Evrendeki en büyük maddenin ne olduğunu farklı açılardan analiz edin
Birisi böyle bir soru sordu: Evreni kapsam olarak alırsak, hangi maddenin en büyük kütleye sahip olduğu biliniyor?
Bu soru için herhangi bir ön koşul yoktur, bu nedenle birden fazla yanıt vardır.
Sanırım birkaç farklı açıdan değerlendirilebilir: makroskopik gök cisimleri, elementler ve mikroskobik parçacıklar.
Makroskopik gök cisimleri, insanların evrende gözlemleyebileceği en büyük şeylerdir ve birkaç kategoriye ayrılabilir: göksel yapılar, galaksiler, kara delikler ve yıldızlar.
Gök cisimlerinin yapısı birden fazla seviyeye sahiptir. Dünyadan başlarsanız, dünya-ay sistemleri, güneş sistemleri, galaksiler, galaksiler (kümeler), süper galaksiler vb. Vardır.
Dünya-ay sistemimiz güneş kütlesinin yalnızca% 0.0003'ünü oluşturur; güneş sistemimizin yerçekimi etki yarıçapı yaklaşık 1 ışıkyılıdır ve güneşin kütlesi tüm güneş sisteminin% 99.86'sını oluşturur; Samanyolu 200.000 ışıkyılı çapındadır ve kütlesi 200 ila 400 milyar yıldız içerir. Güneşin 21 milyon katı.
Samanyolu, yerel gökada grubundaki yaklaşık 50 gökadadan biridir, ancak ikinci konumu kaplar; yerel gökada grubu, üstkümedeki yaklaşık 100 gökadadan oluşan küçük bir gruptur ve Başak takımyıldızı, üstkümedeki büyük gökadadır. Gökada kümesi 2500'den fazla gökada içerir; yerel süper kümenin üstünde Rania Kea süper gökada kümesi bulunur.Bu süper büyük gökada kümesi 100.000 gökada içerir ve 570 milyon ışıkyılılık bir alanı kaplar. Ayrıca evrende daha büyük bir göksel yapı da vardır. "Wuxian ~ Kuzey Taç Giyme Çin Seddi" olarak adlandırılan göksel yapı 10 milyar ışıkyılı uzunluğundadır ve şu anda en büyük göksel yapı olarak kabul edilmektedir.
Ancak genel olarak konuşursak, galaksiler hala evrendeki nispeten kompakt temel göksel yapı birimleri olarak kabul edilmektedir.
Bir galaksi, evrim sürecinde yıldızlar, yıldız kalıntıları (beyaz cüceler, nötron yıldızları, kara delikler vb.), Gaz yıldızlararası madde, kozmik toz ve karanlık madde dahil olmak üzere yerçekimi etkileşimi nedeniyle bir araya getirilen çeşitli gök cisimlerinin bir koleksiyonudur. Galaksiler genellikle on milyarlarca ila yüz milyarlarca yıldızdan ve diğer gök cisimlerinden oluşur. Büyük galaksiler de trilyonlarca yıldıza sahiptir.
Bilinen en büyük gökada, bizden 1.045 milyar ışıkyılı uzaklıktaki IC 1101 gökadasıdır. Albert 2029 gökada grubunun merkezi gökadasıdır. Yaklaşık 4 milyon ışıkyılı çapındadır, Samanyolu'nun 20 katıdır ve 100 trilyon yıldız içerir.
Tek bir kütleye sahip en büyük gök cismi bir kara deliktir demek isterseniz.
Gümüş çekirdek sistemimizin merkezinde bir kara delik var, kütlesi güneşin yaklaşık 4 milyon katı. Ancak bu kara delik, evrende tamamen pediatriktir Üstkümemizdeki M87 gökadasının merkez kara deliği 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta ve güneşin 6,5 milyar katı kütleye sahip Şimdiye kadarki en büyük kara delik 10,4 milyar ışık mesafesinde. TON 618 adlı kuasarın merkezinde, Güneş'in 66 milyar katı kütleye ve 192 milyar kilometrelik Schwarzschild yarıçapına sahip olan kara deliğin şimdiye kadar keşfedilen en büyük tek nesne olduğu düşünülüyor.
Yıldızlar kara deliklerden çok daha küçüktür Şimdiye kadar keşfedilen en büyük yıldız, bizden 160.000 ışıkyılı uzaklıkta olan ve Büyük Macellan Bulutu'nda gizlenmiş olan R136a1'dir. Kütlesi güneşin yaklaşık 300 katıdır.
Ancak bu gök cisimlerinin boyutları tam anlamıyla en büyük "madde" olarak kabul edilemez.Madde özünde atomlardan oluşur ve ne tür bir madde atomlardan oluşur .. Maddenin bir atomlar topluluğu olduğu söylenebilir.
Çeşitli maddeleri oluşturan moleküller ayrıca monomer atomları veya çoklu atomların bileşikleri olabilir. Bu nedenle gerçek madde bir element olmalıdır. Element, tek bir atomun genel terimidir ve atom, elementin en küçük birimidir.
