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Se você olhar através do espaço através de um telescópio, verá inúmeras galáxias, a maioria das quais fornece um grande centro. Buracos negrosBilhões de estrelas e seus satélites. O universo é composto de objetos massivos e espetaculares, e pode parecer que esses objetos massivos devam conter a maior parte do universo.
Mas o A teoria do Big Bang Ele prevê que cerca de 5% do conteúdo do universo deveria ser átomos compostos de prótons, nêutrons e elétrons. A maioria desses átomos não pode ser encontrada em estrelas e galáxias – um facto que tem intrigado os astrónomos.
Se não estiver em estrelas e galáxias visíveis, a matéria provavelmente estará escondida no espaço escuro entre as galáxias. Embora o espaço seja frequentemente chamado de vácuo, ele não está completamente vazio. Partículas e átomos individuais estão espalhados por todo o espaço entre estrelas e galáxias, criando uma rede escura e filamentar.teia cósmica.”
por todo Minha carreira como astrônomoEstudei esta teia cósmica e sei como é difícil calcular a matéria que atravessa o espaço.
Num estudo publicado em junho de 2025, uma equipa de cientistas utilizou uma técnica de rádio única para completar um levantamento da matéria comum no Universo.
Levantamento de matéria comum
O lugar mais óbvio para procurar matéria normal é na forma das estrelas. Gravidade une as galáxiasE os astrônomos podem contar galáxias em todo o universo visível.
Censo populacional Trata-se de centenas de bilhões de galáxias, cada uma composta por centenas de bilhões de estrelas. Os números são incertos porque muitas estrelas estão à espreita Fora das galáxias. É classificado como 1023 Estrelas no universo, ou centenas de vezes mais em número Grãos de areia Em todas as costas da terra. Existem estimativas 1082 Átomos no universo.
No entanto, este número surpreendente fica muito aquém de tudo o que foi previsto pelo Big Bang. Contabilidade cuidadosa Isso significa que as estrelas representam apenas 0,5% da matéria do universo. Dez vezes mais átomos flutuam livremente no espaço. A matéria é de apenas 0,03% Outros elementos além de hidrogênio e hélioIncluindo carbono e todos os componentes da vida.
Olhando entre galáxias
O Meio intergaláctico – o espaço entre as galáxias – está próximo do vácuo total, com densidade de um átomo por metro cúbico, ou um átomo para cada 35 pés cúbicos. É menos de um bilionésimo da densidade do ar Terra. Nesta densidade muito baixa, Este meio difundido Um enorme raio de 92 bilhões de anos-luz soma muito O diâmetro do universo.
é o meio intergaláctico muito quenteCom temperaturas de milhões de graus. Além disso, é difícil perceber Telescópios de raios XPorque gás extremamente quente está escapando pelo universo Comprimento de onda de raios X muito curto. Os telescópios de raios X são menos sensíveis porque são menores que a maioria dos telescópios ópticos.
Os astrónomos utilizaram recentemente uma nova ferramenta para resolver esta questão em falta. Explosões rápidas de rádio Explosões intensas de ondas de rádio que podem liberar em um milissegundo tanta energia quanto o Sol emite em três dias. Descobertas pela primeira vez em 2007, os cientistas descobriram que as explosões foram causadas por pequenos remanescentes estelares em galáxias distantes. As explosões libertam energia à medida que viajam pelo espaço e, quando essa energia chega à Terra, é mil vezes mais fraca do que o sinal de um telemóvel emitido na Lua e depois detetado na Terra.
Pesquisa sugere que a partir do início de 2025 Fonte de explosões Uma região altamente magnética que circunda uma estrela de nêutrons ultracompacta. Estrelas de nêutrons Restos incrivelmente densos de estrelas massivas que colapsaram sob a sua própria gravidade após uma explosão de supernova. Um tipo particular de estrela de nêutrons que emite rajadas de rádio chamado de ímãTem um campo magnético mil trilhões de vezes mais forte que o da Terra.
Embora os astrônomos não compreendam completamente as explosões rápidas de rádio, eles podem Use-os para explorar Espaços entre galáxias. À medida que as explosões viajam pelo espaço, as interações com os elétrons no gás intergaláctico quente desaceleram preferencialmente os comprimentos de onda mais longos. O sinal de rádio se espalha, como um prisma transformando a luz do sol em um arco-íris. Os astrônomos usam uma medida de dispersão para calcular quanto gás a explosão passou em seu caminho para a Terra.
Quebra-cabeça resolvido
Em Um novo estudoLançado em junho de 2025, uma equipe de astrônomos do Caltech e do Centro de Astrofísica de Harvard usou um conjunto de 110 radiotelescópios na Califórnia para estudar 69 rajadas rápidas de rádio. A equipe descobriu que 76% da matéria normal do universo Outros 15% estão no espaço intergaláctico halo galáctico – a região em torno das estrelas visíveis numa galáxia – os restantes 9% são gás frio dentro de estrelas e galáxias.
Um relato completo da matéria normal no universo fornece uma forte confirmação da teoria do Big Bang. A teoria prevê Material comum em abundância Criada nos primeiros minutos do universo, portanto, ao recuperar os 5% previstos, a teoria passa por um teste importante.
Vários milhares de rajadas rápidas de rádio já foram observadas, e um Uma próxima linha de radiotelescópios A taxa de descoberta aumentará para 10.000 por ano. Uma amostra tão grande torna as rajadas rápidas de rádio poderosas Instrumentos astronômicos. Cosmologia É o estudo do tamanho, forma e evolução do universo. As rajadas de rádio podem ir além da contagem de átomos Mapeando uma estrutura tridimensional da teia cósmica.
Gráfico de pizza do universo
Os cientistas podem agora ter uma imagem completa de onde a matéria comum está distribuída, mas grande parte do universo ainda é composta de matéria que eles não compreendem completamente.
As substâncias mais abundantes no universo matéria escura e energia escura, ambas mal compreendidas. Energia escura causas acelera a expansão do universoE matéria escura É a cola invisível que mantém unidas as galáxias e o universo.
A matéria escura é talvez uma categoria até então inexplorada partícula elementar Não faz parte disso Modelo padrão Física de Partículas. Os físicos ainda não descobriram esta nova partícula, mas sabemos que ela existe porque Relatividade geralCurvas de massa, luz e distância Lentes de alta gravidade Visto em vez de interpretado pela matéria visível. Através de lentes gravitacionais, aglomerados de galáxias curvam e ampliam a luz. Semelhante a uma lente óptica. O tema é cinco vezes mais que material legado.
Um mistério pode ser resolvido, mas um mistério maior permanece. Embora a matéria escura ainda seja enigmática, muito se sabe agora sobre os átomos comuns que constituem os seres humanos e o mundo que nos rodeia.
