مقارنة الأحجام في الكون. مقياس مقياس الكون. ومع ذلك ، دعونا نواصل الحديث عن الكواكب.

التي عليها. بالنسبة للجزء الأكبر ، نحن جميعًا مقيدون بالسلاسل إلى المكان الذي نعيش ونعمل فيه. أبعاد عالمنا مذهلة ، لكنها لا تُقارن بأي شيء على الإطلاق مع الكون. كما يقولون - "ولدت بعد فوات الأوان لاستكشاف العالم ومن المبكر جدًا استكشاف الفضاء"... إنه حتى إهانة. ومع ذلك ، لنبدأ - فقط كن حريصًا حتى لا تصاب بالدوار.

1. هذه هي الأرض.

هذا هو الكوكب ذاته الذي يعد حاليًا الموطن الوحيد للبشرية. المكان الذي ظهرت فيه الحياة بطريقة سحرية (أو ربما ليس بطريقة سحرية) وفي سياق التطور ظهر أنت وأنا.

2. مكانتنا في النظام الشمسي.

أقرب الأجسام الفضائية الكبيرة التي تحيط بنا ، بالطبع ، هي جيراننا في النظام الشمسي. يتذكر الجميع أسمائهم منذ الطفولة ، ويتم نحت النماذج في دروس العالم المحيط. لقد حدث أنه حتى من بينهم لسنا الأكبر ...

3. المسافة بين الأرض والقمر.

لا يبدو ذلك بعيدًا ، أليس كذلك؟ وإذا أخذنا في الاعتبار أيضًا السرعات الحديثة ، فلا شيء على الإطلاق.

4. في الواقع - يكفي.

إذا حاولت ، فحينئذٍ بدقة وراحة - بين الكوكب والقمر الصناعي ، يمكنك بسهولة وضع بقية كواكب النظام الشمسي.

5. ومع ذلك ، دعونا نواصل الحديث عن الكواكب.

أمامك أمريكا الشمالية وكأنها وضعت على كوكب المشتري. نعم ، هذه البقعة الخضراء الصغيرة هي أمريكا الشمالية. هل يمكنك أن تتخيل مدى ضخامة أرضنا إذا نقلناها إلى مقياس كوكب المشتري؟ ربما لا يزال الناس يكتشفون أراض جديدة)

6. هذه هي الأرض مقارنة بالمشتري.

Nuuu ، أو بالأحرى ستة أراضي - للتوضيح.

7. حلقات زحل يا سيدي.

سيكون لحلقات زحل مثل هذا المظهر الرائع ، بشرط أنها تدور حول الأرض. انظر إلى بولينيزيا - تشبه إلى حد ما أيقونة الأوبرا ، أليس كذلك؟

8. دعونا نقارن الأرض بالشمس؟

لا تبدو كبيرة في السماء ...

9. يفتح هذا المنظر على الأرض ، إذا نظرت إليه من القمر.

لطيف ، أليس كذلك؟ وحيد للغاية على خلفية الفضاء الفارغ. او ليس فارغا؟ لنكمل ...

10. وهكذا من المريخ

أراهن أنك لن تعرف ما إذا كانت الأرض.

11. هذه لقطة للأرض خلف حلقات زحل مباشرة

12. وهنا نبتون.

4.5 مليار كيلومتر فقط. كم من الوقت سوف تبحث عنه؟

13. لذا دعنا نعود إلى النجم المسمى الشمس.

مشهد مثير ، أليس كذلك؟

14. ها هي الشمس من على سطح المريخ.

15. وهنا مقارنتها بميزان النجمة VY Canis Major.

كيف تريده؟ أكثر من رائعة. هل يمكنك تخيل نوع الطاقة المركزة هناك؟

16. لكن هذا هراء ، إذا قارنا نجمنا مع أبعاد مجرة ​​درب التبانة.

لتوضيح الأمر ، تخيل أننا قمنا بضغط شمسنا إلى حجم خلية الدم البيضاء. في هذه الحالة ، حجم مجرة ​​درب التبانة يمكن مقارنته تمامًا بحجم روسيا ، على سبيل المثال. هذه هي درب التبانة.

17. بشكل عام ، النجوم ضخمة

كل ما يتم وضعه في هذه الدائرة الصفراء هو كل ما يمكنك رؤيته من الأرض ليلاً. الباقي لا يمكن الوصول إليه بالعين المجردة.

18. ولكن هناك أيضًا مجرات أخرى.

ها هي مجرة ​​درب التبانة مقارنة بالمجرة IC 1011 ، التي تقع على بعد 350 مليون سنة ضوئية من الأرض.

دعنا نتناولها مرة أخرى؟

إذن هذه الأرض هي موطننا.

تصغير الحجم إلى حجم النظام الشمسي ...

لنأخذ المزيد ...

والآن بحجم مجرة ​​درب التبانة ...

دعونا نستمر في الانخفاض ...

و كذلك ...

أوشكت على الانتهاء ، لا تقلق ...

مستعد! النهاية!

هذا هو كل ما يمكن للبشرية أن تراه الآن باستخدام التكنولوجيا الحديثة. انها ليست حتى نملة ... احكم على نفسك ، فقط لا تصاب بالجنون ...

مثل هذا المقياس لا يناسب رأسي. لكن شخصًا ما يعلن بثقة أننا وحدنا في الكون ، على الرغم من أنهم أنفسهم غير متأكدين حقًا مما إذا كان الأمريكيون على سطح القمر أم لا.

انتظر يا رفاق ... انتظر.

مقارنة أحجام الأشياء في الكون (صورة)

1. هذه هي الأرض! نحن نعيش هنا. للوهلة الأولى ، تبدو كبيرة جدًا. ولكن ، في الواقع ، بالمقارنة مع بعض الأشياء في الكون ، فإن كوكبنا لا يكاد يذكر. ستساعدك الصور التالية على تخيل شيء لا يتناسب مع رأسك على الأقل تقريبًا.

2. موقع كوكب الأرض في النظام الشمسي.

3. المسافة المقاسة بين الأرض والقمر. لا تبدو بعيدة جدا ، أليس كذلك؟

4. ضمن هذه المسافة ، يمكن وضع جميع كواكب نظامنا الشمسي بشكل جميل وأنيق.

