Каковы размеры солнечной системы по сравнению с миром вселенной 4 класс: Каковы размеры Солнечной системы по сравнению с миром Вселенной?

Размер Вселенной

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?

Содержание:

• 1 Граница безграничного
• 2 Расширяя границы
• 3 Множество Солнц
• 4 Множество Млечных Путей
• 5 Очевидная бесконечность
• 6 Стационарная Вселенная
• 7 На поверхности гиперсферы
• 8 Расширяющаяся Вселенная
• 9 Дальнейшее развитие космологии
• 10 Современное представление о размере наблюдаемой Вселенной
• 11 За горизонтом
• 12 Истинные границы
• 13 Материалы по теме
• 14 Наглядное представление
• 15 Масштабы Вселенной
• 16 Внутри вселенского пузыря
• 17 Материалы по теме
• 18 Уменьшая масштабы

Граница безграничного

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

Инфографика «Вселенная» Посмотреть в большом разрешении

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 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

Вега, снимок ESO

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 α Лиры. 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 Вселенной.

Множество Млечных Путей

Млечный путь

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 цефеид. 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, позволила 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 (войдами) 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.

Эволюция Вселенной

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.

Будущее Вселенной

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, что 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, зависимый от постоянной Хаббла, характеризующий 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 реликтового излучения 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.

Из чего состоит Вселенная

Наконец, в 1998 году в ходе исследования расстояния до сверхновых типа Ia 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 тёмной энергии – 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.

Эволюция Вселенной

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 она 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 о том, 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

Материалы по теме

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 (практически нулевые) размеры, что были тогда, сейчас превратились в невообразимо большие. В дальнейшем будем пользоваться именно этой гипотезой для того, чтобы 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 проявляются 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 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 облака Оорта – 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. Он чем-то будет напоминать завёрнутую в водовороте кофейную пенку посреди кофейно-чёрного межгалактического пространства. В двадцати сантиметрах от него расположится 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 сантиметровый 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?

Материалы по теме

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 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.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 75531

Запись опубликована: 14.09.2015
Автор: Максим Заболоцкий

Роскосмос: вероятность, что где-то есть подобная земной жизнь, достаточно велика

Исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко рассказывает в интервью ТАСС, есть ли жизнь на Марсе, можно ли преодолеть скорость света, есть ли край у Вселенной и что находится внутри черных дыр

Космос продолжает ставить перед человечеством все большее число вопросов, многие из них пока остаются без ответа. Во Вселенной присутствуют явления, которые люди не смогут, вероятно, объяснить никогда. Один из примеров — черная дыра, ее притяжение не может покинуть даже световой луч, поэтому посмотреть, что представляет собой этот объект по известным физическим законам принципиально невозможно.

ТАСС предложил госкорпорации «Роскосмос» прокомментировать с точки зрения самых последних знаний те сложные космические вопросы, которыми раз от раза задаются и ученые, и обычные люди. Есть ли жизнь на Марсе, можно ли преодолеть скорость света, есть ли край у Вселенной, как можно быстро долететь на ее другой конец, что находится внутри черных дыр, возможна ли неорганическая жизнь — об этом и другом рассказывает в интервью ТАСС исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко.

— Александр Витальевич, раз от раза человек задается, с одной стороны, наивным, с другой стороны, фундаментальным вопросом — что было до так называемого большого взрыва? Что именно взорвалось?

— Вопрос действительно очень фундаментальный и при этом крайне интересный. Текущая космологическая теория предполагает, что Вселенная перед началом своего расширения, «большого взрыва», находилась в некоем бесконечно напряженном неустойчивом состоянии и все пространство было буквально собрано в одной точке. На языке теоретической физики говорят, что она находилась в состоянии так называемой «сингулярности» с очень большим значением плотности материи и кривизны пространства-времени. Затем она начала очень быстро расширяться во все стороны — «взорвалась».

Читайте также

Покорители космоса: от Гагарина до наших дней

По наиболее распространенным представлениям эта сингулярность образовалась в результате коллапса сверхмассивного объекта. Можно сказать, что рождение нашей Вселенной — это результат смерти Вселенной, которая была ее предшественницей, что даже находит свое отражение в отдельных религиях, так называемый «круг жизни».

Подтверждением данной теории является наличие реликтового излучения и так называемое красное смещение, свидетельствующее о том, что галактики нашей Вселенной постоянно отдаляются друг от друга.

— ​Отсюда вытекает логичный вопрос: конечна ли наша Вселенная? Что может быть за ее границами?

