Visste du att universum vi observerar har ganska bestämda gränser? Vi är vana vid att associera universum med något oändligt och obegripligt. Men när den moderna vetenskapen frågas om universums "oändlighet", erbjuder ett helt annat svar på en sådan "uppenbar" fråga.
Enligt moderna koncept är storleken på det observerbara universum cirka 45,7 miljarder ljusår (eller 14,6 gigaparsecs). Men vad betyder dessa siffror?
Den första frågan som kommer till en vanlig människas sinne är hur kan inte universum vara oändligt? Det verkar som om det är obestridligt att behållaren för allt som finns omkring oss inte ska ha några gränser. Om dessa gränser finns, vilka är de egentligen?
Låt oss säga att någon astronaut når universums gränser. Vad kommer han att se framför sig? En rejäl vägg? Brandbarriär? Och vad ligger bakom - tomheten? Ett annat universum? Men kan tomhet eller ett annat universum betyda att vi befinner oss på universums gräns? Det betyder trots allt inte att det inte finns "inget" där. Tomhet och ett annat universum är också "något". Men universum är något som innehåller absolut allt "något".
Vi kommer fram till en absolut motsägelse. Det visar sig att universums gräns måste dölja för oss något som inte borde existera. Eller så borde universums gräns stänga av "allt" från "något", men detta "något" borde också vara en del av "allt". I allmänhet, fullständig absurditet. Hur kan då forskare deklarera den begränsande storleken, massan och till och med åldern för vårt universum? Dessa värden, även om de är ofattbart stora, är fortfarande ändliga. Argumenterar vetenskapen med det uppenbara? För att förstå detta, låt oss först spåra hur människor kom till vår moderna förståelse av universum.
Vidgar gränserna
Sedan urminnes tider har människor varit intresserade av hur världen runt dem är. Det finns inget behov av att ge exempel på de tre pelarna och andra försök från de gamla att förklara universum. Som regel kom det i slutändan ner på det faktum att grunden för allting är jordens yta. Till och med under antiken och medeltiden, när astronomer hade omfattande kunskap om lagarna för planetrörelser längs den "fasta" himmelssfären, förblev jorden universums centrum.
Naturligtvis fanns det även i antikens Grekland de som trodde att jorden kretsar runt solen. Det fanns de som talade om de många världarna och universums oändlighet. Men konstruktiva motiveringar för dessa teorier uppstod först vid vändningen av den vetenskapliga revolutionen.
På 1500-talet gjorde den polske astronomen Nicolaus Copernicus det första stora genombrottet i kunskapen om universum. Han bevisade bestämt att jorden bara är en av planeterna som kretsar runt solen. Ett sådant system förenklade avsevärt förklaringen av en så komplex och invecklad rörelse av planeter i himmelssfären. När det gäller en stationär jord, var astronomer tvungna att komma med alla möjliga smarta teorier för att förklara detta beteende hos planeterna. Å andra sidan, om jorden accepteras som rörlig, kommer en förklaring till sådana invecklade rörelser naturligt. Således tog ett nytt paradigm kallat "heliocentrism" fäste inom astronomi.
Många solar
Men även efter detta fortsatte astronomer att begränsa universum till "fixstjärnornas sfär". Fram till 1800-talet kunde de inte uppskatta avståndet till stjärnorna. I flera århundraden har astronomer utan resultat försökt upptäcka avvikelser i stjärnornas position i förhållande till jordens omloppsrörelse (årliga parallaxer). Instrumenten från den tiden tillät inte så exakta mätningar.
Slutligen, 1837, mätte den rysk-tyske astronomen Vasily Struve parallax. Detta markerade ett nytt steg i förståelsen av rymdens skala. Nu kan forskare med säkerhet säga att stjärnorna är avlägsna likheter med solen. Och vår ljuskälla är inte längre centrum för allt, utan en lika "boende" i en oändlig stjärnhop.
Astronomer har kommit ännu närmare att förstå universums skala, eftersom avstånden till stjärnorna visade sig vara riktigt monstruösa. Även storleken på planeternas banor verkade obetydlig i jämförelse. Därefter var det nödvändigt att förstå hur stjärnorna är koncentrerade i .
Många Vintergatan
Den berömda filosofen Immanuel Kant förutsåg grunden för den moderna förståelsen av universums storskaliga struktur redan 1755. Han antog att Vintergatan är en enorm roterande stjärnhop. I sin tur är många av de observerade nebulosorna också mer avlägsna "mjölkvägar" - galaxer. Trots detta, fram till 1900-talet, trodde astronomer att alla nebulosor är källor till stjärnbildning och är en del av Vintergatan.
