Размер вселенной. Что произошло со Вселенной за этот год? Сравнение со сверхмалыми структурами

Как правило, мы представляем год как довольно длительный период времени. В человеческом плане многое может произойти за 365 дней (или около того). Но по сравнению со Вселенной, - это буквально мгновение. И даже за такой короткий период, как год, в нашей Солнечной системе, нашей галактике и Вселенной происходят едва заметные изменения, из которых складываются большие, медленные изменения на величайших временных масштабах. Опубликовано на веб-портале

Вращение Земли замедлилось

Конечно, вы вряд ли это заметили. Время, которое уходит на то, чтобы Земля единожды провернулась вокруг своей оси - день - на 14 наносекунд больше того, что уходило на такое вращение год назад. Из этого следует, что на заре Солнечной системы день на Земле был короче: Земля совершала оборот за 6-8 часов, поскольку год состоял из более тысячи дней. Но замедленное вращение - это только начало.

Луна в этом году находится дальше, чем в прошлом

Опять же, вы вряд ли это заметите, но существует фундаментальный закон сохранения, который делает это необходимым: закон сохранения углового момента. Представьте систему Земля - Луна: они вращаются вокруг своих осей, в то время как Луна вращается вокруг Земли. Если вращение Земли замедляется, это значит, что нужно чем-то уравновесить эту потерю. Это что-то и есть Луна, вращающаяся вокруг Земли: Луна удаляется, чтобы сохранить систему.

Солнце стало горячее, чем было год назад

Солнце преобразует материю в энергию, теряя примерно 1017 кг массы в год по формуле Эйнштейна E = mc2. Выжигая топливо, Солнце становится горячее, начинает выжигать топливо быстрее, и это приводит к общему увеличению выхода энергии. В далеком будущем Солнце станет достаточно горячим, чтобы вскипятить океаны Земли и положить конец известной нам жизни. В конечном итоге глобальное потепление, вызванное Солнцем, положит конец всем нам. И все это только в нашей Солнечной системе; галактика и все, что за ее пределами, тоже изменилось за год.

В этом году Вселенная стала холоднее, чем в прошлом

Послесвечение Большого Взрыва ужасно холодное. Это остывание и расширение будет продолжаться, пока не достигнет абсолютного нуля. За год мы вряд ли заметим разницу, но вода камень точит. Еще несколько десятков возрастов Вселенной - и мы уже не узнаем, что космический микроволновый фон вообще когда-либо существовал.

20 000 звезд стали недостижимыми для нас

Темная энергия продолжает набирать мощь и увеличивать расширение Вселенной, ускоряя разбегание далеких галактик. Из всех наблюдаемых галактик во Вселенной, 97% стали потеряны для нас навсегда. Но оставшиеся 3% не просто ютятся под боком, они тоже убегают все быстрее. С каждым прошедшим годом 20 000 новых звезд, которые были достижимы (при движении на скорости света), стали недостижимы.

Сегодня мы поговорим о том, что Земля маленькая и о размерах других огромных небесных тел во Вселенной. Какие же размеры Земли по сравнению с другими планетами и и звёздами Вселенной.

На самом деле, наша планета очень-очень маленькая… по сравнению с множеством других небесных тел, да даже по сравнению с тем же Солнцем Земля - горошина (в сто раз меньше по радиусу и в 333 тысячи раз по массе), а есть звезды в разы, сотни, тысячи (!!) раз больше Солнца… В общем, мы, люди, и каждый из нас особенно, микроскопические следы бытия в сей Вселенной, атомы, невидимые глазам существ, которые могли бы жить на огромных звездах (теоретически, а, возможно, и практически).

Мысли из фильма по теме: нам кажется, что Земля большая, это так и есть - для нас, поскольку мы сами маленькие и масса нашего тела ничтожна в сравнении с масштабами Вселенной, некоторые даже никогда не были за границей и в большей части жизни не покидают пределов дома, комнаты, а уж о Вселенной почти ничего не знают. И муравьи думают, что их муравейник огромный, однако мы наступим на муравья и даже не заметим его. Если бы у нас была власть уменьшить Солнце до размеров лейкоцита и уменьшить пропорционально Млечный Путь, то он был бы равен масштабам России. А есть тысячи или даже миллионы и миллиарды галактик кроме Млечного Пути… Это никак не вместиться в сознание людей.

Каждый год астрономы открывают тысячи (и более) новых звезд, планет, небесных тел. Космос - это неизведанная область, и сколько еще будет открыто галактик, звездных, планетных систем, и вполне возможно, что есть множество подобных Солнечной систем с теоретически существующей жизнью. Мы можем судить о размерах всех небесных тел лишь примерно, и количества галактик, систем, небесных тел во Вселенной неизвестно. Однако исходя из известных данных - Земля не самый маленький объект, но и далеко не самый большой, есть звезды и планеты в сотни, тысячи раз больше!!

Самый большой объект, то есть небесное тело, во Вселенной не определено, поскольку человеческие возможности ограничены, с помощью спутников, телескопов мы можем увидеть лишь малую часть Вселенной, а что там, в неизведанной дали и за горизонтами, мы не знаем… возможно еще бОльшие небесные тела чем обнаруженные людьми.

Итак, в рамках Солнечной системы самый большой объект — Солнце! Его радиус — 1 392 000 км, затем идет Юпитер — 139 822 км, Сатурн — 116 464 км, Уран — 50 724 км, Нептун — 49 244 км, Земля — 12742,0 км, Венера — 12103,6 км, Марс — 6780,0 км, и т.д.

Несколько десятков крупных объектов — планеты, спутники, звезды и несколько сотен мелких, это только из открытых, а есть не открытые.

Солнце больше Земли по радиусу - в 100 с лишним раз, по массе - в 333 тысячи раз. Вот такие масштабы.

Земля 6-й по размерам объект Солнечной системы, очень близка к масштабам Земли Венера, а Марс в половину меньше.

Земля — это вообще горошина по сравнению с Солнцем. А все другие планеты, более мелкие, для Солнца — практически пыль…

Однако Солнце согревает нас независимо от его размеров и нашей планеты. Знали ли вы, представляли, ходя ногами по бренной почве, что планета наша в сравнении с Солнцем почти точка? И соответственно — мы на ней — микроскопические микроорганизмы…

Впрочем, у людей проблем насущных полно, и, порой, некогда смотреть дальше земли под ногами.

