Свемир (космологија) — разлика између измена

[[Датотека:CMB Timeline300 no WMAP.jpg|десно|350px350п|мини|Ово је уметнички концепт метричког ширења свемира, при чему је запремина универзума представљена у сваком временском интервалу циркуларним одељцима. Лево је приказана убрзана инфлација од првобитног стања, праћена даљим приказом стабилне експанзије све до данашњег дана, приказаној десно.]]

Према теорији Великог праска, универзум је настао из једног врло топлог и густог стања пре око 13.,8 милијарди година, те је убрзано почео да се шири. Око 380,000 година касније се универзум охладио довољно да би дозволио електронима и протонима да се споје и формирају хидроген, и то је такозвана епоха рекомбинације. Када се ово догодило, материја и енергија су се одвојиле, и тиме дозволиле фотонима да слободно путују свемиром. Материја која је остала након првобитне експанзије је од тада подвргнута гравитационом колапсу да би од ње биле створене звезде, галаксије и други астрономски објекти, оставивши за собом дубоки вакуум који формира оно што ми данас називамо свемиром.{{sfn|Silk|2000|pp=105–308}} Како светлост има коначну брзину, ова теорија такође и ограничава величину директно видљивог универзума. Ово оставља отворено питање о томе да ли је универзум ограничен или неограничен.

Звезде, планете и месеци задржавају своје атмосфере гравитационим привлачењем. Атмосфере немају јасно одређене границе: густина атмосферског гаса се постепено смањује са удаљавањем од објекта све док не постане неприметна у односу на околину.{{sfn|Chamberlain|1978|p=2}} Атмосферски притисак Земље пада за око {{nowrap|0.032 }} [[Паскал (јединица)|Pa]] на висини од 100 километараkm, у поређењу са 100,000 Pa дефиниције Интернационалне уније за чисту и примењену хемију за стандардан притисак. Преко ове висине, притисак изотропског гаса брзо постаје неприметан у поређењу са притиском радијације од Сунца и динамичког притиска соларног ветра. Термосфера у овом спектру има високи градијент притиска, температуре икомпозиције, те доста варира због свемирског времена.

Изван заштитне атмосфере и магнетског поља, има пар препрека за пролазак енергетских субатомских честица кроз свемир, а то су космички зраци. Ове честице имају енергију која варира од 10⁶&nbsp;[[Електронволт|eV]] до екстремних 10²⁰&nbsp;eV ултра високо-енергетских космичких зрака. Врхунац флукса космичких зрака се догађа при енергији од око 10⁹&nbsp;eV, са отприлике 87% протона, 12% хелијумских нуклеуса и 1% тежих нуклеуса. У спектру високе енергије, флукс електрона садржи само 1% флукса протона. Космички зраци могу оштетити електронске компоненте и могу представљати претњу по здравље свемирским путницима. Према астронаутима, као што је [[Доналд Петит]], свемир има мирис изгорелог и мирис метала, сличан мирису апарата за варење.<ref>{{cite web|url=http://www.livescience.com/34085-space-smell.html|title=На шта мирише свемир?|publisher=Жива наука|date=20. 077. 2012.|accessdate=19. 022. 2014.}}</ref><ref name="PopSicSmell">{{cite web|url=http://www.popsci.com/science/article/2013-07/what-does-space-smell|title=на шта мирише свемир|last=Шифман|first=Лизи|publisher=Популарна наука|date=17. 077. 2013.|accessdate=19. 022. 2014.}}</ref>

