Дізнайтеся чому дорівнює середня температура Всесвіту (забігаючи наперед – вона становить приблизно 2,7 Кельвіна (-270,45°C) та як її вимірюють.
Всесвіт – величезне і загадкове місце, сповнене дивовиж і таємниць, які чекають на своє розкриття. Одне з питань, яке здавна цікавило вчених і астрономів, – гарячий чи холодний Всесвіт.
Чи є він вогненним пеклом, що палає від сильної спеки, чи замерзлою пустелею, позбавленою будь-якого тепла і життя?
Шляхом ретельного спостереження та аналізу дослідники намагаються визначити чому дорівнює середня температура Всесвіту, проливаючи світло на цю загадкову тему.
Що таке всесвіт? Його вік, будова та історія
Від космічного мікрохвильового фонового випромінювання до температури далеких галактик – ми розглянемо докази і розкриємо правду про тепловий стан Всесвіту.
Середня температура Всесвіту вимірюється по температурі космічного мікрохвильового фонового випромінювання й становить приблизно 2,7 Кельвіна (-270,45°C).
Поняття температури та її вимірювання
Перш ніж ми зануримося в особливості температури Всесвіту, давайте розглянемо саме поняття температури та способи її вимірювання. Температура – це міра того, наскільки гарячим або холодним є об’єкт, і вона зазвичай вимірюється в одиницях Кельвіна (К) або Цельсія (°C). Шкала Кельвіна часто використовується в наукових дослідженнях, оскільки вона базується на точці абсолютного нуля, де припиняється будь-який молекулярний рух. На відміну від неї, шкала Цельсія базується на точках замерзання та кипіння води.
Що таке Теорія великого вибуху: детальне пояснення
Температуру можна виміряти різними способами, залежно від об’єкта, що вимірюється. Наприклад, термометр можна використовувати для вимірювання температури рідини або газу, тоді як інфрачервоний термометр можна використовувати для вимірювання температури об’єкта без контакту з ним. В астрономії температуру часто вимірюють, аналізуючи електромагнітне випромінювання, яке випускає об’єкт.
Цей метод відомий як спектроскопія і дозволяє астрономам визначати температуру зірок та інших небесних тіл.
Чому дорівнює середня температура Всесвіту та космічне микрохвильове фонове випромінювання
Одним з ключових доказів, що використовується для визначення середньої температури Всесвіту, є космічне мікрохвильове фонове випромінювання (CMB). Вважається, що це випромінювання є залишком енергії від Великого вибуху, і воно пронизує весь Всесвіт. Температура CMB становить приблизно 2,7 Кельвіна (-270,45°C).
Яка будова Всесвіту? Філаменти, войди та галактики.
Вивчаючи CMB, вчені змогли отримати уявлення про ранній всесвіт та його еволюцію з часом. CMB використовується для вимірювання віку Всесвіту, а також кількості темної матерії і темної енергії. Він також надав докази теорії космічної інфляції, яка припускає, що всесвіт пережив період експоненціального розширення в моменти після Великого вибуху.
Температура зірок і галактик
Хоча CMB забезпечує базову температуру Всесвіту, температура окремих зірок і галактик може дуже сильно відрізнятися. Наприклад, зорі можуть мати температуру поверхні від кількох тисяч Кельвінів у холодних зір до десятків тисяч Кельвінів у гарячих зір. Температура зорі визначається її масою, причому масивніші зорі, як правило, гарячіші за менш масивні.
Галактики, з іншого боку, мають набагато складніші температурні профілі. Температура галактики може змінюватися залежно від її відстані від центру, а також від наявності інших галактик і темної матерії. Загалом, однак, вважається, що галактики мають температуру в діапазоні від кількох тисяч Кельвінів до кількох мільйонів Кельвінів.
Коли стався великий вибух – звідки ми це знаємо?
Темна матерія та її вплив на температуру
Темна матерія – це загадкова речовина, яка, як вважають, становить значну частину загальної маси Всесвіту. Хоча ми не можемо бачити темну матерію, про її присутність можна судити з її гравітаційного впливу на видиму матерію. Вважається, що темна матерія відіграє значну роль у формуванні температури Всесвіту, оскільки вона впливає на розподіл матерії та енергії.
Одним із способів, яким темна матерія впливає на температуру, є її вплив на скупчення галактик. Скупчення галактик – це групи галактик, які пов’язані між собою гравітацією, і вони можуть містити тисячі окремих галактик. Температура скупчення галактик визначається рухом галактик, що входять до його складу, а також наявністю гарячого газу і темної матерії. Вважається, що темна матерія відіграє значну роль у нагріванні газу в скупченнях галактик, що, в свою чергу, впливає на загальну температуру Всесвіту.
Вплив космічного розширення на те, яка середня тепература Всесвіту
Всесвіт не є статичним, а навпаки, він постійно розширюється. Це розширення має важливі наслідки для температури Всесвіту, оскільки впливає на розподіл матерії та енергії. Коли Всесвіт розширюється, енергія CMB розтягується, що призводить до зниження його температури з часом. Цей ефект відомий як червоне зміщення, і його можна використовувати для визначення віку Всесвіту.
Розширення Всесвіту також впливає на температуру окремих галактик і зірок. Зі збільшенням відстані між галактиками їхня температура зменшується через охолодження зірок, що входять до їхнього складу. Цей ефект найбільш виражений у карликових галактиках, які мають малий розмір і низький рівень зореутворення.
Дебати між теоріями гарячого та холодного Всесвіту
Незважаючи на велику кількість зібраних доказів, серед вчених все ще точаться суперечки про те, чи є Всесвіт гарячим або холодним. Теорія гарячого всесвіту припускає, що Всесвіт наповнений інтенсивним теплом і випромінюванням, тоді як теорія холодного всесвіту припускає, що він є замерзлою пустелею, позбавленою будь-якого тепла та енергії.
Одним з ключових аргументів на користь теорії гарячого всесвіту є наявність CMB. Вважається, що це випромінювання є залишком енергії від Великого вибуху, а його температура 2,7 Кельвіна свідчить про те, що всесвіт не є повністю холодним. На противагу цьому, прихильники теорії холодного Всесвіту вказують на низький рівень зореутворення в карликових галактиках, а також на відсутність гарячого газу в деяких скупченнях галактик.