Sammenligning av størrelser i universet. Skala av universets skala. La oss imidlertid fortsette å snakke om planetene.
Som er på den. For det meste er vi alle lenket til stedet der vi bor og jobber. Dimensjonene til vår verden er svimlende, men det er absolutt ingenting i sammenligning med universet. Som de sier - "Født for sent for å utforske verden og for tidlig for å utforske verdensrommet"... Det er til og med fornærmende. La oss imidlertid komme i gang - bare pass på så du ikke blir svimmel.
1. Dette er Jorden.
Dette er selve planeten som for øyeblikket er det eneste hjemmet for menneskeheten. Stedet hvor livet dukket opp på en magisk måte (eller kanskje ikke så magisk) og i løpet av evolusjonen du og jeg dukket opp.
2. Vår plass i solsystemet.
De nærmeste store plassobjektene som omgir oss, er selvfølgelig våre naboer i solsystemet. Alle husker navnene deres fra barndommen, og modeller er skulpturert i leksjonene fra omverdenen. Det skjedde slik at selv blant dem er vi ikke de største ...
3. Avstanden mellom vår jord og månen.
Det virker ikke så langt, ikke sant? Og hvis vi også tar hensyn til moderne hastigheter, så ingenting i det hele tatt.
4. Faktisk - langt nok.
Hvis du prøver, så veldig nøyaktig og komfortabelt - mellom planeten og satellitten, kan du enkelt plassere resten av planetene i solsystemet.
5. La oss imidlertid fortsette å snakke om planetene.
Før du Nord -Amerika, som om den ble plassert på Jupiter. Ja, denne lille grønne flekken er Nord -Amerika. Kan du forestille deg hvor stor jorden vår ville være hvis vi overførte den til skalaen til Jupiter? Folk ville sannsynligvis fortsatt oppdage nye land)
6. Dette er Jorden sammenlignet med Jupiter.
Nuuu, eller rettere sagt seks land - for klarhet.
7. Saturnens ringer, sir.
Ringene til Saturn ville ha et så nydelig utseende, med den forutsetning at de kretset rundt jorden. Se på Polynesia - litt som ikonet til Operaen, ikke sant?
8. La oss sammenligne Jorden med Solen?
Det ser ikke så stort ut på himmelen ...
9. Denne utsikten åpner seg mot jorden, hvis du ser på den fra månen.
Fint, hva? Så ensom på bakgrunn av tomt rom. Eller ikke tom? La oss fortsette ...
10. Og så fra Mars
Jeg vedder på at du ikke ville vite om det var Jorden.
11. Dette er et øyeblikksbilde av jorden like bak Saturns ringer
12. Og her er Neptun.
Kun 4,5 milliarder kilometer. Hvor lenge ville du lete etter?
13. Så la oss gå tilbake til stjernen kalt Solen.
Et spennende syn, ikke sant?
14. Her er solen fra overflaten av Mars.
15. Og her er sammenligningen med Scales of the star VY Canis Major.
Hvordan liker du det? Mer enn imponerende. Kan du forestille deg hva slags energi som er konsentrert der?
16. Men alt dette er tull, hvis vi sammenligner hjemmestjernen vår med dimensjonene til Melkeveien.
For å gjøre det tydeligere, tenk deg at vi har komprimert solen vår til størrelsen på en hvit blodcelle. I dette tilfellet er størrelsen på Melkeveien ganske sammenlignbar med størrelsen på Russland, for eksempel. Dette er Melkeveien.
17. Generelt er stjernene enorme
Alt som er plassert i denne gule sirkelen er alt du kan se om natten fra jorden. Resten er utilgjengelig for det blotte øye.
18. Men det er også andre galakser.
Her er Melkeveien sammenlignet med galaksen IC 1011, som ligger 350 millioner lysår fra jorden.
La oss gå over det en gang til?
Så denne jorden er vårt hjem.
Reduser skalaen til størrelsen på solsystemet ...
La oss ta litt mer ...
Og nå opp til størrelsen på Melkeveien ...
La oss fortsette å redusere ...
Og videre…
Nesten ferdig, ikke bekymre deg...
Klar! Avslutningen!
Dette er alt menneskeheten nå kan observere ved hjelp av moderne teknologi. Det er ikke engang en maur ... Døm selv, bare ikke bli gal ...
En slik skala passer ikke engang i hodet mitt. Men noen erklærer selvsikkert at vi er alene i universet, selv om de selv ikke er helt sikre på om amerikanerne var på månen eller ikke.