5. هذه البقعة الخضراء الصغيرة هي قارة أمريكا الشمالية ، على كوكب المشتري. يمكن للمرء أن يتخيل حجم كوكب المشتري أكبر من الأرض.

6. وتعطي هذه الصورة فكرة عن حجم كوكب الأرض (أي ستة من كواكبنا) مقارنة بزحل.

7. هكذا تبدو حلقات زحل إذا كانت حول الأرض. الجمال!

8. مئات المذنبات تطير بين كواكب المجموعة الشمسية. هكذا يبدو المذنب تشوريوموف-جيراسيمنكو ، الذي هبط عليه مسبار فيلة في خريف عام 2014 ، مقارنة بلوس أنجلوس.

9. لكن جميع الأجسام في النظام الشمسي صغيرة مقارنة بشمسنا.

10. هكذا يبدو كوكبنا من سطح القمر.

11. هكذا يبدو كوكبنا من سطح المريخ.

12. وهذا منا من زحل.

13. إذا سافرت إلى حدود النظام الشمسي ، فسترى كوكبنا مثل هذا.

14. دعنا نعود قليلا. هذا هو حجم الأرض مقارنة بحجم شمسنا. مثير للإعجاب ، أليس كذلك؟

15. وهذه شمسنا من على سطح المريخ.

16. لكن شمسنا ليست سوى واحدة من نجوم الكون. عددهم أكثر من حبيبات الرمل على أي شاطئ على وجه الأرض.

17. هذا يعني أن هناك نجومًا أكبر بكثير من شمسنا. انظر فقط إلى مدى صغر حجم الشمس مقارنة بأكبر نجم معروف حتى الآن ، VY ، في كوكبة Canis Major.

18. ولكن لا يمكن لأي نجم أن يضاهي حجم مجرتنا درب التبانة. إذا قللنا شمسنا إلى حجم خلية دم بيضاء وقللنا المجرة بأكملها بنفس العامل ، فإن مجرة ​​درب التبانة ستكون بحجم روسيا.

19. مجرتنا درب التبانة ضخمة. نحن نعيش في مكان ما هنا.

20. للأسف ، كل الأشياء التي يمكننا رؤيتها بالعين المجردة في السماء ليلا توضع في هذه الدائرة الصفراء.

21. لكن درب التبانة أبعد ما يكون عن أكبر مجرة ​​في الكون. هذه هي مجرة ​​درب التبانة بالمقارنة مع Galaxy IC 1011 ، والتي تبعد 350 مليون سنة ضوئية عن الأرض.

22. لكن هذا ليس كل شيء. التقطت هذه الصورة من تلسكوب هابل صورًا لآلاف وآلاف المجرات ، كل منها يحتوي على ملايين النجوم مع كواكبها الخاصة.

23. على سبيل المثال ، إحدى المجرات في الصورة ، UDF 423. هذه المجرة تقع على بعد عشرة بلايين سنة ضوئية من الأرض. عندما تنظر إلى هذه الصورة ، فإنك تنظر إلى ماضي بلايين السنين.

24. هذه القطعة المظلمة من سماء الليل تبدو فارغة تماما. ولكن عند التكبير ، تبين أنها تحتوي على آلاف المجرات بمليارات النجوم.

25. وهذا هو حجم الثقب الأسود مقارنة بحجم مدار الأرض ومدار كوكب نبتون.

يمكن أن تمتص إحدى هذه الهاوية السوداء بسهولة النظام الشمسي بأكمله.

هل تعلم أن الكون الذي نلاحظه له حدود محددة إلى حد ما؟ تعودنا على ربط الكون بشيء لا نهائي وغير مفهوم. ومع ذلك ، فإن العلم الحديث عن سؤال "اللانهاية" للكون يقدم إجابة مختلفة تمامًا لمثل هذا السؤال "الواضح".

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، يبلغ حجم الكون المرئي حوالي 45.7 مليار سنة ضوئية (أو 14.6 غيغا فرسخ). لكن ماذا تعني هذه الأرقام؟

السؤال الأول الذي يطرحه الشخص العادي هو كيف لا يمكن أن يكون الكون لانهائيًا على الإطلاق؟ يبدو أنه لا جدال في أن حاوية كل ما هو موجود من حولنا يجب ألا تكون لها حدود. إذا كانت هذه الحدود موجودة ، فما هي؟

لنفترض أن بعض رواد الفضاء قد طار إلى حدود الكون. ماذا سيرى امامه؟ جدار صلب؟ حاجز نارى؟ وما وراء ذلك - الفراغ؟ كون آخر؟ ولكن هل يمكن أن يعني الفراغ أو الكون الآخر أننا على حدود الكون؟ بعد كل شيء ، هذا لا يعني أنه لا يوجد "شيء". الفراغ والكون الآخر هما أيضًا "شيء". لكن الكون هو شيء يحتوي على كل شيء "شيء".

نصل إلى تناقض مطلق. اتضح أن حدود الكون يجب أن تخفي عنا شيئًا لا ينبغي أن يكون. أو أن حدود الكون يجب أن تحجب "كل شيء" عن "شيء ما" ، ولكن هذا "الشيء" يجب أن يكون أيضًا جزءًا من "كل شيء". بشكل عام ، هذا عبث كامل. إذن كيف يمكن للعلماء أن يدعيوا الحجم المحدود لكوننا وكتلته وحتى عمره؟ هذه القيم ، على الرغم من أنها كبيرة بشكل لا يمكن تصوره ، لا تزال محدودة. هل يتجادل العلم مع ما هو واضح؟ للتعامل مع هذا ، دعونا أولاً نتتبع كيف توصل البشر إلى فهم حديث للكون.

توسيع الحدود

منذ العصور السحيقة ، كان الإنسان مهتمًا بما هو العالم من حوله. لا يحتاج المرء إلى إعطاء أمثلة عن الحيتان الثلاثة ومحاولات أخرى للقدماء لشرح الكون. كقاعدة عامة ، انتهى الأمر برمته إلى حقيقة أن أساس كل ما هو موجود هو السماوات الأرضية. حتى في العصور القديمة والوسطى ، عندما كان لدى علماء الفلك معرفة واسعة بالقوانين التي تحكم حركة الكواكب على طول الكرة السماوية "الثابتة" ، ظلت الأرض مركز الكون.

