350п|мини|десно|Свемир — Фламарион (цртеж, Париз 1888) и Хајкенвелдер (бојење, Беч 1998) 350п|мини|десно|Најдубља слика свемира у видљивом делу спектра.
Свемир или Васиона је бесконачно пространство које нас окружује. Свемиром зовемо простор-време, који чине светле галаксије (које садрже много звезда и других небеских тела) расуте у тамном међугалактичком (и међузвезданом), условно, „празном” простор-времену које зовемо вакуум. То је свеукупни простор-време у коме плови мноштво материјалних небеских тела као што су: звезде, планете, сателити, планетоиди, комете, метеори, црне рупе и неутронске звезде. Ипак, највећи део материје и енергије је највероватније у облику такозване тамне материје и тамне енергије.
Звезде су најуочљивија небеска тела у Свемиру и састављена су од ужарене плазме. Поред нама најближе звезде Сунца, голим оком људи могу видети од око 6.000 до око 10.000 звезда. Телескопом могуће је приметити светлост са стотина милијарди звезда. Удаљености међу звездама су огромне и мере се светлосним годинама (СГ). Светлосна година је пут дуг око 9,46 билиона километара који пређе светлост за годину крећући се брзином од 299 792 458 -{m/s}- у безваздушном простору. Сунце је Земљи најближа звезда која се налази на удаљености од 149 600 000 -{km}- или 8,3 светлосних минута (см). Осим Сунца, најближа је Проксима Кентаури (-{Proxima Centauri}- или -{Alpha Centauri C}-) која је удаљена око 4,3 СГ. Звезде се међусобно разликују по величини, боји и сјају. Најсјајнија звезда у сазвежђу Орион је Бетелгез (-{Betelgeuze}- или -{Alpha Orionis}-), а Антарес (-{Alpha Scorpii}-) у сазвежђу Скорпион.
На небу се виде звјездани скупови који нас фасцинирају својим изгледом и зову се сазвежђа или констелације. Има их 88, а најпознатија су: Велики и Мали Медвед, Шкорпион, Стрелац и др. Међутим, звезде се природно групишу у веће звездане скупове познате као звездана јата или кластери. Више таквих звезданих јата чини галаксију, а галаксије опет чине галактичко јато или метагалаксију унутар простора.
Наша галактика се зове Млечни пут или једноставно Галаксија, и спиралног је облика. Сунце се налази на самом рубу једног њеног рукавца, заједно са још неколико најближих звезда. Најближе галаксије нашој су Велики и Мали Магеланов облак који представљају њене природне пратиоце. Велики Магеланов облак је удаљен 179 000, а Мали Магеланов облак 210.000 СГ.
Поред поменутих небеских тела и звезданих система у Свемиру постоје и многи други занимљиви тајанствени објекти попут квазара у интергалактичком и маглина у интерстеларном простору који се крећу великим брзинама. Удаљености између самих галаксија, метагалаксија и квазара су много веће од међузвезданих, и крећу се у границама од неколико стотина хиљада до преко милиона светлосних година. Те удаљености нису сталне и непрестано расту у току времена, што је узроковано феноменом познатим као ширење Свемира. То значи да Свемир није статичан него динамичан, тј. све се мења и све се креће. Све у Свемиру плови и за све вреде познати природни закони. Тежа небеска тела увек привлаче она лакша, а она лакша под утицајем силе гравитације ротирају око тих тежих. Ништа се у Свемиру не дешава случајно; све има свој узрок. Свемир је у суштини таман простор коме се не назире ни почетак ни крај; то је свод који има дубину. Он није ни празан простор (вакуум), јер је увек испуњен енергијом, што сведочи обилато електромагнетско зрачење које пристиже до нас из далеких свемирских пространстава.
