ה אלמנט הרכב היקום מחושב על ידי ניתוח האור הנפלט והנספג מכוכבים, עננים בין כוכבים, קוואזרים, וחפצים אחרים. טלסקופ האבל הרחיב מאוד את הבנתנו את הרכב הגלקסיות והגז במרחב הבין-גלקטי ביניהם. על פי ההערכה, כ 75% מהיקום מורכב מחושך אנרגיה ו חומר אפלהשונים מה- אטומים ו מולקולות שמרכיבות את העולם היומיומי סביבנו. לפיכך, ההרכב של מרבית היקום רחוק מלהובן. למרות זאת, מדידות ספקטרליות של כוכבים, ענני אבק וגלקסיות מספרים לנו את הרכב היסודות של החלק המורכב מחומר רגיל.
האלמנטים השופעים ביותר בגלקסיית שביל החלב
זהו טבלת אלמנטים בסעיף שביל החלב, הדומה בהרכב לגלקסיות אחרות ביקום. זכור, אלמנטים מייצגים את החומר כפי שאנו מבינים אותו. הרבה יותר מהגלקסיה מורכבת ממשהו אחר!
| אלמנט | מספר אלמנט | שבר המוני (עמודים לדקה) |
|---|---|---|
| מימן | 1 | 739,000 |
| הליום | 2 | 240,000 |
| חמצן | 8 | 10,400 |
| פחמן | 6 | 4,600 |
| ניאון | 10 | 1,340 |
| ברזל | 26 | 1,090 |
| חנקן | 7 | 960 |
| סיליקון | 14 | 650 |
| מגנזיום | 12 | 580 |
| גופרית | 16 | 440 |
האלמנט השופע ביותר ביקום
כרגע, האלמנט השופע ביותר ביקום הוא מימן. בכוכבים נתיכי מימן להליום. בסופו של דבר, כוכבים מאסיביים (מסיביים פי כמה גדולים יותר מהשמש שלנו) עוברים את אספקת המימן שלהם. לאחר מכן, ליבת הליום מתכווצת, ומספקת לחץ מספיק כדי להמיס שני גרעיני הליום לפחמן. נתיך פחמן לחמצן, המתמזג לסיליקון ולגופרית. הסיליקון מתמזג לברזל. הכוכב נגמר לו הדלק והולך לסופרנובה ומשחרר את האלמנטים האלה בחלל.
לכן, אם הליום מתמזג לפחמן, אולי תוהה מדוע חמצן הוא היסוד השלישי בשפע ולא פחמן. התשובה היא מכיוון שהכוכבים ביקום כיום אינם כוכבי דור ראשון! כאשר נוצרים כוכבים חדשים יותר, הם כבר מכילים יותר מסתם מימן. הפעם כוכבים מפזרים מימן לפי מה שמכונה מחזור C-N-O (כאשר C הוא פחמן, N הוא חנקן ו- O הוא חמצן). פחמן והליום יכולים להתמזג יחד ליצירת חמצן. זה קורה לא רק בכוכבים מאסיביים, אלא גם בכוכבים כמו השמש ברגע שהוא נכנס לשלב הענק האדום שלו. פחמן באמת יוצא מאחור כשמתרחשת סופרנובה מסוג II, מכיוון שכוכבים אלה עוברים היתוך פחמן לחמצן עם השלמה כמעט מושלמת!
כיצד שפע אלמנטים ישתנה ביקום
לא נהיה בסביבה לראות את זה, אבל כאשר היקום מבוגר פי אלפים או מיליונים מכפי שהוא עכשיו, הליום עשוי לעקוף מימן כאל היסוד השופע ביותר (או לא, אם מספיק מימן נשאר בחלל רחוק מאטומים אחרים עד נתיך). אחרי הרבה יותר זמן זה אפשרי חמצן והפחמן עשוי להפוך ליסודות הראשונים והשניים בשפע!
הרכב היקום
אז אם חומר אלמנטרי רגיל אינו אחראי לרוב היקום, איך נראה הרכבו? מדענים מתלבטים בנושא זה ומתעדנים את האחוזים כאשר נתונים חדשים הופכים לזמינים. נכון לעכשיו, ההערכה היא שהרכב החומר והאנרגיה הוא:
- 73% אנרגיה אפלהנראה כי רוב היקום מורכב ממשהו שאנחנו לא יודעים עליו כמעט. לאנרגיה אפלה כנראה אין מסה, ובכל זאת חומר ואנרגיה קשורים זה לזה.
- 22% חומר אפל: חומר אפל הוא דברים שלא פולטים קרינה באורך גל כלשהו של הספקטרום. מדענים אינם בטוחים מהו, בדיוק, חומר אפל. זה לא נצפה ולא נוצר במעבדה. כרגע, ההימור הטוב ביותר הוא שמדובר בחומר אפל קר, חומר המורכב מחלקיקים הדומים לנייטרינו, ועם זאת הרבה יותר מסיבי.
- 4% גז: רוב הגז ביקום הוא מימן והליום, הנמצאים בין כוכבים (גז בין-כוכבי). גז רגיל אינו פולט אור, אם כי הוא מפזר אותו. גזים מיוננים זוהרים, אך לא מספיק בהירים כדי להתחרות באור הכוכבים. אסטרונומים משתמשים בטלסקופים אינפרא אדום, רנטגן ורדיו כדי לדמיין עניין זה.
- 0,04% כוכבים: בעיני האדם נראה שהיקום מלא בכוכבים. מדהים להבין שהם מהווים אחוז כה קטן מהמציאות שלנו.
- 0.3% נייטרינו: נייטרינו הם חלקיקים זעירים ונטרליים חשמלית שנעים במהירות האור הקרובה.
- אלמנטים כבדים של 0.03%: רק חלק זעיר מהיקום מורכב מאלמנטים כבדים יותר ממימן והליום. עם הזמן אחוז זה יגדל.