim godinama (SG). Svjetlosna godina je put dug oko 9,46 biliona kilometara što ga pređe svjetlost za godinu krećući se brzinom od 299 792 458 m/s.Sunce je Zemlji (sl.2 ) najbliža zvijezda koja se nalazi na udaljenosti od 149 600 000 km ili 8,3 svjetlosnih minuta (sm). Osim Sunca, najbliža je Proksima Kentaura (Proxima Centauri ili Alpha Centauri C, sl.3) koja je udaljena oko 4,3 SG. Zvijezde se međusobno razlikuju po veličini, boji i sjaju. Najsjajnija zvijezda u sazviježđu Orion je Betelgez (Betelgeuze ili Alpha Orionis, sl.4),a Antares (Alpha Scorpii, sl.5) u sazviježđu §korpion.

Na nebu se vide zvjezdani skupovi koji nas doimaju svojim izgledom i zovu se sazviježđa ili konstelacije. Ima ih 88, a najpoznatija su: Veliki i Mali Medvjed, Škorpion, Strijelac i dr. Međutim, zvijezde se prirodno grupišu u veće zvjezdane skupove poznate kao zvjezdana jata ili klasteri. Više takvih zvjezdanih jata čini galaktiku, a galaktike opet tvore galaktičko jato ili metagalaktiku unutar prostora.

Naša galaktika se zove Mliječni put ili jednostavno Galaktika, i spiralnog je oblika. Sunce se nalazi na samom rubu jednog njenog rukavca, zajedno sa još nekoliko najbližih zvijezda. Najbliže galaktike našoj su Veliki i Mali Magellanov oblak koji predstavljaju njene prirodne pratioce. Veliki Magellanov oblak (sl.6 ) je udaljen 179 000, a Mali Magellanov oblak (sl.7 ) 210 000 SG.

Pored pomenutih nebeskih tijela i zvjezdanih sistema u Svemiru postoje i mnogi drugi zanimljivi tajanstveni objekti poput kvazara u intergalaktičkom i maglica u interstelarnom prostoru koji se kreću velikim brzinama. Udaljenosti između samih galaktika, metagalaktika i kvazara su mnogo veće od međuzvjezdanih, i kreću se u granicama od nekoliko stotina hiljada do preko miliona svjetlosnih godina. Te udaljenosti nisu stalne i neprestano rastu u toku vremena, što je uzrokovano fenomenom poznatim kao širenje Svemira. To znači da Svemir nije statičan nego dinamičan, tj.sve se mijenja i sve se kreće. Sve u Svemiru plovi i za sve vrijede poznati prirodni zakoni. Teža nebeska tijela uvijek privlače ona lakša, a ona lakša pod uticajem sile gravitacije rotiraju oko tih težih. Ništa se u Svemiru ne dešava slučajno; sve ima svoj uzrok. Svemir je u suštini taman prostor kome se ne nazire ni početak ni kraj; to je svod koji ima dubinu. On nije ni prazan prostor (vakuum), jer je uvijek ispunjen energijom, što svjedoči obilato elektromagnetsko zračenje koje pristiže do nas iz dalekih svemirskih prostranstava.

Definicija 

Svemir je uobičajeno definiše kao sve što postoji, sve što je ikad postojalo, i sve što će ikad postojati. Prema našem današnjem razumevanju, Svemir se sastoji od tri konstituenta: prostor-vreme, formi energije, uključujući elektromagnetnu radijaciju i materiju, i fizičkih zakona koji ih povezuju. Svemir isto tako obuhvata sav život, svu istoriju, a neki filozofi i naučnici čak sugerišu da obuhvata i ideje kao što je matematika.