Situationen förändrades när astronomer lärde sig att mäta avstånd mellan galaxer med hjälp av . Den absoluta ljusstyrkan hos stjärnor av denna typ beror strikt på perioden för deras variabilitet. Genom att jämföra deras absoluta ljusstyrka med den synliga är det möjligt att bestämma avståndet till dem med hög noggrannhet. Denna metod utvecklades i början av 1900-talet av Einar Hertzschrung och Harlow Scelpi. Tack vare honom bestämde den sovjetiske astronomen Ernst Epic 1922 avståndet till Andromeda, som visade sig vara en storleksordning större än Vintergatans storlek.
Edwin Hubble fortsatte Epics initiativ. Genom att mäta ljusstyrkan hos Cepheider i andra galaxer, mätte han deras avstånd och jämförde det med rödförskjutningen i deras spektra. Så 1929 utvecklade han sin berömda lag. Hans arbete motbevisade definitivt den etablerade uppfattningen att Vintergatan är universums utkant. Nu var det en av många galaxer som en gång hade ansetts vara en del av den. Kants hypotes bekräftades nästan två århundraden efter dess utveckling.
Därefter gjorde kopplingen som upptäcktes av Hubble mellan avståndet mellan en galax från en observatör i förhållande till hastigheten för dess avlägsnande från honom, det möjligt att rita en fullständig bild av universums storskaliga struktur. Det visade sig att galaxerna bara var en obetydlig del av den. De kopplade samman till kluster, kluster till superkluster. I sin tur bildar superkluster de största kända strukturerna i universum – trådar och väggar. Dessa strukturer, intill enorma superhålrum (), utgör den storskaliga strukturen i det för närvarande kända universum.
Uppenbar oändlighet
Det följer av ovanstående att vetenskapen på bara några århundraden gradvis har fladdrat från geocentrism till en modern förståelse av universum. Detta svarar dock inte på varför vi begränsar universum idag. Tills nu pratade vi trots allt bara om rymdens skala och inte om dess natur.
Den första som bestämde sig för att rättfärdiga universums oändlighet var Isaac Newton. Efter att ha upptäckt lagen om universell gravitation, trodde han att om rymden var ändlig skulle alla dess kroppar förr eller senare smälta samman till en enda helhet. Före honom, om någon uttryckte idén om universums oändlighet, var det uteslutande i en filosofisk anda. Utan någon vetenskaplig grund. Ett exempel på detta är Giordano Bruno. Han var förresten, liksom Kant, många århundraden före vetenskapen. Han var den första som förklarade att stjärnor är avlägsna solar, och planeter kretsar också runt dem.
Det verkar som om själva faktumet med oändligheten är ganska berättigat och uppenbart, men 1900-talets vändpunkter för vetenskapen skakade om denna "sanning".
Stationärt universum
Det första betydande steget mot att utveckla en modern modell av universum togs av Albert Einstein. Den berömda fysikern introducerade sin modell av ett stationärt universum 1917. Denna modell baserades på den allmänna relativitetsteorin, som han hade utvecklat ett år tidigare. Enligt hans modell är universum oändligt i tid och ändligt i rymden. Men, som nämnts tidigare, enligt Newton måste ett universum med en ändlig storlek kollapsa. För att göra detta introducerade Einstein en kosmologisk konstant, som kompenserade för gravitationsattraktionen hos avlägsna objekt.
Hur paradoxalt det än kan låta, begränsade Einstein inte universums ändlighet. Enligt hans åsikt är universum ett slutet skal av en hypersfär. En analogi är ytan på en vanlig tredimensionell sfär, till exempel en jordglob eller jorden. Oavsett hur mycket en resenär reser över jorden, kommer han aldrig att nå dess kant. Detta betyder dock inte att jorden är oändlig. Resenären kommer helt enkelt att återvända till den plats från vilken han började sin resa.
På ytan av hypersfären
På samma sätt kan en rymdvandrare, som korsar Einsteins universum på ett rymdskepp, återvända tillbaka till jorden. Bara den här gången kommer vandraren inte att röra sig längs den tvådimensionella ytan av en sfär, utan längs den tredimensionella ytan av en hypersfär. Det betyder att universum har en ändlig volym, och därför ett ändligt antal stjärnor och massa. Universum har dock varken gränser eller något centrum.
Einstein kom till dessa slutsatser genom att koppla samman rum, tid och gravitation i sin berömda teori. Före honom ansågs dessa begrepp vara separata, vilket är anledningen till att universums utrymme var rent euklidiskt. Einstein bevisade att gravitationen i sig är en krökning av rum-tid. Detta förändrade radikalt tidiga idéer om universums natur, baserat på klassisk newtonsk mekanik och euklidisk geometri.
