Ғаламдағы өлшемдерді салыстыру. Әлемнің масштабы. Дегенмен, планеталар туралы әңгімені жалғастырайық.
Онда қайсысы бар. Көбіне біз бәріміз тұрып, жұмыс істейтін жерге байланғанбыз. Біздің әлемнің өлшемдері таң қалдырады, бірақ бұл Ғаламмен салыстырғанда мүлдем ештеңе емес. Олар айтқандай - «Әлемді тануға тым кеш, ғарышты игеруге тым ерте туылған»... Бұл тіпті қорлау. Дегенмен, бастайық - тек бас айналудан сақ болыңыз.
1. Бұл Жер.
Бұл қазіргі уақытта адамзаттың жалғыз үйі болып табылатын планета. Өмір сиқырлы түрде пайда болған (немесе сиқырлы емес) және эволюция барысында сіз бен біз пайда болған жер.
2. Күн жүйесіндегі біздің орын.
Бізді қоршап тұрған ең жақын үлкен ғарыш объектілері, әрине, күн жүйесіндегі біздің көршілеріміз. Барлығы бала кезінен есімдерін есте сақтайды, ал модельдер қоршаған әлемнің сабақтарында мүсінделеді. Тіпті олардың арасында біз ең үлкен емеспіз ...
3. Біздің Жер мен Ай арасындағы қашықтық.
Бұл соншалықты алыс емес сияқты, иә? Егер біз заманауи жылдамдықтарды да ескерсек, онда мүлдем ештеңе жоқ.
4. Іс жүзінде - жеткілікті.
Егер сіз тырыссаңыз, онда өте дәл және ыңғайлы - планета мен спутник арасында күн жүйесінің қалған планеталарын оңай орналастыруға болады.
5. Дегенмен, планеталар туралы әңгімемізді жалғастырайық.
Сіздің алдыңызда Солтүстік Америка Юпитерге орналастырылғандай. Иә, бұл кішкентай жасыл дақ Солтүстік Америка. Егер біз оны Юпитер шкаласына көшірсек, біздің Жер қаншалықты үлкен болатынын елестете аласыз ба? Адамдар әлі де жаңа жерлерді ашар еді)
6. Бұл Юпитермен салыстырғанда Жер.
Нууу, дәлірек айтқанда алты жер - түсінікті болу үшін.
7. Сатурн сақиналары, сэр.
Сатурнның сақиналары Жерді айналып өту шартымен осындай керемет көрініске ие болар еді. Полинезияға қараңыз - бұл операның белгішесіне ұқсайды, солай ма?
8. Жер мен Күнді салыстырайық?
Бұл аспанда үлкен емес сияқты ...
9. Бұл көрініс Жерге ашылады, егер сіз оған Айдан қарасаңыз.
Жақсы, иә? Бос кеңістік аясында жалғыздық. Әлде бос емес пе? Жалғастырайық ...
10. Сонымен Марстан
Мен сенемін, бұл Жер екенін білмейсің.
11. Бұл Сатурн сақиналарының дәл артындағы Жердің суреті
12. Міне, Нептун.
Бар болғаны 4,5 миллиард шақырым. Қанша уақыт іздеуші едіңіз?
13. Ендеше Күн деп аталатын жұлдызға оралайық.
Қызықты көрініс, солай емес пе?
14. Міне, Марс бетінен Күн.
15. Міне, оны VY Canis Major жұлдызының таразысымен салыстыру.
Қалай сізге? Өте әсерлі. Онда қандай энергия шоғырланғанын елестете аласыз ба?
16. Бірақ, егер біз өз жұлдызымызды Құс жолы галактикасының өлшемдерімен салыстыратын болсақ, онда бәрі ойдан шығарылған нәрсе.
Түсінікті болу үшін, біз Күнді лейкоцит мөлшеріне дейін қыстық деп елестетіңіз. Бұл жағдайда Құс жолының мөлшері, мысалы, Ресейдің көлемімен салыстыруға болады. Бұл - Құс жолы.
17. Жалпы, жұлдыздар орасан зор
Бұл сары шеңберге орналастырылғанның бәрі - сіз түнде Жерден көре аласыз. Қалғаны көзге көрінбейді.
18. Бірақ басқа галактикалар да бар.
Міне, Жерден 350 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан IC 1011 галактикасымен салыстырғанда Құс жолы.
Тағы бір барайық?
Демек бұл Жер біздің үйіміз.
Масштабты Күн жүйесінің өлшеміне дейін азайтыңыз ...
Тағы біраз алып көрейік ...
Ал енді Құс жолының көлеміне дейін ...
Азайтуды жалғастырайық ...
Және одан әрі…
Дайын болды, уайымдамаңыз...
Дайын! Мәре!
Міне, қазіргі заманғы технологияны қолдана отырып, адамзат байқаған барлық нәрсе. Бұл тіпті құмырсқа да емес ... Өздеріңіз бағалаңыздар, тек жынды болмаңыздар ...
Мұндай таразы менің басыма да сыймайды. Бірақ біреу американдықтардың Айда болған-болмағанын нақты білмесе де, біз Ғаламда жалғызбыз деп сенімді түрде мәлімдейді.
Ұстаңдар, жігіттер... ұстаңдар.
Ғаламдағы объектілердің өлшемдері салыстырмалы (фото)
1. Бұл Жер! Біз осында тұрамыз. Бір қарағанда, ол өте үлкен көрінеді. Бірақ, шын мәнінде, Ғаламдағы кейбір объектілермен салыстырғанда, біздің планетамыз шамалы. Келесі фотосуреттер сіздің басыңызға сәйкес келмейтін нәрсені елестетуге көмектеседі.
2. Жер планетасының Күн жүйесіндегі орналасуы.
3. Жер мен Ай арасындағы масштабталған қашықтық. Тым алысқа көрінбейді, солай ма?
4. Осы қашықтықта сіз біздің Күн жүйесінің барлық планеталарын әдемі және ұқыпты орналастыра аласыз.
