Da li ste znali da Univerzum koji posmatramo ima prilično određene granice? Navikli smo da Univerzum povezujemo sa nečim beskonačnim i neshvatljivim. Međutim, moderna nauka, kada je upitana o "beskonačnosti" Univerzuma, nudi potpuno drugačiji odgovor na tako "očigledno" pitanje.
Prema modernim idejama, veličina vidljivog svemira je otprilike 45,7 milijardi svjetlosnih godina (ili 14,6 gigaparseka). Ali šta znače ovi brojevi?
Prvo pitanje koje običnom čovjeku pada na pamet je kako Univerzum ne može biti beskonačan? Čini se da je neosporno da kontejner svega što postoji oko nas nema granica. Ako te granice postoje, koje su one zapravo?
Recimo da je neki astronaut stigao do granica Univerzuma. Šta će vidjeti pred sobom? Čvrsti zid? Protivpožarna barijera? A šta je iza toga - praznina? Drugi univerzum? Ali može li praznina ili neki drugi Univerzum značiti da smo na granici svemira? Uostalom, to ne znači da tu nema „ničega“. Praznina i drugi Univerzum su takođe „nešto“. Ali Univerzum je nešto što sadrži apsolutno sve „nešto“.
Dolazimo do apsolutne kontradikcije. Ispada da granica Univerzuma mora sakriti od nas nešto što ne bi trebalo da postoji. Ili granica Univerzuma treba da ogradi „sve“ od „nečega“, ali i ovo „nešto“ treba da bude deo „svega“. Generalno, potpuni apsurd. Kako onda naučnici mogu proglasiti graničnu veličinu, masu, pa čak i starost našeg svemira? Ove vrijednosti, iako nezamislivo velike, ipak su konačne. Da li se nauka spori sa očiglednim? Da bismo ovo razumjeli, hajde da prvo pratimo kako su ljudi došli do našeg modernog razumijevanja Univerzuma.
Proširivanje granica
Od pamtivijeka ljude zanima kakav je svijet oko njih. Nema potrebe davati primjere tri stuba i druge pokušaje drevnih ljudi da objasne svemir. Po pravilu, na kraju se sve svodilo na to da je osnova svih stvari površina zemlje. Čak i u doba antike i srednjeg vijeka, kada su astronomi imali opsežna znanja o zakonima kretanja planeta duž "fiksne" nebeske sfere, Zemlja je ostala centar Univerzuma.
Naravno, čak iu staroj Grčkoj bilo je onih koji su vjerovali da se Zemlja okreće oko Sunca. Bilo je onih koji su govorili o mnogim svjetovima i beskonačnosti Univerzuma. Ali konstruktivna opravdanja za ove teorije pojavila su se tek na prijelomu naučne revolucije.
U 16. veku, poljski astronom Nikola Kopernik napravio je prvi veliki proboj u poznavanju Univerzuma. Čvrsto je dokazao da je Zemlja samo jedna od planeta koje se okreću oko Sunca. Takav sistem je uvelike pojednostavio objašnjenje tako složenog i zamršenog kretanja planeta u nebeskoj sferi. U slučaju nepokretne Zemlje, astronomi su morali da smisle razne vrste pametnih teorija da objasne ovakvo ponašanje planeta. S druge strane, ako se prihvati da se Zemlja kreće, objašnjenje za takva zamršena kretanja dolazi prirodno. Tako je u astronomiji zavladala nova paradigma nazvana "heliocentrizam".
Many Suns
Međutim, čak i nakon toga, astronomi su nastavili ograničavati Univerzum na “sferu fiksnih zvijezda”. Sve do 19. vijeka nisu mogli procijeniti udaljenost do zvijezda. Nekoliko vekova astronomi su bezuspešno pokušavali da otkriju odstupanja u položaju zvezda u odnosu na Zemljino orbitalno kretanje (godišnje paralakse). Instrumenti tog vremena nisu dozvoljavali tako precizna mjerenja.
Konačno, 1837. godine, rusko-njemački astronom Vasilij Struve izmjerio je paralaksu. Ovo je označilo novi korak u razumijevanju razmjera prostora. Sada naučnici mogu sa sigurnošću reći da su zvijezde daleke sličnosti sa Suncem. A naša svjetiljka više nije centar svega, već ravnopravni “stanovnik” beskrajnog zvjezdanog jata.
Astronomi su se još više približili razumijevanju razmjera svemira, jer su se udaljenosti do zvijezda pokazale zaista monstruoznim. Čak se i veličina orbita planeta činila beznačajnom u poređenju. Zatim je bilo potrebno razumjeti kako su zvijezde koncentrisane u .
Mnogi mliječni putevi
Čuveni filozof Immanuel Kant anticipirao je temelje modernog razumijevanja strukture svemira velikih razmjera još 1755. godine. Pretpostavio je da je Mliječni put ogromno rotirajuće zvijezdno jato. Zauzvrat, mnoge od posmatranih maglina su i udaljenije „mliječne staze“ - galaksije. Uprkos tome, sve do 20. veka astronomi su verovali da su sve magline izvori formiranja zvezda i da su deo Mlečnog puta.