Expanderande universum
Även upptäckaren av det "nya universum" själv var inte främling för vanföreställningar. Även om Einstein begränsade universum i rymden, fortsatte han att betrakta det som statiskt. Enligt hans modell var och förblir universum evigt, och dess storlek förblir alltid densamma. 1922 utökade den sovjetiske fysikern Alexander Friedman denna modell avsevärt. Enligt hans beräkningar är universum inte alls statiskt. Det kan expandera eller krympa över tiden. Det är anmärkningsvärt att Friedman kom till en sådan modell baserad på samma relativitetsteori. Han lyckades tillämpa denna teori mer korrekt, förbi den kosmologiska konstanten.
Albert Einstein accepterade inte omedelbart detta "tillägg". Denna nya modell kom till hjälp av den tidigare nämnda Hubble-upptäckten. Recessionen av galaxer bevisade obestridligen faktumet av universums expansion. Så Einstein var tvungen att erkänna sitt misstag. Nu hade universum en viss ålder, som strikt beror på Hubble-konstanten, som kännetecknar graden av dess expansion.
Vidareutveckling av kosmologi
När forskare försökte lösa denna fråga upptäcktes många andra viktiga komponenter i universum och olika modeller av det utvecklades. Så 1948 introducerade George Gamow hypotesen "heta universum", som senare skulle förvandlas till big bang-teorin. Upptäckten 1965 bekräftade hans misstankar. Nu kunde astronomer observera ljuset som kom från det ögonblick då universum blev genomskinligt.
Mörk materia, förutspådd 1932 av Fritz Zwicky, bekräftades 1975. Mörk materia förklarar faktiskt själva existensen av galaxer, galaxhopar och själva den universella strukturen som helhet. Detta är hur forskare lärde sig att det mesta av universums massa är helt osynlig.
Slutligen, 1998, under en studie av avståndet till, upptäcktes det att universum expanderar i en accelererande hastighet. Denna senaste vändpunkt inom vetenskapen födde vår moderna förståelse av universums natur. Den kosmologiska koefficienten, introducerad av Einstein och vederlagd av Friedman, fann åter sin plats i universums modell. Närvaron av en kosmologisk koefficient (kosmologisk konstant) förklarar dess accelererade expansion. För att förklara närvaron av en kosmologisk konstant introducerades konceptet med ett hypotetiskt fält som innehåller större delen av universums massa.
Modern förståelse av storleken på det observerbara universum
Den moderna modellen av universum kallas också ΛCDM-modellen. Bokstaven "Λ" betyder närvaron av en kosmologisk konstant, vilket förklarar universums accelererade expansion. "CDM" betyder att universum är fyllt med kall mörk materia. Nyligen genomförda studier tyder på att Hubble-konstanten är cirka 71 (km/s)/Mpc, vilket motsvarar universums ålder 13,75 miljarder år. Genom att känna till universums ålder kan vi uppskatta storleken på dess observerbara region.
Enligt relativitetsteorin kan information om något föremål inte nå en observatör med en hastighet som är högre än ljusets hastighet (299 792 458 m/s). Det visar sig att betraktaren inte bara ser ett föremål, utan dess förflutna. Ju längre ett föremål är från honom, desto mer avlägset ser det förflutna ut. När vi till exempel tittar på månen ser vi som den var för lite mer än en sekund sedan, solen - för mer än åtta minuter sedan, de närmaste stjärnorna - år, galaxer - för miljoner år sedan, etc. I Einsteins stationära modell har universum ingen åldersgräns, vilket innebär att dess observerbara region inte heller begränsas av någonting. Observatören, beväpnad med allt mer sofistikerade astronomiska instrument, kommer att observera allt mer avlägsna och forntida föremål.
Vi har en annan bild med den moderna modellen av universum. Enligt den har universum en ålder, och därför en gräns för observation. Det vill säga, sedan universums födelse kunde ingen foton ha färdats ett avstånd som är större än 13,75 miljarder ljusår. Det visar sig att vi kan säga att det observerbara universum är begränsat från observatören till ett sfäriskt område med en radie på 13,75 miljarder ljusår. Detta är dock inte riktigt sant. Vi bör inte glömma utvidgningen av universums rymd. När fotonen når observatören kommer objektet som sänder ut den att vara redan 45,7 miljarder ljusår bort från oss. år. Denna storlek är partiklarnas horisont, det är gränsen för det observerbara universum.
Över horisonten
Så storleken på det observerbara universum är uppdelad i två typer. Skenbar storlek, även kallad Hubble-radien (13,75 miljarder ljusår). Och den verkliga storleken, kallad partikelhorisonten (45,7 miljarder ljusår). Det viktiga är att båda dessa horisonter inte alls karaktäriserar universums verkliga storlek. För det första beror de på observatörens position i rymden. För det andra förändras de över tiden. I fallet med ΛCDM-modellen expanderar partikelhorisonten med en hastighet som är större än Hubble-horisonten. Modern vetenskap svarar inte på frågan om denna trend kommer att förändras i framtiden. Men om vi antar att universum fortsätter att expandera med acceleration, så kommer alla de objekt som vi ser nu förr eller senare att försvinna från vårt "synfält".