Юпитер более чем в 10 раз больше Земли, это пятая по удаленности от Солнца планета (классифицируется как газовый гигант вместе с Сатурном, Ураном, Нептуном).

Земля после газовых гигантов первый объект по величине после Солнца в Солнечной системе, затем идут остальные планеты земной группы, Меркурий после спутника Сатурна и Юпитера.

Планеты земной группы - Меркурий, Земля, Венера, Марс - планеты находящиеся во внутренней области Солнечной системы.

Плутон меньше Луны примерно в полтора раза, сегодня его причисляют к карликовым планетам, он десятое небесное тело в Солнечной системе после 8 планет и Эриды (карликовой планеты, примерно похожей по размерам на Плутон), состоит из льда и камней, по площади как Южная Америка, маленькая планета, однако и она по масштабам больше в сравнении Земли с Солнцем, Земля еще в два раза меньше в пропорциях.

Например, Ганимед — спутник Юпитера, Титан — спутник Сатурна — всего на 1,5 тысяч км меньше Марса и больше Плутона и крупных карликовых планет. Карликовых планет и спутников открытых в последнее время — множество, а уж звезд — подавно, более нескольких миллионов, или даже миллиардов.

Объектов чуть меньше Земли и в половину меньше чем Земля в солнечной системе несколько десятков, а тех которые чуть меньше — несколько сотен. Представляете, сколько всего летает вокруг нашей планеты? Однако сказать «летает вокруг нашей планеты» неверно, ведь как правило каждая планета имеет какое-то относительно зафиксированное место в системе Солнца.

И если летит в сторону Земли какой-то астероид, то возможно даже вычислить его примерную траекторию, скорость полета, время приближения к Земле, и с помощью определенных технологий, устройств (вроде поражений астероида с помощью сверхмощного атомного оружия с целью разрушения части метеорита и как следствие изменение скорости и траектории полета) изменить направление полета если планете грозит опасность.

Однако это теория, на практике пока таких мер не применялось, а вот случаи неожиданного падения небесных тел на Землю были зафиксированы - например, в случае с тем же Челябинским метеоритом.

В нашем сознании Солнце — это яркий шарик на небе, в абстракции — какая-то субстанция, о которой мы знаем по снимкам спутников, наблюдениям и опытам ученых. Однако все, что мы видим своими глазами — это яркий шар на небе, который исчезает на ночь. Если сравнивать размеры Солнца и земли, то это примерно как игрушечная машинка и огромный джип, джип раздавит машинку даже не заметив. Так же и Солнце, обладай оно хоть немного более агрессивными характеристиками и нереальной возможностью перемещаться — поглотило бы все на своем пути, в том числе Землю. Кстати, одна из теорий гибели планеты в будущем гласит, что Солнце поглотит Землю.

Мы привыкли, живя в ограниченном мире, верить только тому, что видим и принимать как данность только то, что у нас под ногами и воспринимать Солнце именно как шарик на небе, который живет ради нас, дабы освещать путь простым смертным, греть нас, давать нам энергию, в общем, мы используем Солнце по полной программе, и мысли о том, что эта яркая звезда несет в себе потенциальную опасность, кажутся нелепыми. И лишь единицы из людей будут всерьез задумываться, что есть другие галактики, в которых есть небесные объекты больше тех, что в Солнечной системе в сотни, а иногда и в тысячи раз.

Люди просто не вмещают в уме, что такое скорость света, как передвигаются небесные тела во Вселенной, это не форматы человеческого сознания…

Мы рассказали о размерах небесных тел в пределах Солнечной системы, о размерах крупных планет, сказали о том, что Земля 6-й по величине объект Солнечно системы и что Земля в сто раз меньше Солнца (по диаметру), а по массе в 333 тысячи раз, однако есть во Вселенной небесные тела НАМНОГО больше Солнца. И если уже сравнение Солнца и Земли не вмещалось в сознание простых смертных, то тот факт что есть звезды по сравнению с которыми Солнце - шарик - подавно не вместиться в нас.

Однако, как свидетельствуют исследования ученых, так и есть. И это факт, исходя из полученных астрономами данных. Есть другие звездные системы, где жизнь планет существует подобно нашей, Солнечной. Под «жизнью планет» имеется ввиду не земная жизнь с людьми или другими существами, а существование планет в этой системе. Так, к вопросу о жизни в Космосе - с каждым годом, днем ученые приходят к выводу, что жизнь на других планетах все возможнее, однако это остается лишь предположениями. В Солнечной системе единственной близкой по условиям к земным планетой является Марс, а вот планеты других звездных систем не исследовались в полноте.

Например:

«Считается, что землеподобные планеты наиболее благоприятны для возникновения жизни, поэтому их поиск привлекает пристальное внимание общественности. Так в декабре 2005 года учёные из Института космических наук (Пасадена, Калифорния) сообщили об обнаружении похожей на Солнце звезды, вокруг которой предположительно формируются скалистые планеты.

В дальнейшем были обнаружены планеты, которые лишь в несколько раз массивнее Земли и, вероятно, должны иметь твёрдую поверхность.

Примером экзопланет земного типа могут служить суперземли. По состоянию на июнь 2012 года найдено более 50 суперземель».

Вот эти суперземли и есть потенциальные носители жизни во Вселенной. Хотя и это вопрос, поскольку главный критерий класса подобных планет - масса более чем в 1 раз больше массы Земли, однако все обнаруженные планеты вращаются вокруг звезд с меньшим тепловым излучением в сравнении с Солнцем, как правило белых, красных и оранжевых карликов.

Первая суперземля обнаруженная в обитаемой зоне в 2007 году - это планета Глизе 581 c возле звезды Глизе 581, планета имела массу около 5 масс Земли, «удалена от своей звезды на 0,073 а. е. и находится в районе «зоны жизни» звезды Глизе 581». Позже был открыт еще ряд планет возле этой звезды и сегодня их именуют как планетную систему, сама звезда имеет низкую светимость, в несколько десятков раз меньше Солнца. Это было одно из самых сенсационных открытий астрономии.

Однако вернемся к теме больших звезд.

