למרות שאנשים חקרו את השמיים במשך אלפי שנים, אנו עדיין יודעים מעט יחסית על זה יקום. בעוד אסטרונומים ממשיכים לחקור, הם לומדים יותר על הכוכבים, כוכבי הלכת והגלקסיות בפרטי פרטים, ובכל זאת כמה תופעות נותרות תמוהות. אם מדענים יצליחו לפתור את תעלומות היקום ובין אם לאו, זו תעלומה עצמה, אך המחקר המרתק של החלל ושלל רבים ממנו חריגות ימשיכו לעורר רעיונות חדשים ולהעניק תנופה לתגליות חדשות כל עוד בני האדם ימשיכו להביט בשמים ותוהים, "מה בחוץ שם?"
חומר אפל ביקום
אסטרונומים תמיד מחפשים חומר אפל, צורה מסתורית של חומר שלא ניתנת לגילוי באמצעים רגילים - ומכאן שמה. כל החומר האוניברסלי שניתן לאתר באמצעות שיטות עדכניות מהווה רק כחמישה אחוז מהחומר הכולל ביקום. חומר אפל מרכיב את השאר, יחד עם משהו המכונה אנרגיה אפלה. כשאנשים מסתכלים על שמי הלילה, לא משנה כמה כוכבים הם רואים (וגלקסיות, אם הם משתמשים בטלסקופ), הם רק עדים לשבריר זעיר ממה שבאמת נמצא שם.
בעוד שאסטרונומים משתמשים לפעמים במונח "ואקום של חלל", המרחב שאור עובר דרכו אינו ריק לחלוטין. ישנם למעשה כמה אטומי חומר בכל קוב של שטח. ה מרחב בין גלקסיות, שבעבר נחשב לריק למדי, מתמלא לעתים קרובות במולקולות של גז ואבק.
חפצים צפופים בקוסמוס
אנשים חשבו גם כי חורים שחורים הם התשובה למעבה "החומר האפל". (כלומר, האמינו כי החומר הבלתי מוסבר עשוי להיות בחורים שחורים.) בעוד שהרעיון מתברר שאינו נכון, חורים שחורים ממשיכים לרתק אסטרונומים, עם סיבה טובה.
חורים שחורים כה צפופים ובעלי כוח משיכה כה עז, עד ששום דבר - אפילו לא אור - לא יכול להימלט מהם. לדוגמה, האם ספינה אינטראקטיבית צריכה איכשהו להתקרב יותר מדי לחור שחור ולהישאב פנימה על ידי משיכת הכבידה שלה "פנים קודם", הכוח בקדמת הספינה יהיה כל כך חזק יותר מהכוח מאחור, עד שהאוניה והאנשים בפנים יימתחו - או אלסטיים כמו טאפי - בעוצמת הכבידה למשוך. התוצאה? אף אחד לא יוצא בחיים.
הידעת שחורים שחורים יכולים לעשות ולהתנגש? כאשר תופעה זו מתרחשת בין חורים שחורים סופר-מסיביים, גלי כבידה משוחררים. למרות שהשערה על קיומם של גלים אלה, הם לא אותרו בפועל עד 2015. מאז, אסטרונומים גילו גלי כבידה מכמה התנגשויות בחור שחור.
כוכבי נויטרון - שאריות מותם של כוכבים מאסיביים בפיצוצי סופרנובה - אינם אותו דבר כמו חורים שחורים, אך הם גם מתנגשים זה בזה. הכוכבים האלה כל כך צפופים שכוס מלאה בה חומר כוכב נויטרון תהיה יותר מסה מאשר הירח. גרגנטואנים ככל שהם, כוכבי נויטרונים הם מהאובייקטים המסתובבים במהירות ביקום. אסטרונומים שלומדים אותם שעונים אותם בקצב סיבוב של עד 500 פעמים בשנייה.
מה זה כוכב ומה לא?
לבני אדם יש נטייה מצחיקה לקרוא לכל חפץ בהיר בשמיים "כוכב" - גם כשזה לא. כוכב הוא תחום של גז מחומם-על שמפליט אור וחום, ובדרך כלל יש בתוכו איזשהו מיזוג. משמעות הדבר היא שכוכבי יריות אינם באמת כוכבים. (לרוב הם פשוט חלקיקי אבק זעירים הנופלים באטמוספירה שלנו שמתאדים בגלל חום החיכוך עם הגזים האטמוספריים.)
מה עוד לא כוכב? כוכב לכת הוא לא כוכב. זה מכיוון - בתור התחלה - בניגוד לכוכבים, כוכבי לכת לא ממזגים אטומים בפנים שלהם והם הרבה קטן מכוכב הממוצע שלך, ובעוד שביטים עשויים להיראות בהירים, הם לא כוכבים, או. כששביטים מסתובבים סביב השמש הם משאירים אחריהם שבילי אבק. כאשר כדור הארץ עובר במסלול קיטרי ונתקל באותם שבילים, אנו רואים עלייה במטאורים (גם כן) לא כוכבים) כאשר החלקיקים עוברים באטמוספירה שלנו ונשרפים.