För närvarande är det mest avlägsna ljuset som observerats av astronomer den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen. Forskare tittar in i det och ser universum som det var 380 tusen år efter Big Bang. I det här ögonblicket svalnade universum tillräckligt för att det kunde avge fria fotoner, som detekteras idag med hjälp av radioteleskop. På den tiden fanns det inga stjärnor eller galaxer i universum, utan bara ett kontinuerligt moln av väte, helium och en obetydlig mängd andra grundämnen. Från de inhomogeniteter som observeras i detta moln kommer galaxhopar att bildas. Det visar sig att just de objekt som kommer att bildas från inhomogeniteter i den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen är belägna närmast partikelhorisonten.
Sanna gränser
Huruvida universum har sanna, oobserverbara gränser är fortfarande en fråga om pseudovetenskapliga spekulationer. På ett eller annat sätt är alla överens om universums oändlighet, men tolkar denna oändlighet på helt olika sätt. Vissa anser att universum är flerdimensionellt, där vårt "lokala" tredimensionella universum bara är ett av dess lager. Andra säger att universum är fraktalt - vilket betyder att vårt lokala universum kan vara en partikel av ett annat. Vi bör inte glömma de olika modellerna av multiversum med dess stängda, öppna, parallella universum och maskhål. Och det finns många, många olika versioner, vars antal endast begränsas av mänsklig fantasi.
Men om vi slår på kall realism eller helt enkelt går tillbaka från alla dessa hypoteser, så kan vi anta att vårt universum är en oändlig homogen behållare av alla stjärnor och galaxer. Dessutom kommer alla villkor att vara exakt desamma när som helst, oavsett om det är miljarder gigaparsecs från oss. Vid denna tidpunkt kommer partikelhorisonten och Hubble-sfären att vara exakt likadana, med samma reliktstrålning vid sin kant. Det kommer att finnas samma stjärnor och galaxer runt omkring. Intressant nog motsäger detta inte universums expansion. När allt kommer omkring är det inte bara universum som expanderar, utan dess utrymme i sig. Det faktum att universum vid tidpunkten för Big Bang uppstod från en punkt betyder bara att de oändligt små (praktiskt taget noll) dimensionerna som fanns då nu har förvandlats till ofattbart stora. I framtiden kommer vi att använda just denna hypotes för att tydligt förstå omfattningen av det observerbara universum.
Visuell representation
Olika källor tillhandahåller alla möjliga visuella modeller som låter människor förstå universums skala. Det räcker dock inte för oss att inse hur stort kosmos är. Det är viktigt att föreställa sig hur begrepp som Hubble-horisonten och partikelhorisonten faktiskt manifesterar sig. För att göra detta, låt oss föreställa oss vår modell steg för steg.
Låt oss glömma att modern vetenskap inte känner till den "främmande" regionen i universum. Om vi kasserar versioner av multiversum, det fraktala universum och dess andra "varianter", låt oss föreställa oss att det helt enkelt är oändligt. Som nämnts tidigare motsäger detta inte expansionen av dess utrymme. Naturligtvis tar vi hänsyn till att dess Hubble-sfär och partikelsfär är 13,75 respektive 45,7 miljarder ljusår.
Universums skala
Tryck på START-knappen och upptäck en ny, okänd värld!
Låt oss först försöka förstå hur stor den universella skalan är. Om du har rest runt vår planet kan du väl föreställa dig hur stor jorden är för oss. Föreställ dig nu vår planet som ett korn av bovete som rör sig i omloppsbana runt en vattenmelon-Sol storleken på en halv fotbollsplan. I det här fallet kommer Neptunus bana att motsvara storleken på en liten stad, området kommer att motsvara månen och området för gränsen för solens påverkan kommer att motsvara Mars. Det visar sig att vårt solsystem är lika mycket större än jorden som Mars är större än bovete! Men det här är bara början.
Låt oss nu föreställa oss att detta bovete kommer att vara vårt system, vars storlek är ungefär lika med en parsec. Då blir Vintergatan lika stor som två fotbollsarenor. Detta kommer dock inte att räcka för oss. Vintergatan måste också reduceras till centimeterstorlek. Det kommer något att likna kaffeskum insvept i en bubbelpool mitt i det kaffesvarta intergalaktiska rymden. Tjugo centimeter från den finns samma spiral "smula" - Andromeda-nebulosan. Runt dem kommer det att finnas en svärm av små galaxer i vårt lokala kluster. Den skenbara storleken på vårt universum kommer att vara 9,2 kilometer. Vi har kommit till en förståelse av de Universella dimensionerna.