— Сделать научно обоснованный вывод о конечности и размерах Вселенной сложно из-за ограниченности текущего уровня технологий и нюансов осознания масштабов этого вопроса. Пытаясь оценить размеры Вселенной через анализ красного смещения (понижения частоты излучения космических объектов вследствие их удаления от нас — прим. ТАСС), мы столкнемся с тем, что регистрируемый сейчас свет был излучен много миллиардов лет тому назад. То есть мы сегодня получаем информацию о состоянии и месте нахождения светящегося объекта только в тот древнейший момент времени, и сделать заключение о размерах Вселенной корректно не выйдет.

Однако оценить размеры Вселенной можно изучая реликтовое излучение — микроволновое излучение остывающей плазмы, из сгустка которой, как считается, и образовалась наша Вселенная. Эти расчеты «располагают» границу нашей Вселенной на расстоянии 46 млрд световых лет от Земли. Однако и здесь говорить о том, что мы «нащупали» край Вселенной не приходится: мешают погрешности в расчетах, удаленность регистрируемых объектов, а также тот факт, что скорость расширения «границ» Вселенной увеличивается по мере удаленности от нас, и в какой-то момент мы уже не способны получать сигнал от них. Можно считать, что объекты на границах Вселенной от нас настолько далеко, что при жизни нашей Солнечной системы сигнал от них до нас не успеет дойти. 

Но если мы принимаем, что наша Вселенная расширяется, то подразумеваем существование некого горизонта событий, отделяющего нашу Вселенную от того, что ею не является. Таким образом теоретически Вселенная конечна, но с учетом ее размеров, расширения и человеческих возможностей, этим, фактически, можно пренебречь. Зарегистрированные на карте реликтового излучения аномально холодные пятна можно интерпретировать как области соприкосновения нашей Вселенной с другими, и тогда уже можно говорить о существовании Мультивселенной.

— Что такое темная материя и темная энергия? Как можно приблизиться к исследованию этих феноменов?

— Темная материя — это гипотетическая форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Ее существование до сих пор достоверно не доказано. Темную энергию ввели в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого ее расширения с ускорением. Согласно последним исследованиям, гипотетически темная материя составляет порядка 25% состава наблюдаемой Вселенной, темная энергия — около 70%, а обычная материя, из которой состоят звезды и другие видимые космические объекты — всего лишь не более 5%.

Существуют два способа поиска частиц темной материи: прямой и непрямой. Прямой способ пока не дал никаких результатов. А косвенные подтверждения наличия темной материи были получены, в том числе, посредством известного эксперимента на борту МКС с магнитным спектрометром.

— Еще один не менее фундаментальный для нас сегодня вопрос: жизнь на Земле возникла случайно или можно утверждать, что условия для ее появления были созданы?

— Да, условия для существования известной нам формы жизни на Земле совершенно уникальны: это и местонахождение Солнечной системы в области нашей галактики без активного звездообразования, и выгодное расположение орбиты Солнца относительно плоскости галактики с точки зрения астероидно-кометной опасности, стабильность излучения самого Солнца, местоположение нашей планеты в Солнечной системе и другие факторы. Поэтому может возникнуть ощущение, что кто-то специально их подготовил для всего живого на нашей планете. С другой стороны, Вселенная очень большая, с огромным количеством галактик, звездных систем и планет в этих системах, поэтому велика вероятность, что схожие условия могли бы сложиться на какой-либо из существующих в нашей Вселенной планете без всякой специальной подготовки, то есть случайно. Мы просто пока не располагаем данными о таких же системах, как наша.

— Каким образом из неорганики получилась органическая жизнь на Земле?

— Жизнь возникла на Земле очень давно — первые останки жизненных форм, микроорганизмов обнаружены в породах возрастом 3,5–3,8 млрд лет. Пока мы не можем в точности сказать, как эти первые формы жизни появились, хотя есть стройная концепция дальнейшего развития жизни.

Читайте также

Как стать космонавтом: требования, подготовка, перспективы

В первичной атмосфере нашей планеты в ходе вулканических процессов при образовании земной коры накапливались газы — оксиды углерода, аммиак, метан, сероводород и многие другие. По мере остывания Земли на ней образовывались водоемы. В атмосфере под действием частых и сильных электрических грозовых разрядов, мощного ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца, и активной вулканической деятельности, которая сопровождалась выбросами радиоактивных соединений, образовывались простейшие органические вещества. Попадая в воду и накапливаясь там, они образовывали концентрированный «первичный бульон», в котором постепенно появлялись и более сложные соединения.

В то же время считается, что самыми первыми формами жизни (добиологическими, то есть химическими) были молекулы, способные воспроизводить себя сами, «копируя» себе подобных, используя себя же в качестве образца — матрицы. Такой древней «первичной» молекулой могла быть рибонуклеиновая кислота или близкий по строению и свойствам органический полимер.