بطبيعة الحال ، حتى في اليونان القديمة كان هناك من اعتقد أن الأرض تدور حول الشمس. كان هناك من تحدث عن العوالم المتعددة وعن اللانهاية للكون. لكن التبرير البناء لهذه النظريات ظهر فقط في بداية الثورة العلمية.

في القرن السادس عشر ، حقق عالم الفلك البولندي نيكولاس كوبرنيكوس أول اختراق كبير في معرفة الكون. لقد أثبت بحزم أن الأرض ليست سوى كوكب واحد من الكواكب التي تدور حول الشمس. مثل هذا النظام يبسط إلى حد كبير تفسير مثل هذه الحركة المعقدة والمعقدة للكواكب في الكرة السماوية. في حالة الأرض الثابتة ، كان على الفلكيين اختراع كل أنواع النظريات البارعة لشرح سلوك الكواكب هذا. من ناحية أخرى ، إذا تم اعتبار الأرض متحركة ، فإن تفسير هذه الحركات المعقدة يأتي بشكل طبيعي. هذه هي الطريقة التي ترسخ بها نموذج جديد يسمى "مركزية الشمس" في علم الفلك.

العديد من شموس

ومع ذلك ، حتى بعد ذلك ، استمر علماء الفلك في حصر الكون في "مجال النجوم الثابتة". حتى القرن التاسع عشر ، لم يتمكنوا من تقدير المسافة إلى النجوم. لعدة قرون ، حاول علماء الفلك عبثًا اكتشاف الانحرافات في مواقع النجوم بالنسبة للحركة المدارية للأرض (الاختلافات السنوية). لم تسمح أدوات تلك الأوقات بمثل هذه القياسات الدقيقة.

أخيرًا ، في عام 1837 ، قام عالم الفلك الروسي الألماني فاسيلي ستروف بقياس اختلاف المنظر. كان هذا بمثابة خطوة جديدة في فهم حجم الفضاء. الآن يمكن للعلماء أن يقولوا بأمان أن النجوم تشبه الشمس بعيدًا. ومن الآن فصاعدًا ، فإن نجمنا ليس مركزًا لكل شيء ، ولكنه "ساكن" متساوٍ من العنقود النجمي اللامتناهي.

اقترب علماء الفلك من فهم مقياس الكون ، لأن المسافات إلى النجوم اتضح أنها وحشية حقًا. حتى حجم مدارات الكواكب بدا غير مهم بالمقارنة مع هذا. بعد ذلك ، كان من الضروري فهم كيفية تركيز النجوم.

كثير من درب التبانة

توقع الفيلسوف الشهير إيمانويل كانط أسس الفهم الحديث لهيكل الكون الواسع النطاق في عام 1755. لقد افترض أن درب التبانة عبارة عن مجموعة ضخمة من النجوم الدوارة. في المقابل ، فإن العديد من السدم المرصودة هي أيضًا "طرق حليبية" أكثر بعدًا - مجرات. على الرغم من ذلك ، حتى القرن العشرين ، التزم علماء الفلك بحقيقة أن جميع السدم هي مصادر لتشكيل النجوم وهي جزء من مجرة ​​درب التبانة.

تغير الوضع عندما تعلم الفلكيون قياس المسافات بين المجرات باستخدام. يعتمد اللمعان المطلق للنجوم من هذا النوع بشكل صارم على فترة تغيرها. بمقارنة لمعانها المطلق مع اللمعان المرئي ، من الممكن تحديد المسافة بينها بدقة عالية. تم تطوير هذه الطريقة في أوائل القرن العشرين من قبل أينار هيرزسرونغ وهارلو شيلبي. بفضله ، حدد عالم الفلك السوفيتي إرنست إيبيك في عام 1922 المسافة إلى أندروميدا ، والتي تبين أنها أكبر من حجم مجرة ​​درب التبانة.

واصل إدوين هابل مسعى Epic. من خلال قياس سطوع Cepheids في المجرات الأخرى ، قام بقياس المسافة بينها ومقارنتها مع الانزياح الأحمر في أطيافها. لذلك في عام 1929 طور قانونه الشهير. لقد دحض عمله بشكل قاطع الفكرة الراسخة بأن درب التبانة هي حافة الكون. لقد كانت الآن واحدة من العديد من المجرات التي كانت تعتبر في يوم من الأيام جزءًا لا يتجزأ منها. تم تأكيد فرضية كانط بعد ما يقرب من قرنين من تطورها.

في وقت لاحق ، سمحت العلاقة بين مسافة المجرة من الراصد وسرعة إزالتها من الراصد ، التي اكتشفها هابل ، بتكوين صورة كاملة لبنية الكون واسعة النطاق. اتضح أن المجرات لم تكن سوى جزء ضئيل منها. لقد ارتبطوا في مجموعات ، عناقيد في عناقيد عملاقة. بدورها ، تنثني العناقيد الفائقة لتصبح أكبر الهياكل المعروفة في الكون - الخيوط والجدران. تشكل هذه الهياكل ، المتاخمة للأجسام الخارقة الضخمة () ، الهيكل الواسع النطاق للكون المعروف حاليًا.

اللانهاية الظاهرة

مما سبق ، يترتب على ذلك أنه في غضون بضعة قرون فقط ، قفز العلم تدريجياً من مركزية الأرض إلى الفهم الحديث للكون. ومع ذلك ، فإن هذا لا يقدم إجابة عن سبب تقييدنا للكون هذه الأيام. في الواقع ، حتى الآن ، كان الأمر يتعلق فقط بحجم الكون ، وليس حول طبيعته ذاتها.

أول من قرر إثبات لانهاية الكون هو إسحاق نيوتن. بعد أن اكتشف قانون الجاذبية العالمية ، اعتقد أنه إذا كان الفضاء محدودًا ، فإن جميع أجسادها ستندمج عاجلاً أم آجلاً في كل واحد. قبله ، إذا عبر شخص ما عن فكرة لانهاية الكون ، فقد كان ذلك في سياق فلسفي حصريًا. بدون أي مبرر علمي. مثال على ذلك جيوردانو برونو. بالمناسبة ، مثل كانط ، كان متقدمًا على العلم بقرون عديدة. كان أول من أعلن أن النجوم شموس بعيدة ، وأن الكواكب تدور حولها أيضًا.