Inuti den universella bubblan
Det räcker dock inte för oss att förstå själva skalan. Det är viktigt att förverkliga universum i dynamik. Låt oss föreställa oss som jättar, för vilka Vintergatan har en centimeters diameter. Som nämnts nyss kommer vi att befinna oss i en boll med en radie på 4,57 och en diameter på 9,24 kilometer. Låt oss föreställa oss att vi kan flyta inuti den här bollen, resa och täcka hela megaparsecs på en sekund. Vad kommer vi att se om vårt universum är oändligt?
Naturligtvis kommer otaliga galaxer av alla slag att dyka upp framför oss. Elliptisk, spiralformad, oregelbunden. Vissa områden kommer att krylla av dem, andra kommer att vara tomma. Huvudfunktionen kommer att vara att visuellt kommer de alla att vara orörliga medan vi är orörliga. Men så fort vi tar ett steg kommer själva galaxerna att börja röra på sig. Till exempel, om vi kan urskilja ett mikroskopiskt solsystem i den centimeterlånga Vintergatan, kommer vi att kunna observera dess utveckling. När vi rör oss 600 meter bort från vår galax kommer vi att se protostjärnan Solen och den protoplanetära skivan vid bildningsögonblicket. När vi närmar oss det kommer vi att se hur jorden ser ut, livet uppstår och människan framträder. På samma sätt kommer vi att se hur galaxer förändras och rör sig när vi rör oss bort från eller närmar oss dem.
Följaktligen, ju mer avlägsna galaxer vi tittar på, desto äldre kommer de att vara för oss. Så de mest avlägsna galaxerna kommer att vara belägna längre än 1300 meter från oss, och vid vändningen av 1380 meter kommer vi redan att se reliktstrålning. Det är sant att detta avstånd kommer att vara imaginärt för oss. Men när vi kommer närmare den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen kommer vi att se en intressant bild. Naturligtvis kommer vi att observera hur galaxer kommer att bildas och utvecklas från det initiala molnet av väte. När vi når en av dessa bildade galaxer kommer vi att förstå att vi inte har tillryggalagt 1,375 kilometer alls, utan alla 4,57 kilometer.
Zoomar ut
Som ett resultat kommer vi att öka i storlek ännu mer. Nu kan vi placera hela tomrum och väggar i näven. Så vi kommer att hamna i en ganska liten bubbla som det är omöjligt att ta sig ut ur. Inte bara kommer avståndet till objekt vid kanten av bubblan att öka när de kommer närmare, utan själva kanten kommer att förskjutas på obestämd tid. Detta är hela poängen med storleken på det observerbara universum.
Oavsett hur stort universum är, för en observatör kommer det alltid att förbli en begränsad bubbla. Observatören kommer alltid att vara i centrum av denna bubbla, i själva verket är han dess centrum. När observatören försöker komma till något föremål vid kanten av bubblan kommer den att flytta dess centrum. När du närmar dig ett objekt kommer detta objekt att flytta sig längre och längre från bubblans kant och samtidigt förändras. Till exempel, från ett formlöst vätemoln kommer det att förvandlas till en fullfjädrad galax eller, vidare, en galaktisk klunga. Dessutom kommer vägen till detta objekt att öka när du närmar dig det, eftersom det omgivande utrymmet i sig kommer att förändras. Efter att ha nått det här objektet kommer vi bara att flytta det från kanten av bubblan till dess mitt. Vid kanten av universum kommer reliktstrålning fortfarande att flimra.
Om vi antar att universum kommer att fortsätta att expandera i en accelererad takt, då vi befinner oss i bubblans centrum och flyttar tiden framåt med miljarder, biljoner och ännu högre årordningar, kommer vi att märka en ännu mer intressant bild. Även om vår bubbla också kommer att öka i storlek, kommer dess föränderliga komponenter att flytta sig bort från oss ännu snabbare och lämnar kanten på denna bubbla, tills varje partikel i universum vandrar separat i sin ensamma bubbla utan möjlighet att interagera med andra partiklar.
Så modern vetenskap har inte information om universums verkliga storlek och om det har gränser. Men vi vet med säkerhet att det observerbara universum har en synlig och sann gräns, som kallas respektive Hubble-radien (13,75 miljarder ljusår) och partikelradien (45,7 miljarder ljusår). Dessa gränser beror helt på observatörens position i rymden och expanderar med tiden. Om Hubble-radien expanderar strikt med ljusets hastighet, accelereras expansionen av partikelhorisonten. Frågan om dess acceleration av partikelhorisonten kommer att fortsätta ytterligare och om den kommer att ersättas av kompression är fortfarande öppen.
