Vesmír
Vesmír vznikol pred pätnástimi miliardami rokov náhle, v gigantickom výbuchu – veľkom tresku, známom aj pod anglickým termínom Big Bang. Plyny, ktoré unikali z tohto výbuchu, sa napokon zmenili na galaxie, hviezdy a planéty, vrátane Slnka a planéty Zem.
V dvadsiatych rokoch 20-ho storočia objavil americký astronóm Edwin Hubble, že sa galaxie navzájom vzďaľujú a že vzdialenejšie sa vzďaľujú rýchlejšie ako tie bližšie, akoby to boli črepiny z gigantické ho kozmického výbuchu. Delením vzdialenosti galaxií ich rýchlosťami dokázal Hubble vyrátať, kedy k výbuchu došlo. Výsledkom, ku ktorému sa dospelo pomocou najmodernejších a najpresnejších pozorovaní je, že explózia sa odohrala pred 15 miliardami rokov.
Aby si astronómovia toto číslo overili, zmerali vek jednotlivých zhlukov hviezd. S pribúdajúcim vekom hviezdy menia svoju farbu i veľkosť a stávajú sa z nich najprv červení obry a potom bieli trpaslíci. Hviezdy rôznych hmotností sa premieňajú rôznou rýchlosťou, takže aj keď sú tie, ktoré vznikli v jednom určitom zhluku, rovnako staré, niektoré z nich “zostarli“ rýchlejšie. V každom zhluku vyhľadávajú astronómovia najväčšiu bežnú hviezdu, ktorá sa má pod chvíľou premeniť na červeného obra. Z hmotnosti hviezd, ktoré sa majú stať červenými obrami vyrátajú astronómovia vek celého zhluku. Niektoré zhluky hviezd sú podľa kozmických meradiel pomerné mladé, majú len asi 70 miliónov rokov. Mnohé zhluky sú však oveľa staršie, najmä tzv. guľovité zhluky. Tento typ zhluku tvorí gigantický roj asi milióna hviezd. Vedci zistili, že hviezdy v ňom sú veľmi staré – medzi 12 až 14 miliardami rokov. Zrejme to boli prvé hviezdy, ktoré sa vytvorili s plynov veľkého tresku a vlastne tak aj potvrdzujú, že sa odohral asi pred 15 miliardami rokov.
Keď hviezda s veľkou hmotnosťou zanikne môže po sebe zanechať najtemnejšiu a najničivejšiu vec vo vesmíre – čiernu dieru. Čierna diera je zrúcanina bývalej hviezdy. Časť hmoty, ktorá pôvodne tvorila hviezdu, sa pôsobením vlastnej príťažlivosti stlačí do tzv. singularity, maličkého objemu, menšieho ako jadro atómu. Vďaka tomuto mohutnému stlačeniu látky je jej gravitácia obrovská. V bezprostrednom okolí singularity jej nedokáže absolútne nič vzdorovať. Práve tejto oblasti s priemerom pár kilometrov hovoríme čierna diera. Väčšina hviezd nejestvuje sólovo, sú to dvojhviezdy – hviezda máva hviezdneho sprievodcu a navzájom sa obiehajú. Aj keď sa jedna hviezda zrúti, ďalej obieha svojho sprievodcu a on ju. Ako sprievodca starne, zväčšuje sa a stáva sa obrovitou alebo super obrovitou hviezdou, mnoho stonásobne väčšou než Slnko. Napuchnutá hviezda sa tým činom dostáva nebezpečne blízko k čiernej diere, ktorá z nej začína odtrhávať vonkajšie časti – plynný obal. Ten síce napokon skonči v čiernej diere, nepadá však hneď do nej: najprv víri nad jej povrchom ako voda v odpadovom otvore výlevky. Počas tohto vírenia sa plyn enormne zohrieva – jeho teplota dosahuje až miliardu stupňov Celzia. Plyn pri tejto teplote vytvára obrovské množstvo rőntgenového žiarenia.
Galaxie
Vo Vesmíre sú stá miliardy galaxií (hmlovín). V každej je obrovské množstvo hviezd a plynovo – prachovej hmoty. Galaxie sa začali formovať pred tisíckami miliónov rokov a postupne nadobúdali istý tvar. V galaxiách sú miliardy hviezd. Vďaka gravitácii sa hviezdy aj galaxie navzájom zoskupujú utvárajú tzv. hviezdokopy a kopy galaxií. Centrum väčšiny galaxií predstavujú sféricky usporiadané hviezdy. V mnohých prípadoch prechádza táto guľa do tvaru splošteného disku. Klasifikácia rozlišuje tri základné tvarové typy galaxií – eliptické, špirálové, nepravidelné.
Naša Galaxia – Mliečna cesta patrí do skupina asi 30 galaxií, označovaných ako Miestna skupina galaxií. Mliečnu cestu tvorí okolo 500 miliárd hviezd. Jej ramená pozostávajú z mladých, horúcich a jasných hviezd, centrálnu časť tvoria menej jasné hviezdy. Mliečnu cestu obklopuje neveľké haló utvorené starými hviezdami. Slnko sa nachádza v jednom z ramien, od stredu je vzdialené asi 2 tretiny dĺžky ramena. Jeho obeh okolo stredu Galaxie trvá asi 220 miliónov rokov. Najväčšia z blízkych galaxií je Veľká hmlovina v Andromede.