Дефиниција
Свемир је уобичајено дефинише као све што постоји, све што је икад постојало, и све што ће икад постојати. Према нашем данашњем разумевању, Свемир се састоји од три конституента: простор-време, форми енергије, укључујући електромагнетну радијацију и материју, и физичких закона који их повезују. Свемир исто тако обухвата сав живот, сву историју, а неки филозофи и научници чак сугеришу да обухвата и идеје као што је математика. a short version of which is available at (in reference to David Mermin's famous quote "shut up and calculate"
Појам свемира У првој половини XX века реч Свемир се употребљавала у смислу значења речи целог просторно-временског континуума у којем егзистирамо заједно са свом енергијом и материјом унутар њега. Покушаји да се схвати сам смисао Свемира с највеће тачке гледишта су направљени у космологији, науци која се развила из физике и астрономије. Током друге половине -{XX}- века развој опсервационе космологије, назване још и физичком космологијом, је довео до поделе у вези с значењем речи Свемир између опсервационих и теоретских космолога, где су претходни обично одбацили наду за опсервирањем целог просторно-временског континуума, док су каснији задржали ову наду покушавајући пронаћи најразумније спекулације за моделовање целог просторно-временског континуума, упркос екстремним потешкоћама у стварању слике било којег емпиријског ограничења у овим спекулацијама и ризику од свођења на ниво метафизике.
Термини познати Свемир, опсервабилни Свемир и видљиви Свемир се често користе при описивању дела Свемира који се може видети или пак опсервирати. Они који су уверени у то да можемо опсервирати цели континуум могу користити израз наш Свемир, односећи се делимично само на његов познати део људским бићима.
Ширење, старост и теорија Великог праска
Александар Александрович Фридман (1888—1925) је замислио 1922. године да се свемир шири, то јест да се галаксије удаљавају једна од друге, али његово писање првобитно није имало већи одјек, а слично је било и са тврдњом Жоржа Е. Леметра објављеном неколико година после да је свемир који се брзо шири могао започети као једна тачка, „први атом”, али када је такву замисао свемира подржао Алберт Ајнштајн и други истраживачи су је прихватили.
Најважнији резултат физичке космологије, сазнање да се свемир шири, изведен је из посматрања црвеног помака уобличеног у Хаблов закон. Екстраполацијом тог ширења по времену, назад у прошлост, достиже се гравитациони сингуларитет, прилично апстрактан математички концепт, који можда одговара, а можда и не одговара стварности. Из тога је израсла теорија Великог праска, која је данас преовлађујући модел свемира. Старост свемира, рачунајући од Великог праска, према садашњим подацима које је прикупила -{WMAP}- сонда агенције НАСА (, Вилкинсонова сонда микроталасне анизотропије) процењује се на око 13,7 милијарди (13,7 × 109) година, са границом грешке од око 1% (± 200 милиона година). Друге методе процене старости дају различите вредности за старост свемира које крећу од 11 милијарди до 20 милијарди година. Већина оцена груписана је у опсегу 13-15 милијарди година.
Фундаментални аспект Великог праска може се данас видети у опсервацији која се заснива на чињеници да што су галаксије даље од нас то брже од нас одмичу. Такође се може уочити при космичком микроталасном позадинском зрачењу које је много слабије зрачење од оног скорије насталог након Великог праска. Ово позадинско зрачење је значајно униформно у свим правцима, које су космолози покушавали да објасне почетним периодом брзе инфлације (ширења) уз Велики прасак.
Структура васионе Свемир се грубо речено састоји од звезданих система (збир милиона звезда), празног простора, и међузвездане масе. Звездани системи су организовани у звездане популације, звездане асоцијације и звездана јата и суперјата.
