Големина, форма, възраст и структура

Размери и плътност

Вселената е съставена предимно от тъмна енергия и тъмна материя, като и двете до момента не са добре изучени и разбрани. По-малко от 5% е обикновена материя.

Вселената е огромна, с крупни мащаби и по всяка вероятност безкраен обем. Наблюдаемата вселена е разпръсната поне на пространство от 93 милиарда светлинни години.[12][13] За сравнение, диаметърът на типична галактика е само 30 000 светлинни години и типичното разстояние между две съседни галактики е 3 милиона светлинни години.[14] Примерно Млечният път е около 100 000 светлинни години в диаметър[15] и най-близката галактика Андромеда е на 2,5 милиона светлини години.[16] Вероятно има 100 милиарда (1011) галактики в наблюдаемата вселена.[17] Най-малките галактики имат около 10 милиона звезди,[18] (107) а най-големите са с по няколко трилиона (1012) звезди.[19] Една груба оценка показва, че броят на звездите в наблюдаемата вселена е повече от един секстилион (1021), макар че някои астрономи дават оценка от около 70 секстилиона (7 x 1022)[20].

Материята е хомогенно разпределена, ако се усредни на разстояние 300 милиони светлинни години.[21] На по-малка скала обаче материята има струпвания. Атомите формират звезди, звездите формират галактики, галактиките образуват купове галактики и най-накрая свръхкупове (купове от купове). Материята е също така изотропна, което означава че няма разлика в разпределението ѝ в различните посоки.[22] Вселената има и силно изтропно микровълново електромагнитно излъчване, което отговаря на топлинното излъчване на абсолютно черно тяло при температура 2.725 K.[23] Хипотезата, че едромащабната структура на вселената е хомогенна и изотрпна се нарича космологичен принцип,[24] което се подкрепя от астрономични наблюдения.

Сегашната плътност на вселената е много ниска, грубо казано около 9,9 × 10−30 грама на кубичен сантиметър. Съотношението маса-енергия се състои от 73% тъмна енергия, 23% студена тъмна маса и 4% обикновена материя.[25] Свойствата и характеристиките на тъмната материя и тъмната маса засега са почти напълно неизвестни. Тъмната материя се държи като обикновена материя и забавя разширението на вселената. Тъмната енергия, от друга страна, ускорява разширението.

Възраст на вселената

Вселената е много стара и както самата тя, така и представите за нея продължават да еволюират. Най-точното приближение за възрастта ѝ e 13,73±0,12 милиарда години, базирано на наблюдения на реликтовото излъчване.[26] Съществуват и други методи (като използване на радиоактивни изотопи), но те са значително по-неточни и дават приближения от 11 до 20 милиарда години[27] или от 13 до 15 милиарда години.[28] Вселената се променя непрекъснато и погледнато исторически, никога не е била една и съща. Така например броят на квазарите и галактиките се мени, а самото галактическо пространство се разширява. Учените, които правят приземни наблюдения (и по този начин свързани с редица ограничения) трябва да имат предвид, че когато наблюдават светлината от галактика на разстояние 30 милиарда светлинни години, тази светлина е пътувала всъщност само 13 милиарда години, защото пространството между тях се е разширило. Това се потвърждава от наблюденията на далечни галактики, при които се забелязва червено отместване. Излъчваните фотони преминават към по-голяма дължина на вълната и по-малка честота по време на пътуването си. Наблюденията на супернова от тип Ia показват, че този процес на разширение се ускорява.

Състав и структура

Изобилието на различни химически елементи – по-специално на леките такива като водород, деутерий и хелий изглежда едно и също в цялата наблюдаема вселена.[29] Количеството материя е много по-голямо от количеството антиматерия, което вероятно се дължи на нарушението на CP инвариантността.[30] Не съществува електрически заряд като цяло, така че изглежда, че гравитацията е преобладаващата сила на взаимодействие, когато става въпрос за космически размери. Не съществува нито импулс, нито момент на импулса на вселената.[31]

Космосът има гладък пространствено-времеви континиум състоящ се от три пространствени и едно времево измерения. Тримерният космос е плосък (кривината му е много близка до нула), което означава, че в много добри приближения може да се ползва Евклидова геометрия.[32] Пространство-времето изглежда също с проста топология. Въпреки това не бива да се изключва възможността за съществуването на повече измерения и много по-сложни топологии и връзки между тях.[33]

Вселената-обща информация

Вселена е понятие, което обикновено означава целия пространствено-времеви континиум, в който съществуваме, заедно с всички форми на енергия и материя в него – планети, звезди, галактики и междугалактично пространство. Вселена може да се употребява като синоним на космос, свят или дори природа.

Изучаването на вселената е предмет на философията, както и науката космология, произлязла от физиката и астрономията, която се занимава с произхода, строежа и еволюцията на вселената. На всеки етап от развитието на човечеството е известна само ограничена част от вселената. С усъвършенстване на технологиите и методите на нейното изучаване, наблюдаваният обем става все по-голям. Метагалактика се нарича тази част, която е достъпна за наблюдения в настоящето или в непосредственото бъдеще. Използват се и термините позната вселена, наблюдаема вселена или видима вселена.

Трябва да се отбележи, че някои учени, които се занимават с космология, предлагат различна терминология и дефиниция, приемайки модела на мултивселената, според който нашата вселена не е сумата от цялата енергия и материя, а просто една от многото отделни вселени, които могат да съществуват паралелно и независимо една от друга. Има още