Исходя из этого, можно утвердительно ответить на вопрос о существовании и неорганической жизни. Неорганические соединения при определенных обстоятельствах способны вести себя так же, как клетки из органических веществ. Сейчас известны результаты ряда опытов, в которых были показаны сложные процессы, в результате которых большие молекулы создавали структуры, напоминающие жизнь.

— Есть ли сегодня данные о том, что жизнь возможна не только на Земле?

— Активные исследования по поиску признаков внеземной жизни ведутся с середины XX века. Это поиски и текущей, и существовавшей в прошлом внеземной жизни, в целом и более нацеленный поиск разумной жизни.

При исследовании углеродсодержащих метеоритов в их составе обнаруживают вещества, которые в земных условиях являются продуктами жизнедеятельности. В частности, это «организованные элементы» — микроскопические, размером 5-50 мкм, «одноклеточные» образования, часто имеющие явно выраженные двойные стенки, поры, шипы и так далее. На сегодняшний день однозначно не доказано, что эти окаменелости принадлежат останкам каких-либо форм внеземной жизни. Но, с другой стороны, эти образования имеют такую высокую степень организации, которую принято связывать с жизнью.

Открытие планет у других звездных систем в «обитаемой зоне» также косвенно указывает на наличие мест во Вселенной, благоприятных для возникновения жизни. Возможности современной астрономии не позволяют оценить конкретные условия жизни на таких планетах, но если в будущем мы сможем точно определить, скажем, наличие кислорода в их атмосфере, это станет важным свидетельством в пользу наличия жизни за пределами Земли.

— А есть ли сегодня факты, которые могут хотя бы косвенно подтвердить существование других цивилизаций? Или какова вероятность, что где-то в космосе имеется высокоорганизованная жизнь по типу нашей?

— На сегодня информацией о внеземной высокоорганизованной жизни мы, к сожалению, не располагаем. Но, повторюсь, наличие жизни на Земле позволяет сделать предположение о том, что такие же условия могли сложиться и на других планетах.

Читайте также

Как выжить рядом с черной дырой? Отрывок из книги «Чудовища доктора Эйнштейна»

В настоящее время достоверно известно о существовании примерно 4 тыс. экзопланет (планеты у других звезд — прим. ТАСС). Однако только в видимой нами части Вселенной расположено более 2 триллионов галактик, в каждой из которых могут находиться триллионы планет. И вероятность, что на какой-то из них присутствует жизнь, подобная нашей, достаточно велика.

Хочу отметить, что условия существования инопланетных живых организмов совсем не обязательно должны быть полностью схожи с земными. Даже у нас на Земле существуют организмы, гораздо менее восприимчивые к температурным перепадам и воздействию радиации, чем большая часть остального живого на нашей планете. Это подтверждено экспериментами, в том числе, в условиях открытого космоса.

— Есть ли сегодня кандидаты на искусственные сигналы, идущие от других звезд, которые могли быть посланы иными разумными существами?

— Искусственных сигналов, поступающих из Вселенной, у нас сегодня не регистрируется. При этом мы не можем быть уверены, что Вселенная однозначно «молчит». Вполне возможно, что через Землю проходят какие-то сигналы, основанные на неклассических принципах, непонятных нам на сегодняшний день.

— Есть ли какие-то реалистичные способы космических перемещений на большой скорости, которые позволят добираться до других звезд хотя бы в течение одной человеческой жизни?

— К сожалению, текущий уровень развития техники однозначно не позволяет человеку совершать межзвездные путешествия. С другой стороны, еще 150 лет назад никто и представить не мог, что человек так скоро будет совершать регулярные полеты в космическое пространство, то есть, подчеркну, не существовало даже теоретического обоснования возможности полетов за пределы нашей планеты. Поэтому вполне вероятно, что еще при нашей жизни вопрос межзвездных перемещений будет решен.

— Можно ли превысить скорость света? На каких физических принципах может быть реализовано скоростное перемещение между галактиками?

— На данный момент ни теоретически, ни практически не доказано что какой-либо материальный объект может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Это один из основных постулатов, вытекающих из специальной теории относительности Эйнштейна, на основе которого мы строим наше представление об окружающем нас мире.

Пока максимальная скорость, которую удалось развить человеку, составляет тысячные доли процента от скорости света. И однозначно можно сказать, что для достижения скоростей, близких к скорости света, понадобятся совершенно другие подходы в передвижении, в самом его понимании. В новых условиях, возможно, перемещение будет осуществляться в каком-то другом виде, другом измерении и, вероятно, все ограничения, которые сейчас возникают при космических перемещениях человека, перестанут действовать. При этом возникнут совершенно новые ограничения, которые и придется решать будущим поколениям исследователей. Будем рассчитывать, что к моменту, когда человечество будет объективно нуждаться в таких путешествиях, способ будет найден.