Situacija se promijenila kada su astronomi naučili mjeriti udaljenosti između galaksija pomoću . Apsolutni sjaj zvijezda ovog tipa striktno ovisi o periodu njihove varijabilnosti. Upoređujući njihovu apsolutnu svjetlost sa vidljivom, moguće je sa velikom preciznošću odrediti udaljenost do njih. Ovu metodu su početkom 20. stoljeća razvili Einar Hertzschrung i Harlow Scelpi. Zahvaljujući njemu, sovjetski astronom Ernst Epic je 1922. odredio udaljenost do Andromede, za koju se ispostavilo da je za red veličine veća od veličine Mliječnog puta.
Edwin Hubble je nastavio Epicovu inicijativu. Mjereći sjaj Cefeida u drugim galaksijama, izmjerio je njihovu udaljenost i uporedio je sa crvenim pomakom u njihovim spektrima. Tako je 1929. razvio svoj čuveni zakon. Njegov rad je definitivno opovrgnuo ustaljeno gledište da je Mliječni put rub svemira. Sada je to bila jedna od mnogih galaksija koje su se nekada smatrale njenim dijelom. Kantova hipoteza potvrđena je skoro dva veka nakon razvoja.
Nakon toga, veza koju je Habl otkrio između udaljenosti galaksije od posmatrača u odnosu na brzinu njenog udaljavanja od njega, omogućila je da se napravi potpuna slika strukture svemira velikih razmera. Ispostavilo se da su galaksije samo neznatan dio toga. Povezali su se u klastere, klasteri u superklastera. Zauzvrat, superklasteri formiraju najveće poznate strukture u svemiru – niti i zidove. Ove strukture, pored ogromnih superpraznina (), čine strukturu velikih razmera trenutno poznatog Univerzuma.
Prividna beskonačnost
Iz navedenog proizilazi da je u samo nekoliko stoljeća nauka postepeno odlepršala od geocentrizma do modernog razumijevanja Univerzuma. Međutim, to ne daje odgovor zašto danas ograničavamo Univerzum. Uostalom, do sada smo govorili samo o razmerama prostora, a ne o samoj njegovoj prirodi.
Prva osoba koja je odlučila da dokaže beskonačnost Univerzuma bio je Isak Njutn. Otkrivši zakon univerzalne gravitacije, vjerovao je da ako je prostor konačan, sva bi se njegova tijela prije ili kasnije spojila u jedinstvenu cjelinu. Prije njega, ako je itko izražavao ideju o beskonačnosti Univerzuma, to je bilo isključivo u filozofskom smislu. Bez ikakve naučne osnove. Primjer za to je Giordano Bruno. Inače, kao i Kant, bio je mnogo vekova ispred nauke. On je prvi izjavio da su zvijezde udaljena sunca, a planete se također okreću oko njih.
Čini se da je sama činjenica beskonačnosti sasvim opravdana i očigledna, ali prekretnice nauke 20. veka uzdrmale su ovu „istinu“.
Stacionarni univerzum
Prvi značajan korak ka razvoju modernog modela univerzuma napravio je Albert Ajnštajn. Poznati fizičar predstavio je svoj model stacionarnog univerzuma 1917. godine. Ovaj model se zasnivao na opštoj teoriji relativnosti koju je razvio godinu dana ranije. Prema njegovom modelu, Univerzum je beskonačan u vremenu i konačan u prostoru. Ali, kao što je ranije napomenuto, prema Newtonu, Univerzum konačne veličine mora se srušiti. Da bi to učinio, Einstein je uveo kosmološku konstantu, koja je kompenzirala gravitacijsko privlačenje udaljenih objekata.
Koliko god paradoksalno zvučalo, Ajnštajn nije ograničio samu konačnost Univerzuma. Po njegovom mišljenju, Univerzum je zatvorena ljuska hipersfere. Analogija je površina obične trodimenzionalne sfere, na primjer, globusa ili Zemlje. Koliko god putnik putovao Zemljom, nikada neće stići do njene ivice. Međutim, to ne znači da je Zemlja beskonačna. Putnik će se jednostavno vratiti na mjesto odakle je započeo svoje putovanje.
Na površini hipersfere
Na isti način, svemirski lutalica, koji na zvjezdanom brodu prelazi Ajnštajnov univerzum, može se vratiti na Zemlju. Samo što se ovaj put lutalica neće kretati po dvodimenzionalnoj površini kugle, već po trodimenzionalnoj površini hipersfere. To znači da Univerzum ima konačan volumen, a samim tim i konačan broj zvijezda i mase. Međutim, Univerzum nema ni granice ni centar.
Ajnštajn je došao do ovih zaključaka povezujući prostor, vreme i gravitaciju u svojoj čuvenoj teoriji. Prije njega, ovi koncepti su smatrani odvojenim, zbog čega je prostor Univerzuma bio čisto euklidski. Ajnštajn je dokazao da je sama gravitacija zakrivljenost prostor-vremena. Ovo je radikalno promijenilo rane ideje o prirodi svemira, zasnovane na klasičnoj Njutnovoj mehanici i Euklidovoj geometriji.