Hold ut folkens ... hold ut.
Størrelsen på objekter i universet i sammenligning (bilde)
1. Dette er jorden! Vi bor her. Ved første øyekast ser den veldig stor ut. Men faktisk, sammenlignet med noen objekter i universet, er planeten vår ubetydelig. De følgende bildene vil hjelpe deg i det minste å forestille deg noe som rett og slett ikke passer i hodet ditt.
2. Plasseringen av planeten Jorden i solsystemet.
3. Den skalerte avstanden mellom jorden og månen. Ser ikke for langt ut, gjør det?
4. Innenfor denne avstanden kan alle planetene i vårt solsystem plasseres, vakkert og pent.
5. Denne lille grønne flekken er kontinentet i Nord -Amerika, på planeten Jupiter. Man kan forestille seg hvor mye større Jupiter er enn jorden.
6. Og dette bildet gir en ide om størrelsen på planeten Jorden (det vil si seks av planetene våre) sammenlignet med Saturn.
7. Slik ville ringene til Saturn se ut om de var rundt jorden. Skjønnheten!
8. Hundrevis av kometer flyr mellom planetene i solsystemet. Slik ser kometen Churyumov - Gerasimenko ut, som Philae -sonden landet på høsten 2014, i sammenligning med Los Angeles.
9. Men alle objekter i solsystemet er ubetydelige små i forhold til vår sol.
10. Slik ser planeten vår ut fra Månens overflate.
11. Slik ser planeten vår ut fra overflaten av Mars.
12. Og dette er oss fra Saturn.
13. Hvis du flyr til grensen til solsystemet, vil du se planeten vår slik.
14. La oss gå litt tilbake. Dette er størrelsen på jorden sammenlignet med størrelsen på solen vår. Imponerende, ikke sant?
15. Og dette er vår sol fra overflaten av Mars.
16. Men vår sol er bare en av stjernene i universet. Antallet deres er mer enn sandkorn på hvilken som helst strand på jorden.
17. Dette betyr at det er stjerner som er mye større enn vår sol. Se bare på hvor liten solen er sammenlignet med den største stjernen som er kjent til dags dato, VY, i stjernebildet Canis Major.
18. Men ingen stjerne kan måle seg med størrelsen på Melkeveisgalaksen vår. Hvis vi reduserer solen vår til størrelsen på en hvit blodcelle og reduserer hele galaksen med samme faktor, vil Melkeveien være på størrelse med Russland.
19. Melkeveiens galakse er enorm. Vi bor et sted her.
20. Dessverre er alle gjenstander som vi kan se med det blotte øye på himmelen om natten plassert i denne gule sirkelen.
21. Men Melkeveien er langt fra den største galaksen i universet. Dette er Melkeveien sammenlignet med Galaxy IC 1011, som er 350 millioner lysår fra jorden.
22. Men det er ikke alt. Dette bildet fra Hubble-teleskopet fotograferte tusenvis og tusenvis av galakser, som hver inneholder millioner av stjerner med sine egne planeter.
23. For eksempel en av galaksene på bildet, UDF 423. Denne galaksen er ti milliarder lysår fra Jorden. Når du ser på dette bildet, ser du milliarder av år tilbake.
24. Dette mørke stykket av nattehimmelen ser helt tomt ut. Men når man zoomer inn, viser det seg å inneholde tusenvis av galakser med milliarder av stjerner.
25. Og dette er størrelsen på det sorte hullet sammenlignet med størrelsen på jordens bane og bane til planeten Neptun.
En slik svart avgrunn kan lett suge inn hele solsystemet.
Visste du at universet vi observerer har ganske bestemte grenser? Vi er vant til å knytte universet til noe uendelig og uforståelig. Moderne vitenskap til spørsmålet om universets "uendelighet" gir imidlertid et helt annet svar på et så "åpenbart" spørsmål.
I følge moderne konsepter er størrelsen på det observerbare universet omtrent 45,7 milliarder lysår (eller 14,6 gigaparsek). Men hva betyr disse tallene?
Det første spørsmålet som oppstår for en vanlig person er hvordan universet ikke kan være uendelig i det hele tatt? Det vil virke udiskutabelt at beholderen med alt som finnes rundt oss ikke skal ha noen grenser. Hvis disse grensene eksisterer, hva er de?