يبدو أن حقيقة اللانهائية مبررة وواضحة تمامًا ، لكن نقاط التحول في العلم في القرن العشرين زعزعت هذه "الحقيقة".

الكون الثابت

أول خطوة مهمة نحو تطوير نموذج حديث للكون قام بها ألبرت أينشتاين. قدم الفيزيائي الشهير نموذجه لكون ثابت في عام 1917. استند هذا النموذج إلى النظرية العامة للنسبية ، التي طورها في نفس العام قبل ذلك. وفقًا لنموذجه ، الكون لانهائي في الزمان ومحدود في الفضاء. لكن بعد كل شيء ، كما ذكرنا سابقًا ، وفقًا لنيوتن ، يجب أن ينهار الكون ذي الحجم المحدود. للقيام بذلك ، قدم أينشتاين ثابتًا كونيًا ، والذي عوض عن جاذبية الأجسام البعيدة.

كما قد يبدو متناقضًا ، لم يحد أينشتاين من محدودية الكون. في رأيه ، الكون عبارة عن غلاف مغلق من الغلاف الفائق. التشبيه هو سطح كرة ثلاثية الأبعاد عادية ، على سبيل المثال ، كرة أرضية أو الأرض. بغض النظر عن مقدار ما يسافر به المسافر حول الأرض ، فلن يصل أبدًا إلى حافتها. ومع ذلك ، هذا لا يعني على الإطلاق أن الأرض لانهائية. سيعود المسافر ببساطة إلى المكان الذي بدأ فيه رحلته.

على سطح الكرة الزائدة

وبالمثل ، فإن المتجول في الفضاء ، الذي يتغلب على كون أينشتاين على متن مركبة فضائية ، يمكنه العودة إلى الأرض. هذه المرة فقط لن يتحرك المتجول على طول السطح ثنائي الأبعاد للكرة ، ولكن على طول السطح ثلاثي الأبعاد للكرة الزائدة. هذا يعني أن للكون حجمًا محدودًا ، وبالتالي عددًا محدودًا من النجوم والكتلة. ومع ذلك ، فإن الكون ليس له حدود أو أي مركز.

توصل أينشتاين إلى مثل هذه الاستنتاجات من خلال ربط المكان والزمان والجاذبية في نظريته الشهيرة. قبله ، كانت هذه المفاهيم تعتبر منفصلة ، ولهذا السبب كان فضاء الكون إقليديًا بحتًا. أثبت أينشتاين أن الجاذبية نفسها هي انحناء للزمكان. أدى هذا إلى تغيير جذري في الأفكار المبكرة حول طبيعة الكون ، بناءً على ميكانيكا نيوتن الكلاسيكية والهندسة الإقليدية.

توسيع الكون

حتى مكتشف "الكون الجديد" نفسه لم يكن غريباً عن الوهم. على الرغم من أن أينشتاين حصر الكون في الفضاء ، إلا أنه استمر في اعتباره ثابتًا. وفقًا لنموذجه ، كان الكون ولا يزال أبديًا ، ويظل حجمه دائمًا كما هو. في عام 1922 ، قام الفيزيائي السوفيتي ألكسندر فريدمان بتوسيع هذا النموذج بشكل كبير. وفقًا لحساباته ، فإن الكون ليس ثابتًا على الإطلاق. يمكن أن يتوسع أو يتقلص بمرور الوقت. يشار إلى أن فريدمان توصل إلى مثل هذا النموذج بناءً على نفس نظرية النسبية. كان قادرًا على تطبيق هذه النظرية بشكل صحيح ، متجاوزًا الثابت الكوني.

لم يقبل ألبرت أينشتاين هذا "التعديل" على الفور. جاء اكتشاف هابل المذكور سابقًا لإنقاذ هذا النموذج الجديد. أثبت تشتت المجرات بلا منازع حقيقة تمدد الكون. لذلك كان على أينشتاين أن يعترف بخطئه. الآن كان للكون عمر معين ، والذي يعتمد بشكل صارم على ثابت هابل ، الذي يميز معدل تمدده.

مزيد من تطوير علم الكونيات

عندما حاول العلماء حل هذه المشكلة ، تم اكتشاف العديد من المكونات المهمة الأخرى للكون وتم تطوير نماذج مختلفة منه. لذلك في عام 1948 قدم جورجي جامو فرضية "حول الكون الساخن" ، والتي تحولت فيما بعد إلى نظرية الانفجار الأعظم. أكد الاكتشاف في عام 1965 تخميناته. الآن يمكن لعلماء الفلك أن يرصدوا الضوء الذي ينزل من اللحظة التي أصبح فيها الكون شفافًا.

تم تأكيد المادة المظلمة ، التي تنبأ بها فريتز زويكي في عام 1932 ، في عام 1975. تفسر المادة المظلمة في الواقع وجود المجرات والعناقيد المجرية والكون نفسه ككل. لذلك علم العلماء أن معظم كتلة الكون غير مرئية تمامًا.

أخيرًا ، في عام 1998 ، أثناء دراسة المسافة إلى ، اكتشف أن الكون يتوسع مع التسارع. أدت نقطة التحول التالية في العلم إلى ظهور الفهم الحديث لطبيعة الكون. وجد المعامل الكوني ، الذي قدمه أينشتاين ودحضه فريدمان ، مكانه مرة أخرى في نموذج الكون. يفسر وجود المعامل الكوني (الثابت الكوني) تمدده المتسارع. لشرح وجود ثابت كوني ، تم تقديم المفهوم - حقل افتراضي يحتوي على معظم كتلة الكون.