Expanding Universe
Čak ni otkriću "novog univerzuma" nisu bile strane zablude. Iako je Ajnštajn ograničio svemir u svemiru, nastavio je da ga smatra statičnim. Prema njegovom modelu, Univerzum je bio i ostao vječan, a njegova veličina uvijek ostaje ista. Godine 1922. sovjetski fizičar Alexander Friedman značajno je proširio ovaj model. Prema njegovim proračunima, Univerzum uopšte nije statičan. Može se proširiti ili skupiti tokom vremena. Važno je napomenuti da je Friedman došao do takvog modela zasnovanog na istoj teoriji relativnosti. Uspio je ispravnije primijeniti ovu teoriju, zaobilazeći kosmološku konstantu.
Albert Ajnštajn nije odmah prihvatio ovaj „amandman“. Ovaj novi model priskočio je u pomoć ranije spomenutom Hubbleovom otkriću. Recesija galaksija je neosporno dokazala činjenicu širenja Univerzuma. Tako je Ajnštajn morao da prizna svoju grešku. Sada je Univerzum imao određenu starost, koja striktno zavisi od Hubble konstante, koja karakteriše brzinu njegovog širenja.
Dalji razvoj kosmologije
Dok su naučnici pokušavali da reše ovo pitanje, otkrivene su mnoge druge važne komponente Univerzuma i razvijeni su različiti njegovi modeli. Tako je 1948. George Gamow uveo hipotezu o "vrućem svemiru", koja će se kasnije pretvoriti u teoriju velikog praska. Otkriće 1965. godine potvrdilo je njegove sumnje. Sada su astronomi mogli da posmatraju svetlost koja je došla od trenutka kada je Univerzum postao transparentan.
Tamna materija, koju je 1932. godine predvidio Fritz Zwicky, potvrđena je 1975. godine. Tamna materija zapravo objašnjava samo postojanje galaksija, klastera galaksija i same Univerzalne strukture u cjelini. Tako su naučnici saznali da je većina mase Univerzuma potpuno nevidljiva.
Konačno, 1998. godine, tokom proučavanja udaljenosti do, otkriveno je da se Univerzum širi ubrzano. Ova najnovija prekretnica u nauci rodila je naše moderno razumijevanje prirode svemira. Kosmološki koeficijent, koji je uveo Ajnštajn, a opovrgnuo Fridman, ponovo je našao svoje mesto u modelu Univerzuma. Prisutnost kosmološkog koeficijenta (kosmološke konstante) objašnjava njegovo ubrzano širenje. Da bi se objasnilo prisustvo kosmološke konstante, uveden je koncept hipotetičkog polja koje sadrži većinu mase Univerzuma.
Moderno razumijevanje veličine svemira koji se može promatrati
Savremeni model univerzuma naziva se i ΛCDM model. Slovo "Λ" označava prisustvo kosmološke konstante, što objašnjava ubrzano širenje Univerzuma. "CDM" znači da je Univerzum ispunjen hladnom tamnom materijom. Nedavne studije pokazuju da je Hablova konstanta oko 71 (km/s)/Mpc, što odgovara starosti Univerzuma od 13,75 milijardi godina. Poznavajući starost Univerzuma, možemo procijeniti veličinu njegovog vidljivog područja.
Prema teoriji relativnosti, informacija o bilo kojem objektu ne može doći do posmatrača brzinom većom od brzine svjetlosti (299.792.458 m/s). Ispada da posmatrač ne vidi samo objekat, već i njegovu prošlost. Što je predmet udaljeniji od njega, izgleda daleka prošlost. Na primjer, gledajući Mjesec, vidimo kakav je bio prije nešto više od sekunde, Sunce - prije više od osam minuta, najbliže zvijezde - godine, galaksije - prije više miliona godina, itd. U Ajnštajnovom stacionarnom modelu, Univerzum nema starosnu granicu, što znači da njegov vidljivi region takođe nije ničim ograničen. Posmatrač, naoružan sve sofisticiranijim astronomskim instrumentima, posmatrat će sve udaljenije i drevne objekte.
Imamo drugačiju sliku sa modernim modelom Univerzuma. Prema njoj, Univerzum ima svoje doba, a samim tim i granicu posmatranja. To jest, od rođenja Univerzuma nijedan foton nije mogao preći put veću od 13,75 milijardi svjetlosnih godina. Ispostavilo se da možemo reći da je svemir koji se može posmatrati ograničen od posmatrača na sferni region poluprečnika od 13,75 milijardi svetlosnih godina. Međutim, to nije sasvim tačno. Ne treba zaboraviti na širenje svemirskog prostora. Dok foton stigne do posmatrača, objekat koji ga je emitovao biće već 45,7 milijardi svetlosnih godina udaljen od nas. godine. Ova veličina je horizont čestica, to je granica vidljivog Univerzuma.
Preko horizonta
Dakle, veličina vidljivog Univerzuma podijeljena je u dvije vrste. Prividna veličina, koja se naziva i Hubble radijus (13,75 milijardi svjetlosnih godina). I prava veličina, nazvana horizont čestica (45,7 milijardi svjetlosnih godina). Važno je da oba ova horizonta uopće ne karakteriziraju stvarnu veličinu Univerzuma. Prvo, zavise od položaja posmatrača u prostoru. Drugo, mijenjaju se tokom vremena. U slučaju ΛCDM modela, horizont čestica se širi brzinom većom od Hubble horizonta. Savremena nauka ne daje odgovor na pitanje da li će se ovaj trend promeniti u budućnosti. Ali ako pretpostavimo da se Univerzum nastavlja širiti ubrzano, onda će svi oni objekti koje sada vidimo prije ili kasnije nestati iz našeg "vidnog polja".