Если не вести речь о перемещениях со скоростью, близкой к скорости света, то вопрос кардинального увеличения скорости передвижения в космическом пространстве может быть решен за счет разработки двигателей на новых физических принципах. Однако в настоящее время все попытки в этой области, включая, например, нашумевший EmDrive, не показали результатов, выходящих за пределы погрешности эксперимента.

— Что такое черные дыры? Есть ли хотя бы гипотетический способ получить информацию из черной дыры?

— Наиболее понятное и распространенное описание черной дыры — это колоссальная масса, сжатая до огромной плотности в объем небольшого радиуса. Он называется радиусом Шварцшильда, или гравитационным радиусом, и для каждого тела с определенной массой он свой. Например, радиус Шварцшильда для тела с массой Земли равен всего 9 мм, до такой горошины нужно сжать нашу планету, чтобы получить из нее черную дыру.

Для Солнца этот радиус равен примерно 3 км. Наше Солнце в конце своей жизни превратиться в белый карлик — небольшое, размером с Землю, космическое тело из чистого углерода. После его остывания сверху останется сажа и графит, а внутри — чистейший алмаз в триллионы триллионов карат. А вот звезды массой, больше чем вдвое превышающей массу Солнца, умирая, с одновременной вспышкой сверхновых превращаются либо в нейтронные звезды, либо в черные дыры.

Определяющим свойством черной дыры является область вокруг нее, называемая горизонтом событий. Это граница притяжения, преодолев которую ничто, даже свет, не сможет вернуться обратно. Соответственно, невозможно передать сигнал из-за горизонта событий и сообщить информацию тому, кто остался снаружи. Поэтому сегодня все происходящее внутри черной дыры поддается только теоретическому описанию и сама физика черных дыр имеет большое количество нерешенных проблем. И мы пока даже теоретически не знаем способа получить информацию из-за горизонта событий и, соответственно, точно узнать, что происходит внутри черной дыры.

— Что такое кротовые норы? Можно ли их использовать для перемещений во Вселенной?

— В современной физике используется понятие «пространства-времени» — это физическая модель, в которой три пространственных измерения дополняются равноправным четвертым измерением — временем. В рамках общей теории относительности пространство-время имеет единую природу, а его взаимодействие с со всеми остальными физическими объектами (полями, телами) и есть гравитация.

Читайте также

Как найти инопланетную жизнь и что вообще искать? Отрывок из книги «Карта Вселенной»

Считается, что «кротовые норы» — это тонкие пространственно-временные трубки, соединяющие отдаленные области Вселенной. В отличие от черных дыр, у кротовых нор отсутствует горизонт событий и у них возможен как «вход», так и «выход». Наличие кротовых нор не противоречит общей теории относительности.

На данный момент не доказано как существование кротовых нор, так и невозможность их существования. Согласно имеющимся теориям, кротовые норы могут решить не только вопрос межгалактических перемещений, но и предоставить возможность путешествия во времени: попав в такую область пространства-времени, сильно искривленную источником огромного гравитационного поля, теоретически можно совершить «прыжок» как в пространстве, так и во времени.

— Может быть, ключ к ответам на все эти вопросы —​​​​​​​ часто обсуждаемая в последнее время теория струн? Можно ли сегодня за счет астрофизических исследований ее подтвердить или опровергнуть?

— Не вдаваясь в достаточно абстрактные и сложные для понимания подробности, попробую ответить понятным языком. В отличие от привычной нам со школьной скамьи модели описания мира множеством элементарных частиц и волн, теория струн предполагает его описание набором бесконечно тонких протяженных объектов, способных совершать колебания по аналогии со струнами, и при этом она сочетает в себе идеи квантовой механики и теории относительности.

Габриеле Венециано, основатель теории струн, показал, каким образом инфляционная модель Вселенной может быть получена из теории суперструн. В 1996 году была опубликована важная теоретическая работа, в которой удалось использовать теорию струн для нахождения микроскопических компонентов определенного класса черных дыр, а также для точного вычисления вкладов этих компонентов в энтропию.

В теории струн существует такое понятие, как «космические струны», которые в результате расширения Вселенной могут «раздуться» до огромных размеров и даже простираться дальше горизонта событий, то есть превышать размеры Вселенной.

Сегодня теория струн нуждается в экспериментальной проверке, однако ни один из ее вариантов пока не дает точных предсказаний, которые можно было бы проверить в критическом эксперименте. Таким образом, эта теория находится пока в «зачаточной стадии»: она обладает множеством привлекательных математических особенностей и может стать чрезвычайно важной в понимании устройства Вселенной, но требуется ее дальнейшая разработка для того, чтобы ее принять или отвергнуть.