الفهم الحالي لحجم الكون المرئي

يسمى النموذج الحالي للكون أيضًا نموذج ΛCDM. يشير الحرف "Λ" إلى وجود ثابت كوني يفسر التوسع المتسارع للكون. تعني كلمة "CDM" أن الكون مليء بالمادة المظلمة الباردة. تشير الدراسات الحديثة إلى أن ثابت هابل يبلغ حوالي 71 (كم / ث) / Mpc ، وهو ما يتوافق مع عمر الكون البالغ 13.75 مليار سنة. بمعرفة عمر الكون ، يمكن للمرء أن يقدر حجم المنطقة التي يمكن ملاحظتها.

وفقًا لنظرية النسبية ، لا يمكن أن تصل المعلومات حول أي جسم إلى الراصد بسرعة أكبر من سرعة الضوء (299792458 م / ث). اتضح أن المراقب لا يرى شيئًا فحسب ، بل ماضيه. كلما ابتعد الكائن عنه ، بدا الماضي البعيد. على سبيل المثال ، عند النظر إلى القمر ، نرى كيف كان الأمر قبل أكثر من ثانية بقليل ، الشمس - منذ أكثر من ثماني دقائق ، أقرب النجوم - السنوات ، المجرات - منذ ملايين السنين ، إلخ. في نموذج أينشتاين الثابت ، ليس للكون حدود عمرية ، مما يعني أن منطقته التي يمكن ملاحظتها ليست محدودة أيضًا بأي شيء. الراصد ، مسلحًا بمزيد من الأدوات الفلكية المتقدمة ، سيرصد المزيد والمزيد من الأجسام القديمة والبعيدة.

لدينا صورة مختلفة مع النموذج الحديث للكون. وفقًا لها ، الكون له عمر ، وبالتالي فهو حد للمراقبة. أي منذ اللحظة التي وُلد فيها الكون ، لم يكن لدى أي فوتون وقت للسفر لمسافة تزيد عن 13.75 مليار سنة ضوئية. اتضح أنه يمكننا القول أن الكون المرئي محدود من الراصد بمنطقة كروية نصف قطرها 13.75 مليار سنة ضوئية. ومع ذلك ، هذا ليس صحيحًا تمامًا. لا تنسى توسع فضاء الكون. حتى يصل الفوتون إلى المراقب ، فإن الجسم الذي أطلقه سيكون 45.7 مليار سيفرت منا. سنوات. هذا الحجم هو أفق الجسيمات ، وهو حدود الكون المرئي.

في الأفق

لذا ، فإن حجم الكون المرئي ينقسم إلى نوعين. الحجم المرئي ، ويسمى أيضًا نصف قطر هابل (13.75 مليار سنة ضوئية). والحجم الحقيقي يسمى أفق الجسيم (45.7 مليار سنة ضوئية). بشكل أساسي ، كلا هذين الآفاقين لا يميزان على الإطلاق الحجم الحقيقي للكون. أولاً ، يعتمدون على موقع الراصد في الفضاء. ثانيًا ، يتغيرون بمرور الوقت. في حالة نموذج ΛCDM ، يتمدد أفق الجسيمات بسرعة أكبر من أفق هابل. السؤال عما إذا كان هذا الاتجاه سيتغير في المستقبل ، العلم الحديث لا يعطي إجابة. لكن إذا افترضنا أن الكون سيستمر في التوسع مع التسارع ، فإن كل تلك الأشياء التي نراها الآن ، عاجلاً أم آجلاً ، ستختفي من "مجال رؤيتنا".

في الوقت الحالي ، يعتبر إشعاع الخلفية الميكروويف هو أبعد ضوء يلاحظه علماء الفلك. عند التحديق فيه ، يرى العلماء الكون كما كان بعد 380 ألف سنة من الانفجار العظيم. في هذه اللحظة ، برد الكون لدرجة أنه كان قادرًا على إصدار فوتونات حرة ، يتم التقاطها اليوم بمساعدة التلسكوبات الراديوية. في تلك الأيام ، لم يكن هناك نجوم أو مجرات في الكون ، ولكن فقط سحابة مستمرة من الهيدروجين والهيليوم وكمية ضئيلة من العناصر الأخرى. من عدم التجانس الذي لوحظ في هذه السحابة ، سوف تتشكل العناقيد المجرية لاحقًا. اتضح أن تلك الأشياء التي تشكلت بالضبط من عدم تجانس الإشعاع المتبقي تقع بالقرب من أفق الجسيمات.

حدود حقيقية

ما إذا كان للكون حدود حقيقية وغير قابلة للرصد لا تزال موضوع التخمينات العلمية الزائفة. بطريقة أو بأخرى ، يتقارب الجميع في ما لا نهاية للكون ، لكنهم يفسرون هذه اللانهاية بطرق مختلفة تمامًا. يعتبر البعض أن الكون متعدد الأبعاد ، حيث إن كوننا "المحلي" ثلاثي الأبعاد هو مجرد واحدة من طبقاته. يقول آخرون أن الكون كسوري - مما يعني أن كوننا المحلي قد يتحول إلى جسيم آخر. لا تنسى النماذج المختلفة للكون المتعدد بأكوانه المغلقة والمفتوحة والمتوازية والثقوب الدودية. وهناك العديد والعديد من الإصدارات المختلفة ، وعددها محدود فقط بالخيال البشري.

لكن إذا قمنا بتشغيل الواقعية الباردة أو ببساطة ابتعدنا عن كل هذه الفرضيات ، فيمكننا أن نفترض أن كوننا هو مستودع متجانس لانهائي لجميع النجوم والمجرات. علاوة على ذلك ، في أي نقطة بعيدة جدًا ، سواء كانت بلايين الغيغا فرسخ منا ، ستكون جميع الظروف متطابقة تمامًا. في هذه المرحلة ، سيكون هناك نفس أفق الجسيمات وكرة هابل مع نفس بقايا الإشعاع عند حافتها. سيكون هناك نفس النجوم والمجرات حولها. ومن المثير للاهتمام أن هذا لا يتعارض مع توسع الكون. بعد كل شيء ، ليس الكون فقط هو الذي يتوسع ، ولكن فضاءه ذاته. حقيقة أنه في لحظة الانفجار العظيم نشأ الكون من نقطة واحدة فقط تقول أن الأبعاد الصغيرة بلا حدود (صفر عمليًا) التي تحولت الآن إلى أبعاد كبيرة لا يمكن تصورها. في المستقبل ، سوف نستخدم هذه الفرضية المعينة من أجل فهم مقياس الكون المرئي بوضوح.