מערכת השמש שלנו
הכוכב שלנו, השמש, הוא כוח שיש לחשב איתו. עמוק בתוך ליבת השמש, מימן נמזג ליצירת הליום. במהלך אותו תהליך, הליבה משחררת את המקבילה של 100 מיליארד פצצות גרעין בכל שנייה. כל האנרגיה הזו עובדת דרך דרכה בשכבות השמש השונות, לוקח אלפי שנים לטיול. אנרגיית השמש הנפלטת כחום ואור מכריעה את מערכת השמש. כוכבים אחרים עוברים את אותו תהליך במהלך חייהם, מה שהופך את הכוכבים לתחנות הכוח של הקוסמוס.
השמש אולי הכוכבת של ההצגה שלנו, אך מערכת השמש בה אנו חיים מלאה בתכונות מוזרות ונפלאות גם כן. לדוגמה, למרות שמרקורי הוא הכוכב הקרוב ביותר לשמש, הטמפרטורות יכולות לרדת לכ -280 מעלות צלזיוס על פני כדור הארץ. איך? מכיוון שלמרקורי אין כמעט אטמוספרה, אין מה ללכוד חום בקרבת פני השטח. כתוצאה מכך, הצד האפל של כדור הארץ - זה הפונה אל השמש - נעשה קר במיוחד.
בעוד שהיא רחוקה יותר מהשמש, ונוס היא חמה בהרבה מכספית בגלל עובי האטמוספרה של ונוס, הלוכדת חום בקרבת פני כדור הארץ. ונוס מסתובבת לאט מאוד על צירתה. יום אחד בוונוס שווה ערך ל 243 ימי כדור הארץ, אולם השנה של ונוס היא 224.7 ימים בלבד. למרות זאת, ונוס מסתובבת לאחור על ציריה לעומת כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש.
גלקסיות, מרחב בין כוכבים ואור
היקום בן יותר מ 13.7 מיליארד שנה והוא מכיל מיליארדי גלקסיות. איש אינו בטוח בדיוק בדיוק כמה גלקסיות מסופרות לכולם, אך חלק מהעובדות שאנו מכירים די מרשימות. איך נדע מה אנו יודעים על גלקסיות? אסטרונומים חוקרים את חפצי האור הפולטים לרמזים לגבי מקורם, התפתחותם וגילם. אור מכוכבים רחוקים ו גלקסיות לוקח כל כך הרבה זמן להגיע לכדור הארץ שאנחנו באמת רואים את האובייקטים האלה כפי שהם הופיעו בעבר. כאשר אנו מסתכלים אל שמי הלילה, אנו בפועל, מסתכלים אחורה בזמן. ככל שמשהו רחוק יותר, כך הוא נראה רחוק יותר בזמן.
לדוגמה, אור השמש לוקח כמעט 8.5 דקות לנסוע לכדור הארץ, ולכן אנו רואים את השמש כפי שהופיעה לפני 8.5 דקות. הכוכב הקרוב ביותר אלינו, פרוקסימה קנטאורי, נמצא במרחק של 4.2 שנות אור, כך שהוא נראה בעינינו כפי שהיה לפני 4.2 שנים. הגלקסיה הקרובה ביותר נמצאת במרחק של 2.5 מיליון שנות אור והיא נראית כמו שהיא נראתה כשאבותינו הקדמוניים של אוסטרלופיתקוס צעדו על פני כדור הארץ.
במהלך הזמן, גלקסיות ישנות יותר הוקנבלו על ידי צעירות יותר. לדוגמה, גלקסיית מערבולת (הידוע גם בשם מסיר 51 או M51) - ספירלה דו-חמושת שנמצאת בין 25 מיליון ל 37 מיליון שנות אור מה שביל החלב שניתן לצפות בו באמצעות טלסקופ חובב - נראה כי עבר מיזוג / קניבליזציה אחת בגלקסיה עבר.
היקום שופע גלקסיות, והמרוחקים ביותר מתרחקים מאיתנו יותר מ 90 אחוז ממהירות האור. אחד הרעיונות המוזרים מכולם - וזה שאולי יתגשם - הוא "תורת היקום המתרחבת", ההשערה כי היקום ימשיך להתרחב וכמו כן, הגלקסיות יתפשטו זו מזו עד שבסופו של דבר אזוריהן היוצרים כוכבים בחוץ. מיליארדי שנים מהיום, היקום יהיה מורכב מגלקסיות אדומות ישנות (כאלו בסוף האבולוציה שלהם), כל כך רחוקים זה מזה עד שכמעט בלתי אפשרי לאתר את הכוכבים שלהם.