5. Бұл кішкентай жасыл нүкте - Юпитер планетасындағы Солтүстік Америка құрлығы. Юпитердің Жерден қаншалықты үлкен екенін елестетуге болады.
6. Ал бұл фото Сатурнға қарағанда Жер планетасының (яғни біздің алты планетаның) көлемі туралы түсінік береді.
7. Сатурнның сақиналары Жердің айналасында болғанда осылай көрінер еді. Сұлулық!
8. Күн жүйесінің планеталары арасында жүздеген кометалар ұшып жүреді. 2014 жылдың күзінде Philae зонды қонған Чурюмов-Герасименко құйрықты жұлдызы Лос-Анджелеспен салыстырғанда осылай көрінеді.
9. Бірақ Күн жүйесіндегі барлық объектілер біздің күнмен салыстырғанда елеусіз кішкентай.
10. Біздің планета Айдың бетінен осылай көрінеді.
11. Біздің планета Марс бетінен осылай көрінеді.
12. Ал бұл біз Сатурннан.
13. Күн жүйесінің шекарасына ұшсаңыз, біздің планетамызды осылай көресіз.
14. Кішкене артқа оралайық. Бұл біздің Күннің көлемімен салыстырғанда Жердің көлемі. Әсерлі, солай емес пе?
15. Ал бұл Марс бетінен біздің Күн.
16. Бірақ біздің Күн – Әлемдегі жұлдыздардың бірі ғана. Олардың саны жер бетіндегі кез келген жағажайдағы құм түйірлерінен көп.
17. Бұл біздің Күннен әлдеқайда үлкен жұлдыздар бар екенін білдіреді. Қараңызшы, Canis Major шоқжұлдызындағы Күн осы уақытқа дейін белгілі болған ең үлкен жұлдыз VY -мен қаншалықты кішкентай.
18. Бірақ ешбір жұлдыз біздің Сүт жолы Галактикасының өлшеміне сәйкес келмейді. Егер біз Күнді ақ қан клеткасына дейін кішірейтіп, бүкіл Галактиканы дәл осы факторға кішірейтетін болсақ, онда Құс жолы Ресей көлеміндей болады.
19. Біздің Құс жолы Галактикасы - өте үлкен. Біз осында бір жерде тұрамыз.
20. Өкінішке орай, түнде аспанда жай көзбен көруге болатын барлық нысандар осы сары шеңберге орналастырылған.
21. Бірақ Құс жолы - Әлемдегі ең үлкен галактикадан алыс. Бұл Жерден 350 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан Galaxy IC 1011-мен салыстырғандағы Құс жолы.
22. Бірақ бұл бәрі емес. Бұл Хаббл телескопының суреті мыңдаған және мыңдаған галактикаларды түсіреді, олардың әрқайсысында өз планеталары бар миллиондаған жұлдыздар бар.
23. Мысалы, суреттегі галактикалардың бірі, UDF 423. Бұл галактика Жерден он миллиард жарық жылында орналасқан. Бұл фотосуретке қарасаңыз, сіз миллиардтаған жылдарды еске түсіресіз.
24. Түнгі аспанның бұл қараңғы бөлігі мүлдем бос көрінеді. Бірақ үлкейткенде, онда миллиардтаған жұлдыздары бар мыңдаған галактикалар бар екен.
25. Ал бұл Жердің орбитасы мен Нептун планетасының орбитасымен салыстырғанда қара тесіктің көлемі.
Осындай бір қара тұңғиық бүкіл Күн жүйесін оңай сорып алады.
Сіз бақылайтын ғаламның белгілі бір шекарасы бар екенін білесіз бе? Біз Әлемді шексіз және түсініксіз нәрсемен байланыстыруға дағдыланғанбыз. Алайда, қазіргі ғылым Ғаламның «шексіздігі» туралы сұраққа мұндай «айқын» сұраққа мүлде басқа жауап ұсынады.
Қазіргі тұжырымдамаларға сәйкес, бақыланатын ғаламның өлшемі шамамен 45,7 миллиард жарық жылын (немесе 14,6 гигапарсек) құрайды. Бірақ бұл сандар нені білдіреді?
Қарапайым адамға туындайтын бірінші сұрақ - Ғалам қалайша шексіз бола алмайды? Айналамызда бар нәрсенің контейнерінде шекара болмауы керек екені даусыз сияқты. Егер бұл шекаралар бар болса, олар қандай?
Бір ғарышкер ғаламның шекарасына ұшып кетті делік. Оның алдында не көреді? Қатты қабырға? Өртке қарсы бөгет? Ал оның артында не жатыр - бостық? Басқа ғалам? Бірақ бостық немесе басқа Әлем біздің ғаламның шекарасында екенімізді білдіре ала ма? Өйткені, бұл «ештеңе жоқ» дегенді білдірмейді. Бос және басқа Әлем де «бір нәрсе». Бірақ Ғалам - бұл барлық нәрсені қамтитын нәрсе.
Біз абсолютті қайшылыққа келеміз. Ғаламның шекарасы бізден болмауы керек нәрсені жасыруы керек екен. Немесе Әлемнің шекарасы «бәрін» «бір нәрседен» қоршауы керек, бірақ бұл «нәрсе» «бәрінің» бөлігі болуы керек. Жалпы алғанда, мүлдем абсурд. Ғалымдар біздің ғаламның шектеулі мөлшерін, массасын және тіпті жасын қалай мәлімдей алады? Бұл мәндер, қиялға сыймайтындай үлкен болса да, әлі де шексіз. Ғылым айқын нәрсемен дауласып жатыр ма? Мұнымен күресу үшін алдымен адамдардың ғалам туралы заманауи түсінігіне қалай келгенін бақылап көрейік.
Шекараларды кеңейту
Ежелгі заманнан бері адам қоршаған әлемнің не екеніне қызығушылық танытты. Үш китке және ежелгі адамдардың ғаламды түсіндіруге басқа талпыныстарына мысал келтірудің қажеті жоқ. Әдетте, ақыр соңында бәрі бар нәрсенің негізі жердегі аспан екеніне келді. Антикалық дәуірде және орта ғасырларда астрономдар планеталардың «қозғалмайтын» аспан сферасы бойынша қозғалысын реттейтін заңдар туралы кең білімге ие болған кезде, Жер Әлемнің орталығы болып қала берді.