التمثيل المرئي

توفر المصادر المختلفة جميع أنواع النماذج المرئية التي تسمح للناس بفهم مقياس الكون. ومع ذلك ، لا يكفي أن ندرك حجم الكون. من المهم أن نفهم كيف تتجلى بالفعل مفاهيم مثل أفق هابل وأفق الجسيمات. للقيام بذلك ، دعنا نتخيل نموذجنا خطوة بخطوة.

دعونا ننسى أن العلم الحديث لا يعرف عن المنطقة "الأجنبية" من الكون. تجاهل الإصدارات حول الكون المتعدد والكون الكسري و "أصنافه" الأخرى ، تخيل أنه ببساطة لانهائي. كما ذكرنا سابقًا ، هذا لا يتعارض مع توسيع مساحتها. بالطبع ، سوف نأخذ في الاعتبار حقيقة أن كرة هابل ومجال الجسيمات تساوي على التوالي 13.75 و 45.7 مليار سنة ضوئية.

مقياس الكون

اضغط على زر START واكتشف عالمًا جديدًا غير معروف!
بادئ ذي بدء ، دعنا نحاول إدراك حجم المقياس العالمي. إذا كنت قد سافرت حول كوكبنا ، فيمكنك تخيل حجم الأرض بالنسبة لنا. الآن دعونا نتخيل كوكبنا على أنه حبة حنطة سوداء تدور حول بطيخ وشمس بحجم نصف ملعب كرة قدم. في هذه الحالة ، سيتوافق مدار نبتون مع حجم مدينة صغيرة ، ومنطقة القمر ، ومنطقة حدود تأثير الشمس على المريخ. اتضح أن نظامنا الشمسي أكبر بكثير من الأرض مثل المريخ أكبر من الحنطة السوداء! ولكن هذا هو مجرد بداية.

الآن دعونا نتخيل أن هذه الحنطة السوداء ستكون نظامنا ، وحجمها يساوي تقريبًا فرسخ واحد. ثم ستكون مجرة ​​درب التبانة بحجم ملعبين لكرة القدم. ومع ذلك ، حتى هذا لن يكون كافيا بالنسبة لنا. سيتعين علينا تقليل مجرة ​​درب التبانة إلى حجم سنتيمتر. سوف يشبه إلى حد ما رغوة القهوة الملفوفة في دوامة في منتصف الفضاء بين المجرات الأسود القهوة. على بعد عشرين سنتيمترا منه يوجد نفس "الفتات" الحلزوني - سديم أندروميدا. من حولهم سيكون هناك سرب من المجرات الصغيرة من عنقودنا المحلية. الحجم الظاهر لكوننا سيكون 9.2 كيلومترات. لقد توصلنا إلى فهم الأبعاد العالمية.

داخل الفقاعة العالمية

ومع ذلك ، لا يكفي أن نفهم المقياس نفسه. من المهم أن نفهم ديناميكيات الكون. تخيل أنفسنا كعمالقة يبلغ قطر مجرة ​​درب التبانة سنتيمترًا. كما أشرنا الآن ، سنجد أنفسنا داخل كرة نصف قطرها 4.57 وقطرها 9.24 كيلومترات. تخيل أننا قادرون على التحليق داخل هذا المجال ، والسفر ، والتغلب على ميغا فرسخ كامل في ثانية. ماذا سنرى إذا كان كوننا لانهائي؟

بالطبع سيكون أمامنا عدد لا حصر له من جميع أنواع المجرات. بيضاوي الشكل ، حلزوني ، غير منتظم. ستكون بعض المناطق تعج بهم ، والبعض الآخر سيكون فارغًا. الميزة الرئيسية هي أنها بصريًا ستكون بلا حراك بينما نحن بلا حراك. ولكن بمجرد أن نتخذ خطوة ، ستبدأ المجرات نفسها في التحرك. على سبيل المثال ، إذا تمكنا من تمييز النظام الشمسي المجهري في درب التبانة بالسنتيمتر ، فسنكون قادرين على مراقبة تطوره. عند التحرك على بعد 600 متر من مجرتنا ، سنرى الشمس البدائية والقرص الكوكبي الأولي في وقت التكوين. بالاقتراب منه ، سنرى كيف تظهر الأرض ، وتولد الحياة ويظهر الإنسان. بنفس الطريقة ، سنرى كيف تتحور المجرات وتتحرك كلما ابتعدنا أو اقتربنا منها.

لذلك ، كلما نظرنا إلى المجرات الأبعد ، كلما أصبحت أقدم بالنسبة لنا. لذا فإن المجرات الأبعد ستكون على بعد أكثر من 1300 متر منا ، وفي مطلع 1380 مترًا سنرى بقايا الإشعاع. صحيح أن هذه المسافة ستكون خيالية بالنسبة لنا. ومع ذلك ، كلما اقتربنا من الإشعاع البقايا ، سنرى صورة مثيرة للاهتمام. بطبيعة الحال ، سوف نلاحظ كيف تتشكل المجرات وتتطور من السحابة الأصلية للهيدروجين. عندما نصل إلى إحدى هذه المجرات المتكونة ، سنفهم أننا لم نتغلب على 1.375 كيلومترًا على الإطلاق ، بل على 4.57 كيلومترًا.

تصغير

نتيجة لذلك ، سوف نزيد حجمنا أكثر. الآن يمكننا وضع فراغات وجدران كاملة في القبضة. لذلك نجد أنفسنا في فقاعة صغيرة إلى حد ما ، يستحيل الخروج منها. لن تزداد المسافة إلى الأشياء الموجودة على حافة الفقاعة مع اقترابها فحسب ، بل ستتحرك الحافة نفسها بلا حدود. هذه هي النقطة الكاملة لحجم الكون المرئي.