Пока теорию струн нельзя будет проверить в обозримом будущем в силу технологических ограничений. Если за счет каких-либо исследований, не только астрофизических, можно будет подтвердить или опровергнуть такую модель, претендующую на роль ключевой теории для описания всех процессов, происходящих во Вселенной, то таким исследованиям, безусловно, будет отведена значительная роль. Возможно, с развитием новых технологий у нас появятся дополнительные возможности, которые позволят в том числе внести необходимый вклад и в этой сфере.

— Глава SpaceX Илон Маск не оставляет идеи колонизировать Марс. Насколько реалистичны такие планы?

— ​Колонизация космоса – это так или иначе вопрос выживания человечества, да и вообще всего живого на нашей планете в сверхдолгосрочной перспективе. Хотя, здесь надо оговориться, такими «колонизаторами» смогут стать существа уже, скорее всего, не с нынешними генотипами.

Читайте также

Марс-бросок: какие задачи стоят перед миссией «ЭкзоМарс»

Планы и текущие достижения компании SpaceX бесспорно заслуживают глубокого уважения. Но при этом надо помнить, что Илон Маск — бизнесмен, чей бизнес, не только в сфере ракетно-космической техники, зависит во многом от повышенного внимания общественности. Поэтому ему крайне важно обозначать яркие, амбициозные цели уже на ближайшую перспективу. Первая ракета компании SpaceX совершила успешный пуск почти в пять раз позже изначально запланированных сроков. Также и некоторые планы, которые озвучиваются SpaceX, в условиях технологического развития ближайшего времени просто неосуществимы, если провести их краткий технический анализ. Например, для того чтобы термоядерный взрыв на полюсе Марса, одна из идей компании SpaceX, дал ощутимый результат, необходимо более десяти тысяч пусков самых грузоподъемных из разрабатываемых в настоящий момент ракет-носителей.

Исходя из имеющихся и перспективных средств выведения, даже допустив изрядную долю оптимизма при их оценке и вынося за скобки вопросы создания термоядерного оружия в таких объемах, можно сделать вывод о том, что каких-то ощутимых воздействий на климат на Марсе (как, к слову, и на Венере) в ближайшей перспективе человечество оказать не в силах.

Госкорпорация «Роскосмос» сегодня не может себе позволить декларировать сроки исходя из чисто маркетинговых и PR-задач. При этом мы, конечно, сегодня ведем системные работы, в частности, и по подготовке миссий на Луну и Марс.

— Какие планеты Солнечной системы являются лучшими кандидатами для колонизации?

— Со многих точек зрения из всех планет Солнечной системы наиболее похожи на Землю Марс и Венера, обе эти планеты, наряду с Землей, находятся в так называемой «зоне обитаемости». Есть предположения, что Марс на ранних этапах своей истории имел среду, похожую на современную Землю — густую атмосферу и много воды, которые потерял за период в несколько сотен миллионов лет. Из-за сходства и близости к Земле Марс может оказаться наиболее целесообразным и эффективным объектом для терраформирования среди всех космических тел в Солнечной системе.

Читайте также

Рецепт изготовления звезды (и ее срок годности). Отрывок из книги о гравитационных волнах

На Венере обстановка крайне далека от благоприятной с точки зрения человека. Из-за сильного парникового эффекта средняя температура на поверхности Венеры еще выше, чем на Меркурии, который ближе к Солнцу, — она составляет примерно +470°С (при -63°С на Марсе). А венерианское атмосферное давление на поверхности в 90 раз превышает земное — его можно сравнить с давлением в океане на глубине 1 км. Кроме того, атмосфера на поверхности Венеры на 97% состоит из углекислого газа. На Венере нет воды, даже в виде пара, зато есть облака из серной кислоты, которые делают невозможным наблюдение поверхности в видимом свете, а заодно и блокируют поступление солнечной энергии. То есть Венера — это «сестра» Земли, пережившая парниковую катастрофу, о которой так много сегодня говорят. Ее изучение автоматическими аппаратами дает нам ключи к познанию механизмов эволюции нашей планеты и помогает тем самым избежать судьбы «соседки».

Преимущество Венеры — это плотная атмосфера, близкая по составу к земной, которая служит надежным щитом от ключевых проблем освоения Марса: космической радиации и метеоритов. Также до Венеры легче добраться: она ближе и «пусковые окна» случаются чаще. Но потенциально «привлекательные» для колонизации условия на Венере находятся только на высоте 50-65 км: здесь атмосфера планеты наиболее похожа на земную по температуре, давлению и газовому составу.

Исследования Солнца показывают, что оно в данный момент нагревается, и температура на Венере и Марсе медленно растет, в том числе поэтому сегодня Марс выглядит, пожалуй, наиболее предпочтительным с точки зрения перспективы терраформирования и колонизации.