Ниже представлены фото самых крупных объектов Солнечной системы и звезд в сравнении с Солнцем, а затем с последней звездой на предыдущем фото.

Меркурий < Марс < Венера < Земля;

Земля < Нептун < Уран < Сатурн < Юпитер;

Юпитер < < Солнце < Сириус;

Сириус < Поллукс < Арктур < Альдебаран;

Альдебаран < Ригель < Антарес < Бетельгейзе;

Бетельгейзе < Мю Цефея < < VY Большого Пса

И в этом списке еще самые небольшие звезды и планеты (по-настоящему крупная в этом списке, пожалуй, только звезда VY Большого Пса).. Самые большие даже нельзя поставить в сравнение в ряд с Солнцем, поскольку Солнца просто не будет видно.

В качестве единицы измерения радиуса звезды использован экваториальный радиус Солнца - 695 700 км.

Например, звезда VV Цефея в 10 раз больше Солнца, а между Солнцем и Юпитером самой крупной звездой считается Вольф 359 (одиночная звезда в созвездии Льва, слабый красный карлик).

VV Цефея (не путать с одноименной звездой с «приставкой» А) — «затменная двойная звезда типа Алголя в созвездии Цефей, которая находится на расстоянии около 5000 световых лет от Земли. Компонент А является седьмой по радиусу звездой, известной науке на 2015 г. и второй самой крупной звездой в Галактике Млечный Путь (после VY Большого Пса)».

«Капе́лла (α Aur / α Возничего / Альфа Возничего) - самая яркая звезда в созвездии Возничего, шестая по яркости звезда на небосклоне и третья по яркости на небе Северного полушария».

Капелла в 12, 2 раза больше Солнца по радиусу .

Полярная звезда в 30 раз больше Солнца по радиусу. Звезда в созвездии Малой Медвидицы, находится вблизи Северного полюса мира, сверхгигант спектрального класса F7I.

Звезда Y Гончих Псов больше Солнца в (!!!) 300 раз! (то есть больше Земли где-то в 3000 раз), красный гигант в созвездии Гончих Псов, одна из самых крутых и красных звезд. И это далеко не самая крупная звезда.

Например, звезда VV Цефея A больше Солнца по радиусу аж в 1050-1900 раз! И звезда весьма интересная своим непостоянством и «утекаемостью»: «светимость - в 275 000-575 000 раз больше. Звезда заполняет полость Роша, и её вещество перетекает на соседний компаньон. Скорость истекания газов достигает 200 км/с. Установлено, что VV Цефея A - физическая переменная, пульсирующая с периодом 150 суток».

Конечно, большинству из нас будет не понятна информация с научными терминами, если лаконично - звезда раскаленная, теряющая материю. Ее размеры, силу, яркость светимости представить просто невозможно.

Итак, 5 самых крупных звезд во Вселенной (признанные таковыми из ныне известных и открытых), в сравнении с которыми наше Солнце - горошина и пылинка:

— VX Стрельца — в 1520 раз больше диаметра Солнца. Сверхгигант, гипергигант, переменная звезда в созвездии Стрельца, теряет свою массу из-за звёздного ветра.

— Звезда WOH G64 из созвездия Золотой Рыбы , красный сверхгигант спектрального класса M7,5, находится а в соседней галактике Большое Магелланово Облако. Расстояние до Солнечной системы составляет примерно 163 тыс. св. лет. Больше радиуса Солнца в 1540 раз.

— NML Лебедя (V1489 Лебедя) больше Солнца по радиусу в 1183 — 2775 раз , - «звезда, красный гипергигант, находится в созвездии Лебедь».

«UY Щита - звезда (гипергигант) в созвездии Щита. Находится на расстоянии 9500 св. лет (2900 пк) от Солнца.

Это одна из самых больших и самых ярких известных звёзд. По оценкам учёных, радиус UY Щита равен 1708 радиусам Солнца, диаметр 2,4 миллиарда км (15,9 а. е.). На пике пульсаций радиус может достигать 2000 радиусов Солнца. Объём звезды примерно в 5 миллиардов раз больше объёма Солнца».

Из этого списка мы видим, что есть около сотни (90) звезд намного больше Солнца (!!!). И есть такие звезды, в масштабе которые Солнце - крупинка, а Земля даже не пыль, а атом.

Дело в том, что места в данном списке распределены по принципу точности определения параметров, массе, есть примерно более огромные звезды, чем UY Щита, но доподлинно не установлены их размеры и иные параметры, впрочем и параметры этой звезды однажды могут стать под сомнение. Ясно, что звезды в 1000-2000 раз больше Солнца существуют.

И, возможно, около некоторых есть или формируются планетные системы, и кто даст гарантии, что там не может быть жизни… или нет сейчас? Не было или никогда не будет? Никто… Мы слишком мало знаем о Вселенной и Космосе.

Да, и даже из представленных на картинках звезд - самая последняя звезда — VY Большого Пса имеет радиус равный 1420 радиусам Солнца, а вот звезда UY Щита на пике пульсации около 2000 радиусов Солнца, и есть звезды предположительно больше 2,5 тысяч радиусов Солнца. Такие масштабы невозможно представить, это по истине внеземные форматы.

Конечно, интересен вопрос - посмотрите на картинку самую первую в статье и на последние фото, где много-много звезд - как такое количество небесных тел сосуществует во Вселенной довольно спокойно? Нет взрывов, столкновений этих самых супергигантов, ведь небо, из того что видимо для нас, кишит звездами… На самом деле - это как раз умозаключение простых смертных, не понимающих масштабы Вселенной - мы видим искаженную картинку, а на самом деле места там всем хватает, и, возможно, есть и взрывы и столкновения, просто это не приводит к гибели Вселенной и даже части галактик, ведь расстояние от звезды до звезды огромное.

Через две недели 2016 год завершится, и кажется, что Солнечная система, галактика и Вселенная совсем не изменились по прошествии годичного срока, пишет интернет-издание « » со ссылкой на hi-news.ru.

Мы завершили еще одну орбиту вокруг Солнца, но ведь их было больше 4,5 миллиарда. И хотя мы могли заметить некоторые крупные события, которые происходят во Вселенной каждый год, а именно:

прибытие комет,

прелесть метеоритного дождя,

мерцание ближайшей звезды,

разрушительные сверхновые,

это все лишь самые очевидные изменения.