Det fanns tillfällen då människors värld var begränsad till jordens yta under deras fötter. Med teknikens utveckling har mänskligheten vidgat sina vyer. Nu funderar folk på om vår värld har gränser och vad är universums skala? Faktum är att ingen kan föreställa sig dess verkliga storlek. Eftersom vi inte har några lämpliga referenspunkter. Även professionella astronomer föreställer sig (åtminstone i sin fantasi) modeller reducerade många gånger om. Det är viktigt att korrekt korrelera dimensionerna på objekt i universum. Och när man löser matematiska problem är de i allmänhet oviktiga, eftersom de visar sig bara vara siffror som astronomen arbetar med.
Om solsystemets struktur
För att prata om universums skala måste vi först förstå vad som är närmast oss. Först finns det en stjärna som kallas solen. För det andra, planeterna som kretsar runt den. Förutom dem finns det även satelliter som rör sig runt några av dem, och det får vi inte glömma
Planeterna på denna lista har varit intressanta för människor under lång tid, eftersom de är de mest tillgängliga för observation. Från deras studie började vetenskapen om universums struktur att utvecklas - astronomi. Stjärnan känns igen som mitten av solsystemet. Det är också dess största föremål. Jämfört med jorden är solen en miljon gånger större i volym. Den verkar bara relativt liten eftersom den är väldigt långt från vår planet.
Alla planeter i solsystemet är indelade i tre grupper:
- Jordisk. Det inkluderar planeter som liknar jorden till utseendet. Dessa är till exempel Merkurius, Venus och Mars.
- Jätteobjekt. De är mycket större i storlek jämfört med den första gruppen. Dessutom innehåller de mycket gaser, varför de även kallas gasformiga. Dessa inkluderar Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus.
- Dvärgplaneter. De är i själva verket stora asteroider. En av dem, tills nyligen, ingick i sammansättningen av huvudplaneterna - det här är Pluto.
Planeterna "flyger inte bort" från solen på grund av tyngdkraften. Men de kan inte falla på en stjärna på grund av höga hastigheter. Föremålen är verkligen väldigt "niviga". Till exempel är jordens hastighet cirka 30 kilometer per sekund.
Hur jämför man storleken på objekt i solsystemet?
Innan du försöker föreställa dig universums skala är det värt att förstå solen och planeterna. De kan trots allt också vara svåra att korrelera med varandra. Oftast identifieras den konventionella storleken på en eldig stjärna med en biljardboll, vars diameter är 7 cm. Det är värt att notera att den i verkligheten når cirka 1 400 tusen km. I en sådan "leksaksmodell" är den första planeten från solen (Mercury) på ett avstånd av 2 meter 80 centimeter. I det här fallet kommer jordens boll att ha en diameter på endast en halv millimeter. Den ligger på ett avstånd av 7,6 meter från stjärnan. Avståndet till Jupiter på denna skala kommer att vara 40 m och till Pluto - 300.
Om vi talar om objekt som befinner sig utanför solsystemet, så är den närmaste stjärnan Proxima Centauri. Det kommer att tas bort så mycket att denna förenkling blir för liten. Och detta trots att den ligger inom Galaxy. Vad kan vi säga om universums skala? Som du kan se är det praktiskt taget obegränsat. Jag vill alltid veta hur jorden och universum hänger ihop. Och efter att ha fått svaret kan jag inte tro att vår planet och till och med galaxen är en obetydlig del av en enorm värld.
Vilka enheter används för att mäta avstånd i rymden?
En centimeter, en meter och till och med en kilometer - alla dessa kvantiteter visar sig vara obetydliga redan inom solsystemet. Vad kan vi säga om universum? För att indikera avståndet inom galaxen används ett värde som kallas ljusår. Detta är den tid det skulle ta för ljus att färdas över ett år. Låt oss komma ihåg att en ljussekund är lika med nästan 300 tusen km. Därför, när det omvandlas till de vanliga kilometerna, visar sig ett ljusår vara ungefär lika med 10 tusen miljarder. Det är omöjligt att föreställa sig, därför är universums skala ofattbar för människor. Om du behöver ange avståndet mellan angränsande galaxer räcker det inte med ett ljusår. Ett ännu större värde behövs. Det visade sig vara en parsec, vilket är lika med 3,26 ljusår.
Hur fungerar Galaxy?
Det är en jätteformation som består av stjärnor och nebulosor. En liten del av dem syns varje natt på himlen. Strukturen i vår galax är mycket komplex. Det kan betraktas som en mycket komprimerad rotationsellipsoid. Dessutom har den en ekvatorial del och ett centrum. Galaxens ekvator består till största delen av gasnebulosor och heta massiva stjärnor. I Vintergatan ligger denna del i dess centrala region.