Trenutno, najudaljenije svjetlo koje promatraju astronomi je kosmičko mikrovalno pozadinsko zračenje. Zavirujući u njega, naučnici vide Univerzum kakav je bio 380 hiljada godina nakon Velikog praska. U ovom trenutku, Univerzum se dovoljno ohladio da je mogao da emituje slobodne fotone, koji se danas detektuju uz pomoć radio-teleskopa. U to vrijeme u Univerzumu nije bilo zvijezda ni galaksija, već samo neprekidan oblak vodonika, helijuma i beznačajne količine drugih elemenata. Od nehomogenosti uočenih u ovom oblaku, kasnije će se formirati jata galaksija. Ispostavilo se da se upravo oni objekti koji će se formirati od nehomogenosti u kosmičkom mikrotalasnom pozadinskom zračenju nalaze najbliže horizontu čestica.
True Boundaries
Da li Univerzum ima istinite, nevidljive granice još uvijek je stvar pseudonaučne spekulacije. Na ovaj ili onaj način, svi se slažu oko beskonačnosti Univerzuma, ali tu beskonačnost tumače na potpuno različite načine. Neki smatraju da je Univerzum višedimenzionalni, gdje je naš „lokalni“ trodimenzionalni Univerzum samo jedan od njegovih slojeva. Drugi kažu da je Univerzum fraktalan - što znači da je naš lokalni Univerzum možda čestica drugog. Ne treba zaboraviti na različite modele Multiverzuma sa njegovim zatvorenim, otvorenim, paralelnim svemirima i crvotočinama. I postoji mnogo, mnogo različitih verzija, čiji je broj ograničen samo ljudskom maštom.
Ali ako uključimo hladni realizam ili jednostavno odstupimo od svih ovih hipoteza, onda možemo pretpostaviti da je naš Univerzum beskonačan homogeni kontejner svih zvijezda i galaksija. Štaviše, u bilo kojoj veoma udaljenoj tački, bilo da se radi o milijardama gigaparseka od nas, svi uslovi će biti potpuno isti. U ovom trenutku, horizont čestica i Hablova sfera biće potpuno isti, sa istim reliktnim zračenjem na ivici. Okolo će biti iste zvijezde i galaksije. Zanimljivo je da to nije u suprotnosti sa širenjem Univerzuma. Na kraju krajeva, nije samo svemir taj koji se širi, već i sam prostor. Činjenica da je u trenutku Velikog praska Univerzum nastao iz jedne tačke samo znači da su se beskonačno male (praktički nulte) dimenzije koje su tada bile sada pretvorile u nezamislivo velike. U budućnosti ćemo koristiti upravo ovu hipotezu kako bismo jasno razumjeli razmjere opserviranog Univerzuma.
Vizuelno predstavljanje
Različiti izvori pružaju sve vrste vizuelnih modela koji omogućavaju ljudima da razumeju razmere Univerzuma. Međutim, nije nam dovoljno da shvatimo koliki je kosmos. Važno je zamisliti kako se koncepti kao što su Hubble horizont i horizont čestica zapravo manifestiraju. Da bismo to učinili, zamislimo naš model korak po korak.
Zaboravimo da moderna nauka ne zna za „strani” region Univerzuma. Odbacujući verzije multiverzuma, fraktalnog Univerzuma i njegovih drugih „varijeteta“, zamislimo da je jednostavno beskonačan. Kao što je ranije navedeno, to nije u suprotnosti sa proširenjem njegovog prostora. Naravno, uzimamo u obzir da su njena Hubble sfera i sfera čestica udaljene 13,75 odnosno 45,7 milijardi svjetlosnih godina.
Skala univerzuma
Pritisnite dugme START i otkrijte novi, nepoznati svijet!
Prvo, pokušajmo da shvatimo koliko je velika univerzalna skala. Ako ste putovali po našoj planeti, možete dobro zamisliti koliko je Zemlja velika za nas. Sada zamislite našu planetu kao zrno heljde koje se kreće u orbiti oko lubenice-Sunca veličine pola fudbalskog igrališta. U ovom slučaju, Neptunova orbita će odgovarati veličini malog grada, površina će odgovarati Mjesecu, a površina granice utjecaja Sunca će odgovarati Marsu. Ispostavilo se da je naš Sunčev sistem veći od Zemlje koliko je Mars veći od heljde! Ali ovo je samo početak.
Sada zamislimo da će ova heljda biti naš sistem, čija je veličina približno jednaka jednom parseku. Tada će Mliječni put biti veličine dva fudbalska stadiona. Međutim, to nam neće biti dovoljno. Mliječni put će također morati biti smanjen na centimetarsku veličinu. Nekako će ličiti na pjenu od kafe umotanu u vrtlog usred međugalaktičkog prostora crnog od kafe. Dvadeset centimetara od nje nalazi se ista spiralna "mrvica" - maglina Andromeda. Oko njih će se nalaziti roj malih galaksija našeg Lokalnog Jata. Prividna veličina našeg svemira će biti 9,2 kilometra. Došli smo do razumijevanja Univerzalnih dimenzija.
