Wszechświat
rzeczywistość fizyczna, cała czasoprzestrzeń / Z Wikipedii, wolnej encyclopedia
Drogi AI, mówmy krótko, odpowiadając po prostu na te kluczowe pytania:
Czy możesz wymienić najważniejsze fakty i statystyki dotyczące Wszechświat?
Podsumuj ten artykuł dla 10-latka
Wszechświat (łac. universum) – wszystko, co istnieje fizycznie: cała czasoprzestrzeń oraz wszystkie wypełniające ją formy energii jak materia i pola fizyczne[2][3]; synonim słów „natura” i „przyroda”. Bywa utożsamiany ze światem i rzeczywistością – niektóre doktryny filozoficzne twierdzą, że nie istnieje nic innego; przykłady takich stanowisk to fizykalizm, materializm i niektóre inne formy empiryzmu.
Ten artykuł dotyczy kosmosu. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa. |
Wszechświat jest też znany jako Kosmos (gr. kósmos – porządek[4]), ale ten drugi termin ma też węższe znaczenie: może oznaczać przestrzeń pozaziemską, otaczającą atmosferę Ziemi[5], czyli przestrzeń kosmiczną oraz wypełniające ją ciała niebieskie inne niż Ziemia. Przykładowo lot kosmiczny to lot pozaziemski, jego pasażer to kosmonauta, hipotetyczne istoty pozaziemskie to kosmici, a promieniowanie kosmiczne pochodzi spoza Ziemi.
Wszechświat badają wszystkie nauki empiryczne – te przyrodnicze i opisowa (pozytywna) część nauk społecznych; czerpią one z nauk formalnych jak matematyka oraz z pewnych działów filozofii. Kosmos we wspomnianym wąskim sensie badają nauki kosmiczne jak astrofizyka z astronomią i planetologia; nauki te korzystają m.in. z technologii lotów kosmicznych: astronautyki. Kosmologia fizyczna bada Wszechświat wyłącznie jako całość, w największej skali, bez analizowania wewnętrznej budowy jego części, co robią inne działy astrofizyki i pozostałe nauki empiryczne. Kosmologia rozumiana szeroko oznacza wszelkie doktryny o budowie Wszechświata, nie tylko te ściśle naukowe, ale i filozoficzne, religijne czy mityczne.
Niektóre ogólne właściwości Wszechświata pozostają nieznane, ponieważ jego widzialna część jest otoczona horyzontem kosmicznym – obszar za nim oddala się szybciej niż światło w próżni, co zgodnie z teorią względności uniemożliwia tamtejszym cząstkom zbliżanie się do Ziemi. Zbadano jednak podstawowe cechy obserwowalnej części Wszechświata:
- podlega on prawom; te najbardziej podstawowe, które nie redukują się do żadnych głębszych potwierdzonych prawideł to:
- model standardowy cząstek elementarnych;
- ogólna teoria względności Einsteina opisująca czasoprzestrzeń i ciążenie;
- zasady termodynamiki.
- Do tej pory (2023) potwierdza się podstawowa zasada kosmologiczna, czasem zwana pierwszą lub słabą – mówiąca, że prawa fizyki są jednakowe w całym obserwowalnym Wszechświecie;
- nie znaleziono też odstępstw od silniejszej zasady kosmologicznej – obserwowalny Wszechświat w dużej skali wydaje się jednorodny (homogeniczny) i izotropowy, tj. nie ma wyróżnionych miejsc ani kierunków – wykazuje symetrie przesuwne (translacyjne) i obrotowe (rotacyjne). Ta pierwsza właściwość implikuje pewną postać zasady kopernikańskiej;
- obserwowalny Wszechświat rozszerza się; innymi słowy podlega ekspansji – ilościowo opisuje to prawo Hubble’a-Lemaître’a;
- w przeszłości, kiedy obszar obserwowalny był znacznie mniejszy, ilość wypełniającej go materii była zbliżona – nie powstawała spontanicznie w toku dziejów, co postulowała kosmologia stacjonarna;
- oznacza to, że gęstość obserwowalnego Wszechświata była znacznie większa – nie istniały w nim gwiazdy ani atomy, a jedynie pierwotna plazma; ten etap ewolucji jest znany jako Wielki Wybuch, a czas od niego bywa nieprecyzyjnie nazywany wiekiem Wszechświata; jest szacowany na kilkanaście miliardów lat.
Skład materialny obserwowalnego Wszechświata nie jest dokładnie znany. Standardowy model kosmologiczny znany jako Lambda-CDM (z ang. cold dark matter) zakłada, że:
- większość jego energii to ciemna energia;
- pozostała część energii, mająca masę, to w większości ciemna materia, zbudowana z nieznanych cząstek;
- pozostała materia, znana jako zwykła, to cząstki opisane modelem standardowym. Kilkadziesiąt z nich jest wedle obecnej wiedzy fundamentalnych, tj. nie stwierdzono ich wewnętrznej budowy.
Cząstki fundamentalne materii zwykłej łączą się w kilkaset cząstek złożonych (hadronów). Dwa z nich – proton i neutron – są stabilne i tworzą jądra atomowe, inaczej nuklidy. Są one budulcem większości ciał obserwowanych przez ludzkość – materii skondensowanej jak plazma gwiazdowa oraz atomy budujące Ziemię, inne planety, planetoidy, inne asteroidy i meteoroidy. Ciała tego typu łączą się grawitacyjnie w większe struktury jak układy planetarne, galaktyki i ich gromady. Obserwowalny Wszechświat oprócz takich zwartych obiektów zawiera też różne postacie promieniowania, np. to pochodzące z gwiazd oraz promieniowanie tła, np. mikrofalowe i neutrinowe.
Wszechświat pozostaje przedmiotem spekulacji:
- nieustannie poszukuje się bardziej podstawowych praw fizyki – dokładniejszych i głębszych modeli oddziaływań; hipoteza redukcjonizmu mówi, że podstawowe prawa fizyki stoją za wszystkimi zjawiskami, przez co hipotetyczne opisy wszystkich sił bywają nazywane teoriami wszystkiego;
- powstały hipotezy o globalnej budowie Wszechświata, np. kształcie obszaru poza horyzontem;
- Wielki Wybuch doczekał się szeregu interpretacji, możliwych wyjaśnień i scenariuszy wcześniejszych dziejów; pytanie o to, czy czas miał początek, pozostaje bez odpowiedzi;
- przyszłość Wszechświata również nie jest znana – ekstrapolacja drugiej zasady termodynamiki sugeruje śmierć cieplną, a inne prawa przewidują Wielki Kolaps (implozję);
- przedmiotem sporu jest też, czemu Wszechświat w ogóle istnieje; problem ten jest znany jako pytanie Leibniza: dlaczego istnieje raczej coś niż nic?