Как правило, мы представляем год как довольно длительный период времени. В человеческом плане многое может произойти за 365 дней (или около того). Но по сравнению со Вселенной, которой 13,8 миллиарда лет, год - это буквально мгновение. Серьезно, если бы мы сравнивали возраст Вселенной с одним годом, это было бы сравнением человеческой жизни с 0,2 секунды. И даже за такой короткий период, как год, в нашей Солнечной системе, нашей галактике и Вселенной происходят едва заметные изменения, из которых складываются большие, медленные изменения на величайших временных масштабах.

Вращение Земли замедлилось . Конечно, вы вряд ли это заметили. Время, которое уходит на то, чтобы Земля единожды провернулась вокруг своей оси - день - на 14 наносекунд больше того, что уходило на такое вращение год назад. Но если ждать достаточно долго, оно увеличивается. За четыре миллиарда лет наше вращение замедлится достаточно, чтобы мы могли отказаться от високосных годов: в году будет точно 365 дней. Из этого также следует, что на заре Солнечной системы день на Земле был короче: Земля совершала оборот за 6-8 часов, поскольку год состоял из более тысячи дней. Но замедленное вращение - это только начало.

Луна в этом году находится дальше, чем в прошлом . Опять же, вы вряд ли это заметите, но существует фундаментальный закон сохранения, который делает это необходимым: закон сохранения углового момента. Представьте систему Земля - Луна: они вращаются вокруг своих осей, в то время как Луна вращается вокруг Земли. Если вращение Земли замедляется, это значит, что нужно чем-то уравновесить эту потерю. Это что-то и есть Луна, вращающаяся вокруг Земли: Луна удаляется, чтобы сохранить систему. За год вы, конечно, не заметите это удаление даже при помощи хитроумного лазера - разница в орбите Луны вытекает в сантиметры в год. Но со временем, когда пройдет 650 миллионов лет, больше не будет такой вещи, как полное солнечное затмение, поскольку Луна будет достаточно далеко, чтобы даже идеально выровненные солнечные затмения были в лучшем случае кольцевыми.

Солнце стало горячее, чем было год назад . Но только в среднем, прошу заметить, поскольку вариации Солнца больше даже, чем общий эффект потепления. Они определенно не могут усугубить общее потепление, которое испытывает Земля, поскольку светимость Солнца увеличивается на год примерно на пять миллиардных процента, 0,0000000005%. Пройдет достаточно времени, и это станет заметно. Видите ли, Солнце преобразует материю в энергию, теряя примерно 10 17 кг массы в год по формуле Эйнштейна E = mc 2 . Выжигая топливо, Солнце становится горячее, начинает выжигать топливо быстрее, и это приводит к общему увеличению выхода энергии. Через два миллиарда лет Солнце станет достаточно горячим, чтобы вскипятить океаны Земли и положить конец известной нам жизни. В конечном итоге глобальное потепление, вызванное Солнцем, положит конец всем нам .

И все это только в нашей Солнечной системе; галактика и все, что за ее пределами, тоже изменилось за год.

В нашей галактике родилась новая звезда, чуть меньше Солнца . В Млечном Пути новые звезды образуются на постоянной основе в туманностях, что приводит к появлению скоплений молодых звезд. Наша текущая скорость образования звезд - в меру наших скромных знаний - 0,68 солнечной массы в год в нашей галактике. Это, конечно, в среднем: за сто лет может сформироваться одна звезда в 100 солнечных масс или же пять крошечных звезд за один год. В реальности формирование звезд происходит постепенно и занимает миллионы лет. Но в среднем у нас появляется новая звезда, чуть менее массивная, чем Солнце, каждый год.

Мы прибавили несколько шансов к взрыву сверхновой в нашей галактике . Мы привыкли считать, что сверхновые - очень редкие события, ведь последние, что мы видели, это сверхновая Тихо в 1572 году и две Кеплера в 1604 году, которые астрономы видели невооруженным глазом. Но с тех пор мы нашли и другие, которые последовательно взрывались в нашей галактике, включая Кассиопею в конце 1600-х и Стрельца в конце 1800-х. Сейчас известно, из наблюдений за другими галактиками, что наша галактика должна содержать в четыре раза больше типов сверхновых Ia и что мы ожидаем от двух до семи сверхновых каждый век. Впрочем, до конца это не утверждено. Процент ожидания может быть гораздо выше, и даже если мы не видим всех сверхновых, есть вероятность, что они были, а одна даже в прошлом году. Шансы выше с каждым годом.

А в масштабах Вселенной…

В этом году Вселенная стала холоднее, чем в прошлом . Послесвечение Большого Взрыва ужасно холодное: всего 2,725 К выше абсолютного нуля. И тем не менее эта температура сложилась только после 13,8 миллиарда лет остывания; до этого же она была достаточно высокой, чтобы ионизировать атомы, разрывать ядра, даже не давала кваркам и глюнам формировать отдельные протоны и нейтроны. Это остывание и расширение будет продолжаться, пока не достигнет абсолютного нуля. За год мы вряд ли заметим разницу, но вода камень точит. Еще несколько десятков возрастов Вселенной - и мы уже не узнаем, что космический микроволновый фон вообще когда-либо существовал.

20 000 звезд стали недостижимыми для нас . Темная энергия продолжает набирать мощь и увеличивать расширение Вселенной, ускоряя разбегание далеких галактик. Где-то за 15 миллиардов световых лет эти галактики удаляются от нас быстрее, чем сможет путешествовать свет, излучаемый нами. Из всех наблюдаемых галактик во Вселенной, 97% стали потеряны для нас навсегда. Но оставшиеся 3% не просто ютятся под боком, они тоже убегают все быстрее. С каждым прошедшим годом 20 000 новых звезд, которые были достижимы (при движении на скорости света), стали недостижимы. Чем дольше мы оттягиваем путешествия к звездам, тем меньше нам остается для посещения.

Жизнь Вселенной может быть долгой, а год может быть коротким в великой схеме вещей, но тем не менее все течет, все меняется. Если мы посмотрим достаточно близко и достаточно точно, мы тоже почувствуем течение времени. Не только здесь, в нашем родном мире, но и в Солнечной системе, галактике, Вселенной где-то там.

