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Se você olhar para o espaço com um telescópio, verá inúmeras galáxias, a maioria das quais possui grandes galáxias centrais. buraco negrobilhões de estrelas e seus planetas acompanhantes. O universo está repleto de objetos enormes e espetaculares, e parece provável que esses objetos massivos contenham a maior parte da matéria do universo.
mas teoria do big bang Prevê-se que cerca de 5% do conteúdo do universo sejam átomos compostos de prótons, nêutrons e elétrons. A maioria destes átomos não é encontrada em estrelas e galáxias – uma discrepância que tem confundido os astrónomos.
Se não for em estrelas e galáxias visíveis, o lugar mais provável para a matéria se esconder é nos espaços escuros entre as galáxias. Embora o espaço seja frequentemente chamado de vácuo, ele não está completamente vazio. Partículas e átomos individuais estão espalhados pelo espaço entre estrelas e galáxias, formando uma rede filamentosa escura chamadaRede Universo“.
do começo ao fim Minha carreira como astrônomoestudei esta teia cósmica e sei como é difícil explicar a matéria viajando pelo espaço.
Num estudo publicado em junho de 2025, uma equipa de cientistas utilizou uma tecnologia de rádio única para completar um censo da matéria normal no Universo.
censo de substâncias normais
Os lugares mais óbvios para procurar matéria normal são as estrelas. gravidade Reúna estrelas em galáxiasos astrônomos podem contar galáxias em todo o universo observável.
censo Estão envolvidas centenas de bilhões de galáxias, cada uma composta por centenas de bilhões de estrelas. Os números são incertos, pois muitas estrelas se escondem extragaláctico. Provavelmente 10vinte e três Centenas de vezes o número de estrelas do universo grãos de areia Em todas as praias do planeta. Provavelmente 1082 átomos do universo.
No entanto, este número surpreendente fica muito aquém de dar conta de toda a matéria prevista pelo Big Bang. orçamento com sabedoria Mostra que as estrelas contêm apenas 0,5% da matéria do universo. Especula-se que existam dez vezes mais átomos flutuando livremente no espaço. Apenas 0,03% das questões são Outros elementos além de hidrogênio e hélioincluindo o carbono e os blocos de construção de toda a vida.
Procurando espaço entre galáxias
esse meio interestelar – O espaço entre as galáxias – é um vácuo quase perfeito com densidade de 1 átomo por metro cúbico, ou 1 átomo por 35 pés cúbicos. Isso é menos de um bilionésimo da densidade do ar Terra. Mesmo em densidades tão baixas, este meio de difusão Considerando a enorme massa de 92 mil milhões de anos-luz, isso resulta em muita matéria diâmetro do universo.
O meio intergaláctico é muito quentecom temperaturas atingindo milhões de graus. Isto torna difícil observar, a menos que Telescópio de raios Xporque um gás muito quente irradia por todo o universo Os raios X têm comprimentos de onda muito curtos. Os telescópios de raios X têm sensibilidade limitada porque são menores que a maioria dos telescópios ópticos.
Os astrónomos utilizaram recentemente uma nova ferramenta para resolver este problema de matéria perdida. explosão rápida de rádio É uma poderosa explosão de ondas de rádio que libera tanta energia em um milissegundo quanto o Sol em três dias. Os cientistas descobriram essas explosões pela primeira vez em 2007 e descobriram que são causadas por densos remanescentes estelares em galáxias distantes. À medida que as explosões viajam pelo espaço, a sua energia desaparece e, quando chega à Terra, é mil vezes mais fraca do que o sinal de um telemóvel transmitido na Lua e depois detectado na Terra.
Pesquisa no início de 2025 mostra fonte de surto É uma região fortemente magnética em torno de uma estrela de nêutrons ultracompacta. estrela de nêutrons É o remanescente extremamente denso de uma estrela massiva que entrou em colapso sob a sua própria gravidade após a explosão de uma supernova. Um tipo especial de estrela de nêutrons que emite rajadas de rádio é magnetarcujo campo magnético é um quatrilhão de vezes mais forte que o da Terra.
Embora os astrônomos não compreendam completamente as explosões rápidas de rádio, eles podem use-os para detectar O espaço entre galáxias. À medida que as explosões viajam pelo espaço, as interações com os elétrons no gás interestelar quente diminuem preferencialmente os comprimentos de onda mais longos. O sinal de rádio é difundido, semelhante à forma como um prisma transforma a luz solar em um arco-íris. Os astrônomos usam a quantidade de difusão para calcular quanto gás a explosão passou em seu caminho para a Terra.
quebra-cabeça resolvido
existir nova pesquisapublicado em junho de 2025, uma equipe de astrônomos do Caltech e do Harvard Center for Astrophysics estudou 69 rajadas rápidas de rádio usando um conjunto de 110 radiotelescópios na Califórnia. A equipe de pesquisa descobriu 76% da matéria normal do universo Localizados no espaço entre as galáxias, os outros 15% estão em halo da galáxia – A região em torno das estrelas visíveis numa galáxia – Os 9% restantes são as estrelas e o gás frio dentro da galáxia.
Uma explicação completa da matéria normal no universo fornece uma forte confirmação da teoria do Big Bang. A teoria prevê Substâncias normais abundantes Formada nos primeiros minutos do universo, portanto, ao recuperar 5% da previsão, a teoria passou em um teste fundamental.
Milhares de rajadas rápidas de rádio foram observadas, e Próximo conjunto de radiotelescópios A taxa de descoberta pode ser aumentada para 10.000 por ano. Uma amostra tão grande tornaria as rajadas rápidas de rádio poderosas ferramentas cosmológicas. cosmologia É o estudo do tamanho, forma e evolução do universo. Explosões de rádio podem ir além da contagem de átomos Desenhe diagramas estruturais 3D Teia Cósmica.
gráfico de pizza cósmico
Os cientistas podem agora ter uma compreensão completa da distribuição da matéria normal, mas grande parte do universo ainda é feita de coisas que eles não compreendem completamente.
O ingrediente mais abundante no universo é matéria escura e energia escura, sobre as quais sabemos muito pouco. energia escura está causando A expansão do universo está acelerandoe matéria escura É a cola invisível que mantém as galáxias e o universo unidos.
A matéria escura pode ser uma substância ainda não estudada partícula elementar Isto não pertence Modelo padrão Física de partículas. Os físicos ainda não conseguiram detectar esta nova partícula, mas sabemos que ela existe porque, de acordo com relatividade gerala massa desvia a luz e longe Mais lentes gravitacionais O que é visto não pode ser explicado pela matéria visível. Através de lentes gravitacionais, os aglomerados de galáxias curvam e amplificam a luz das seguintes maneiras: semelhante a lentes ópticas. A matéria escura é cinco vezes mais abundante que a matéria convencional.
Um mistério pode ter sido resolvido, mas um mistério maior permanece. Embora a matéria escura permaneça um mistério, agora sabemos muito sobre os átomos normais que constituem os humanos e o mundo que nos rodeia.
