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La teoria del Big Bang
La teoria del Big Bang è la teoria della formazione degli elementi nell'universo primordiale. È terminato quando l'universo aveva circa 3 minuti dopo che la sua temperatura è scesa al di sotto della temperatura di fusione. C'è stato un breve periodo di sintesi nucleare durante il Big Bang, quindi sono stati creati gli elementi chimici più leggeri. A cominciare dagli ioni idrogeno (protoni), che producevano principalmente deuterio, elio-4 e litio. Altri articoli furono prodotti in abbondanza in seguito.
La teoria di base della sintesi nucleare è stata sviluppata nel 1948 da George Gamow, Ralph Asher Alvear e Robert Hermann.
Questa teoria di base è stata utilizzata per molti anni come studio della fisica al tempo del Big Bang, poiché la teoria della sintesi nucleare nel Big Bang collega l'abbondanza di elementi di luce primordiali con elementi dell'universo primordiale.
La formazione e l'evoluzione della vasta struttura delle galassie
Comprendere la formazione e l'evoluzione della struttura più ampia e più antica delle galassie (ad esempio, quasar, ammassi di galassie e ammassi) è uno dei maggiori sforzi in cosmologia. I cosmologi studiano un modello di formazione gerarchica in cui le strutture si formano dal basso verso l'alto, con piccoli ammassi che si formano per primi, mentre ammassi più grandi come gli ammassi di galassie sono ancora in fase di raggruppamento. Un altro strumento per comprendere la formazione della struttura è la simulazione che i cosmologi usano per studiare l'assemblaggio gravitazionale della materia in L'universo, dove si raccoglie in stringhe e poi in enormi catene. La maggior parte delle simulazioni contiene solo materia oscura fredda, non barionica, che dovrebbe essere sufficiente per comprendere appieno l'universo, poiché nell'universo c'è molta più materia oscura della materia visibile e barionica. Simulazioni più avanzate hanno iniziato a includere i barioni e lo studio della formazione di singole galassie. I cosmologi studiano questa simulazione per vedere se concordano con i rilievi delle galassie e per capire eventuali anisotropie
Le prove dalla sintesi nucleare del Big Bang, lo sfondo della radiazione cosmica a microonde e la formazione di strutture e le curve di rotazione della galassia indicano che circa il 23% della massa dell'universo è composta da materia oscura non barionica mentre solo il 4% di essa è materia visibile barionica. Gli effetti collaterali della materia oscura sono ben compresi, poiché si comporta come un liquido freddo e non radioattivo che forma aloni attorno alle galassie. La materia oscura non è stata scoperta nei laboratori e la natura della fisica delle particelle nella materia oscura rimane completamente sconosciuta.
Se l'universo fosse piatto, dovrebbe esserci un componente aggiuntivo costituito dal 73% della densità di energia nell'universo più il 23% di materia oscura e il 4% di barioni. Questa è chiamata energia oscura. Per non interferire con la sintesi nucleare del Big Bang e lo sfondo della radiazione cosmica a microonde, non dovrebbe fondersi in aloni come barioni e materia oscura. Ci sono forti prove osservative per l'energia oscura, poiché la densità totale di energia dell'universo è nota attraverso i vincoli sull'appiattimento dell'universo, ma la quantità di materia raccolta è strettamente misurata, ed è molto inferiore a quella. H
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