Невероятные факты

Задумывались ли вы когда-нибудь, насколько большой является Вселенная?

8. Однако это ничто по сравнению с Солнцем.

Фото Земли из космоса

9. А это вид нашей планеты с Луны .

10. Это мы с поверхности Марса .

11. А это вид Земли за кольцами Сатурна .

12. А это знаменитая фотография "Бледно-голубая точка ", где Земля сфотографирована с Нептуна, с расстояния почти 6 миллиардов километров.

13. Вот размер Земли в сравнении с Солнцем , которое даже не помещается полностью на фотографии.

Самая большая звезда

14. А это Солнце с поверхности Марса .

15. Как однажды сказал известный астроном Карл Саган, в космосе больше звезд, чем песчинок на всех пляжах Земли.

16. Существует множество звезд, которые гораздо больше нашего Солнца . Только посмотрите, насколько крошечным является Солнце.

Фото галактики Млечный путь

18. Но ничто не может сравниться с размерами галактики. Если уменьшить Солнце до размеров лейкоцита (белой кровяной клетки), и уменьшить Галактику Млечный путь, используя тот же масштаб, Млечный путь был бы размером с США.

19. Это потому, что Млечный путь просто огромен. Вот, где находится Солнечная система внутри него.

20. Но мы видим лишь очень малую часть нашей галактики .

21. Но даже наша галактика крошечная по сравнению с другими. Вот Млечный путь в сравнении с галактикой IC 1011 , которая находится на расстоянии 350 миллионов световых лет от Земли.

22. Задумайтесь, на этой фотографии, сделанной телескопом Хаббл, тысячи галактик , каждая из которых содержит миллионы звезд, каждая со своими планетами.

23. Вот одна из галактик UDF 423, находящаяся на расстоянии 10 миллиардов световых лет . Когда вы смотрите на эту фотографию, вы глядите на миллиарды лет в прошлое. Некоторые из этих галактик сформировались через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.

24. Но помните, что эта фотография является очень, очень маленькой частью Вселенной . Это просто незначительная частица ночного неба.

25. Можно вполне уверенно предположить, что где-то есть черные дыры . Вот размер черной дыры в сравнении с орбитой Земли.

Знаете ли вы о том, что наблюдаемая нами Вселенная имеет довольно определённые границы? Мы привыкли ассоциировать Вселенную с чем-то бесконечным и непостижимым. Однако современная наука на вопрос о «бесконечности» Вселенной предлагает совсем другой ответ на столь «очевидный» вопрос.

Согласно современным представлениям, размер наблюдаемой Вселенной составляет примерно 45,7 миллиардов световых лет (или 14,6 гигапарсек). Но что означают эти цифры?

Первый вопрос, который приходит в голову обычному человеку – как Вселенная вообще не может быть бесконечной? Казалось бы, бесспорным является то, что вместилище всего сущего вокруг нас не должно иметь границ. Если эти границы и существуют, то что они вообще собой представляют?

Допустим, какой-нибудь астронавт долетел до границ Вселенной. Что он увидит перед собой? Твёрдую стену? Огненный барьер? А что за ней – пустота? Другая Вселенная? Но разве пустота или другая Вселенная могут означать, что мы на границе мироздания? Ведь это не означает, что там находится «ничего». Пустота и другая Вселенная – это тоже «что-то». А ведь Вселенная – это то, что содержит абсолютно всё «что-то».

Мы приходим к абсолютному противоречию. Получается, граница Вселенной должна скрывать от нас что-то, чего не должно быть. Или граница Вселенной должна отгораживать «всё» от «чего-то», но ведь это «что-то» должно быть также частью «всего». В общем, полный абсурд. Тогда как учёные могут заявлять о граничном размере, массе и даже возрасте нашей Вселенной? Эти значения хоть и невообразимо велики, но всё же конечны. Наука спорит с очевидным? Чтобы разобраться с этим, давайте для начала проследим, как люди пришли к современному понимаю Вселенной.

Расширяя границы

Человек с незапамятных времён интересовался тем, что представляет собой окружающий их мир. Можно не приводить примеры о трёх китах и прочие попытки древних объяснить мироздание. Как правило, в конечном итоге все сводилось к тому, что основой всего сущего является земная твердь. Даже во времена античности и средневековья, когда астрономы имели обширные познания в закономерностях движения планет по «неподвижной» небесной сфере, Земля оставалась центром Вселенной.

Естественно, ещё в Древней Греции существовали те, кто считал то, что Земля вращается вокруг Солнца. Были те, кто говорил о множестве миров и бесконечности Вселенной. Но конструктивные обоснования этим теориям возникли только на рубеже научной революции.

В 16 веке польский астроном Николай Коперник совершил первый серьёзный прорыв в познании Вселенной. Он твёрдо доказал, что Земля является лишь одной из планет, обращающихся вокруг Солнца. Такая система значительно упрощала объяснение столь сложного и запутанного движения планет по небесной сфере. В случае неподвижной Земли астрономам приходилось выдумывать всевозможные хитроумные теории, объясняющие такое поведение планет. С другой стороны, если Землю принять подвижной, то объяснение столь замысловатым движениям приходит, само собой. Так в астрономии укрепилась новая парадигма под названием «гелиоцентризм».

Множество Солнц

Однако даже после этого астрономы продолжали ограничивать Вселенную «сферой неподвижных звёзд». Вплоть до 19 века им не удавалось оценить расстояние до светил. Несколько веков астрономы безрезультатно пытались обнаружить отклонения положения звёзд относительно движения Земли по орбите (годичные параллаксы). Инструменты тех времён не позволяли проводить столь точные измерения.

Наконец, в 1837 году русско-немецкий астроном Василий Струве измерил параллакс . Это ознаменовало новый шаг в понимании масштабов космоса. Теперь учёные могли смело говорить о том, что звезды являют собой далекие подобия Солнца. И наше светило отныне не центр всего, а равноправный «житель» бескрайнего звёздного скопления.

Астрономы ещё больше приблизились к пониманию масштабов Вселенной, ведь расстояния до звёзд оказались воистину чудовищными. Даже размеры орбит планет казались по сравнению с этим чем-то ничтожным. Дальше нужно было понять, каким образом звёзды сосредоточены во .