Pojam Svemira 
U prvoj polovini XX vijeka riječ Svemir se upotrebljavala u smislu značenja riječi cijelog prostorno-vremenskog kontinuuma u kojem egzistiramo zajedno sa svom energijom i materijom unutar njega. Pokušaji da se shvati sam smisao Svemira s najveće tačke gledišta su napravljeni u kosmologiji, nauci koja se razvila iz fizike i astronomije. Tokom druge polovine XX vijeka razvoj opservacione kosmologije, nazvane još i fizikalnom kosmologijom, je doveo do podjele u vezi s značenjem riječi Svemir između opservacionih i teoretskih kosmologa, gdje su prethodni obično odbacili nadu za opserviranjem cijelog prostorno-vremenskog kontinuuma, dok su kasniji zadržali ovu nadu pokušavajući pronaći najrazumnije spekulacije za modeliranje cijelog prostorno-vremenskog kontinuuma, usprkos ekstremnim poteškoćama u stvaranju slike bilo kojeg empirijskog ograničenja u ovim spekulacijama i riziku od svođenja na nivo metafizike.

Termini poznati Svemir, opservabilni Svemir i vidljivi Svemir se često koriste pri opisivanju dijela Svemira kojeg možemo vidjeti ili pak opservirati. Oni koji su uvjereni u to da možemo opservirati cijeli kontinuum mogu koristiti izraz naš Svemir, odnoseći se djelimično samo na njegov poznati dio ljudskim bićima.

Širenje i starost Svemira. Teorija Velikog praska 
Najvažnije otkriće kosmologije, širenje Svemira, je provedeno na osnovu opservacija crvenog pomaka i kvantificirano Hubbleovim zakonom. Ako posmatramo ovo širenje unatrag, pristupa se gravitacionoj singularnosti, prilično apstraktnom matematičkom konceptu, koji može i ne mora se podudarati sa stvarnošću. Ovo je prekretnica teorije Velikog praska, dominantnog modela u kosmologiji danas. Starost Svemira se procjenjuje na oko 14 milijardi godina, s nepouzdanošću od 200 miliona godina, prema NASA-inom projektu zvanom Wilkinsonova Mikrovalna Anizotropna Proba (WMAP). Ipak ovo se temelji na pretpostavkama za koje važi osnovni model korišten za analizu podataka. Ostale metode za procjenjivanje starosti Svemira daju različite godine starosti.

Fundametalni aspekt Velikog praska može se danas vidjeti u opservaciji koja se zasniva na činjenici da što su galaktike dalje od nas to brže od nas odmiču. Također se može uočiti pri kosmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju koje je mnogo slabije zračenje od onog skorije nastalog nakon Velikog praska. Ovo pozadinsko zračenje je značajno uniformno u svim pravcima, koje su kosmolozi pokušavali objasniti početnim periodom brze inflacije (širenja) uz Veliki prasak.

Pitanje se postavlja šta je bilo pre Velikog praska, kako je to nastalo.

Ako je Milanković izračunao da se Ledeno doba ponavlja na svakih 36000 godina, priča o povećanju temperature zbog ovog ili onog razloga je pod znakom pitanja (Globalno zagrevanje) Priča o širenju kosmosa je takođe pod znakom pitanja, šta ako se sve Galaksije kreću u Kosmosu po nekim putanjama, nekog elipsastog oblika, onda otpada širenje Kosmosa. (Vojislav Mitrić)

Struktura vasione 
Svemir se grubo rečeno sastoji od zvezdanih sistema (zbir miliona zvezda), praznog prostora, i međuzvezdane mase. Zvezdani sistemi su organizovani u zvezdane populacije, zvezdane asocijacije i zvezdana jata i superjata.