Әрине, Ежелгі Грецияда да Жер Күнді айналады деп сенетіндер болды. Көп дүниелер мен ғаламның шексіздігін айтқандар болды. Бірақ бұл теориялардың конструктивті негіздемесі ғылыми революцияның басында ғана пайда болды.
XVI ғасырда поляк астрономы Николай Коперник Ғаламды тануда алғашқы үлкен серпіліс жасады. Ол Жер Күнді айналатын планеталардың бірі ғана екенін дәлелдеді. Мұндай жүйе планеталардың аспан сферасындағы осындай күрделі және күрделі қозғалысын түсіндіруді айтарлықтай жеңілдетті. Қозғалмайтын Жер жағдайында астрономдар планеталардың бұл әрекетін түсіндіру үшін әртүрлі тапқыр теорияларды ойлап табуға мәжбүр болды. Екінші жағынан, егер Жер жылжымалы деп қабылданса, онда мұндай күрделі қозғалыстардың түсіндірмесі өздігінен келеді. Осылайша астрономияда «гелиоцентризм» деп аталатын жаңа парадигма орнықты.
Көптеген күндер
Алайда бұдан кейін де астрономдар ғаламды «қозғалмайтын жұлдыздар сферасымен» шектей берді. XIX ғасырға дейін олар жұлдыздарға дейінгі қашықтықты бағалай алмады. Бірнеше ғасырлар бойы астрономдар Жердің орбиталық қозғалысына (жыл сайынғы параллакс) қатысты жұлдыздардың орналасуындағы ауытқуларды анықтауға бекер тырысты. Сол кездегі құралдар дәл дәл өлшеуге мүмкіндік бермеді.
Ақырында, 1837 жылы орыс-неміс астрономы Василий Струве параллаксты өлшеді. Бұл кеңістіктің масштабын түсінуде жаңа қадам болды. Енді ғалымдар жұлдыздардың Күнге біршама ұқсастығы бар деп сенімді түрде айта алады. Ал бұдан былай біздің шырақшы бәрінің орталығы емес, бірақ шексіз жұлдыздар кластерінің тең «тұрғыны» болып табылады.
Астрономдар Ғаламның масштабын түсінуге жақындады, өйткені жұлдыздарға дейінгі қашықтық шынымен құбыжық болып шықты. Мұнымен салыстырғанда планеталардың орбиталарының көлемі де шамалы болып көрінді. Әрі қарай, жұлдыздардың қалай шоғырланғанын түсіну керек болды.
Көптеген Құс жолы
Атақты философ Иммануил Кант 1755 жылы Ғаламның ауқымды құрылымы туралы қазіргі түсініктің негізін күтеді. Ол Құс жолы - жұлдыздардың үлкен айналмалы шоғыры деп болжам жасады. Өз кезегінде, көптеген байқалатын тұмандықтар да алысырақ «сүтті жолдар» - галактикалар. Осыған қарамастан, 20 ғасырға дейін астрономдар барлық тұмандықтар жұлдыздардың пайда болу көздері және Құс жолының бөлігі болып табылатынын ұстанды.
Астрономдар галактикалар арасындағы қашықтықты пайдаланып өлшеуді үйренген кезде жағдай өзгерді. Бұл түрдегі жұлдыздардың абсолютті жарқырауы олардың өзгергіштік кезеңіне қатаң тәуелді. Олардың абсолютті жарықтығын көрінетінмен салыстыра отырып, оларға дейінгі қашықтықты жоғары дәлдікпен анықтауға болады. Бұл әдісті 20 ғасырдың басында Эйнар Херцрунг пен Харлоу Шелпи жасаған. Оның арқасында кеңестік астроном Эрнст Эпик 1922 жылы Андромедаға дейінгі қашықтықты анықтады, бұл Құс жолының өлшемінен үлкенірек шама реті болып шықты.
Эдвин Хаббл Эпиканың әрекетін жалғастырды. Басқа галактикалардағы цефеидтердің жарықтығын өлшеу арқылы ол оларға дейінгі қашықтықты өлшеп, олардың спектрлеріндегі қызыл ығысумен салыстырды. 1929 жылы ол өзінің әйгілі заңын жасады. Оның жұмысы Құс жолы – ғаламның шеті деген қалыптасқан ұғымды түбегейлі жоққа шығарды. Бұл қазір бір кездері оның ажырамас бөлігі болып саналған көптеген галактикалардың бірі болды. Кант гипотезасы оны жасағаннан кейін шамамен екі ғасыр өткен соң расталды.
Кейінірек Хаббл ашқан галактиканың бақылаушыдан қашықтығы мен оны бақылаушысынан шығару жылдамдығының арасындағы байланыс Ғаламның ауқымды құрылымының толық бейнесін жасауға мүмкіндік берді. Галактикалар оның елеусіз бөлігі ғана болып шықты. Олар кластерлерге, кластерлер суперкластерлерге қосылды. Өз кезегінде, суперкластерлер ғаламдағы ең үлкен белгілі құрылымдарға - жіптер мен қабырғаларға бүктеледі. Үлкен супервоидтарға () жақын орналасқан бұл құрылымдар қазіргі уақытта белгілі Ғаламның ауқымды құрылымын құрайды.
Көрінетін шексіздік
Жоғарыда айтылғандардан небәрі бірнеше ғасырлар ішінде ғылым геоцентризмнен Әлемді қазіргі заманғы түсінуге біртіндеп секірді. Алайда, бұл біз неге Ғаламды бұл күндері шектеп жатқанымызға жауап бермейді. Өйткені, осы уақытқа дейін оның мәні туралы емес, ғарыштың масштабы туралы айтылды.