Şu anda insanlar, 26'sı yapay olarak sentezlenen 118 element keşfettiler. Bu elementlerin en hafif olanı, atom numarası 1 ve atom ağırlığı 1 olan hidrojendir. En ağır element, atom numarası 76 ve atom ağırlığı 190.2 olan metal osmiyumdur.
Hidrojenin yoğunluğu 0.00008342 g / cm ^ 3 ve osmiyumun yoğunluğu 22.6 g / cm ^ 3'tür. İkincisi, birincisinin yoğunluğunun 270.000 katından fazladır ve yeryüzünde bulunan birim kütle başına en büyük maddedir. Altının yoğunluğu 19.32 g / cm ^ 3 ve platin yoğunluğu metalik osmiyumun yoğunluğunun yanındaki metal olan 21.45 g / cm ^ 3'tür.
Evrende de bir tür madde var, tam anlamıyla, artık bir insan biliş meselesi değil, beyaz cüceler ve nötron yıldızları üzerinde özel bir durumdaki maddedir.
Beyaz cüce yıldızın üzerindeki maddenin durumu, son derece güçlü yerçekimi basıncı altında atomları ezer.Elektronlar çekirdeği terk eder ve çekirdeği birlikte sıkıştırarak serbest elektron haline gelir; bir nötron yıldızındaki maddenin durumu, çekirdeğin de ezilmiş olmasıdır, elektronlar ve protonlar. Her şeyi ezer ve bir nötron olur, böylece tüm gezegen nötronlardan oluşan büyük bir nötron çekirdeği olur.
Maddenin bu iki özel hali yeryüzünde mevcut değildir ve imal edilemez. Beyaz cüce yıldızların yoğunluğu, santimetreküp başına 1 ~ 10 ton olan 1000000 ~ 10000000 gram / cm ^ 3 kadar yüksektir; nötron yıldızlarının yoğunluğu daha da şaşırtıcıdır, beyaz cücelerin 100 milyon katından fazladır ve her santimetreküp 1 ~ 2 milyar tona ulaşır.
Daha yüksek yoğunluğa sahip şeyler (artık madde olarak adlandırılamazlar, hatta zamanımızdaki ve yerimizdeki şeyler) kara delik tekillikleridir.
Oradaki şeyler mevcut bilimle açıklanamaz, ancak sonsuzluk, sonsuz yoğunluk ile açıklanabilir. Bunun nedeni, tekilliğin sonsuz derecede küçülmüş olmasıdır ve ölçülemez olamayacak kadar çok küçük olduğu için yoğunluk ölçülemez. Bununla birlikte, yoğunluk, kara deliğin Schwarzschild yarıçapına göre hesaplanırsa, çok küçük bir yoğunluktur, bu nedenle kara deliğin kütlesi ne kadar büyükse, yoğunluk o kadar düşük olur.
Maddenin tanımı da parçacık olan mikro bir tanıma sahiptir.
Parçacıklar, maddeyi oluşturan, atomların temelini oluşturan ve maddenin özelliklerini değiştirmeden maddenin en küçük hacmidir, insan bilişinin en küçük ve en temel birimidir. Farklı kuvvetlere göre, temel parçacıklar üç kategoriye ayrılır: kuarklar, leptonlar ve yayıcılar.
Şimdi insanlar 400'den fazla çeşit parçacık keşfettiler. Kuarklar altı türe ayrılır: yukarı kuarklar, aşağı kuarklar, garip kuarklar, cazibeli kuarklar, alt kuarklar ve üst kuarklar.Kuarklardan oluşan parçacıklara, protonlar, nötronlar, mezonlar ve hiperonlar dahil olmak üzere hadron denir; leptonlar esas olarak elektronları ve elektronları içerir. Trino, Muu (u) on ve Muuon nötrino, Tao (T) on ve Taozi nötrino, vb .; Yayıcı, aynı zamanda arabulucu olarak da bilinir, esas olarak foton, gluon, graviton (kanıtlanmamış varoluş) ve benzerlerini içerir.
Bu parçacıklar arasında, yayıcının statik bir kütleye sahip olmadığı, en hafif kütlenin elektron nötrinosu ve en ağırının en üst kuark olduğu kabul edilir. Elektron nötrino kütlesi son derece küçüktür, ancak sıfır olarak kabul edilmez.Üst kuarkın kütlesi 173,1 ± 0,6 GeV'dur ve bu bir tungsten atomunun kütlesine eşittir, protonun kütlesinin 200 katı ve üst kuarkın 100 trilyon katıdır!
Parçacık fizikçileri parçacıkların kütlesi olmadığına inanırlar, Higgs bozonu denen bir tür parçacığın diğer parçacıklarla etkileşimi onların kütle üretmesini sağlar, bu nedenle bu tür parçacıklara "Tanrı parçacığı" denir.
Buradaki mekanizma çok karmaşık, bu yüzden burada bunun hakkında konuşmayacağım.
Bu, evrenimizdeki madde kütlesinin farklı açılardan en büyük analizidir Tartışmaya hoş geldiniz.