Као последица брзе декомпресије, било који [[кисеоник]] растворен у крви ће се испразнити у плућима, да би покушао да уједначи градијент парцијалног притиска. Када дезоксигенисана крв доспе до мозга, људи и животиње ће изгубити свест након пар секунди и умрети од хипоксије у року од пар минута. Крв и остале телесне течности кључају када притисак падне испод 6,3 Pa, и ово здравствено стање се назива еболизам. Пара може надути тело на два пута његове величине и може успорити циркулацију, али је ткиво еластично и има довољно пора да би спречио пуцање. Еболизам је успорен притиском на крвне судове, те део крви остаје у течном стању. Отицање и еболизам могу бити умањени ношењем специјалног одела за летење. Свемирски астронаути носе еластично одело које спречава еболизму при притиску ниском чак и до 2 kPa. Свемирска одела су потребна на 8 километараkm удаљености од Земље да би обезбедили довољно кисеоника за дисање и да би се спречио губитак воде, док су изнад 20 километараkm обавезна ради спречавања еболизма. Већина свемирских одела у себи имају око 30–39 kPa чистог кисеоника, што је отприлике иста количина која се налази и на површини Земље. Овај притисак је довољно висок да би спречио еболизам, али испаравање азота који се раствара у крви још увек може изазвати мучнине због декомпресије и еболизам гаса, ако се не третира.{{sfn|Davis|Johnson|Stepanek|2008|pp=270–271}}

[[Датотека:SpaceShipOne Flight 15P photo D Ramey Logan.jpg|десно|мини|[[СвемирскиБродЈедан]] је завршио свој први приватни супер-лет са људском посадом 2004. године, достигнувши висину од 100.124 километараkm.|alt=Бела ракета са крилима чудног облика одмара на писти.]]

* [[Међународна ваздухопловна федерација]] је успоставила [[Карманова линија|Карманову линију]] на висини од 100 километараkm као радну дефиницију за границе између аеронаутике и астронаутике. Ово се користи јер на висини од око 100 километараkm, како је [[Теодор фон Караман]] прорачунао, возило би морао да путује брже од орбиталне брзине да би изазвао довољан [[Узгон|аеродинамички узгон]] из атмосфере да би само себе одржало.{{sfn|O'Leary|2009|p=84}}

Године 2009. су научници на универзитету у Калгарију саставили детаљне мере са супра-термалним еонским имиџером (инструмент који мери правац и брзину еона), што им је пружило прилику да успоставе границу на висини од 118 километараkm изнад Земље. Ова граница представља средину постепене транзиције преко десетина километара са релативно слабих ветрова Земљине атмосфере на много агресивније токове напуњених честица у свемиру, које могу достигнути брзине од преко 268 m/s.

Висина на којој се атмосферски притисак подудара са притиском водене паре на температуру људског тела се назива [[Армстронгова граница]], која је добила име по америчком физичару Харију Армстронгу. Налази се на висини од око 19.14 километараkm. На или изнад Армстронгове границе, течности у грлу и плућима ће прокувати. Тачније, све телесне течности као што су пљувачка, сузе и течност која влажи алвеоле у плућима ће прокувати. Стога, на овој висини људско тело мора бити обложено адекватним оделом са притиском, или бити у капсули под притиском да би преживело.{{sfn|Piantadosi|2003|pp=188–189}} Регион између Армстронгове границе и Карманове линије се понекада назива [[блиски свемир]].

Геосвемир је насељен електрички напуњеним честицама са врло ниском густином, кретњама које контролише магнетско поље Земље. Ови облици плазме стварају облике из којих узнемиравања која подсећају на олује и које добијају енергију од соларних ветрова могу довести електричну струју до Земљине горње атмосфере. Током геомагнетских олуја две области геосвемира, радијацијски појас и јоносфера, могу постати снажно узнемирени. Ове олује повећавају флуксове енергетских електрона који могу тајно оштетити електронику сателита, а могу бити погубне и по астронауте, чак и у нижој Земљиној орбити. Такође стварају и поларну светлост, која је видљива у близини магнетног поља Земље.