Unutar univerzalnog balona
Međutim, nije nam dovoljno razumjeti samu skalu. Važno je Univerzum ostvariti u dinamici. Zamislimo sebe kao divove, za koje Mliječni put ima centimetarski prečnik. Kao što je maloprije rečeno, naći ćemo se unutar lopte poluprečnika 4,57 i prečnika 9,24 kilometra. Zamislimo da smo u stanju da plutamo unutar ove lopte, putujemo, pokrivajući čitave megaparseke u sekundi. Šta ćemo vidjeti ako je naš svemir beskonačan?
Naravno, pred nama će se pojaviti bezbroj galaksija svih vrsta. Eliptični, spiralni, nepravilni. Neka područja će vrviti njima, druga će biti prazna. Glavna karakteristika će biti da će oni vizuelno svi biti nepomični dok smo mi nepomični. Ali čim napravimo korak, same galaksije će početi da se kreću. Na primjer, ako smo u stanju da uočimo mikroskopski Sunčev sistem u centimetar dugom Mliječnom putu, moći ćemo promatrati njegov razvoj. Udaljavajući se 600 metara od naše galaksije, videćemo protozvezdu Sunce i protoplanetarni disk u trenutku formiranja. Približavajući se, vidjet ćemo kako izgleda Zemlja, nastaje život i pojavljuje se čovjek. Na isti način ćemo vidjeti kako se galaksije mijenjaju i pomiču kako im se udaljavamo ili približavamo.
Shodno tome, što udaljenije galaksije gledamo, to će za nas biti drevnije. Tako će se najudaljenije galaksije nalaziti dalje od 1300 metara od nas, a na prelazu od 1380 metara već ćemo vidjeti reliktno zračenje. Istina, ova udaljenost će za nas biti zamišljena. Međutim, kako se približavamo kosmičkom mikrotalasnom pozadinskom zračenju, videćemo zanimljivu sliku. Naravno, posmatraćemo kako će se galaksije formirati i razvijati iz početnog oblaka vodonika. Kada stignemo do jedne od ovih formiranih galaksija, shvatićemo da nismo prešli uopšte 1.375 kilometara, već svih 4.57.
Smanjenje
Kao rezultat toga, još ćemo se povećati u veličini. Sada možemo postaviti cijele praznine i zidove u šaku. Tako ćemo se naći u prilično malom balonu iz kojeg je nemoguće izaći. Ne samo da će se rastojanje do objekata na ivici mehurića povećavati kako se približavaju, već će se i sama ivica pomerati na neodređeno vreme. Ovo je cela poenta veličine posmatranog Univerzuma.
Bez obzira koliko je svemir velik, za posmatrača će uvijek ostati ograničen balon. Posmatrač će uvijek biti u centru ovog balona, zapravo on je njegov centar. Pokušavajući doći do bilo kojeg objekta na rubu mjehurića, promatrač će pomjeriti njegovo središte. Kako se približavate nekom objektu, ovaj objekt će se pomicati sve dalje i dalje od ruba mjehurića i istovremeno se mijenjati. Na primjer, iz bezobličnog vodonikovog oblaka pretvorit će se u punopravnu galaksiju ili, dalje, u galaktičko jato. Osim toga, put do ovog objekta će se povećavati kako mu se približavate, jer će se sam okolni prostor promijeniti. Kada stignemo do ovog objekta, samo ćemo ga pomeriti od ivice mehurića do njegovog centra. Na rubu Univerzuma, reliktno zračenje će i dalje treperiti.
Ako pretpostavimo da će se Univerzum nastaviti da se širi ubrzanom brzinom, a onda se nalazi u centru balona i pomiče vrijeme naprijed za milijarde, trilione i čak više redove godina, primijetit ćemo još zanimljiviju sliku. Iako će se i naš balon povećati, njegove promenljive komponente će se još brže udaljavati od nas, ostavljajući ivicu ovog mehurića, sve dok svaka čestica Univerzuma ne odluta zasebno u svom usamljenom mehuru bez mogućnosti interakcije sa drugim česticama.
Dakle, moderna nauka nema informacije o stvarnoj veličini Univerzuma i da li on ima granice. Ali pouzdano znamo da vidljivi Univerzum ima vidljivu i pravu granicu, nazvanu Hablov radijus (13,75 milijardi svjetlosnih godina) i radijus čestice (45,7 milijardi svjetlosnih godina). Ove granice u potpunosti zavise od položaja posmatrača u prostoru i šire se tokom vremena. Ako se Hubbleov radijus širi striktno brzinom svjetlosti, tada se širenje horizonta čestica ubrzava. Ostaje otvoreno pitanje da li će se njegovo ubrzanje horizonta čestica nastaviti dalje i da li će ga zamijeniti kompresija.