— Можно ли в сегодняшних условиях в тропиках Марса высадить земную флору?

— На поверхности Марса содержится грунт, насыщенный перхлоратами, которые являются ядовитыми для земной флоры. Таким образом, свободно расти земные растения на поверхности Марса не смогут, понадобилась бы определенная подготовка почвы. Помимо этого, важными факторами являются температурный режим, состав атмосферы, радиационный фон и другие параметры, которые также пришлось бы поддерживать искусственно в изолированных помещениях.

— Есть ли на сегодняшний день жизнь на Марсе, что об этом могут сказать имеющиеся данные? Была ли жизнь на Марсе или Венере в прошлом?

— Все проведенные на Марсе и Венере исследования наличия признаков жизни пока не дали положительного результата. Возможно, свет на этот вопрос прольет следующий этап совместной российско-европейской миссии «ЭкзоМарс», запуск которой запланирован на 2022 год. Программа предполагает посадку на Марс ровера, оснащенного бурильным устройством, позволяющим проникать в подповерхностный слой Марса, а также миниатюрной лабораторией для поиска следов жизни.

Читайте также

Роскосмос поручил сформировать программу исследования Венеры

Венера на данный момент является наряду с Марсом самой исследованной планетой Солнечной системы. В ходе нескольких орбитальных миссий и спусков станций на поверхность планеты (советский аппарат «Венера 13» до сих пор остается самым успешным за всю историю — он продержался 157 минут) удалось получить подробные сведения о венерианском климате, почве и составе атмосферы. Вообще, Советский Союз достиг таких успехов в исследовании Венеры, причем с огромным «отрывом» от конкурентов — США, что те Венеру даже называли «советской планетой».

Лично для меня по уже отмеченным сегодня обстоятельствам «научный» фаворит — разрабатываемая нами сегодня миссия на Венеру. Не так давно ученые Российской академии наук, анализируя снимки Венеры, полученные еще советскими экспедициями, заявили, что обнаружили на них объекты, которые меняли свое местоположение и даже потенциально могут быть живыми. Не берусь обсуждать именно эту статью, но, как известно «практика — критерий истины», и насколько догадки ученых верны, нам еще только предстоит узнать.

Беседовал Дмитрий Решетников 

Земля По сравнению со Вселенной

В человеческом масштабе Земля представляет собой довольно большой объект, и она была домом человечества с момента зарождения вида. Но как выглядит Земля на небесной шкале?

Нажмите, чтобы увеличить

Третья планета от Солнца является самой плотной в Солнечной системе.

Это 5-я по величине планета Солнечной системы с радиусом 6 378 км на экваторе.

Свет может облететь нашу планету примерно семь с половиной раз за одну секунду.

Луна отмечает конец гравитационного господства Земли. Этот спутник можно найти на орбите на расстоянии 385 000 км, что примерно в 60 раз превышает радиус Земли.

Свету требуется около 1,3 секунды, чтобы добраться от Земли до Луны.

В настоящее время на нашей планете проживает около 7 миллиардов человек. Однако, по некоторым оценкам, за всю историю Земли насчитывалось 106 миллиардов человек.

Твердый железный шар шириной 1500 миль находится в центре планеты.

Щелкните, чтобы увеличить изображение

Внезапно Земля стала казаться маленькой. Общая масса Солнечной системы составляет около 333 345,997 массы Земли.

Это означает, что Земля составляет около 0,0003% от общей массы нашей Солнечной системы.

Для сравнения, Земля составляет около 0,2% от общей массы планет.

Мы вращаемся вокруг Солнца на среднем расстоянии 93 миллиона миль, что равно 1 астрономической единице.

Свету требуется немногим более 8 световых минут, чтобы добраться от Солнца до Земли (это означает, что если солнце исчезнет прямо сейчас, вы не узнаете об этом еще 8 минут).

Самая дальняя планета от Солнца, Нептун, вращается на среднем расстоянии 30 астрономических единиц.

«Вояджер» находится примерно в 119 а.е. от Земли.

Карликовая планета Седна, самый дальний (известный) такой объект от Солнца, вращается в среднем на расстоянии 526 а.е.

Солнечная система имеет предполагаемый радиус около двух световых лет.

Ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится на расстоянии четырех световых лет. Около 53 звездных систем населяют Местное межзвездное облако. Не считая нашей Солнечной системы, по соседству с нами есть шесть известных планет и еще две предполагаемые планеты. Наше местное облако имеет диаметр около 30 световых лет.

Мы находимся в нашей Солнечной системе, мы вращаемся вокруг галактического центра на среднем расстоянии 28 000 световых лет.

Один орбитальный период (один галактический год) равен примерно 250 миллионам лет.

Мы совершили около 15 витков с тех пор, как на Земле зародилась жизнь.