La oss si at en astronaut har fløyet til universets grenser. Hva vil han se foran seg? En solid vegg? Brannsperre? Og hva ligger bak - tomhet? Et annet univers? Men kan tomhet eller et annet univers bety at vi er på grensen til universet? Dette betyr tross alt ikke at det er "ingenting". Tomheten og det andre universet er også "noe". Men universet er noe som inneholder absolutt alt "noe".
Vi kommer til en absolutt motsetning. Det viser seg at universets grense skulle skjule for oss noe som ikke burde være det. Eller universets grense bør avskjerme "alt" fra "noe", men dette "noe" bør også være en del av "alt". Generelt en fullstendig absurditet. Så hvordan kan forskere påstå den begrensende størrelsen, massen og til og med alderen til universet vårt? Disse verdiene, selv om de er ufattelig store, er fremdeles begrensede. Krangler vitenskapen med det åpenbare? For å håndtere dette, la oss først spore hvordan mennesker kom til en moderne forståelse av universet.
Utvide grensene
I uminnelige tider har mennesket vært interessert i hva verden rundt dem er. Man trenger ikke gi eksempler på de tre hvalene og andre forsøk fra de gamle til å forklare universet. Som regel kom alt til slutt ned på at grunnlaget for alt som eksisterer er det jordiske himmelen. Selv i antikken og middelalderen, da astronomer hadde omfattende kunnskap om lovene som regulerer bevegelsen av planeter langs den "stasjonære" himmelske sfæren, forble jorden sentrum av universet.
Naturligvis, selv i antikkens Hellas var det de som trodde at jorden dreide seg rundt solen. Det var de som snakket om de mange verdener og universets uendelighet. Men konstruktiv begrunnelse for disse teoriene dukket opp først ved begynnelsen av den vitenskapelige revolusjonen.
På 1500-tallet gjorde den polske astronomen Nicolaus Copernicus det første store gjennombruddet i kunnskapen om universet. Han beviste bestemt at jorden bare er en av planetene som kretser rundt solen. Et slikt system forenklet i stor grad forklaringen på en så kompleks og intrikat bevegelse av planetene i himmelsfæren. Når det gjelder en stasjonær jord, måtte astronomer finne opp alle slags geniale teorier for å forklare denne oppførselen til planetene. På den annen side, hvis Jorden antas å være mobil, så kommer forklaringen på slike intrikate bevegelser naturlig. Slik ble et nytt paradigme kalt "heliosentrisme" forankret i astronomien.
Mange soler
Imidlertid, selv etter det, fortsatte astronomene å begrense universet til "sfæren med faste stjerner". Fram til 1800 -tallet kunne de ikke estimere avstanden til stjernene. I flere århundrer har astronomer forgjeves forsøkt å oppdage avvik i stjerners posisjon i forhold til jordens orbitale bevegelse (årlige parallakser). Instrumentene fra den tiden tillot ikke slike nøyaktige målinger.
Til slutt, i 1837, målte den russisk-tyske astronomen Vasily Struve parallaksen. Dette markerte et nytt skritt i å forstå omfanget av rommet. Nå kunne forskere trygt si at stjernene er fjerne likheter med solen. Og fra nå av er lyset vårt ikke sentrum for alt, men en lik "innbygger" i den endeløse stjerneklyngen.
Astronomer har kommet enda nærmere å forstå universets skala, fordi avstandene til stjernene viste seg å være virkelig monstrøse. Selv størrelsen på planetenes baner virket ubetydelig i sammenligning med denne. Deretter var det nødvendig å forstå hvordan stjernene er konsentrert i.
Mange Melkeveien
Den berømte filosofen Immanuel Kant forutså grunnlaget for den moderne forståelsen av universets store struktur tilbake i 1755. Han antok at Melkeveien er en enorm roterende klynge av stjerner. På sin side er mange av de observerte tåken også mer fjerne "melkeveier" - galakser. Til tross for dette, fram til 1900 -tallet, fulgte astronomer med at alle stjernetåker er kilder til stjernedannelse og er en del av Melkeveien.
Situasjonen endret seg da astronomer lærte å måle avstander mellom galakser ved hjelp av. Den absolutte lysstyrken til stjerner av denne typen er strengt avhengig av variabilitetsperioden. Ved å sammenligne deres absolutte lysstyrke med den synlige, er det mulig å bestemme avstanden til dem med høy nøyaktighet. Denne metoden ble utviklet på begynnelsen av 1900 -tallet av Einar Herzsrung og Harlow Shelpy. Takket være ham bestemte den sovjetiske astronomen Ernst Epik i 1922 avstanden til Andromeda, som viste seg å være en størrelsesorden større enn størrelsen på Melkeveien.