Galaksije su osnovni elementi vasione. Za sve vasionske objekte tipično je da su rastojanja između njih znatno veća od dimenzija samih objekata. U slučaju galaksija to izgleda otprilike ovako: ako zamislimo da je prosečna galaksija veličine novčića od jednog dinara (stvarne dimenzije su im reda 1.018 -{km}-), srednje rastojanje između galaksija iznosi oko jedan metar. Međugalaktički prostor ispunjen je praktično samo zračenjima čiji su izvor uglavnom zvezde u galaksijama, kao i određenom količinom veoma razređenog međugalaktičkog gasa. Galaksije nisu ravnomerno raspoređene u prostoru. One se grupišu u jata galaksija - sisteme koji mogu da sadrže od nekoliko desetina do nekoliko hiljada članova. Tek su ovakva jata galaksija statistički ravnomerno raspoređena u prostoru. Osnovne osobine vasione jesu njena homogenost i izotropnost. Ako posmatramo razne oblasti vasione uvek iste velike zapremine, u svakoj od njih ćemo, u proseku naći isti broj galaksija. U tome se sastoji homogenost vasione. Ako pak iz bilo koje tačke u vasioni vršimo posmatranje u različitim pravcima u svakom pravcu ćemo, u proseku, sresti isti broj galaksija, u tome se sastoji izortopnost vasione. Drugim rečima u vasioni ne postoji ni jedno mesto i ni jedan pravac koji bi se po ma čemu razlikovao od ostalih: svako se mesto ravnomerno može smatrati centrom vasione ili što je isto centar vasione ne postoji. (?)
 
Našem posmatranju dostupan je samo određeni deo vasione, taj deo vasione nazivamo meta galaksija. Vasiona za nas, dakle nije beskonačna. Za posmatrače na zemlji postoji definisan svojevrsni horizont vasione koji je od nas podjednako udaljen u svim pravcima. Možemo se donekle slobodno izraziti i reći da je vasiona sastavljena od beskonačno mnogo metagalaksija koje se preklapaju i u proseku ne razlikuju jedna od druge.

Po danas usvojenoj interpretaciji postojanje ove granice vasione posledica je njenog širenja, proučavanjem spektra svetlosti sa udaljenih galaksija pokazalo je da su u njima spektralne linije pomerene, ka većim talasnim dužinama i to tim više što je galaksija udaljenija od nas. Ova pojava je nazvana crveni pomak, a najdoslednije se može objasniti Doplerovim efektom. Na osnovu ovoga formulisan je Hablov zakon, koji kaže da je brzina kojom se data galaksija udaljava od nas srazmerna njenoj trenutnoj udaljenosti. Dva puta dalja galaksija udaljava se dva puta brže itd. Galaksija koja se nalazi na horizontu naše metagalaksije toliko je daleko da se udaljava praktično brzinom svetlosti, pa je njena svetlost toliko pomaknuta ka velikim talasnim dužinama odnosno malim učestalostima da se više ne može osmatrati. To je poreklo horizonta vasione.

Vasiona koja se širi je u određenom trenutku svoje prošlosti to širenje morala i da počne i to iz stanja u kojem je gustina materije bila izuzetno velika. U početnom trenutku ove faze širenja morao je da se odigra neki proces koji je materiji saopštio početne nivoe koje i danas opažamo. Taj proces nazivamo Veliki prasak. Jednačine kretanja govore da se velika eksplozija odigrala pre oko 13 × 109 (13.000.000.000 godina).
 
Još jedna važna osobina vasione jeste i njen elementarni sastav. Ogroman eksperimentalni materijal svedoči da masu vasione čini oko 70% vodonika, oko 29% helijuma i samo oko 1% svih ostalih težih elemenata zajedno. Napomenimo još da konačnost brzine svetlosti i svih uzajamnih delovanja ima i sledeću neizbežnu posledicu. Gledajući udaljene oblasti vasione mi gledamo u njenu prošlost.

Veličina Svemira i opservabilni Svemir 
Postoji nesporazum u pogledu činjenice da li je Svemir konačan ili beskonačan prema prostornoj veličini ili zapremini. Ipak opservabilni Svemir kojeg sačinjavaju sve lokacije koje imaju uticaja na nas otkako je Velikom prasku pridružena brzina svjetlosti je pouzdano konačan. Rub kosmičkog svjetlosnog horizonta je udaljenost od 13,7 milijardi svjetlosnih godina. Sadašnja udaljenost do ruba opservabilnog Svemira je veća, otkako se Svemir širi; a procjenjuje se na oko 78 milijardi svjetlosnih godina. Ovo bi sačinjavalo sadašnju zapreminu poznatog Svemira, a koja je jednaka 1,9 × 1033 kubnih svjetlosnih godina (pod pretpostavkom da je ovaj region savršeno sferičan). Opservabilni Svemir sadrži oko 7 × 1022 zvijezda, organiziranih u oko 1010 galaktika, koje same tvore galaktičke klastere i superklastere. Broj galaktika može biti čak i veći, što se zasniva na Hubbleovom dubokom polju opserviranim kosmičkim teleskopom Hubble.