Әлемнің шексіздігін негіздеуге бірінші болып шешкен Исаак Ньютон болды. Бүкіләлемдік тартылыс заңын ашқан ол, егер ғарыш шектеулі болса, оның барлық денелері ерте ме, кеш пе біртұтас бүтінге бірігетініне сенді. Оның алдында, егер біреу Әлемнің шексіздігі туралы идеяны білдірсе, ол тек философиялық бағытта болды. Ешқандай ғылыми негіздеусіз. Бұған мысал - Джордано Бруно. Айтпақшы, ол Кант сияқты көптеген ғасырлар бойы ғылымнан озық болды. Ол бірінші болып жұлдыздардың алыс күндер екенін және планеталар да олардың айналасында айналатынын жариялады.
Шексіздік фактісінің өзі әбден ақталған және айқын болып көрінетін сияқты, бірақ 20 ғасырдағы ғылымның бетбұрыстары бұл «шындықты» шайқады.
Стационарлық әлем
Альберт Эйнштейн Ғаламның заманауи моделін жасауға алғашқы маңызды қадам жасады. Атақты физик 1917 жылы стационарлық ғаламның моделін енгізді. Бұл модель сол жылы ол жасаған жалпы салыстырмалылық теориясына негізделген. Оның үлгісі бойынша ғалам уақыт бойынша шексіз және кеңістікте шектеулі. Бірақ, жоғарыда айтылғандай, Ньютонның айтуынша, көлемі шектеулі ғалам құлауы керек. Ол үшін Эйнштейн алыс объектілердің гравитациялық тартылуын өтейтін космологиялық тұрақтысын енгізді.
Қанша парадоксалды болса да, Эйнштейн ғаламның шексіздігін шектемеді. Оның пікірінше, Ғалам - бұл гиперсфераның жабық қабығы. Аналогия-бұл кәдімгі үш өлшемді сфераның беті, мысалы, глобус немесе Жер. Саяхатшы Жерді қанша айналып өтсе де, ол ешқашан оның шетіне жете алмайды. Алайда, бұл Жердің шексіз екенін білдірмейді. Саяхатшы саяхатын бастаған жерге қайтып оралады.
Гиперсфера бетінде
Сол сияқты, жұлдызды кемеде Эйнштейннің Әлемін еңсерген ғарыштық саяхатшы Жерге қайта оралуы мүмкін. Бұл жолы ғана саяхатшы шардың екі өлшемді бетімен емес, гиперсфераның үш өлшемді бетімен қозғалады. Бұл Әлемнің көлемі шектеулі, демек, жұлдыздар мен массаның саны шектеулі екенін білдіреді. Алайда, Әлемнің шекарасы немесе орталығы жоқ.
Эйнштейн өзінің әйгілі теориясында кеңістікті, уақытты және гравитацияны байланыстыру арқылы осындай қорытындыға келді. Оның алдында бұл ұғымдар бөлек деп саналды, сондықтан Әлемнің кеңістігі тек евклидтік болды. Эйнштейн гравитацияның өзі кеңістік-уақыттың қисықтығы екенін дәлелдеді. Бұл классикалық Ньютон механикасына және Евклид геометриясына негізделген Әлемнің табиғаты туралы алғашқы идеяларды түбегейлі өзгертті.
Кеңейетін Әлем
Тіпті «жаңа Әлемді» ашушының өзі де адасушылыққа жат болған жоқ. Эйнштейн ғаламды ғарышта шектегенімен, ол оны статикалық деп есептей берді. Оның үлгісі бойынша ғалам мәңгілік болды және қалады, ал оның өлшемі әрқашан өзгеріссіз қалады. 1922 жылы кеңес физигі Александр Фридман бұл модельді айтарлықтай кеңейтті. Оның есептеуі бойынша, ғалам мүлде тұрақты емес. Ол уақыт өте келе кеңейе немесе қысқара алады. Айта кету керек, Фридман осындай салыстырмалы теорияға негізделген. Ол космологиялық тұрақтылықты айналып өтіп, бұл теорияны дұрыс қолдана алды.
Альберт Эйнштейн бұл «түзетуді» бірден қабылдамады. Жоғарыда айтылған Хаббл жаңалығы осы жаңа модельді құтқаруға келді. Галактикалардың шашырауы Әлемнің кеңею фактісін даусыз дәлелдеді. Сондықтан Эйнштейн өз қателігін мойындауға мәжбүр болды. Енді ғаламның белгілі бір жасы болды, ол оның кеңею жылдамдығын сипаттайтын Хаббл тұрақтысына тәуелді.
Космологияның одан әрі дамуы
Ғалымдар бұл мәселені шешуге тырысқанда, Әлемнің басқа да көптеген маңызды компоненттері ашылып, оның әр түрлі модельдері жасалды. Осылайша 1948 жылы Георгий Гамов «ыстық ғалам туралы» гипотезаны енгізді, ол кейінірек үлкен жарылыс теориясына айналады. 1965 жылы ашылған жаңалық оның болжамдарын растады. Енді астрономдар ғалам мөлдір болған сәттен бастап түскен жарықты бақылай алады.
1932 жылы Фриц Цвикки болжаған күңгірт зат 1975 жылы расталды. Қараңғы материя шын мәнінде галактикалардың, галактикалық кластерлердің және тұтастай Ғаламның болуын түсіндіреді. Осылайша ғалымдар Ғалам массасының көп бөлігі мүлдем көрінбейтінін білді.
Ақырында, 1998 жылы қашықтықты зерттеу барысында ғаламның үдеумен кеңейетіні анықталды. Бұл ғылымдағы келесі бетбұрыс ғаламның табиғаты туралы қазіргі түсінікті тудырды. Эйнштейн енгізген және Фридман жоққа шығарған космологиялық коэффициент қайтадан Әлем моделінде өз орнын тапты. Космологиялық коэффициенттің болуы (космологиялық тұрақты) оның жеделдетілген кеңеюін түсіндіреді. Космологиялық константаның болуын түсіндіру үшін Ғалам массасының көп бөлігін қамтитын гипотетикалық өріс енгізілді.