Edwin Hubble fortsatte Epics bestrebelse. Ved å måle lysstyrken til Cepheider i andre galakser, målte han avstanden til dem og sammenlignet den med rødforskyvningen i spektrene deres. Så i 1929 utviklet han sin berømte lov. Hans arbeid har definitivt tilbakevist den forankrede oppfatningen om at Melkeveien er kanten av universet. Det var nå en av mange galakser som en gang hadde blitt ansett som en integrert del av den. Kants hypotese ble bekreftet nesten to århundrer etter utviklingen.
Senere gjorde forbindelsen mellom avstanden til galaksen fra observatøren og hastigheten på dens fjerning fra observatøren, oppdaget av Hubble, det mulig å komponere et fullstendig bilde av universets storskalastruktur. Det viste seg at galaksene bare var en ubetydelig del av den. De knyttet seg til klynger, klynger til superklynger. På sin side bretter superklynger seg inn i de største kjente strukturene i universet - filamenter og vegger. Disse strukturene, ved siden av enorme superhulrom (), utgjør storskalastrukturen til det for tiden kjente universet.
Tilsynelatende uendelighet
Fra ovenstående følger det at på bare noen få århundrer har vitenskapen gradvis hoppet fra geosentrisme til den moderne forståelsen av universet. Imidlertid gir dette ikke et svar på hvorfor vi begrenser universet i disse dager. Tross alt, til nå handlet det bare om skalaen til kosmos, og ikke om dets natur.
Den første som bestemte seg for å underbygge universets uendelighet var Isaac Newton. Etter å ha oppdaget loven om universell gravitasjon, trodde han at hvis rommet var begrenset, ville alle kroppene hennes før eller siden smelte sammen til en helhet. Før ham, hvis noen uttrykte ideen om universets uendelighet, var det utelukkende i en filosofisk vene. Uten noen vitenskapelig begrunnelse. Et eksempel på dette er Giordano Bruno. Forresten, som Kant, var han foran vitenskapen med mange århundrer. Han var den første som erklærte at stjernene er fjerne soler, og planeter kretser rundt dem også.
Det ser ut til at selve uendeligheten er ganske berettiget og åpenbar, men vendepunktene for vitenskapen på 1900 -tallet har rystet denne "sannheten".
Stasjonært univers
Det første betydelige skrittet mot utviklingen av en moderne modell av universet ble gjort av Albert Einstein. Den berømte fysikeren introduserte sin modell av et stasjonært univers i 1917. Denne modellen var basert på den generelle relativitetsteorien, som han utviklet samme år tidligere. I følge hans modell er universet uendelig i tid og begrenset i rommet. Men tross alt, som nevnt tidligere, ifølge Newton, burde et univers med en endelig størrelse kollapse. For å gjøre dette introduserte Einstein en kosmologisk konstant, som kompenserte for gravitasjonsattraksjonen til fjerne objekter.
Hvor paradoksalt det enn kan høres ut, begrenset ikke Einstein selve universets endelighet. Etter hans mening er universet et lukket skall av en hypersfære. En analogi er overflaten til en vanlig tredimensjonal kule, for eksempel en jordklode eller jorden. Uansett hvor mye en reisende reiser rundt jorden, vil han aldri nå kanten. Dette betyr imidlertid ikke i det hele tatt at jorden er uendelig. Den reisende vil ganske enkelt gå tilbake til stedet hvor han startet reisen.
På overflaten av hypersfæren
På samme måte kan en romvandrer som overvinner Einsteins univers på et stjerneskip, komme tilbake til jorden. Bare denne gangen vil vandreren ikke bevege seg langs den todimensjonale overflaten av sfæren, men langs den tredimensjonale overflaten til hypersfæren. Dette betyr at universet har et begrenset volum, og dermed et begrenset antall stjerner og masse. Universet har imidlertid ingen grenser eller noe sentrum.
Einstein kom til slike konklusjoner ved å koble rom, tid og tyngdekraft i sin berømte teori. Før ham ble disse begrepene ansett som separate, og derfor var universets plass rent euklidisk. Einstein beviste at tyngdekraften i seg selv er en krumning av romtiden. Dette endret radikalt de tidlige ideene om universets natur, basert på klassisk newtonsk mekanikk og euklidisk geometri.