350п|мини|десно|Пример спиралне галаксије (Месје 51). Галаксије су основни елементи васионе. За све васионске објекте типично је да су растојања између њих знатно већа од димензија самих објеката. У случају галаксија то изгледа отприлике овако: ако замислимо да је просечна галаксија величине новчића од једног динара (стварне димензије су им реда 1.018 -{km}-), средње растојање између галаксија износи око један метар. Међугалактички простор испуњен је практично само зрачењима чији су извор углавном звезде у галаксијама, као и одређеном количином веома разређеног међугалактичког гаса. Галаксије нису равномерно распоређене у простору. Оне се групишу у јата галаксија - системе који могу да садрже од неколико десетина до неколико хиљада чланова. Тек су оваква јата галаксија статистички равномерно распоређена у простору. Основне особине васионе јесу њена хомогеност и изотропност. Ако посматрамо разне области васионе увек исте велике запремине, у свакој од њих ћемо, у просеку наћи исти број галаксија. У томе се састоји хомогеност васионе. Ако пак из било које тачке у васиони вршимо посматрање у различитим правцима у сваком правцу ћемо, у просеку, срести исти број галаксија, у томе се састоји изотропност васионе. Другим речима у васиони не постоји ни једно место и ни један правац који би се по ма чему разликовао од осталих: свако се место равномерно може сматрати центром васионе или што је исто центар васионе не постоји.
Нашем посматрању доступан је само одређени део васионе, тај део васионе називамо мета галаксија. Васиона за нас, дакле није бесконачна. За посматраче на земљи постоји дефинисан својеврсни хоризонт васионе који је од нас подједнако удаљен у свим правцима. Можемо се донекле слободно изразити и рећи да је васиона састављена од бесконачно много метагалаксија које се преклапају и у просеку не разликују једна од друге.
По данас усвојеној интерпретацији постојање ове границе васионе последица је њеног ширења, проучавањем спектра светлости са удаљених галаксија показало је да су у њима спектралне линије померене, ка већим таласним дужинама и то тим више што је галаксија удаљенија од нас. Ова појава је названа црвени помак, а најдоследније се може објаснити Доплеровим ефектом. На основу овога формулисан је Хаблов закон, који каже да је брзина којом се дата галаксија удаљава од нас сразмерна њеној тренутној удаљености. Два пута даља галаксија удаљава се два пута брже итд. Галаксија која се налази на хоризонту наше метагалаксије толико је далеко да се удаљава практично брзином светлости, па је њена светлост толико помакнута ка великим таласним дужинама односно малим учесталостима да се више не може осматрати. То је порекло хоризонта васионе.
Васиона која се шири је у одређеном тренутку своје прошлости то ширење морала и да почне и то из стања у којем је густина материје била изузетно велика. У почетном тренутку ове фазе ширења морао је да се одигра неки процес који је материји саопштио почетне нивое које и данас опажамо. Тај процес називамо Велики прасак. Једначине кретања говоре да се велика експлозија одиграла пре око 13 × 109 (13.000.000.000 година).
Још једна важна особина васионе јесте и њен елементарни састав. Огроман експериментални материјал сведочи да масу васионе чини око 70% водоника, око 29% хелијума и само око 1% свих осталих тежих елемената заједно. Напоменимо још да коначност брзине светлости и свих узајамних деловања има и следећу неизбежну последицу. Гледајући удаљене области васионе ми гледамо у њену прошлост.
Величина свемира и опсервабилни свемир Постоји неспоразум у погледу чињенице да ли је Свемир коначан или бесконачан према просторној величини или запремини. Ипак опсервабилни Свемир којег сачињавају све локације које имају утицаја на нас откако је Великом праску придружена брзина светлости је поуздано коначан. Руб космичког светлосног хоризонта је удаљеност од 13,7 милијарди светлосних година. Садашња удаљеност до руба опсервабилног Свемира је већа, откако се Свемир шири; а процењује се на око 78 милијарди светлосних година. Ово би сачињавало садашњу запремину познатог Свемира, а која је једнака 1,9 × 1033 кубних светлосних година (под претпоставком да је овај регион савршено сферичан). Опсервабилни Свемир садржи око 7 × 1022 звезда, организованих у око 1010 галаксија, које саме чине галактичке кластере и суперкластере. Број галаксија може бити чак и већи, што се заснива на Хаблеовом дубоком пољу опсервираним космичким телескопом Хабл.