Байқалатын ғаламның көлемі туралы қазіргі түсінік
Әлемнің қазіргі моделі ΛCDM моделі деп те аталады. «Λ» әрпі Ғаламның жедел кеңеюін түсіндіретін космологиялық тұрақтының болуын білдіреді. «CDM» ғаламның суық қараңғы материямен толтырылғанын білдіреді. Жақында жүргізілген зерттеулер Хаббл тұрақтысы 71 (км / с) / Mpc шамасында екенін көрсетеді, бұл Әлемнің жасына 13,75 миллиард жылға сәйкес келеді. Ғаламның жасын біле отырып, оның бақыланатын ауданының көлемін бағалауға болады.
Салыстырмалылық теориясы бойынша кез келген объект туралы ақпарат бақылаушыға жарық жылдамдығынан (299792458 м / с) жоғары жылдамдықпен жете алмайды. Байқаушы объектіні ғана емес, оның өткенін де көреді екен. Нысан одан неғұрлым алыс болса, соғұрлым ол өткенге соншалықты алыс көрінеді. Мысалы, Айға қарап, біз оның бір секундтан сәл астам бұрын қандай болғанын көреміз, сегіз минуттан астам бұрын Күн, ең жақын жұлдыздар - жылдар, галактикалар - миллиондаған жылдар бұрын және т.б. Эйнштейннің стационарлық моделінде Ғаламның жас шегі жоқ, яғни оның бақыланатын аймағы да шексіз. Астрономиялық аспаптармен қаруланған байқаушы алыс және көне заттарды көбірек бақылайтын болады.
Бізде Ғаламның заманауи үлгісімен басқа сурет бар. Оның айтуынша, Әлемнің жасы бар, сондықтан бақылаудың шегі бар. Яғни, Әлем пайда болғаннан бері бірде-бір фотонның 13,75 миллиард жарық жылынан асатын қашықтықты жүріп өтуге уақыты болмады. Байқауға болатын Әлемнің бақылаушыдан радиусы 13,75 миллиард жарық жылы болатын сфералық аймақпен шектелгенін айта аламыз. Алайда, бұл мүлдем дұрыс емес. Ғалам кеңістігінің кеңеюі туралы ұмытпаңыз. Фотон бақылаушыға жеткенше, оны шығаратын объект бізден 45,7 миллиард св болады. жылдар. Бұл өлшем - бөлшектердің көкжиегі және ол байқалатын Әлемнің шекарасы.
Көкжиектің үстінде
Сонымен, байқалатын Әлемнің көлемі екі түрге бөлінеді. Көрінетін өлшем, оны Хаббл радиусы деп те атайды (13,75 миллиард жарық жылы). Ал бөлшектердің көкжиегі деп аталатын нақты өлшемі (45,7 миллиард жарық жылы). Негізінде, бұл екі көкжиек те Әлемнің нақты көлемін мүлде сипаттамайды. Біріншіден, олар бақылаушының кеңістіктегі орнына байланысты. Екіншіден, олар уақыт өте келе өзгереді. ΛCDM үлгісінде бөлшектердің көкжиегі Хаббл көкжиегінен үлкен жылдамдықпен кеңейеді. Бұл үрдіс болашақта өзгере ме деген сұраққа қазіргі ғылым жауап бермейді. Бірақ егер біз ғаламның үдеуімен кеңейе беретінін болжасақ, онда қазір көріп отырған объектілердің бәрі ерте ме, кеш пе біздің «көзқарас өрісінен» жоғалады.
Қазіргі уақытта астрономдар байқаған ең алыс жарық - бұл микротолқынды фон сәулесі. Ғалымдар Ғарышты Үлкен жарылыстан 380 мың жыл бұрынғыдай көреді. Дәл осы сәтте Ғаламның салқындағаны соншалық, ол радиотелескоптардың көмегімен бүгінде түсірілетін бос фотондарды шығара алды. Ол күндері Ғаламда жұлдыздар мен галактикалар болған жоқ, тек сутектің, гелийдің және басқа элементтердің шамалы мөлшерінің үздіксіз бұлты ғана болды. Бұл бұлтта байқалған біртекті еместерден кейін галактикалық кластерлер пайда болады. Реликттік сәулеленудің біркелкі еместігінен пайда болған объектілер бөлшектердің көкжиегіне ең жақын орналасқаны белгілі болды.
Нағыз шекаралар
Ғаламда шындық бар ма, байқалмайтын шекаралар әлі де жалған ғылыми болжамдарға жатады. Кез келген адам Әлемнің шексіздігіне жақындайды, бірақ олар бұл шексіздікті мүлде басқаша түсіндіреді. Кейбіреулер Ғаламды көпөлшемді деп санайды, мұнда біздің «жергілікті» үш өлшемді Ғалам оның қабаттарының бірі ғана. Басқалары ғаламның фракталдық екенін айтады, яғни біздің жергілікті ғалам басқаның бір бөлшегі болып шығуы мүмкін. Жабық, ашық, параллель Университеті, құрт тесіктері бар мультивальстің әр түрлі модельдері туралы ұмытпаңыз. Және сан алуан нұсқалары бар, олардың саны тек адамның қиялымен шектеледі.
Бірақ егер біз суық реализмді қоссақ немесе осы гипотезалардың барлығынан алшақтайтын болсақ, онда біздің Ғалам барлық жұлдыздар мен галактикалардың шексіз біртекті репозиторийі деп есептеуге болады. Сонымен қатар, кез келген алыс нүктеде, бізден миллиардтаған гигапарек болсын, барлық шарттар дәл солай болады. Бұл кезде бөлшектер мен Хаббл сферасының горизонты болады, олардың шеттерінде бірдей реликтілік сәулелену болады. Айналада бірдей жұлдыздар мен галактикалар болады. Бір қызығы, бұл ғаламның кеңеюіне қайшы келмейді. Өйткені, бұл кеңейіп келе жатқан Ғалам ғана емес, оның кеңістігі. Үлкен жарылыс кезінде Әлемнің бір нүктеден пайда болуы сол кездегі шексіз кішкентай (іс жүзінде нөлдік) өлшемдердің қазір елестету мүмкін емес үлкен өлшемдерге айналғанын көрсетеді. Болашақта біз осы гипотезаны бақыланатын Әлемнің ауқымын нақты түсіну үшін қолданатын боламыз.
