Nosso universo se estende de escalas subatômicas a escalas cósmicas.
A jornada das escalas macroscópicas para subatômicas abrange muitas ordens de magnitude, mas descer pequenos degraus pode tornar cada nova escala mais acessível do que a anterior. Os seres humanos são feitos de órgãos, células, organelas, moléculas e átomos, depois elétrons e núcleos, depois prótons e nêutrons, depois quarks e glúons dentro. Este é o limite de até onde sondamos a natureza.
Finalmente, 13 escalas diferentes são conhecidas atualmente.
À direita, estão ilustrados os bósons medidos, que medeiam as três forças quânticas fundamentais do nosso universo. Há apenas um fóton que medeia a força eletromagnética, há três bósons que medeiam a força fraca e oito que medeiam a força forte. Isso indica que o Modelo Padrão é uma mistura de três grupos: U(1), SU(2) e SU(3), cujas interações e partículas se combinam para formar tudo o que se sabe que existe. O tamanho de cada uma das partículas fundamentais conhecidas não pode ser maior que cerca de ~10^-19 μm.
1.) Partículas elementares fundamentais. baixo para 10-19 metros, essas quantidades não são divididas.
Quando dois prótons, cada um composto de três quarks unidos por glúons, interagem, é possível que eles se fundam em um estado composto, dependendo de suas propriedades. A possibilidade mais comum e comprovada é a produção de um dêuteron, feito de um próton e um nêutron, o que exigiria a emissão de um neutrino, um pósitron e possivelmente também um fóton.
2.) Escalas nucleares. Em um femômetro (~10-15 m) Escamas, núcleos individuais, compostos de quarks e glúons, estão unidos.
Mesmo que você mesmo seja feito de átomos, o que você sente como um “toque” não requer necessariamente que outro átomo externo realmente entre em contato com os átomos do seu corpo. Aproximar-se o suficiente para exercer força não é apenas insuficiente, é a ocorrência mais comum.
3.) Escalas atômicas. Tamanho Angstrom (~10-10 m), os átomos compõem toda a matéria na Terra.
Moléculas, exemplos de moléculas de matéria unidas em formações complexas, adquirem as formas e estruturas que possuem por causa das forças eletromagnéticas que existem entre seus átomos e elétrons constituintes. A variedade de estruturas que podem ser criadas é quase ilimitada.
4.) Escalas moleculares. nm (~10-9 m) e maiores, as moléculas contêm vários átomos ligados entre si.
Esta imagem do microscópio eletrônico de tunelamento mostra algumas amostras da cianobactéria Prochlorococcus marinus. Cada um desses organismos tem apenas cerca de meio mícron de tamanho, mas todas as cianobactérias são amplamente responsáveis pela formação de oxigênio na Terra: no início e até os dias atuais. Como todas as bactérias, sua vida é muito mais curta que a de uma pessoa.
5.) Microescalas. Menos de 0,0001m (a largura de um cabelo humano), são necessárias ferramentas fora do olho humano.
Em corpos de água quentes e rasos, os flamingos cor-de-rosa podem ser encontrados vagando, se arrumando e procurando por comida. A falta de pigmentos carotenóides em seu suprimento alimentar, que é observada em alguns (mas não em todos) dos flamingos mostrados aqui, faz com que muitos desses flamingos sejam mais próximos do branco do que do rosa ou vermelho estereotipados, mas o comportamento de ficar de pé em um pé em vez de dois, ele conseguiu reduzir a perda de calor corporal quase pela metade.
6.) Escalas macroscópicas. Nossas percepções convencionais se estendem de subescalas a muitos quilômetros.
Esta seleção de asteróides e cometas visitados por espaçonaves abrange várias escalas de tamanho, desde objetos com menos de um quilômetro até objetos com mais de 100 quilômetros de um lado. No entanto, nenhum desses objetos tem massa suficiente para puxá-los para uma forma circular. A gravidade pode mantê-los juntos, mas as forças eletromagnéticas são as principais responsáveis por suas formas.
7.) Escalas subplanetárias. Onde a gravidade não pode derrotar o eletromagnetismo, objetos flutuantes podem viajar várias centenas de quilômetros de distância.
Agora que Saturno foi fotografado pelo JWST, a primeira “foto de família” dos mundos gigantes gasosos vistos pelos olhos do JWST pode ser formada. Aqui, cada planeta é mostrado em um tamanho angular calibrado para como eles aparecem em relação um ao outro conforme visto pelo JWST. Os planetas podem ter o dobro do tamanho de Júpiter, mas podem ter 1000 km ou até menos.