Mi živimo u centru Svemira kojeg opserviramo, prema prividnoj protivrječnosti Kopernikovog zakona koji kaže da je Svemir manje ili više uniforman i da nema primjetnog centra. Ovo je jednostavno iz razloga što se svjetlost ne kreće beskonačno brzo i što opserviramo samo prošlost. Što gledamo dalje i dalje, vidimo stvari iz sve bližih vremenskih epoha dok se ne približimo graničnom nultom vremenu modela Velikog praska. A pošto se svjetlost kreće istom brzinom
u svim pravcima prema nama, mi živimo u centru našeg opservabilnog Svemira.

Oblik Svemira 
Važno otvoreno pitanje u kosmologiji je oblik Svemira. 
Kao prvo, ne zna se pouzdano da li je Svemir ravan, odnosno da li pravila Euklidove geometrije važe uopće. Danas mnogi kosmolozi smatraju da je opservabilni Svemir (prividno) ravan, s lokalnim naborima gdje masivni objekti remete prostorno-vremenski kontinuum, kao što je jezero (prividno) ravno. Ovo mišljenje je dobilo na snazi najnovijim podacima WMAP-e, promatrajući "akustične oscilacije" pri temperaturnim kolebanjima kosmičkog pozadinskog zračenja.

Kao drugo, ne zna se pouzdano ni da li je mnogostruko povezan. Svemir nema prostornu granicu prema standardnom modelu Velikog praska, ali ipak može biti prostorno konačan. Ovo se može shvatiti ako koristimo dvodimenzionalnu analogiju: sfera nema ruba, ali pored toga ima konačnu površinu (). To je dvodimenzionalna površina s konstantnom krivinom u trećoj dimenziji. Trodimenzionalni ekvivalent je nepovezani "sferni prostor" koga je otkrio Bernard Riman i koji ima konačnu zapreminu (). Uz to su sve tri dimenzije konstantno zakrivljene u četvrtoj. (Druge mogućnosti uključuju sličnu "eliptičnu površinu" i "cilindričnu površinu", gdje su ,u konfliktu s običnom geometrijom, dva kraja cilindra međusobno povezana, ali bez savijanja cilindra. Ovi su također dvodimenzionalni prostori s konačnim površinama, postoje i bezbrojne druge. Ipak, sfera ima jedinu i možda estetičniju zadovoljavajuću osobinu da su sve tačke na njoj geometrijski slične.). Ako je Svemir zaista nepovezan a prostorno konačan, kao što je opisano, onda bi putovanje po "pravoj" liniji u bilo kom pravcu teoretski uzrokovalo povratak u početnu tačku nakon putovanja do udaljenosti ekvivalentnoj "periferiji" Svemira (što je nemoguće prema našem sadašnjem shvatanju Svemira, dok je njegova veličina mnogo veća od veličine opservabilnog Svemira).

Srtiktno govoreći, trebali bismo zvijezde i galaktike nazvati "slikama" zvijezda i galaktika, dok je moguće da je Svemir višestruko povezan i dovoljno malehan ( i podesno, možda, kompleksnog oblika) kojeg možemo vidjeti jedanput ili nekoliko puta iza njega u raznim i možda svim pravcima. (Zamislite kuću od ogledala). Ako bi to bilo tako, stvarni broj fizikalno udaljenih zvijezda i galaktika bi bio manji nego što je danas proračunato. Mada ni ova mogućnost nije isključena, rezultati najnovijeg istraživanja kosmičkog mikrovalnog zračenja (KMZ) čine je veoma neizvjesnom.