Solsystemet är inget undantag från regeln. Det ligger också nära galaxens ekvator. Förresten bildar huvuddelen av stjärnorna en enorm skiva, vars diameter är 100 tusen och tjockleken är 1500. Om vi återvänder till skalan som användes för att representera solsystemet, kommer storleken på galaxen att stå i proportion.Detta är en otrolig siffra. Därför visar sig solen och jorden vara smulor i galaxen.
Vilka objekt finns i universum?
Låt oss lista de viktigaste:
- Stjärnor är massiva självlysande bollar. De härrör från en miljö som består av en blandning av damm och gaser. De flesta av dem är väte och helium.
- CMB-strålning. Det är de som sprider sig i rymden. Dess temperatur är 270 grader Celsius. Dessutom är denna strålning densamma i alla riktningar. Denna egenskap kallas isotropi. Dessutom är några mysterier i universum förknippade med det. Det blev till exempel tydligt att det uppstod i ögonblicket för den stora smällen. Det vill säga, det existerar från början av universums existens. Det bekräftar också tanken att den expanderar lika i alla riktningar. Dessutom är detta påstående sant inte bara för närvarande. Det var så i början.
- Det vill säga dold massa. Dessa är de objekt i universum som inte kan studeras genom direkt observation. De avger med andra ord inte elektromagnetiska vågor. Men de har en gravitationseffekt på andra kroppar.
- Svarta hål. De har inte studerats tillräckligt, men är mycket välkända. Detta hände på grund av den massiva beskrivningen av sådana föremål i science fiction-verk. Faktum är att ett svart hål är en kropp från vilken elektromagnetisk strålning inte kan spridas på grund av att den andra kosmiska hastigheten på den är lika med. Det är värt att komma ihåg att det är den andra kosmiska hastigheten som måste kommuniceras till objektet i ordning för att den ska lämna rymdobjektet.
Dessutom finns det kvasarer och pulsarer i universum.
Mystiskt universum
Den är full av saker som ännu inte helt har upptäckts eller studerats. Och det som har upptäckts väcker ofta nya frågor och relaterade mysterier i universum. Dessa inkluderar till och med den välkända "Big Bang"-teorin. Det är egentligen bara en villkorlig doktrin, eftersom mänskligheten bara kan gissa sig till hur det gick till.
Det andra mysteriet är universums ålder. Den kan beräknas ungefär genom den redan nämnda reliktstrålningen, observation av klothopar och andra föremål. Idag är forskare överens om att universums ålder är cirka 13,7 miljarder år. Ett annat mysterium - om det finns liv på andra planeter? Det var trots allt inte bara i solsystemet som lämpliga förhållanden uppstod och jorden dök upp. Och universum är med största sannolikhet fyllt av liknande formationer.
Ett?
Vad finns utanför universum? Vad finns där den mänskliga blicken inte har trängt in? Finns det något bortom denna gräns? Om så är fallet, hur många universum finns det? Det här är frågor som forskarna ännu inte har hittat svar på. Vår värld är som en låda med överraskningar. Det verkade en gång bara bestå av jorden och solen, med några stjärnor på himlen. Sedan utökades världsbilden. Därför har gränserna vidgats. Det är inte förvånande att många ljusa sinnen länge har kommit till slutsatsen att universum bara är en del av en ännu större formation.
Dimensioner av objekt i universum i jämförelse (foto)
1. Det här är jorden! Vi bor här. Vid första anblicken är den väldigt stor. Men i själva verket, jämfört med vissa objekt i universum, är vår planet försumbar. Följande bilder hjälper dig åtminstone ungefär att föreställa dig något som helt enkelt inte kan passa in i ditt huvud.
2. Platsen för planeten Jorden i solsystemet.
3. Skalat avstånd mellan jorden och månen. Ser inte för långt bort, eller hur?
4. Inom detta avstånd kan du placera alla planeterna i vårt solsystem, vackert och snyggt.
5. Denna lilla gröna fläck är Nordamerikas kontinent, på planeten Jupiter. Du kan föreställa dig hur mycket större Jupiter är än jorden.
6. Och det här fotot ger en uppfattning om storleken på planeten Jorden (det vill säga våra sex planeter) jämfört med Saturnus.
7. Så här skulle Saturnus ringar se ut om de fanns runt jorden. Skönhet!
8. Hundratals kometer flyger mellan solsystemets planeter. Så här ser kometen Churyumov-Gerasimenko ut, som Philae-sonden landade på hösten 2014, jämfört med Los Angeles.