Көрнекі бейнелеу
Әр түрлі көздер адамдарға Әлемнің ауқымын түсінуге мүмкіндік беретін визуалды модельдердің барлық түрлерін ұсынады. Алайда бізге ғарыштың қаншалықты үлкен екенін түсіну жеткіліксіз. Хаббл көкжиегі және бөлшектер көкжиегі сияқты ұғымдардың шын мәнінде қалай көрінетінін түсіну маңызды. Ол үшін модельімізді кезең-кезеңімен елестетейік.
Ұмытамыз, қазіргі ғылым Ғаламның «бөтен» аймағы туралы білмейді. Көп әлем, фракталдық Әлем және оның басқа да «сорттары» туралы нұсқаларды алып тастап, оның жай ғана шексіз екенін елестетіңіз. Жоғарыда айтылғандай, бұл оның кеңістігін кеңейтуге қайшы келмейді. Әрине, біз оның Хаббл сферасы мен бөлшектер сферасының сәйкесінше 13,75 және 45,7 миллиард жарық жылына тең екенін ескереміз.
Ғаламның масштабы
БАСТАУ түймесін басып, жаңа, белгісіз әлемді ашыңыз!
Алдымен әмбебап масштабтың қаншалықты үлкен екенін түсінуге тырысайық. Егер сіз біздің планетамызды аралаған болсаңыз, Жердің біз үшін қаншалықты үлкен екенін елестете аласыз. Енді біздің планетаны қарбыздың дәніндей елестетіп көрейік, ол қарбыздың айналасында айналады-футбол алаңының жартысына тең. Бұл жағдайда Нептун орбитасы кішігірім қаланың көлеміне, аймақ - Айға, Күннің әсер ету шекарасы аймағына - Марсқа сәйкес болады. Біздің Күн жүйесі Жерден әлдеқайда үлкен, Марс қарақұмықтан да үлкен! Бірақ бұл бастамасы ғана.
Енді бұл қарақұмық біздің жүйе болатынын елестетейік, оның мөлшері шамамен бір парсекке тең. Сонда Құс жолы екі футбол стадионындай болады. Алайда, бұл бізге де жеткіліксіз болады. Бізге Құс жолының өлшемін сантиметрге дейін төмендетуге тура келеді. Ол кофе-қара галактикааралық кеңістіктің ортасында құйындыға оралған кофе көбігіне ұқсайды. Одан жиырма сантиметр қашықтықта дәл осындай спиральды «үзінді» - Андромеда тұмандығы бар. Олардың айналасында біздің жергілікті кластердің ұсақ галактикалары болады. Біздің ғаламның көрінетін өлшемі 9,2 шақырым болады. Біз әмбебап өлшемдер туралы түсінікке келдік.
Әмбебап көпіршіктің ішінде
Дегенмен, біз үшін шкаланың өзін түсіну жеткіліксіз. Әлемнің динамикасын түсіну маңызды. Өзімізді Сүт жолының диаметрі сантиметр болатын алыптар ретінде елестетейік. Дәл қазір атап өткендей, біз радиусы 4,57 және диаметрі 9,24 шақырым болатын шардың ішінде боламыз. Елестетіп көріңізші, біз бір секундта бүкіл мегапарсектерді еңсеріп, осы сфераның ішінде жүре аламыз, саяхаттай аламыз. Егер біздің Ғалам шексіз болса, біз не көреміз?
Әрине, біздің алдымызда галактикалардың барлық түрлерінің шексіз саны болады. Эллиптикалық, спиральды, біркелкі емес. Кейбір аумақтар оларға толы болады, басқалары бос болады. Негізгі ерекшелігі - біз қозғалмай тұрғанда, олардың барлығы визуалды түрде қозғалыссыз болады. Бірақ біз бір қадам жасасақ, галактикалардың өздері қозғала бастайды. Мысалы, егер біз микроскопиялық Күн жүйесін Сантиметрлік жолмен ажырата алсақ, оның дамуын бақылай аламыз. Біздің галактикадан 600 метр қашықтықта жылжып, біз пайда болу кезінде Күн протожұлдызын және протопланетар дискін көреміз. Оған жақындай отырып, біз Жердің қалай пайда болатынын, өмірдің туылғанын және адамның пайда болатынын көреміз. Дәл осылай, біз галактикалардың мутацияға ұшырайтынын және оларға жақындаған кезде қалай болатынын көреміз.
Сондықтан біз қаншалықты алыс галактикаларға қарасақ, олар біз үшін соншалықты көне болады. Сонымен, ең алыс галактикалар бізден 1300 метр қашықтықта орналасады, ал 1380 метр бұрылыста біз реликтілік сәулеленуді көреміз. Рас, бұл қашықтық біз үшін қиялға айналады. Дегенмен, біз реликтілік сәулеленуге жақындаған сайын қызықты суретті көреміз. Әрине, біз галактикалардың бастапқы сутегі бұлтынан қалай пайда болатынын және дамитынын байқаймыз. Біз осы галактикалардың біріне жеткенде, біз 1.375 километрді емес, барлығын 4,57 шақырымды еңсергенімізді түсінеміз.
Шағын масштабтау
Нәтижесінде біз одан да үлкен көлемде ұлғаятын боламыз. Енді біз жұдырыққа тұтас бос орындар мен қабырғаларды орналастыра аламыз. Сондықтан біз өзімізді кішкене көпіршікте көреміз, одан шығу мүмкін емес. Олар жақындаған сайын көпіршіктің шетіндегі объектілерге дейінгі қашықтық ұлғаяды, сонымен қатар жиектің өзі шексіз қозғалады. Бұл байқалатын ғаламның көлемінің барлық нүктесі.