Међузвездани свемир је физички простор у оквиру галаксије који не заузимају звезде или њихови планетарни системи. Садржај међузвезданог свемира се назива међузвездани медијум. Просечна густина материје у овој области износи око 10⁶ честица по m³³, али ово варира од најниже вредности која може износити 10⁴ – 10⁵ у областима ретке материје до око 10⁸ – 10¹⁰ у [[Тамна маглина|тамним маглинама]]. Области у којима се формирају звезде могу достићи густину од 10¹² – 10¹⁴ честица по m³³ (у поређењу са тим, густина Земљине атмосфере на нивоу мора износи 10²⁵ честица по m³³<ref>{{cite web|last=Тајсон|first=Патрик|title=Кинетичка атмосфера: Молекуларни бројеви|url=http://www.climates.com/KA/BASIC%20PARAMETERS/molecularnumbers.pdf|accessdate=13. 099. 2013.|date=јануар 2012|archive-url=https://www.webcitation.org/6O73dRi2m?url=http://www.climates.com/KA/BASIC%20PARAMETERS/molecularnumbers.pdf|archive-date=16. 033. 2014|dead-url=yes}}</ref>). Скоро 70% запремине међузвезданог медијума се састоји из усамљених хидрогенских атома. Оно је обогаћено хелијумским атомима, као и малим количинама тежих атома који се формирају кроз звездану нуклеосинтезу. Ови атоми могу бити лансирани у међузвездани медијум звезданим ветровима, или када развијене звезде почну да одбацују свој спољни омотач, као што је у случају формирања [[Планетарна маглина|планетарне маглине]]. Катаклизмична експлозија [[Supernova|супернове]] ће створити растући таласни шок који ће се састојати из лансираних материјала.

Када се звезде крећу довољно високом брзином, њихове атмосфере могу створити шок лука приликом судара са међузвезданим медијумом. Декадама је сматрано да је и Сунце имало шок лука. Године 2012. су подаци Међузвезданог истраживача граница и НАСА-иног [[Програм Војаџер|ВојаџерВојаџера]]а да сунчев шок лука не постоји. Уместо тога, ови аутори тврде да талас лука [[Махов број|Маховог броја]] дефинише транзицију са тока соларног ветра на међузвездани медијум.

Током целокупне људске историје, свемир је испитиван опсервацијом; прво голим оком а затим телескопом. Пре развијања сигурне ракетне технологије, најближе што је човечанство дошло свемиру било је путем летова балоном. Године 1935. је амерички ''Експлорер II'' балон са људском посадом достигао висину од 22 километараkm. Ова висина је затим пређена 1942. године током трећег лансирања немачке ракете А-4, која је достигла висину од око 80 километараkm. Године 1957. је беспосадни сателит ''[[Спутник 1]]'' лансиран уз помоћ руске Р-7 ракете, те је достигао орбиту Земље на висини од 215 километараkm.{{sfn|O'Leary|2009|pp=209–224}} Након овога је уследио свемирски лет са људском посадом 1961. године, када је [[Јуриј Гагарин]] послат у орбиту на летелици [[Восток-1|Восток 1]]. Први људи који су изашли из Земљине орбите су били [[Френк Бормен]], [[Џим Лавел]] и [[Вилијам Андерс]] 1968. године америчком летелицом [[Аполо 8]], која је достигла лунарну орбиту {{sfn|Harrison|2002|pp=60–63}} и највећу удаљеност од 377349 километараkm од Земље.{{sfn|Orloff|2001}}

Прва свемирска летелица која је достигла [[Друга космичка брзина|другу космичку брзину]] је била совјетска летелица [[Луна 1]], која је пролетела поред Месеца 1959. године.{{sfn|Hardesty|Eisman|Krushchev|2008|pp=89–90}} Године 1961. је [[Венера 1]] постала прва планетарна сонда. Открила је присуство [[Сунчев ветар|соларног ветра]] и извела прво пролетање поред планете Венере, мада је контакт изгубљен пре достизања Венере. Прва успешна планетарна мисија је била [[Маринер 2]], прелетање поред Венере 1962. године. {{sfn|Collins|2007|p=86}} Прва свемирска летелица која је прелетела поред Марса је била [[Маринер 4]], која је стигла до планете 1964. године. Од тада, многе беспосадне летелице су врло успешно истражиле све планете Сунчевог система, као и њихове месеце и многе мање планете и комете. Оне и данас остају главно оруђе за истраживање свемира, као и за посматрање Земље.{{sfn|Harris|2008|pp=7, 68–69}} У августу 2012. године је летелица [[Војаџер 1]] постала први објекат направљен људском руком који је напустио Сунчев систем и ушао у међузвездани свемирски простор.<ref>{{cite web|last=Вол|first=Мајк|title=Војаџер 1 је напустио Сунчев систем|url=http://m.space.com/22729-voyager-1-spacecraft-interstellar-space.html|work=Веб|publisher=Space.com|accessdate=13. 099. 2013.}}</ref>