9. Men alla objekt i solsystemet är försumbara jämfört med vår sol.
10. Så här ser vår planet ut från månens yta.
11. Så här ser vår planet ut från Mars yta.
12. Och det här är vi från Saturnus.
13. Om du flyger till kanten av solsystemet kommer du att se vår planet så här.
14. Låt oss gå tillbaka lite. Detta är jordens storlek jämfört med storleken på vår sol. Imponerande, eller hur?
15. Och det här är vår sol från Mars yta.
16. Men vår sol är bara en av stjärnorna i universum. Deras antal är större än sandkornen på någon strand på jorden.
17. Det betyder att det finns stjärnor mycket större än vår sol. Se bara på hur liten solen är jämfört med den största stjärnan som är känd idag, VY, i stjärnbilden Canis Major.
18. Men inte en enda stjärna kan mäta sig med storleken på vår Vintergatans galax. Om vi minskar vår sol till storleken på en vit blodkropp och minskar hela galaxen med samma mängd, så kommer Vintergatan att vara lika stor som Ryssland.
19. Vår Vintergatans galax är enorm. Vi bor någonstans här.
20. Tyvärr är alla föremål som vi kan se med blotta ögat på himlen på natten placerade i denna gula cirkel.
21. Men Vintergatan är långt ifrån den största galaxen i universum. Detta är Vintergatan jämfört med Galaxy IC 1011, som ligger 350 miljoner ljusår från jorden.
22. Men det är inte allt. Den här Hubble-bilden fångar tusentals och åter tusentals galaxer, som var och en innehåller miljontals stjärnor med sina egna planeter.
23. Till exempel en av galaxerna på bilden, UDF 423. Denna galax ligger tio miljarder ljusår från jorden. När du tittar på det här fotot ser du miljarder år in i det förflutna.
24. Denna mörka bit av natthimlen ser helt tom ut. Men när man zoomar in visar det sig att den innehåller tusentals galaxer med miljarder stjärnor.
25. Och detta är storleken på ett svart hål jämfört med storleken på jordens bana och planeten Neptunus bana.
En sådan svart avgrund skulle lätt kunna suga in hela solsystemet.
> Universums skala
Använd online universums interaktiva skala: universums verkliga dimensioner, jämförelse av rymdobjekt, planeter, stjärnor, kluster, galaxer.
Vi tänker alla på dimensioner i allmänna termer, som en annan verklighet, eller vår uppfattning om miljön omkring oss. Detta är dock bara en del av vad mätningar faktiskt är. Och framför allt den existerande förståelsen mätningar av universums skala– det här är det bäst beskrivna inom fysiken.
Fysiker föreslår att mätningar helt enkelt är olika aspekter av uppfattningen av universums skala. Till exempel inkluderar de fyra första dimensionerna längd, bredd, höjd och tid. Men enligt kvantfysiken finns det andra dimensioner som beskriver universums och kanske alla universums natur. Många forskare tror att det för närvarande finns cirka 10 dimensioner.
Interaktiv skala av universum
Mätning av universums skala
Den första dimensionen är som nämnts längd. Ett bra exempel på ett endimensionellt föremål är en rak linje. Denna linje har bara en längddimension. Den andra dimensionen är bredd. Denna dimension inkluderar längd; ett bra exempel på ett tvådimensionellt objekt skulle vara ett omöjligt tunt plan. Saker i två dimensioner kan bara ses i tvärsnitt.
Den tredje dimensionen handlar om höjd, och det är den dimensionen vi är mest bekanta med. I kombination med längd och bredd är det den mest tydligt synliga delen av universum i dimensionella termer. Den bästa fysiska formen för att beskriva denna dimension är en kub. Den tredje dimensionen finns när längd, bredd och höjd skär varandra.
Nu blir saker lite mer komplicerade eftersom de återstående 7 dimensionerna är förknippade med immateriella begrepp som vi inte direkt kan observera men vet finns. Den fjärde dimensionen är tid. Det är skillnaden mellan dåtid, nutid och framtid. Således skulle den bästa beskrivningen av den fjärde dimensionen vara kronologi.
Andra dimensioner handlar om sannolikheter. De femte och sjätte dimensionerna är förknippade med framtiden. Enligt kvantfysiken kan det finnas hur många möjliga framtider som helst, men det finns bara ett resultat, och anledningen till detta är val. De femte och sjätte dimensionerna är associerade med bifurkationen (förändring, förgrening) av var och en av dessa sannolikheter. I grund och botten, om du kunde kontrollera den femte och sjätte dimensionen, skulle du kunna gå tillbaka i tiden eller besöka olika framtider.
Dimensioner 7 till 10 är associerade med universum och dess skala. De är baserade på det faktum att det finns flera universum, och var och en har sin egen sekvens av dimensioner av verkligheten och möjliga utfall. Den tionde och sista dimensionen är faktiskt ett av alla möjliga resultat av alla universum.