Sudbina Svemira 
Zavisno od srednje gustoće materije i energije u Svemiru, on će se nastaviti širiti zauvijek ili će se gravitaciono usporiti i eventualno sabiti u "velikom stisku". Uopće dokazi predviđaju da ne samo da nema dovoljno mase ili energije da uzrokuje ponovno sažimanje (rekolaps), nego se čini da se to širenje Svemira ubrzava i da će se širiti cijelu vječnost (v. ubrzavajući Svemir ili detaljnije za konačnu sudbinu Svemira).

Multiverzum 
Postoji nekoliko špekulacija o tome da višestruki svemiri egzistiraju na visokom nivou multiverzuma (poznatog i kao megaverzum) i da je naš Svemir samo jedan od njih. (Ima galaktika iza našeg opservabilnog Svemira, ali to ne znači da bi mogle biti dio nekog drugog svemira. Ako je navedeni navod tačan, možda se naš Svemir širi do u beskonačnost.). Na primjer, materija koja pada u crnu rupu u našem Svemiru bi mogla da se pojavi kao "Veliki prasak" u drugom svemiru. Ipak, sve ovakve ideje

Vidite još 
 Antiuniverzum
 Paralelni svemir

Reference

Literatura 

 

 
 
  For lay readers.
 
 David Deutsch: Die Physik der Welterkenntnis. Auf dem Wege zum universellen Verstehen. Birkhäuser, Berlin 1996. 
 J. Richard Gott III u. a.: A Map of the Universe. In: Astrophysical Journal. Chicago 624.2005, 463. 
 Stephen Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit. rororo. Rowohlt, Reinbek 1991. 
 Stephen Hawking: Das Universum in der Nussschale. Dtv, München 2003. 
 Lucy und Stephen Hawking: Der geheime Schlüssel zum Universum. Kinderbuch. cbj, München 2007. 
 Lisa Randall: Verborgene Universen – Eine Reise in den extradimensionalen Raum. S. Fischer, Frankfurt 2006 (3. Aufl.). 
 Steven Weinberg: Die ersten drei Minuten. Piper, München 1977. 
 Steven Weinberg: Der Traum von der Einheit des Universums. Bertelsmann München 1993. 
 Charles H. Lineweaver, Tamara M. Davis: Der Urknall – Mythos und Wahrheit. In: Spektrum der Wissenschaft. Heidelberg 2005, 5 (Mai), S. 38–47. 
 Brian Greene: Der Stoff, aus dem der Kosmos ist. Alfred A. Knopf, New York 2004. 
 Harry Nussbaumer: Das Weltbild der Astronomie. vdf Hochschulverlag, Zürich 2007 (2. Aufl.). 
 Rüdiger Vaas: Tunnel durch Raum und Zeit. Franckh-Kosmos, Stuttgart 2006 (2. Aufl.). 
 Brian May, Patrick Moore, Chris Lintott: Bang! A Complete History of the Universe. Carlton Books, London 2006. 
 Alexander Vilenkin: Kosmische Doppelgänger, Wie es zum Urknall kam – Wie unzählige Universen entstehen. Springer, Heidelberg 2007. 
 UNIVERSUM FÜR ALLE. Joachim Wambsganß Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013

Vanjske veze 

 Amazing Space
 Astronomy Picture of the Day
 Dark Matter, Cosmology, and Large-Scale Structure of the Universe 
 Farlexova Enciklopedija-poglavlje Svemir
 Sedam Kosmosa
 The estimated size of the universe
 Cosmology FAQ
 The Dark Side and the Bright Side of the Universe Princeton University, Shirley Ho
 Multiple Big Bangs
  Discovery Channel, Stephen Hawking's Universe
 Cosmography of the Local Universe at irfu.cea.fr (17:35) (arXiv)
 The Known Universe by the American Museum of Natural History
 Understand The Size Of The Universe – by Powers of Ten
 A Flight Through the Universe – BerkeleyLab
 3D Universe Hayden Planetarium
 Browser visualization of nearby stars (Chrome browser)

 
Astronomija