Bilo je vremena kada je svijet ljudi bio ograničen na površinu Zemlje pod njihovim nogama. Sa razvojem tehnologije, čovečanstvo je proširilo svoje vidike. Sada ljudi razmišljaju o tome da li naš svijet ima granice i kolike su razmjere Univerzuma? Zapravo, niko ne može zamisliti njegovu pravu veličinu. Zato što nemamo odgovarajuće referentne tačke. Čak i profesionalni astronomi zamišljaju (barem u svojoj mašti) modele smanjene višestruko. Važno je precizno povezati dimenzije objekata u Univerzumu. A kada se rješavaju matematički problemi, oni su uglavnom nevažni, jer se ispostavlja da su to samo brojevi kojima astronom operira.
O strukturi Sunčevog sistema
Da bismo govorili o razmjerima Univerzuma, prvo moramo razumjeti šta nam je najbliže. Prvo, postoji zvezda koja se zove Sunce. Drugo, planete koje kruže oko njega. Osim njih, oko nekih se kreću i sateliti i ne smijemo zaboraviti
Planete na ovoj listi već duže vrijeme zanimaju ljude, jer su najpristupačnije za posmatranje. Od njihovog proučavanja počela se razvijati nauka o strukturi svemira - astronomija. Zvezda je prepoznata kao centar Sunčevog sistema. To je ujedno i njen najveći objekat. U poređenju sa Zemljom, Sunce je milion puta veće zapremine. Čini se samo relativno malim jer je veoma daleko od naše planete.
Sve planete Sunčevog sistema podijeljene su u tri grupe:
- Zemaljski. Uključuje planete koje su po izgledu slične Zemlji. Na primjer, to su Merkur, Venera i Mars.
- Džinovski objekti. Mnogo su veće veličine u odnosu na prvu grupu. Osim toga, sadrže mnogo plinova, zbog čega se nazivaju i plinoviti. To uključuje Jupiter, Saturn, Uran i Neptun.
- Patuljaste planete. Oni su, u stvari, veliki asteroidi. Jedan od njih je donedavno bio uključen u sastav glavnih planeta - ovo je Pluton.
Planete "ne odlijeću" od Sunca zbog sile gravitacije. Ali ne mogu pasti na zvijezdu zbog velikih brzina. Predmeti su zaista vrlo „spretni“. Na primjer, brzina Zemlje je otprilike 30 kilometara u sekundi.
Kako uporediti veličine objekata u Sunčevom sistemu?
Pre nego što pokušate da zamislite razmere Univerzuma, vredi razumeti Sunce i planete. Na kraju krajeva, takođe može biti teško povezati ih jedno s drugim. Najčešće se uobičajena veličina vatrene zvijezde poistovjećuje s bilijarskom loptom, čiji je promjer 7 cm. Vrijedi napomenuti da u stvarnosti doseže oko 1400 hiljada km. U takvom modelu "igračke", prva planeta od Sunca (Merkur) nalazi se na udaljenosti od 2 metra 80 centimetara. U ovom slučaju, Zemljina kugla će imati prečnik od samo pola milimetra. Nalazi se na udaljenosti od 7,6 metara od zvijezde. Udaljenost do Jupitera na ovoj skali bit će 40 m, a do Plutona - 300.
Ako govorimo o objektima koji su izvan Sunčevog sistema, onda je najbliža zvijezda Proxima Centauri. Toliko će biti uklonjeno da je ovo pojednostavljenje premalo. I to uprkos činjenici da se nalazi unutar Galaksije. Šta možemo reći o razmerama Univerzuma? Kao što vidite, on je praktično neograničen. Uvijek želim da znam kako su Zemlja i Univerzum povezani. I nakon što sam dobio odgovor, ne mogu vjerovati da su naša planeta, pa čak i Galaksija, beznačajan dio ogromnog svijeta.
Koje se jedinice koriste za mjerenje udaljenosti u prostoru?
Ceo centimetar, metar, pa čak i kilometar - sve ove količine ispadaju beznačajne već unutar Sunčevog sistema. Šta možemo reći o Univerzumu? Za označavanje udaljenosti unutar galaksije koristi se vrijednost koja se zove svjetlosna godina. Ovo je vrijeme koje bi svjetlosti trebalo da putuje tokom jedne godine. Podsjetimo da je jedna svjetlosna sekunda jednaka skoro 300 hiljada km. Stoga, kada se pretvori u uobičajene kilometre, svjetlosna godina se ispostavi da je približno jednaka 10 hiljada milijardi. Nemoguće je zamisliti, stoga su razmere Univerzuma za ljude nezamislive. Ako trebate naznačiti udaljenost između susjednih galaksija, svjetlosna godina nije dovoljna. Potrebna je još veća vrijednost. Ispostavilo se da je to parsek, koji je jednak 3,26 svjetlosnih godina.
Kako radi Galaxy?
To je džinovska formacija koja se sastoji od zvijezda i maglina. Mali dio njih vidljiv je svake noći na nebu. Struktura naše galaksije je veoma složena. Može se smatrati visoko komprimiranim elipsoidom okretanja. Štaviše, ima ekvatorijalni dio i centar. Ekvator galaksije je uglavnom sastavljen od gasovitih maglina i vrućih masivnih zvijezda. U Mliječnom putu, ovaj dio se nalazi u njegovom centralnom dijelu.