Ғалам қаншалықты үлкен болса да, бақылаушы үшін ол әрқашан шектеулі көпіршік болып қала береді. Бақылаушы әрқашан осы көпіршіктің ортасында болады, шын мәнінде ол оның орталығы. Көпіршіктің шетіндегі кез келген затқа жетуге тырысып, бақылаушы оның ортасын жылжытады. Нысанға жақындаған сайын бұл нысан көпіршіктің шетінен алыс және алыс жылжиды және бір уақытта өзгереді. Мысалы, пішіні жоқ сутегі бұлтынан ол толыққанды галактикаға немесе одан әрі галактикалық кластерге айналады. Сонымен қатар, бұл нысанға жол жақындаған сайын артады, өйткені қоршаған кеңістіктің өзі өзгереді. Бұл нысанға жеткенде, біз оны тек көпіршіктің шетінен оның ортасына жылжытамыз. Ғаламның шетінде реликті сәуле де жыпылықтайды.
Егер біз ғаламның жылдамдықпен кеңеюін жалғастыратын боламыз деп болжасақ, онда көпірлер мен триллиондар мен одан да көп жылдарға созылатын уақыттың орталығында бола отырып, біз одан да қызықты суретті байқаймыз. Біздің көпіршіктің көлемі де ұлғаятынына қарамастан, оның мутациялық компоненттері бізден тезірек алыстап, бұл көпіршіктің шетін қалдырады, ғаламның әрбір бөлшегі басқа көпіршіктермен әрекеттесу қабілетсіз өзінің жалғыз көпіршігінде шашылып кеткенше.
Демек, қазіргі ғылымда Әлемнің нақты өлшемдері қандай және оның шекаралары бар ма деген ақпарат жоқ. Бірақ біз білеміз, бұл байқалатын Әлемнің Хаббл радиусы (13,75 миллиард жарық жылы) және бөлшектер радиусы (45,7 миллиард жарық жылы) деп аталатын көрінетін және шынайы шекарасы бар. Бұл шекаралар бақылаушының кеңістіктегі орнына толық тәуелді және уақыт өте келе кеңейеді. Егер Хаббл радиусы жарық жылдамдығымен қатаң түрде кеңейсе, онда бөлшектер көкжиегінің кеңеюі жылдамдайды. Бөлшектердің көкжиегіндегі оның үдеуі одан әрі жалғасады және қысуға ауысады ма деген сұрақ ашық күйінде қалды.
Адамдар әлемі аяғының астында орналасқан Жер бетімен шектелген кездер болды. Техниканың дамуымен адамзат көкжиегін кеңейтті. Енді адамдар біздің әлемнің шекарасы бар ма және әлемнің ауқымы қандай деп ойлайды? Шындығында, оның көлемін бірде -бір адам елестете алмайды. Өйткені бізде лайықты бағдар жоқ. Тіпті кәсіби астрономдар өздері үшін (кем дегенде қиялда) бірнеше рет қысқартылған үлгілерді тартады. Ғалам объектілерінің өлшемдерін дәл салыстыру өте маңызды. Ал математикалық есептерді шешкенде, олар маңызды емес, өйткені олар астроном жұмыс істейтін сандар болып шығады.
Күн жүйесінің құрылысы туралы
Әлемнің масштабы туралы айту үшін алдымен бізге не жақын екенін түсіну керек. Біріншіден, Күн деп аталатын жұлдыз бар. Екіншіден, оның айналасында айналатын планеталар. Олардан басқа, кейбір айналасында қозғалатын спутниктер де бар және бұл туралы ұмытпаңыз
Бұл тізімдегі планеталар ұзақ уақыт бойы адамдарды қызықтырды, өйткені олар бақылау үшін ең қолжетімді. Оларды зерттеуден Ғаламның құрылысы туралы ғылым дами бастады - астрономия. Жұлдыз Күн жүйесінің орталығы ретінде танылады. Ол да оның ең үлкен нысаны. Жермен салыстырғанда Күн көлемі жағынан миллион есе үлкен. Бұл салыстырмалы түрде кішкентай болып көрінеді, өйткені ол біздің планетадан өте алыс.
Күн жүйесінің барлық планеталары үш топқа бөлінеді:
- Жердегі. Оның құрамына сыртқы түрі бойынша Жерге ұқсас планеталар кіреді. Мысалы, бұл Меркурий, Венера және Марс.
- Алып объектілер. Олар бірінші топқа қарағанда әлдеқайда үлкен. Сонымен қатар, оларда көптеген газдар бар, сондықтан оларды газ деп те атайды. Бұған Юпитер, Сатурн, Уран және Нептун кіреді.
- Гном планеталар. Олар, шын мәнінде, үлкен астероидтар. Соңғы уақытқа дейін олардың бірі негізгі планеталардың құрамына кірді - бұл Плутон.
Планеталар ауырлық күшінің әсерінен Күннен «ұшпайды». Олар жоғары жылдамдыққа байланысты жұлдызға түсе алмайды. Нысандар шын мәнінде өте «икемді». Мысалы, Жердің жылдамдығы секундына шамамен 30 километр.
Күн жүйесіндегі заттардың өлшемдерін қалай салыстыруға болады?
Әлемнің масштабын елестетуге тырыспас бұрын, Күн мен планеталарды түсінген жөн. Өйткені, олардың бір-бірімен байланысы қиын болуы мүмкін. Көбінесе, от жұлдызының шартты өлшемі диаметрі 7 см болатын бильярд допымен анықталады.Ол шын мәнінде шамамен 1400 мың км -ге жететінін атап өткен жөн. Мұндай «ойыншық» модельде Күннен (Меркурий) бірінші планета 2 метр 80 сантиметр қашықтықта орналасқан. Бұл жағдайда Жер шарының диаметрі тек жарты миллиметр болады. Ол жұлдыздан 7,6 метр қашықтықта орналасқан. Бұл шкала бойынша Юпитерге дейінгі қашықтық 40 м, ал Плутонға дейін 300 болады.