بغض النظر عن حجم الكون ، بالنسبة للمراقب ، سيظل دائمًا فقاعة محدودة. سيكون الراصد دائمًا في وسط هذه الفقاعة ، في الواقع ، هو مركزها. في محاولة للوصول إلى أي كائن على حافة الفقاعة ، سيحول المراقب مركزه. عندما يقترب من الكائن ، فإن هذا الكائن سوف يتحرك أبعد وأبعد من حافة الفقاعة وفي نفس الوقت يتغير. على سبيل المثال ، من سحابة هيدروجين عديمة الشكل ، ستتحول إلى مجرة ​​كاملة أو مجموعة مجرات أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، سيزداد المسار إلى هذا الكائن كلما اقتربت منه ، حيث ستتغير المساحة المحيطة نفسها. بمجرد أن نصل إلى هذا الكائن ، سنقوم بتحريكه فقط من حافة الفقاعة إلى مركزها. على حافة الكون ، سوف تومض بقايا الإشعاع أيضًا.

إذا افترضنا أن الكون سيستمر في التوسع بمعدل متسارع ، ثم كونه في مركز الفقاعة وامتداد الوقت لمليارات وتريليونات وحتى ترتيب أعلى من السنوات المقبلة ، فسنلاحظ صورة أكثر إثارة للاهتمام. على الرغم من أن فقاعتنا ستنمو أيضًا في الحجم ، فإن مكوناتها المتحولة ستبتعد عنا بشكل أسرع ، تاركة حافة هذه الفقاعة ، حتى يتشتت كل جسيم من الكون في فقاعته المنعزلة دون القدرة على التفاعل مع الجسيمات الأخرى.

لذلك ، لا يمتلك العلم الحديث معلومات حول ماهية الأبعاد الحقيقية للكون وما إذا كان له حدود. لكننا نعلم على وجه اليقين أن الكون المرصود له حدود مرئية وحقيقية ، تسمى نصف قطر هابل (13.75 مليار سنة ضوئية) ونصف قطر الجسيمات (45.7 مليار سنة ضوئية) ، على التوالي. تعتمد هذه الحدود كليًا على موضع المراقب في الفضاء وتتوسع بمرور الوقت. إذا تمدد نصف قطر هابل بدقة بسرعة الضوء ، فإن تمدد أفق الجسيم يتسارع. تظل مسألة ما إذا كان تسارع أفق الجسيم سيستمر أكثر ولن يتغير إلى ضغط مفتوحًا.

كانت هناك أوقات كان فيها عالم البشر مقصورًا على سطح الأرض الواقع تحت أقدامهم. مع تطور التكنولوجيا ، وسعت البشرية آفاقها. الآن يفكر الناس فيما إذا كان لعالمنا حدود وما هو مقياس الكون؟ في الواقع ، لا يمكن لأي شخص أن يتخيل حجمه الحقيقي. لأنه ليس لدينا معالم مناسبة. حتى علماء الفلك المحترفين يرسمون لأنفسهم (على الأقل في الخيال) نماذج يتم تصغيرها عدة مرات. الأساس هو الارتباط الدقيق للأبعاد التي تمتلكها كائنات الكون. وعند حل المسائل الرياضية ، فإنها بشكل عام غير مهمة ، لأنها تبين أنها مجرد أرقام يعمل بها الفلكي.

حول هيكل النظام الشمسي

للحديث عن مقياس الكون ، يجب أن تفهم أولاً ما هو الأقرب إلينا. أولاً ، هناك نجم يسمى الشمس. ثانيًا ، الكواكب التي تدور حوله. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا أقمار صناعية تدور حول بعضها ولا تنسى

كانت الكواكب الموجودة في هذه القائمة محل اهتمام الناس لفترة طويلة ، نظرًا لأنها الأكثر سهولة في الوصول إليها من أجل المراقبة. من دراستهم ، بدأ علم بنية الكون في التطور - علم الفلك. يُعرف النجم بأنه مركز النظام الشمسي. هي أيضا أكبر غرضها. بالمقارنة مع الأرض ، فإن حجم الشمس أكبر بمليون مرة. يبدو أنه صغير نسبيًا ، لأنه بعيد جدًا عن كوكبنا.

تنقسم جميع كواكب المجموعة الشمسية إلى ثلاث مجموعات:

• أرضي. وهي تتضمن كواكب تشبه الأرض في المظهر. على سبيل المثال ، هذه هي عطارد والزهرة والمريخ.
• الأشياء العملاقة. هم أكبر بكثير بالمقارنة مع المجموعة الأولى. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تحتوي على الكثير من الغازات ، لذلك يطلق عليها أيضًا اسم الغاز. وهذا يشمل كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون.
• عالم الأقزام. إنها في الحقيقة كويكبات كبيرة. واحد منهم ، حتى وقت قريب ، تم تضمينه في تكوين الكواكب الرئيسية - وهذا هو بلوتو.

الكواكب "لا تطير" من الشمس بسبب قوة الجاذبية. ولا يمكنهم السقوط على النجمة بسبب السرعات العالية. الأشياء حقا "ذكية" للغاية. على سبيل المثال ، تبلغ سرعة الأرض حوالي 30 كيلومترًا في الثانية.

كيف تقارن أحجام الأجسام في النظام الشمسي؟

قبل أن تحاول تخيل حجم الكون ، يجدر بنا أن نفهم الشمس والكواكب. بعد كل شيء ، قد يكون من الصعب أيضًا الارتباط ببعضهما البعض. في أغلب الأحيان ، يتم تحديد الحجم الشرطي لنجم النار بواسطة كرة بلياردو يبلغ قطرها 7 سم ، وتجدر الإشارة إلى أنها في الواقع تصل إلى حوالي 1400 ألف كيلومتر. في مثل هذا النموذج "اللعبة" ، يقع أول كوكب من الشمس (عطارد) على مسافة 2 متر 80 سم. في هذه الحالة ، يبلغ قطر كرة الأرض نصف ملليمتر فقط. يقع على مسافة 7.6 متر من النجم. ستكون المسافة إلى كوكب المشتري بهذا المقياس 40 مترًا ، وإلى بلوتو - 300.