Sunčev sistem nije izuzetak od pravila. Takođe se nalazi blizu ekvatora Galaksije. Inače, glavni dio zvijezda čini ogroman disk, čiji je prečnik 100 hiljada, a debljina 1500. Ako se vratimo na skalu koja je korištena za predstavljanje Sunčevog sistema, tada će veličina Galaksije biti srazmjerna. Stoga se Sunce i Zemlja ispostavljaju kao mrvice u Galaksiji.
Koji objekti postoje u Univerzumu?
Nabrojimo najvažnije:
- Zvijezde su masivne samosvjetleće kugle. Oni nastaju iz okoline koja se sastoji od mješavine prašine i plinova. Većina njih su vodonik i helijum.
- CMB zračenje. To su oni koji se šire u svemiru. Njegova temperatura je 270 stepeni Celzijusa. Štaviše, ovo zračenje je isto u svim smjerovima. Ovo svojstvo se naziva izotropija. Osim toga, neke misterije Univerzuma su povezane s njim. Na primjer, postalo je jasno da je nastao u trenutku velikog praska. Odnosno, postoji od samog početka postojanja Univerzuma. To također potvrđuje ideju da se podjednako širi u svim smjerovima. Štaviše, ova izjava je tačna ne samo za sadašnje vrijeme. Tako je bilo na samom početku.
- To jest, skrivena masa. To su oni objekti Univerzuma koji se ne mogu proučavati direktnim posmatranjem. Drugim riječima, ne emituju elektromagnetne valove. Ali oni imaju gravitacijski učinak na druga tijela.
- Crne rupe. Nisu dovoljno proučeni, ali su veoma poznati. To se dogodilo zbog masovnog opisa takvih objekata u naučnofantastičnim djelima. U stvari, crna rupa je tijelo iz kojeg se elektromagnetno zračenje ne može širiti zbog činjenice da je druga kosmička brzina na njoj jednaka. Vrijedi zapamtiti da je to druga kosmička brzina koja se mora prenijeti objektu da napusti svemirski objekat.
Osim toga, u svemiru postoje kvazari i pulsari.
Mysterious Universe
Pun je stvari koje još nisu u potpunosti otkrivene ili proučene. A ono što je otkriveno često postavlja nova pitanja i povezane misterije Univerzuma. To uključuje čak i dobro poznatu teoriju „Velikog praska“. To je zapravo samo uslovna doktrina, jer čovečanstvo može samo da nagađa kako se to dogodilo.
Druga misterija je starost Univerzuma. Približno se može izračunati već spomenutim reliktnim zračenjem, posmatranjem globularnih jata i drugih objekata. Danas se naučnici slažu da je starost Univerzuma otprilike 13,7 milijardi godina. Još jedna misterija - ima li života na drugim planetama? Uostalom, nisu se samo u Sunčevom sistemu pojavili pogodni uslovi i pojavila se Zemlja. I Univerzum je najvjerovatnije ispunjen sličnim formacijama.
Jedan?
Šta je izvan Univerzuma? Šta je tamo gde ljudski pogled nije prodro? Postoji li nešto izvan ove granice? Ako jeste, koliko univerzuma postoji? Ovo su pitanja na koja naučnici tek treba da pronađu odgovore. Naš svijet je poput kutije iznenađenja. Nekada se činilo da se sastoji samo od Zemlje i Sunca, sa nekoliko zvijezda na nebu. Tada se pogled na svijet proširio. Shodno tome, granice su se proširile. Nije iznenađujuće da su mnogi bistri umovi odavno došli do zaključka da je Univerzum samo dio još veće formacije.
Poređenje dimenzija objekata u svemiru (fotografija)
1. Ovo je Zemlja! Živimo ovdje. Na prvi pogled je veoma velika. Ali, zapravo, u poređenju sa nekim objektima u svemiru, naša planeta je zanemariva. Sljedeće fotografije pomoći će vam da barem otprilike zamislite nešto što vam jednostavno ne može stati u glavu.
2. Položaj planete Zemlje u Sunčevom sistemu.
3. Skalirana udaljenost između Zemlje i Mjeseca. Ne izgleda previše daleko, zar ne?
4. Na ovoj udaljenosti možete postaviti sve planete našeg Sunčevog sistema, lijepo i uredno.
5. Ova mala zelena tačka je kontinent Severne Amerike, na planeti Jupiter. Možete zamisliti koliko je Jupiter veći od Zemlje.
6. A ova fotografija daje ideju o veličini planete Zemlje (odnosno naših šest planeta) u poređenju sa Saturnom.
7. Ovako bi izgledali Saturnovi prstenovi da su oko Zemlje. Ljepota!
8. Stotine kometa lete između planeta Sunčevog sistema. Ovako izgleda kometa Čurjumov-Gerasimenko, na koju je sonda Philae sletela u jesen 2014. godine, u poređenju sa Los Anđelesom.
