Evrenin element bileşimi yıldızlardan, yıldızlararası bulutlardan, kuasarlardan ve diğer nesnelerden yayılan ve emilen ışığın analiziyle hesaplanır. Hubble Uzay Teleskobu evrendeki galaksilerin ve gazların kompozisyonları ile ilgili anlayışımızı büyük ölçüde genişletti. Evrenin yaklaşık %75'inin etrafımızdaki dünyayı oluşturan atomlardan ve moleküllerden farklı olan karanlık enerji ve karanlık maddeden oluştuğuna inanılmaktadır. Dolayısıyla evrenin çoğunun yapısı henüz anlaşılmaktan uzaktır. Bununla birlikte yıldızların, toz bulutlarının ve galaksilerin spektral ölçümleri bize normal maddeden oluşan kısmın temel bileşimini göstermektedir. Öyleyse evren neyden oluşur daha detaylıca görelim.
Samanyolu Galaksisindeki En Fazla Bulunan Elementler
Samanyolu Galaksisi'nde diğer galaksilere benzer elementler bulunuyor. Ancak belirtelim bu elementler bizim anladığımız maddeyi temsil eder. Galaksinin çok daha fazlası tamamen başka bir şeyden oluşuyor.
| Element | Element numarası | Kütle kesri (milyonda bir) |
|---|---|---|
| hidrojen | 1 | 739.000 |
| helyum | 2 | 240.000 |
| oksijen | 8 | 10.400 |
| karbon | 6 | 4.600 |
| neon | 10 | 1.340 |
| demir | 26 | 1.090 |
| nitrojen | 7 | 960 |
| silikon | 14 | 650 |
| magnezyum | 12 | 580 |
| sülfür | 16 | 440 |
Evrende En Fazla Bulunan Elementler
Şu anda evrende en bol bulunan element hidrojendir. Yıldızlarda hidrojen helyuma karışır. Bu dev yıldızlar (Güneşimizden yaklaşık 8 kat daha büyük) sonunda hidrojen kaynaklarını tüketirler. Helyum çekirdeği daha sonra büzülür ve iki helyum çekirdeğini karbona dönüştüren (füzyon) yeterli basınç oluşur. Karbon, oksijene dönüşür ve oksijeni silikon ve sülfür halini alır. Silikon demire dönüşür, yıldızın yakıtı biter ve süpernova haline gelir. Böylece tüm elementlerini tekrar uzaya bırakır.
Eğer helyum karbona dönüşüyorsa, neden karbonun değil de oksijenin en fazla bulunan üçüncü element olduğunu merak ediyor olabilirsiniz. Cevap, bugün evrendeki yıldızların birinci nesil yıldızlar olmamasında yatar. Daha yeni yıldızlar oluştuğunda sadece hidrojenden daha fazlasını içeriyorlar. Yıldız bu kez hidrojeni KAO döngüsüne (K karbon, A azot ve O oksijen) göre füzyonluyor. Karbon ve helyum, oksijen oluşturmak için bir araya geliyor. Bu sadece büyük yıldızlarda değil, kırmızı dev aşamasına geçen Güneş gibi yıldızlarda da oluyor. Tip 2 süpernova gerçekleştiğinde karbon neredeyse tükenir. Çünkü bu yıldızlar karbonu hidrojene mükemmel füzyon ediyor.
Eğer insanlık görürse evren bugün olduğundan binlerce ya da milyonlarca kat daha yaşlı olduğunda, helyum en bol element olarak hidrojenin yerini alabilir. Çok daha uzun bir zaman sonra ise oksijen ve karbonun en bol bulunan birinci ve ikinci element haline gelmesi bekleniyor.
Evrenin İçeriği
Eğer evrenin büyük kısmı sıradan temel maddelerden oluşmuyorsa, evrenin içeriği nedir? Bilim adamları bu konuyu tartışıyor ve yeni veriler elde edildikçe yüzdeleri gözden geçiriyorlar. Şimdilik evren neyden oluşur sorusu şu madde ve enerji kompozisyonu ile cevaplanıyor:
- %73 karanlık enerji: Evrenin çoğu, hakkında hiçbir şey bilmediğimiz bir şeyden oluşuyor. Karanlık enerji muhtemelen bir kütleye sahip değil ancak madde ve enerji ilişkilidir.
- %22 karanlık madde: Karanlık madde spektrumun herhangi bir dalga boyunda radyasyon yaymayan maddedir. Bilim adamları karanlık maddenin tam olarak ne olduğundan emin değil. Laboratuarda gözlemlenmemiş veya oluşturulmamıştır. Şu anda en iyi tahmin soğuk olduğu, nötrinolara benzer parçacıklardan oluştuğu ve çok daha büyük olduğudur.
- %4 gaz: Evrendeki gazın çoğu yıldızlar arasında bulunan (yıldızlararası gaz) hidrojen ve helyumdur. Normal gaz ışık saçmaz ancak ışığı dağıtır. İyonize gazlar parlar fakat yıldızların ışığı ile rekabet edebilecek kadar parlak değildir. Gökbilimciler bu maddeyi görüntülemek için kızılötesi, röntgen ve radyo teleskoplarını kullanır.
- %0,04 yıldız: İnsan gözünde evren yıldızlarla doludur. Gerçekliğin bu kadar küçük bir yüzdesini oluşturduklarını görmek şaşırtıcıdır.
- %0.3 nötrinolar: Nötrinolar ışık hızına yakın seyahat eden minik, elektriksel olarak nötr parçacıklardır.
- %0,03 ağır elementler: Evrenin sadece küçük bir kısmı hidrojen ve helyumdan daha ağır elementlerden oluşur. Bu yüzde zamanla artacak.