إذا تحدثنا عن أشياء خارج النظام الشمسي ، فإن أقرب نجم هو Proxima Centauri. ستتم إزالته كثيرًا بحيث يكون هذا التبسيط صغيرًا جدًا. وهذا على الرغم من حقيقة أنه يقع داخل المجرة. ماذا يمكننا أن نقول عن مقياس الكون. كما ترون ، فهي عمليا لا حدود لها. أريد دائمًا معرفة العلاقة بين الأرض والكون. وبعد تلقي الإجابة ، يصعب تصديق أن كوكبنا وحتى المجرة جزء ضئيل من العالم الشاسع.

ما الوحدات المستخدمة لقياس المسافات في الفضاء؟

السنتيمتر والمتر وحتى الكيلومتر - كل هذه القيم لا تذكر بالفعل داخل النظام الشمسي. ماذا نقول عن الكون. للإشارة إلى المسافة داخل المجرة ، يتم استخدام كمية تسمى السنة الضوئية. هذا هو الوقت الذي يستغرقه الضوء للتحرك في غضون عام واحد. تذكر أن ثانية ضوئية واحدة تساوي 300 ألف كيلومتر تقريبًا. لذلك ، عند التحويل إلى الكيلومترات المعتادة ، يتضح أن السنة الضوئية تساوي تقريبًا 10 آلاف مليار. من المستحيل تخيل ذلك ، وبالتالي فإن حجم الكون لا يتخيله أي شخص. إذا كنت بحاجة إلى تحديد المسافة بين المجرات المجاورة ، فإن السنة الضوئية غير كافية. هناك حاجة إلى قيمة أكبر. اتضح أنه فرسخ ، وهو 3.26 سنة ضوئية.

كيف يعمل جالاكسي؟

إنه تكوين عملاق للنجوم والسدم. جزء صغير منهم مرئي كل ليلة في السماء. هيكل مجرتنا معقد للغاية. يمكن اعتباره شكلًا إهليلجيًا مضغوطًا للغاية للثورة. علاوة على ذلك ، يتميز الجزء الاستوائي والمركز عنه. يتكون خط الاستواء في المجرة في الغالب من السدم الغازية والنجوم الساخنة الضخمة. يقع هذا الجزء في مجرة ​​درب التبانة في منطقته الوسطى.

النظام الشمسي ليس استثناء من القاعدة. كما أنه يقع بالقرب من خط استواء المجرة. بالمناسبة ، تشكل معظم النجوم قرصًا ضخمًا يبلغ قطره 100 ألف وسمكه 1500. إذا عدنا إلى المقياس الذي تم استخدامه لتمثيل النظام الشمسي ، فإن حجم المجرة سيصبح متناسبًا ، وهذا رقم مذهل. لذلك ، تبين أن الشمس والأرض عبارة عن فتات في المجرة.

ما هي الأشياء الموجودة في الكون؟

دعنا نسرد أهمها:

• النجوم هي كرات ضخمة مضيئة ذاتيا. تنشأ من وسط يتكون من خليط من الغبار والغازات. معظمهم من الهيدروجين والهيليوم.
• إشعاع الخلفية. هم الذين ينتشرون في الفضاء. درجة حرارته 270 درجة مئوية. علاوة على ذلك ، فإن هذا الإشعاع هو نفسه في جميع الاتجاهات. هذه الخاصية تسمى الخواص. بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط به بعض أسرار الكون. على سبيل المثال ، اتضح أنه نشأ في وقت الانفجار العظيم. أي أنها كانت موجودة منذ بداية وجود الكون. كما أنه يؤكد فكرة أنه يتوسع بالتساوي في جميع الاتجاهات. علاوة على ذلك ، فإن هذا البيان صحيح ليس فقط في الوقت الحاضر. لذلك كان ذلك في البداية.
• هذا هو ، الكتلة الخفية. هذه هي كائنات الكون التي لا يمكن التحقيق فيها بالملاحظة المباشرة. بمعنى آخر ، لا تصدر موجات كهرومغناطيسية. لكن لديهم تأثير الجاذبية على الأجسام الأخرى.
• الثقوب السوداء. ليست مفهومة جيدًا ، لكنها معروفة جيدًا. حدث هذا بسبب الوصف الهائل لهذه الأشياء في الأعمال الرائعة. في الواقع ، الثقب الأسود هو جسم لا ينتشر منه الإشعاع الكهرومغناطيسي نظرًا لحقيقة أن السرعة الكونية الثانية عليه متساوية. يجدر بنا أن نتذكر أن هذه هي السرعة الكونية الثانية التي يجب نقلها إلى الجسم من أجل لترك الجسم الكوني.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك كوازارات ونجوم نابضة في الكون.

الكون الغامض

إنه مليء بما لم يتم اكتشافه بالكامل بعد ، ولم يتم دراسته. وما تم اكتشافه غالبًا ما يطرح أسئلة جديدة وألغاز الكون ذات الصلة. وتشمل هذه حتى نظرية "الانفجار العظيم" المعروفة. إنها حقًا مجرد عقيدة مشروطة ، لأن البشرية لا يمكنها إلا أن تخمن كيف حدث ذلك.

اللغز الثاني هو عمر الكون. يمكن حسابه تقريبًا عن طريق إشعاع بقايا المذكورة بالفعل ، ومراقبة العناقيد الكروية والأشياء الأخرى. يتفق العلماء اليوم على أن عمر الكون يقارب 13.7 مليار سنة. لغز آخر - إذا كانت الحياة على كواكب أخرى؟ بعد كل شيء ، ليس فقط في النظام الشمسي ، نشأت الظروف المناسبة وظهرت الأرض. والكون مليء على الأرجح بتشكيلات مماثلة.

واحد؟

وما هو خارج الكون؟ ماذا يوجد حيث لم تخترق العين البشرية؟ هل يوجد شيء بالخارج؟ إذا كان الأمر كذلك ، كم عدد الأكوان الموجودة؟ هذه أسئلة لم يجد العلماء إجابات عليها بعد. عالمنا يشبه صندوق المفاجآت. بدا ذات مرة أنها تتكون فقط من الأرض والشمس ، مع وجود عدد قليل من النجوم في السماء. ثم توسعت النظرة إلى العالم. وعليه ، توسعت الحدود. ليس من المستغرب أن العديد من العقول الساطعة توصلت منذ فترة طويلة إلى استنتاج مفاده أن الكون ليس سوى جزء من كيان أكبر.