9. Ali svi objekti u Sunčevom sistemu su zanemarljivi u poređenju sa našim Suncem.
10. Ovako izgleda naša planeta sa površine Mjeseca.
11. Ovako izgleda naša planeta sa površine Marsa.
12. A ovo smo mi sa Saturna.
13. Ako odletite do ruba Sunčevog sistema, vidjet ćete našu planetu ovako.
14. Vratimo se malo unazad. Ovo je veličina Zemlje u poređenju sa veličinom našeg Sunca. Impresivno, zar ne?
15. A ovo je naše Sunce sa površine Marsa.
16. Ali naše Sunce je samo jedna od zvijezda u Univerzumu. Njihov broj je veći od broja zrna pijeska na bilo kojoj plaži na Zemlji.
17. To znači da postoje zvijezde mnogo veće od našeg Sunca. Pogledajte samo koliko je malo Sunce u poređenju sa najvećom poznatom zvezdom danas, VY, u sazvežđu Veliki pas.
18. Ali ni jedna zvijezda ne može se uporediti s veličinom naše galaksije Mliječni put. Ako naše Sunce smanjimo na veličinu bijelog krvnog zrnca i cijelu Galaksiju smanjimo za isti iznos, tada će Mliječni put biti veličine Rusije.
19. Naša galaksija Mliječni put je ogromna. Živimo negdje ovdje.
20. Nažalost, svi objekti koje noću možemo vidjeti golim okom na nebu smješteni su u ovaj žuti krug.
21. Ali Mliječni put je daleko od najveće galaksije u Univerzumu. Ovo je Mliječni put u poređenju sa Galaksijom IC 1011, koja je 350 miliona svjetlosnih godina od Zemlje.
22. Ali to nije sve. Ova Hubbleova slika snima hiljade i hiljade galaksija, od kojih svaka sadrži milione zvijezda sa vlastitim planetama.
23. Na primjer, jedna od galaksija na fotografiji, UDF 423. Ova galaksija se nalazi deset milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Kada pogledate ovu fotografiju, gledate milijarde godina u prošlost.
24. Ovaj tamni komad noćnog neba izgleda potpuno prazan. Ali kada se zumira, ispostavlja se da sadrži hiljade galaksija sa milijardama zvijezda.
25. A ovo je veličina crne rupe u poređenju sa veličinom Zemljine orbite i orbite planete Neptuna.
Jedan takav crni ponor bi lako mogao usisati cijeli Sunčev sistem.
> Skala univerzuma
Koristite na mreži interaktivne skale univerzuma: stvarne dimenzije svemira, poređenje svemirskih objekata, planeta, zvijezda, jata, galaksija.
Svi mi razmišljamo o dimenzijama općenito, kao što je druga stvarnost ili naša percepcija okoline oko nas. Međutim, ovo je samo dio onoga što mjerenja zapravo jesu. I iznad svega, postojeće razumijevanje mjerenja skale Univerzuma– ovo je najbolje opisano u fizici.
Fizičari sugeriraju da su mjerenja jednostavno različiti aspekti percepcije skale Univerzuma. Na primjer, prve četiri dimenzije uključuju dužinu, širinu, visinu i vrijeme. Međutim, prema kvantnoj fizici, postoje i druge dimenzije koje opisuju prirodu svemira, a možda i svih svemira. Mnogi naučnici vjeruju da trenutno postoji oko 10 dimenzija.
Interaktivna skala univerzuma
Mjerenje skale svemira
Prva dimenzija, kao što je spomenuto, je dužina. Dobar primjer jednodimenzionalnog objekta je ravna linija. Ova linija ima samo dimenziju dužine. Druga dimenzija je širina. Ova dimenzija uključuje dužinu, dobar primjer dvodimenzionalnog objekta bi bila nemoguće tanka ravan. Stvari u dvije dimenzije mogu se vidjeti samo u presjeku.
Treća dimenzija uključuje visinu, a to je dimenzija koja nam je najpoznatija. U kombinaciji sa dužinom i širinom, to je najjasniji dio svemira u dimenzionalnom smislu. Najbolji fizički oblik za opisivanje ove dimenzije je kocka. Treća dimenzija postoji kada se ukrštaju dužina, širina i visina.
Sada stvari postaju malo složenije jer je preostalih 7 dimenzija povezano s nematerijalnim konceptima koje ne možemo direktno promatrati, ali znamo da postoje. Četvrta dimenzija je vrijeme. To je razlika između prošlosti, sadašnjosti i budućnosti. Stoga bi najbolji opis četvrte dimenzije bila hronologija.
Druge dimenzije se bave vjerovatnoćama. Peta i šesta dimenzija su povezane sa budućnošću. Prema kvantnoj fizici, može postojati neograničen broj mogućih budućnosti, ali postoji samo jedan ishod, a razlog za to je izbor. Peta i šesta dimenzija su povezane sa bifurkacijom (promjenom, grananjem) svake od ovih vjerovatnoća. U osnovi, kada biste mogli kontrolirati petu i šestu dimenziju, mogli biste se vratiti u prošlost ili posjetiti različite budućnosti.
Dimenzije od 7 do 10 su povezane sa Univerzumom i njegovom skalom. Oni se zasnivaju na činjenici da postoji nekoliko univerzuma, a svaki ima svoj slijed dimenzija stvarnosti i mogućih ishoda. Deseta i posljednja dimenzija je zapravo jedan od svih mogućih ishoda svih univerzuma.