8.) Escalas planetárias. Os planetas são esféricos devido à sua própria gravidade, e os planetas geralmente têm entre 1.000 e 200.000 quilômetros de largura.
As anãs marrons, entre cerca de 0,013-0,080 massas solares, irão fundir deutério + deutério em hélio-3 ou trítio, permanecendo aproximadamente do mesmo tamanho que Júpiter, mas alcançando massas muito maiores. As anãs vermelhas são apenas um pouco maiores, mas mesmo a estrela parecida com o Sol mostrada aqui não mostra escala aqui; Seu diâmetro seria cerca de 7 vezes o de uma estrela de baixa massa. Dentro deste universo, as estrelas podem atingir quase 2.000 vezes o diâmetro do nosso Sol.
9.) Escalas de estrelas. De 0,08 a 2.000 vezes o tamanho do Sol, essas fornalhas nucleares iluminam o universo.
Ilustração da Nuvem de Oort interna e externa em torno do nosso Sol. Enquanto a Nuvem de Oort interna é em forma de anel, a Nuvem de Oort externa é esférica. A verdadeira extensão da Nuvem de Oort exterior pode ser inferior a 1 ano-luz ou superior a 3 anos-luz; Há uma grande incerteza aqui. Qualquer objeto massivo que passe pela Nuvem de Oort tem uma grande chance de perturbar objetos em sua vizinhança.
10.) As escalas do sistema estelar. Estendendo-se por até dois anos-luz de diâmetro, as nuvens do tipo Oort sondam os limites de sistemas estelares individuais.
Embora existam muitos exemplos de muitas galáxias na mesma região do espaço, geralmente ocorre entre apenas duas galáxias ou em regiões muito densas do espaço, como os centros de aglomerados de galáxias. Ver 5 galáxias interagindo em um espaço a menos de um milhão de anos-luz de distância é extremamente raro, capturado com detalhes fantásticos pelo Hubble aqui. Como todas essas galáxias ainda estão formando novas estrelas, todas elas são classificadas como “vivas” pelos astrônomos.
11.) Escalas da Galáxia. De cerca de 100 a 1.000.000 de anos-luz de distância, a matéria escura e comum mantém as galáxias unidas.
Entre os grandes aglomerados e filamentos do universo existem grandes vazios cósmicos, alguns dos quais podem abranger centenas de milhões de anos-luz de diâmetro. Enquanto alguns vazios são maiores em extensão do que outros, abrangendo um bilhão de anos-luz ou mais, todos eles contêm matéria em algum nível. Mesmo o vazio que inclui MCG+01–02–015, a galáxia mais solitária do universo, provavelmente contém pequenas galáxias superficiais de baixo brilho que estão abaixo do limite de detecção atual de telescópios como o Hubble.
12.) Tabelas de massa e espaço. De 10 a 100 milhões de anos-luz de diâmetro, eles são as maiores estruturas gravitacionalmente ligadas.
Em escalas maiores, a maneira como as galáxias se agrupam em observações (azul e violeta) não pode corresponder às simulações (vermelho), a menos que a matéria escura seja incluída. Embora existam maneiras de reproduzir esse tipo de estrutura sem incluir especificamente a matéria escura, como adicionar um tipo específico de campo, essas substituições parecem suspeitamente indistinguíveis da matéria escura ou falham em reproduzir uma das muitas observações que suportam a matéria escura.
13.) Escalas verdadeiramente cósmicas. Toda a teia cósmica observada abrange 92 bilhões de anos-luz.
Na cosmologia moderna, o universo é pontuado por uma extensa rede de matéria escura e matéria comum. Em escalas de galáxias individuais e menores, as estruturas formadas pela matéria são altamente não lineares, com densidades que se desviam das densidades médias em quantidades enormes. No entanto, em escalas muito grandes, a densidade de qualquer região do espaço é muito próxima da densidade média: a precisão é de cerca de 99,99%.
Mesmo nas maiores e menores escalas, novos fenômenos ainda podem estar esperando para serem descobertos.
Este mapa logarítmico do universo orientado verticalmente abrange quase 20 ordens de magnitude, levando-nos do planeta Terra até a borda do universo visível. Cada ‘marca’ grande na barra de escala do lado direito corresponde a um aumento nas escalas de distância por um fator de 10.
Silent Monday conta principalmente uma história universal em imagens e visuais e não mais do que 200 palavras.
“Ávido fanático pela internet. Futuro ídolo adolescente. Perito sem remorso em café. Comunicador. Pioneiro de viagens. Geek zumbi freelance.”