Universum

See artikkel räägib kosmoloogilisest universumimõistest; universumimõiste kohta matemaatikas ja loogikas vaata artiklit Universum (matemaatika); ajakirja kohta vaata artiklit Universum (ajakiri).

Universum ehk maailmakõiksus hõlmab kogu aegruumi ja selles olevat^[1]. Universum koosneb planeetidest, tähtedest, galaktikatest, galaktikate vahelisest hõredast ainest, tühikutest, elementaarosakestest, mateeriast ja energiast. Vaadeldava universumi läbimõõduks on hinnatud 28 miljardit parsekit (umbes 93 miljardit valgusaastat)^[2]. Võrdlusena võib tuua meie kohaliku galaktika, Linnutee galaktika, mille läbimõõt on 30 tuhat parsekit ehk umbes 100 tuhat valgusaastat ja Päikesesüsteemi kuuluva Pluuto orbiidi läbimõõt on üks tuhandik valgusaastat^[1]. Kogu universumi suurus ei ole teada ning see võib olla lõpmatu.

Universum on kosmoloogia teadusharu uurimisobjektiks^[1]. Kosmoloogid uurivad universumi ehitust ja arengut selle tekkest alates kuni tänapäevani ja püüavad ennustada universumi tulevikku. Tänapäeva kosmoloogia tugineb simulatsioonidel ja arvutimudelitel, mis töötavad üldrelatiivsusteooria võrrandite järgi^[3], kuid universumi täielikuks kirjeldamiseks on vaja üldrelatiivsusteooria kvantfüüsikaga ühendada, mida pole veel seni suudetud teha ja seetõttu tuleb praeguseid tulemusi võtta kui esialgseid lähendeid. Tänapäeval on suur osa kosmoloogidest ühel meelel, et kõige paremini kirjeldab meie universumit Suure paugu mudel (täpsemalt ΛCDM-mudel), mille järgi on universumil selgelt määratletav algus, millele järgnes väga kiire paisumine ehk inflatsioon. Selle mudeli ja praegu teadaolevate kosmoloogiliste parameetrite järgi on universumi vanuseks 13,799 ± 0,021 miljardit (10⁹) aastat.

Vaatluste põhjal saab öelda, et kaks ruumipunkti, mis asuvad eri kohtades, kaugenevad üksteisest ehk tegemist on paisuva universumiga. Nendes vaatlustes mängib tähtsat rolli punanihe ja Doppleri efekt. See on kooskõlas üldrelatiivsusteooriaga, mille kohaselt ei saa Universum olla staatiline ehk see peab kas paisuma või kokku tõmbuma. Kuigi vaatlusandmete ja teooria vahel on mitmeid lahkhelisid, on nende põhjal esitatud hüpoteesid tumeaine ja tumeenergia kohta. Esimene neist on mateeria liik, mida otseselt vaadelda ei saa, aga mille mõju on kaudselt näha, näiteks on tumeaine ehk varjatud aine mõju selgelt näha galaktikate pöörlemiskõverates.^[3]