Күн жүйесінен тыс объектілер туралы айтатын болсақ, онда ең жақын жұлдыз - Проксима Центаври. Ол соншалықты жойылады, бұл жеңілдету тым аз. Және бұл оның Галактиканың ішінде орналасқанына қарамастан. Әлемнің масштабы туралы не айта аламыз. Көріп отырғаныңыздай, бұл іс жүзінде шексіз. Мен әрқашан Жер мен Ғаламның байланысын білгім келеді. Ал жауап алғаннан кейін біздің планетамыздың, тіпті Галактиканың кең дүниенің маңызды емес бөлігі екеніне сену қиын.
Кеңістіктегі қашықтықты өлшеу үшін қандай өлшем бірліктері қолданылады?
Сантиметр, метр және тіпті километр - бұл барлық мәндер күн жүйесінде қазірдің өзінде шамалы. Ғалам туралы не айта аламыз. Галактикадағы қашықтықты көрсету үшін жарық жылы деп аталатын шама қолданылады. Бұл бір жыл ішінде жарықтың қозғалу уақыты. Естеріңізге сала кетейік, бір жарық секунд шамамен 300 мың шақырымға тең. Сондықтан, әдеттегі километрге айналдырғанда, жарық жылы шамамен 10 мың миллиардқа тең болады. Оны елестету мүмкін емес, сондықтан Әлемнің ауқымы адам үшін елестету мүмкін емес. Егер көрші галактикалар арасындағы қашықтықты көрсету қажет болса, онда жарық жылы жеткіліксіз. Одан да үлкен мән қажет. Ол 3,26 жарық жылын құрайтын парсек болып шықты.
Галактика қалай жұмыс істейді?
Бұл жұлдыздар мен тұмандықтардың алып формациясы. Олардың аз ғана бөлігін әр түнде аспаннан көруге болады. Біздің Галактиканың құрылымы өте күрделі. Оны революцияның жоғары қысылған эллипсоиды деп санауға болады. Оның үстіне экваторлық бөлік пен орталық ерекшеленеді. Галактика экваторы негізінен газ тәрізді тұмандықтар мен ыстық массивті жұлдыздардан тұрады. Құс жолында бұл бөлік оның орталық аймағында орналасқан.
Күн жүйесі бұл ережеден тыс қалмайды. Ол сондай -ақ Галактика экваторына жақын орналасқан. Айтпақшы, жұлдыздардың көпшілігі диаметрі 100 мың, қалыңдығы 1500 болатын үлкен дискіні құрайды. Егер біз Күн жүйесін бейнелеу үшін қолданылған масштабқа қайта оралсақ, онда Галактиканың көлемі пропорционалды болады, бұл керемет көрсеткіш. Сондықтан Күн мен Жер Галактикадағы үгінділер болып шығады.
Ғаламда қандай заттар бар?
Ең негізгілерін тізіп көрейік:
- Жұлдыздар-өздігінен жарқырайтын үлкен шарлар. Олар шаң мен газ қоспасынан тұратын ортадан пайда болады. Олардың көпшілігі сутегі мен гелий.
- Фондық сәулелену. Олар ғарышта таралғандар. Оның температурасы Цельсий бойынша 270 градус. Оның үстіне бұл сәулелену барлық бағытта бірдей. Бұл қасиет изотропия деп аталады. Сонымен қатар, Әлемнің кейбір жұмбақтары онымен байланысты. Мысалы, бұл үлкен жарылыс кезінде пайда болғаны белгілі болды. Яғни, ол Әлем пайда болғаннан бері бар. Ол да барлық бағытта бірдей кеңейіп жатқанын растайды. Оның үстіне бұл мәлімдеме тек қазіргі уақытта ғана емес. Сондықтан бұл ең басында болды.
- Яғни жасырылған масса. Бұл тікелей бақылау арқылы зерттелмейтін Әлемнің объектілері. Басқаша айтқанда, олар электромагниттік толқындар шығармайды. Бірақ олар басқа денелерге гравитациялық әсер етеді.
- Қара тесіктер. Оларды жақсы түсінбейді, бірақ өте жақсы біледі. Бұл фантастикалық шығармалардағы осындай нысандардың жаппай сипатталуына байланысты болды. Қара тесік - бұл екінші ғарыштық жылдамдықтың тең болуына байланысты электромагниттік сәулелену таралмайтын дене, бұл объектке екінші ғарыштық жылдамдық екенін есте ұстаған жөн. ол ғарыштық объектіні тастап кетеді.
Сонымен қатар, Әлемде квазарлар мен пульсарлар бар.
Жұмбақ ғалам
Ол әлі толық ашылмаған, зерттелмеген нәрселерге толы. Ал ашылған нәрселер жиі Ғаламның жаңа сұрақтары мен байланысты жұмбақтарын тудырады. Оларға тіпті белгілі «Үлкен жарылыс» теориясы да кіреді. Бұл шын мәнінде тек шартты доктрина, өйткені адамзат оның қалай болғанын болжай алады.
Екінші жұмбақ - ғаламның жасы. Оны шамамен айтылған реликті сәулелену, глобулярлық кластерлер мен басқа объектілерді бақылау арқылы санауға болады. Ғалымдар бүгінде ғаламның жасы шамамен 13,7 миллиард жыл деп келіседі. Тағы бір жұмбақ - егер өмір басқа планеталарда болса? Өйткені, тек Күн жүйесінде ғана емес, қолайлы жағдайлар пайда болып, Жер пайда болды. Және ғалам ұқсас құрылымдарға толы болуы мүмкін.
Бір?
Ал ғаламның сыртында не бар? Адам көзі енбеген жерде не бар? Шетелде бірдеңе бар ма? Олай болса, қанша ғалам бар? Бұл ғалымдар әлі жауап таба алмаған сұрақтар. Біздің әлем тосын сыйлар қорабына ұқсайды. Бір кездері ол тек Жер мен Күннен тұрады, аспанда аз ғана жұлдыздар бар сияқты көрінді. Содан кейін дүниетанымы кеңейді. Тиісінше, шекаралар кеңейді. Таңқаларлық емес, көптеген жарқын ақыл-ойлар әлдеқашан ғаламды одан да үлкен болмыстың бір бөлігі ғана деген қорытындыға келді.