Множество Млечных Путей

Известный философ Иммануил Кант ещё в 1755 предвосхитил основы современного понимания крупномасштабной структуры Вселенной. Он выдвинул гипотезу о том, что Млечный Путь является огромным вращающимся звёздным скоплением. В свою очередь, многие наблюдаемые туманности также являются более удалёнными «млечными путями» — галактиками. Не смотря на это, вплоть до 20 века астрономы придерживались того, что все туманности являются источниками звёздообразования и входят в состав Млечного Пути.

Ситуация изменилась, когда астрономы научились измерять расстояния между галактиками с помощью . Абсолютная светимость звёзд такого типа лежит в строгой зависимости от периода их переменности. Сравнивая их абсолютную светимость с видимой, можно с высокой точностью определить расстояние до них. Этот метод был разработан в начале 20 века Эйнаром Герцшрунгом и Харлоу Шелпи. Благодаря ему советский астроном Эрнст Эпик в 1922 году определил расстояние до Андромеды, которое оказалось на порядок больше размера Млечного Пути.

Эдвин Хаббл продолжил начинание Эпика. Измеряя яркости цефеид в других галактиках, он измерил расстояние до них и сопоставил его с красным смещением в их спектрах. Так в 1929 году он разработал свой знаменитый закон. Его работа окончательно опровергла укрепившееся мнение о том, что Млечный Путь является краем Вселенной. Теперь он был одной из множества галактик, которые ещё когда-то считали его составной частью. Гипотеза Канта подтвердилась почти через два столетия после её разработки.

В дальнейшем, открытая Хабблом связь расстояния галактики от наблюдателя относительно скорости её удаления от него, позволило составить полноценную картину крупномасштабной структуры Вселенной. Оказалось, галактики были лишь её ничтожной частью. Они связывались в скопления, скопления в сверхскопления. В свою очередь, сверхскопления складываются в самые большие из известных структур во Вселенной – нити и стены. Эти структуры, соседствуя с огромными сверхпустотами () и составляют крупномасштабную структуру, известной на данный момент, Вселенной.

Очевидная бесконечность

Из вышесказанного следует то, что всего за несколько веков наука поэтапно перепорхнула от геоцентризма к современному пониманию Вселенной. Однако это не даёт ответа, почему мы ограничиваем Вселенную в наши дни. Ведь до сих пор речь шла лишь о масштабах космоса, а не о самой его природе.

Первым, кто решился обосновать бесконечность Вселенной, был Исаак Ньютон. Открыв закон всемирного тяготения, он полагал, что будь пространство конечно, все её тела рано или поздно сольются в единое целое. До него мысль о бесконечности Вселенной если кто-то и высказывал, то исключительно в философском ключе. Без всяких на то научных обоснований. Примером тому является Джордано Бруно. К слову, он подобно Канту, на много столетий опередил науку. Он первым заявил о том, что звёзды являются далёкими солнцами, и вокруг них тоже вращаются планеты.

Казалось бы, сам факт бесконечности довольно обоснован и очевиден, но переломные тенденции науки 20 века пошатнули эту «истину».

Стационарная Вселенная

Первый существенный шаг на пути к разработке современной модели Вселенной совершил Альберт Эйнштейн. Свою модель стационарной Вселенной знаменитый физик ввёл в 1917 году. Эта модель была основана на общей теории относительности, разработанной им же годом ранее. Согласно его модели, Вселенная является бесконечной во времени и конечной в пространстве. Но ведь, как отмечалось ранее, согласно Ньютону Вселенная с конечным размером должна сколлапсироваться. Для этого Эйнштейн ввёл космологическую постоянную, которая компенсировала гравитационное притяжение далёких объектов.

Как бы это парадоксально не звучало, саму конечность Вселенной Эйнштейн ничем не ограничивал. По его мнению, Вселенная представляет собой замкнутую оболочку гиперсферы. Аналогией служит поверхность обычной трёхмерной сферы, к примеру – глобуса или Земли. Сколько бы путешественник ни путешествовал по Земле, он никогда не достигнет её края. Однако это вовсе не означает, что Земля бесконечна. Путешественник просто-напросто будет возвращаться к тому месту, откуда начал свой путь.

На поверхности гиперсферы

Точно также космический странник, преодолевая Вселенную Эйнштейна на звездолёте, может вернуться обратно на Землю. Только на этот раз странник будет двигаться не по двумерной поверхности сферы, а по трёхмерной поверхности гиперсферы. Это означает, что Вселенная имеет конечный объём, а значит и конечное число звёзд и массу. Однако ни границ, ни какого-либо центра у Вселенной не существует.

К таким выводам Эйнштейн пришёл, связав в своей знаменитой теории пространство, время и гравитацию. До него эти понятия считались обособленными, отчего и пространство Вселенной было сугубо евклидовым. Эйнштейн доказал, что само тяготение является искривлением пространства-времени. Это в корне меняло ранние представления о природе Вселенной, основанной на классической ньютоновской механике и евклидовой геометрии.

Расширяющаяся Вселенная

Даже сам первооткрыватель «новой Вселенной» не был чужд заблуждений. Эйнштейн хоть и ограничил Вселенную в пространстве, он продолжал считать её статичной. Согласно его модели, Вселенная была и остаётся вечной, и её размер всегда остаётся неизменным. В 1922 году советский физик Александр Фридман существенно дополнил эту модель. Согласно его расчётам, Вселенная вовсе не статична. Она может расширяться или сжиматься со временем. Примечательно то, Фридман пришёл к такой модели, основываясь на всё той же теории относительности. Он сумел более корректно применить эту теорию, минуя космологическую постоянную.

Альберт Эйнштейн не сразу принял такую «поправку». На помощь этой новой модели пришло, упомянутое ранее открытие Хаббла. Разбегание галактик бесспорно доказывало факт расширения Вселенной. Так Эйнштейну пришлось признать свою ошибку. Теперь Вселенная имела определённый возраст, который строго зависит от постоянной Хаббла, характеризующей скорость её расширения.

Дальнейшее развитие космологии

По мере того, как учёные пытались решить этот вопрос, были открыты многие другие важнейшие составляющие Вселенной и разработаны различные её модели. Так в 1948 году Георгий Гамов ввёл гипотезу «о горячей Вселенной», которая в последствие превратится в теорию большого взрыва. Открытие в 1965 году подтвердило его догадки. Теперь астрономы могли наблюдать свет, дошедший с того момента, когда Вселенная стала прозрачна.