Сам Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет и содержит около 400 миллиардов звезд.

Выпуклость в центре имеет диаметр примерно 12 000 световых лет.

Согласно данным, полученным с космического телескопа «Кеплер», в обитаемых зонах солнцеподобных звезд и красных карликов в Галактике Млечный Путь может находиться до 40 миллиардов планет размером с Землю. может иметь жизнь, какой мы ее знаем).

Млечный Путь имеет ореол темной материи, составляющий более 90% его массы. Да, 90%.

Считается, что в Млечном Пути насчитывается около 300 миллиардов звезд. Самая большая известная галактика IC 1101 насчитывает более 100 триллионов звезд.

Местная группа — это наше местное галактическое скопление, состоящее как минимум из 47 галактик, включая нашу собственную. Галактика Андромеды является крупнейшим членом Местной группы, за которой следует Млечный Путь. Местная группа имеет диаметр около 10 миллионов световых лет.

Две ближайшие галактики к Млечному Пути называются Магеллановы Облака, которые можно рассматривать как галактики-спутники Млечного Пути на расстоянии немногим менее 200 000 световых лет.

Две галактики в группе были обнаружены совсем недавно по их инфракрасному излучению

В местной группе могут быть другие галактики, которые еще не обнаружены (представьте себе, целые галактики в нашем собственном районе, которые невидимы для нас).

Большие скопления галактик могут содержать сотни галактик.

Галактики внутри скопления (как и наша собственная) связаны друг с другом взаимным гравитационным притяжением. Каждый из них вращается вокруг своего общего центра масс.

Поскольку плотность галактик внутри скоплений высока, происходят столкновения галактик. На самом деле Млечный Путь собирается столкнуться с галактикой Андромеды.

Сверхскопление Девы имеет диаметр 110 миллионов световых лет и содержит около 100 галактических скоплений (скоплений, подобных нашей Местной группе).

Сверхскопление Девы содержит около 2000 отдельных галактик.

Комплекс сверхскопления Рыбы-Кит — следующая строка в нашем адресе.

Комплекс состоит из около 60 сверхскоплений галактик.

В комплекс сверхскопления входят десятки тысяч галактик.

Наши наборы данных содержат точные данные только для примерно 35 000 галактик.

Этот сверхскопление размером около 1,37 миллиарда световых лет охватывает десятую часть наблюдаемой Вселенной.

Это одна из самых больших структур, известных во вселенной.

Наблюдаемая Вселенная простирается примерно на 28 миллиардов световых лет (93 миллиарда световых лет в диаметре, так как она все еще расширяется).

Здесь находится около 10 миллиардов сверхскоплений (например, сверхскопление Девы).

Насчитывает около 350 миллиардов крупных галактик (как Млечный Путь).

В нем содержится около 30 миллиардов триллионов звезд; это 30 000 000 000 000 000 000 000 звезд!

Быстрая умопомрачительная математика… 9в 22 раза больше Земли)

«Так оно и есть».

Поделиться этой статьей

Если бы Земля была песчинкой.

Вселенная большая. | Клэй К. Эдгар

Вселенная большая .

Ладно, это может быть самым большим преуменьшением века, но, тем не менее, это факт. Люди по своей природе плохо оценивают, насколько большие и далекие объекты находятся в космосе. Вещи просто слишком велики, и расстояния между этими вещами слишком велики.

В современную эпоху, с межконтинентальными авиаперелетами, я думаю, вы можете получить довольно хорошее представление о том, насколько велика Земля. Ведь мы можем совершить кругосветное путешествие менее чем за два дня, а космонавты — за 90 минут. Но как насчет других объектов в нашем районе? Насколько велико Солнце? Как далеко от Солнца находится Земля? Насколько велика наша Солнечная система и галактика Млечный Путь? Эти расстояния чрезвычайно велики и в принципе непостижимы. Можем ли мы легче визуализировать эти огромные числа, если уменьшим масштаб?…

Путь вниз…

Давайте уменьшим Землю до размеров песчинки, что примерно соответствует размеру точки в конце этого предложения. Вы здесь → .

Бильярд, кто-нибудь?

Если бы Земля была размером с песчинку, то Солнце было бы размером с бильярдный шар (5,5 см или 2,17 дюйма). Луна, едва заметная частица пыли в таком масштабе, будет вращаться вокруг нашей крошечной планеты размером с крупинку на расстоянии 1,5 см от нас (примерно ширина кончика пальца).

Размер Солнца по сравнению с размером песчинки Земли.