Slnko, najbližšia hviezda Zeme, je plynná guľa. Asi 70% jeho hmoty tvorí vodík a 28% hélium. Takmer 99% masy slnečnej sústavy predstavuje samo Slnko. Je to najhmotnejšie a najväčšie teleso: naprieč jeho kotúčom by sa dalo poukladať 109 Zemí, naprieč Jupiterom, druhým najväčším telesom by ich bolo 11. Najmenšími telesami slnečnej sústavy sú prachové zrniečka. Každé teleso rotuje okolo svojej osi a obieha okolo Slnka, centrálneho telesa. Slnko vzniklo asi pred 5 miliardami rokov, po ňom nasledovali planéty a menšie telesá. Slnko aj všetky telesá, ktoré okolo neho obiehajú, pochádzajú z jedného plynovo – prachového mraku. Jej rotujúci mrak zhustol, formovalo sa z neho Slnko. Obklopoval ho zvyškový materiál. Merkúr, Venuša, Zem a Mars sa utvorili z prachu v blízkosti Slnka. Vo vzdialenejších oblastiach kde bolo chladnejšie, zhlukovaním snehu, plynu a prachu vznikli Jupiter, Saturn, Urán, Neptún a Pluto. Vďaka svojej mase je Slnko telesom s najväčšou gravitačnou silou v celej sústave. Práve gravitácia drží planéty na ich obežných dráhach. Pohybujú sa rýchlo, takže Slnko ich nemôže pritiahnuť. Planéta sa pohybuje tým rýchlejšie, čím je k Slnku bližšie. Čím je od Slnka ďalej, tým menej je ním priťahovaná, a tým pomalšie ju obieha.
Najmenšie telesá v slnečnej sústave sa utvárali z materiálu, ktorý sa nedostal do planét. Medzi Marsom a Jupiterom je pásmo planétok (asteroidov), pozostávajúce z miliónov kameňov. Gravitácia Jupitera znemožnila, aby sa zhlukovanie tohto materiálu zavŕšilo vznikom planéty. Planéty aj asteroidy obiehajú okolo Slnka v rovnakom smere ( pri pohľade so severného pólu proti smeru hodinových ručičiek ), ale rôznymi rýchlosťami. Obežné dráhy majú elipsovitý tvar a sú viac – menej v tej istej rovine. Najviac je od nej odklonené Pluto. Kométy obiehajú okolo Slnka v smere i v proti smere hodinových ručičiek. Kométy a asteroidy ( planétky ) predstavujú medziplanetárnu hmotu a sú zvyškami spred 4,6 miliardy rokov – z čias, keď sa formovali planéty slnečnej sústavy. Kométy sú snehovo – prachové gule na okraji slnečnej sústavy, v tzv. Oortovom oblaku. Niektoré opustia tento oblak a pohybujú sa smerom k Slnku. Slnečné teplo topí sneh, čo vyzerá akoby sa kométa zväčšovala. Vesmírnym priestorom sa pohybujú drobné zrniečka prachu a kamenné kusy, sú to meteoroidy a pochádzajú z dvoch hlavných zdrojov – komét a asteroidov.
Najbližším vesmírnym susedom Zeme je Mesiac, sivé a suché kamenné guľovité teleso bez ovzdušia a bez života. Má asi štvrtinu jej veľkosti a je jej jediným prirodzeným satelitom. Obieha okolo nej a spolu s ňou okolo Slnka. Je to jediné nebeské teleso, na ktoré sa už ľudia dostali. Mesiac pozostáva z hornín a prachu. Jeho povrch je posiaty krátermi. Väčšina z nich vznikala pred 3 miliardami rokov, keď naň dopadali kamene z vesmírneho priestoru. Z materiálu, ktorý bol dopadom vymrštený von, sa utvorili horské pásma. Množstvo veľkých kráterov vyplnila sopečná láva. Počas obehu Mesiaca okolo Zeme vidieť zo Zeme rôzne veľké úseky jeho osvetlenej strany. Tento jav sa označuje ako mesačné fázy. Počas obehu Mesiaca okolo Zeme dochádza pravidelne k javu, keď je Mesiac od Slnka ďalej ako Zem. Slnečné lúče naň však dopadajú i tak, lebo tieto tri telesá nie sú v dokonalom zákryte. Dva – tri razy za rok sa vak do takéhoto zákrytu dostane. Vtedy zo Zeme pozorujeme jeho zatmenie – slnečné lúče naň v dôsledku tieňa Zeme nedopadajú.
Na všetko, čo sa vie o vesmíre, sa prišlo pozorovaniami zo Zeme alebo z jej blízkosti. Moderné teleskopy zhromažďujú informácie získané zachytávaním elektromagnetického žiarenia prenášaného vlnami určitej dĺžky, ktoré vysiela každý objekt vo vesmíre. Na základe analýzy rôznych vlnových dĺžok v rámci určitého rozpätia je možné dospieť k istým obrazom vesmíre. Vďaka zdokonaľovaniu teleskopov možno pozorovať čoraz vzdialenejšie oblasti vesmíru. Technika umožňuje snímať až do vzdialenosti 15 miliárd svetelných rokov.