Тёмная материя, предсказанная в 1932 году Фрицом Цвикки, получила своё подтверждение в 1975 году. Тёмная материя фактически объясняет само существование галактик, галактических скоплений и самой Вселенской структуры в целом. Так учёные узнали, что большая часть массы Вселенной и вовсе невидима.

Наконец, в 1998 в ходе исследования расстояния до было открыто, что Вселенная расширяется с ускорением. Этот очередной поворотный момент в науке породил современное понимание о природе Вселенной. Введённый Эйнштейном и опровергнутый Фридманом космологический коэффициент снова нашёл своё место в модели Вселенной. Наличие космологического коэффициента (космологической постоянной) объясняет её ускоренное расширение. Для объяснения наличия космологической постоянной было введено понятия – гипотетическое поле, содержащее большую часть массы Вселенной.

Современное представление о размере наблюдаемой Вселенной

Современная модель Вселенной также называется ΛCDM-моделью. Буква «Λ» означает присутствие космологической постоянной, объясняющей ускоренное расширение Вселенной. «CDM» означает то, что Вселенная заполнена холодной тёмной материей. Последние исследования говорят о том, что постоянная Хаббла составляет около 71 (км/с)/Мпк, что соответствует возрасту Вселенной 13,75 млрд. лет. Зная возраст Вселенной, можно оценить размер её наблюдаемой области.

Согласно теории относительности информация о каком-либо объекте не может достигнуть наблюдателя со скоростью большей, чем скорость света (299792458 м/c). Получается, наблюдатель видит не просто объект, а его прошлое. Чем дальше находится от него объект, тем в более далёкое прошлое он смотрит. К примеру, глядя на Луну, мы видим такой, какой он была чуть более секунды назад, Солнце – более восьми минут назад, ближайшие звёзды – годы, галактики – миллионы лет назад и т.д. В стационарной модели Эйнштейна Вселенная не имеет ограничения по возрасту, а значит и её наблюдаемая область также ничем не ограничена. Наблюдатель, вооружаясь всё более совершенными астрономическими приборами, будет наблюдать всё более далёкие и древние объекты.

Другую картину мы имеем с современной моделью Вселенной. Согласно ей Вселенная имеет возраст, а значит и предел наблюдения. То есть, с момента рождения Вселенной никакой фотон не успел бы пройти расстояние большее, чем 13,75 млрд световых лет. Получается, можно заявить о том, что наблюдаемая Вселенная ограничена от наблюдателя шарообразной областью радиусом 13,75 млрд. световых лет. Однако, это не совсем так. Не стоит забывать и о расширении пространства Вселенной. Пока фотон достигнет наблюдателя, объект, который его испустил, будет от нас уже в 45,7 миллиардах св. лет. Этот размер является горизонтом частиц, он и является границей наблюдаемой Вселенной.

За горизонтом

Итак, размер наблюдаемой Вселенной делится на два типа. Видимый размер, называемый также радиусом Хаббла (13,75 млрд. световых лет). И реальный размер, называемый горизонтом частиц (45,7 млрд. св. лет). Принципиально то, что оба эти горизонта совсем не характеризуют реальный размер Вселенной. Во-первых, они зависят от положения наблюдателя в пространстве. Во-вторых, они изменяются со временем. В случае ΛCDM-модели горизонт частиц расширяется со скоростью большей, чем горизонт Хаббла. Вопрос на то, сменится ли такая тенденция в дальнейшем, современная наука ответа не даёт. Но если предположить, что Вселенная продолжит расширяться с ускорением, то все те объекты, которые мы видим сейчас рано или поздно исчезнут из нашего «поля зрения».

На данный момент самым далёким светом, наблюдаемым астрономами, является реликтовое излучение. Вглядываясь в него, учёные видят Вселенную такой, какой она была через 380 тысяч лет после Большого Взрыва. В этот момент Вселенная остыла настолько, что смогла испускать свободные фотоны, которые и улавливают в наши дни с помощью радиотелескопов. В те времена во Вселенной не было ни звёзд, ни галактик, а лишь сплошное облако из водорода, гелия и ничтожного количества других элементов. Из неоднородностей, наблюдаемых в этом облаке, в последствие сформируются галактические скопления. Получается, именно те объекты, которые сформируются из неоднородностей реликтового излучения, расположены ближе всего к горизонту частиц.

Истинные границы

То, имеет ли Вселенная истинные, не наблюдаемые границы, до сих пор остаётся предметом псевдонаучных догадок. Так или иначе, все сходятся на бесконечности Вселенной, но интерпретируют эту бесконечность совсем по-разному. Одни считают Вселенную многомерной, где наша «местная» трёхмерная Вселенная является лишь одним из её слоёв. Другие говорят, что Вселенная фрактальна – а это означает, что наша местная Вселенная может оказаться частицей другой. Не стоит забывать и о различных моделях Мультивселенной с её закрытыми, открытыми, параллельными Вселенными, червоточинами. И ещё много-много различных версий, число которых ограничено лишь человеческой фантазией.

Но если включить холодный реализм или просто отстраниться от всех этих гипотез, то можно предположить, что наша Вселенная является бесконечным однородным вместилищем всех звёзд и галактик. Причем, в любой очень далёкой точке, будь она в миллиардах гигапарсек от нас, всё условия будут точно такими же. В этой точке будут точно такими же горизонт частиц и сфера Хаббла с таким же реликтовым излучением у их кромки. Вокруг будут такие же звёзды и галактики. Что интересно, это не противоречит расширению Вселенной. Ведь расширяется не просто Вселенная, а само её пространство. То, что в момент большого взрыва Вселенная возникла из одной точки говорит только о том, что бесконечно мелкие (практические нулевые) размеры, что были тогда, сейчас превратились в невообразимо большие. В дальнейшем будем пользоваться именно этой гипотезой для того, что наглядно осознать масштабы наблюдаемой Вселенной.

Наглядное представление

В различных источниках приводятся всевозможные наглядные модели, позволяющие людям осознать масштабы Вселенной. Однако нам мало осознать, насколько велик космос. Важно представлять, каким образом проявляют такие понятия, как горизонт Хаббла и горизонт частиц на самом деле. Для этого давайте поэтапно вообразим свою модель.