Земля будет вращаться вокруг Солнца размером с наш бильярдный мяч на высоте около 6 метров (19,5 футов). В нашей шкале скорость света также уменьшается, поэтому кажется, что он движется медленнее. Свету по-прежнему потребуется около восьми минут, чтобы достичь нашей планеты от Солнца. Попробуйте пройти 19 футов за восемь минут, это ужасно медленно; скорость составляет около 2,4 фута в минуту, что также является максимальной скоростью, с которой может двигаться садовая улитка. Несмотря на то, что скорость света — это самая высокая скорость, с которой может двигаться что-либо во Вселенной, она все же очень, очень 9. 0003 действительно медленно в космических масштабах. В наших масштабах скорость света буквально движется со скоростью улитки.

Наше Солнце — звезда довольно среднего размера. Однако есть звезды, которые, как вы уже догадались, намного, на намного больше на . Одна из самых больших звезд, которые мы можем обнаружить, — VY Большого Пса. Учитывая наш масштаб, звезда будет иметь диаметр около 39 метров (128 футов). Сравните эти 39 метров с нашим крошечным солнцем, и вы сможете представить себе, насколько массивными могут быть объекты в нашей Вселенной.

Плутон, когда-то известный многим из нас как планета нашей Солнечной системы, будет вращаться вокруг Солнца на расстоянии 232 метра (762 фута), что вдвое превышает длину поля для американского футбола, делая всю Солнечную систему больше, чем 4 футбольные поля все расположены встык.

С Солнцем размером с бильярдный мяч в центре наша Солнечная система растянулась бы на четыре футбольных поля.

Покидая Солнечную систему

Наша скромная Солнечная система теперь имеет размер четырех полей для американского футбола, расположенных встык, с Солнцем размером с биток, расположенным посередине.

Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, находится примерно в 4,24 световых года от нас. В нашем масштабе «песчинки» две наши солнечные системы находились бы на расстоянии 1572 км (977 миль) друг от друга. Это расстояние между Балтимором и Майами.

Расстояние от Балтимора, штат Мэриленд, до Майами, штат Флорида.

Большие размеры

Наша собственная галактика Млечный Путь, которая является домом для сотен миллиардов звезд, по оценкам, имеет диаметр около 125 000 световых лет (и последние исследования показывают, что она может быть намного больше). Если бы Земля была размером с песчинку, Млечный Путь все равно был бы размером невообразимо огромный, около 46 375 000 км в ширину.

Чтобы помочь концептуализировать эти еще более крупные структуры в нашей вселенной, нам нужно стать меньше. Давайте теперь представим, что наша вся Солнечная система (по крайней мере, до орбиты Плутона) уменьшилась до размера песчинки. Теперь мы можем начать представлять, насколько велика галактика и насколько близко мы находимся к другим галактикам.

С нашей крошечной солнечной системой наша родная галактика будет иметь диаметр около 50 км (31 миля). Наша ближайшая галактика, Андромеда, будет всего лишь 1012 км (629миль) далеко. В этом масштабе вся наблюдаемая Вселенная, которую мы можем обнаружить, по-прежнему, ну… Действительно, действительно большая. Поскольку наша Солнечная система представляет собой песчинку, наблюдаемая Вселенная по-прежнему будет иметь диаметр около 37,2 миллиона километров.

Мы должны стать меньше.

Если бы наша галактика Млечный Путь, диаметр которой составляет около 125 000 световых лет, сжалась до песчинки, ширина наблюдаемой Вселенной составила бы примерно 372 метра (1220 футов), что не так уж и плохо. В этом случае вся Вселенная размером примерно с Эмпайр Стейт Билдинг, а вся наша галактика — всего лишь крошка посреди него. Конечно, свет здесь распространяется очень медленно. Свету, покидающему нашу родную галактику, потребуется 2,5 миллиона лет, чтобы достичь ближайшей соседней галактики, которая сейчас находится всего в 1 сантиметре от нас.

Наша галактика — всего лишь песчинка по сравнению со вселенной размером с Эмпайр Стейт Билдинг.

Маленький, но классный.

Такая огромная вселенная заставляет задуматься, что же это такое. Что я нахожу удивительным, так это то, что мы все просто космическая пыль. Но мы особенная космическая пыль.

По какой-то причине мы здесь и сейчас сидим и размышляем о вселенной. Мы, те самые дети вселенной, рожденные из обычных химических веществ за миллиарды лет, теперь чудесным образом вглядываемся в бесконечную черную бездну, чтобы подумать о ней. Тема инертной материи, эволюционирующей в жизнь, сама по себе интересна, и я обсуждал ее в своей последней статье 9.0003 Основные строительные блоки жизни .

Возможно, вселенная только сейчас начинает понимать себя. Или мы всего лишь одна из триллиона других разумных цивилизаций. В любом случае, я думаю, что это потрясающе, и я надеюсь, что вы тоже.

— К.К. Эдгар

Фото предоставлено: Pexels.