Забудем о том, что современная наука не знает о «заграничной» области Вселенной. Отбросив версии о мультивселенных, фрактальной Вселенной и прочих её «разновидностях», представим, что она просто бесконечна. Как отмечалось ранее, это не противоречит расширению её пространства. Разумеется, учтём то, что её сфера Хаббла и сфера частиц соответственно равны 13,75 и 45,7 млрд световых лет.

Масштабы Вселенной

Нажмите кнопку СТАРТ и откройте для себя новый, неизведанный мир!
Для начала попробуем осознать, насколько велики Вселенские масштабы. Если вы путешествовали по нашей планете, то вполне можете представить, насколько для нас велика Земля. Теперь представим нашу планету как гречневую крупицу, которая движется по орбите вокруг арбуза-Солнца размером с половину футбольного поля. В таком случае орбита Нептуна будет соответствовать размеру небольшого города, область – Луне, область границы воздействия Солнца – Марсу. Получается, наша Солнечная Система настолько же больше Земли, насколько Марс больше гречневой крупы! Но это только начало.

Теперь представим, что этой гречневой крупой будет наша система, размер которой примерно равен одному парсеку. Тогда Млечный Путь будет размером с два футбольных стадиона. Однако и этого нам будет не достаточно. Придётся и Млечный Путь уменьшить до сантиметрового размера. Она чем-то будет напоминать завёрнутую в водовороте кофейную пенку посреди кофейно-чёрного межгалактическое пространства. В двадцати сантиметрах от неё расположиться такая же спиральная «кроха» — Туманность Андромеды. Вокруг них будет рой малых галактик нашего Местного Скопления. Видимый же размер нашей Вселенной будет составлять 9,2 километра. Мы подошли к понимаю Вселенских размеров.

Внутри вселенского пузыря

Однако нам мало понять сам масштаб. Важно осознать Вселенную в динамике. Представим себя гигантами, для которых Млечный Путь имеет сантиметровым диаметр. Как отмечалось только что, мы окажемся внутри шара радиусом 4,57 и диаметром 9,24 километров. Представим, что мы способны парить внутри этого шара, путешествовать, преодолевая за секунду целые мегапарсеки. Что мы увидим в том случае, если наша Вселенная будет бесконечна?

Разумеется, пред нами предстанет бесчисленное множество всевозможных галактик. Эллиптические, спиральные, иррегулярные. Некоторые области будут кишить ими, другие – пустовать. Главная особенность будет в том, что визуально все они будут неподвижны, пока неподвижными будем мы. Но стоит нам сделать шаг, как и сами галактики придут в движение. К примеру, если мы будем способны разглядеть в сантиметровом Млечном Пути микроскопическую Солнечную Систему, то сможем пронаблюдать её развитие. Отдалившись от нашей галактики на 600 метров, мы увидим протозвезду Солнце и протопланетный диск в момент формирования. Приближаясь к ней, мы увидим, как появляется Земля, зарождается жизнь и появляется человек. Точно также мы будем видеть, как видоизменяются и перемещаются галактики по мере того, как мы будем удаляться или приближаться к ним.

Следовательно, чем в более далёкие галактики мы будем вглядываться, тем более древними они будут для нас. Так самые далёкие галактики будут расположены от нас дальше 1300 метров, а на рубеже 1380 метров мы будем видеть уже реликтовое излучение. Правда, это расстояние для нас будет мнимым. Однако, по мере того, как будем приближаться к реликтовому излучению, мы будем видеть интересную картину. Естественно, мы будем наблюдать то, как из первоначального облака водорода будут образовываться и развиваться галактики. Когда же мы достигнем одну из этих образовавшихся галактик, то поймем, что преодолели вовсе не 1,375 километров, а все 4,57.

Уменьшая масштабы

В качестве итога мы ещё больше увеличимся в размерах. Теперь мы можем разместить в кулаке целые войды и стены. Так мы окажемся в довольно небольшом пузыре, из которого невозможно выбраться. Мало того, что расстояние до объектов на краю пузыря будет увеличиваться по мере их приближения, так ещё и сам край будет бесконечно смещаться. В этом и заключается вся суть размера наблюдаемой Вселенной.

Какой бы Вселенная не была большой, для наблюдателя она всегда останется ограниченным пузырём. Наблюдатель всегда будет в центре этого пузыря, фактически он и есть его центр. Пытаясь добраться до какого-либо объекта на краю пузыря, наблюдатель будет смещать его центр. По мере приближения к объекту, этот объект всё дальше будет отходить от края пузыря и в тоже время видоизменяться. К примеру – от бесформенного водородного облачка он превратится в полноценную галактику или дальше галактическое скопление. Ко всему прочему, путь до этого объекта будет увеличиваться по мере приближения к нему, так как будет меняться само окружающее пространство. Добравшись до этого объекта, мы лишь сместим его с края пузыря в его центр. На краю Вселенной всё также будет мерцать реликтовое излучение.

Если предположить, что Вселенная и дальше будет расширяться ускоренно, то находясь в центре пузыря и мотая время на миллиарды, триллионы и даже более высокие порядки лет вперёд, мы заметим ещё более интересную картину. Хотя наш пузырь будет также увеличиваться в размерах, его видоизменяющиеся составляющие будут отдаляться от нас ещё быстрее, покидая край этого пузыря, пока каждая частица Вселенной не будет разрозненно блуждать в своём одиноком пузыре без возможности взаимодействовать с другими частицами.

Итак, современная наука не располагает сведениями о том, каковы реальные размеры Вселенной и имеет ли она границы. Но мы точно знаем о том, что наблюдаемая Вселенная имеет видимую и истинную границу, называемую соответственно радиусом Хаббла (13,75 млрд св. лет) и радиусом частиц (45,7 млрд. световых лет). Эти границы полностью зависят от положения наблюдателя в пространстве и расширяются со временем. Если радиус Хаббла расширяется строго со скоростью света, то расширение горизонта частиц носит ускоренный характер. Вопрос о том, будет ли его ускорение горизонта частиц продолжаться дальше и не сменится ли на сжатие, остаётся открытым.