Ekspanderende univers
Selv oppdageren av det "nye universet" var ikke fremmed for vrangforestillinger. Selv om Einstein begrenset universet i verdensrommet, fortsatte han å anse det som statisk. Ifølge hans modell var og forblir universet evig, og størrelsen forblir alltid den samme. I 1922 utvidet den sovjetiske fysikeren Alexander Fridman denne modellen betydelig. Ifølge hans beregninger er universet ikke statisk i det hele tatt. Det kan utvide eller trekke seg sammen over tid. Det er bemerkelsesverdig at Friedman kom til en slik modell, basert på den samme relativitetsteorien. Han var i stand til å bruke denne teorien mer korrekt ved å omgå den kosmologiske konstanten.
Albert Einstein godtok ikke umiddelbart denne «endringen». Hubble -oppdagelsen som ble nevnt tidligere, reddet denne nye modellen. Spredningen av galakser beviste utvilsomt faktumet om universets utvidelse. Så Einstein måtte innrømme sin feil. Nå hadde universet en viss alder, som strengt tatt avhenger av Hubble -konstanten, som kjennetegner ekspansjonshastigheten.
Videreutvikling av kosmologi
Mens forskere prøvde å løse dette problemet, ble mange andre viktige komponenter i universet oppdaget og forskjellige modeller av det ble utviklet. Så i 1948 introduserte Georgy Gamow hypotesen "om et varmt univers", som senere skulle bli til teorien om big bang. Oppdagelsen i 1965 bekreftet gjetningene hans. Nå kunne astronomer observere lyset som har kommet ned fra det øyeblikket universet ble gjennomsiktig.
Mørk materie, spådd i 1932 av Fritz Zwicky, ble bekreftet i 1975. Mørk materie forklarer faktisk eksistensen av galakser, galaktiske klynger og universet i seg selv. Så forskere lærte at det meste av universets masse er helt usynlig.
Til slutt, i 1998, under en undersøkelse av avstanden til, ble det oppdaget at universet ekspanderer med akselerasjon. Dette neste vendepunktet i vitenskapen ga opphav til den moderne forståelsen av universets natur. Den kosmologiske koeffisienten, introdusert av Einstein og tilbakevist av Friedman, fant igjen sin plass i universets modell. Tilstedeværelsen av den kosmologiske koeffisienten (kosmologisk konstant) forklarer dens akselererte ekspansjon. For å forklare tilstedeværelsen av den kosmologiske konstanten ble konseptet introdusert - et hypotetisk felt som inneholder det meste av universets masse.
Nåværende forståelse av størrelsen på det observerbare universet
Den nåværende modellen av universet kalles også ΛCDM -modellen. Bokstaven "Λ" angir tilstedeværelsen av en kosmologisk konstant som forklarer den akselererte ekspansjonen av universet. "CDM" betyr at universet er fylt med kald mørk materie. Nyere studier indikerer at Hubble-konstanten er omtrent 71 (km/s) / Mpc, som tilsvarer universets alder på 13,75 milliarder år. Når man kjenner universets alder, kan man estimere størrelsen på det observerbare området.
I følge relativitetsteorien kan ikke informasjon om et objekt nå observatøren med en hastighet større enn lysets hastighet (299792458 m/s). Det viser seg at observatøren ikke bare ser et objekt, men dets fortid. Jo lenger objektet er fra det, jo fjernere ser det ut. Når vi for eksempel ser på månen, ser vi hva den var for litt over et sekund siden, solen for mer enn åtte minutter siden, de nærmeste stjernene - år, galakser - for millioner av år siden, osv. I Einsteins stasjonære modell har universet ingen aldersgrense, noe som betyr at dets observerbare område heller ikke er begrenset av noe. Observatøren, bevæpnet med mer og mer avanserte astronomiske instrumenter, vil observere flere og mer fjerne og eldgamle objekter.
Vi har et annet bilde med den moderne modellen av universet. I følge det har universet en alder, og derfor en observasjonsgrense. Det vil si at siden universets fødsel ville ingen foton ha hatt tid til å reise en avstand som er større enn 13,75 milliarder lysår. Det viser seg at vi kan konstatere at det observerbare universet er begrenset fra observatøren av et sfærisk område med en radius på 13,75 milliarder lysår. Dette er imidlertid ikke helt sant. Ikke glem utvidelsen av universets rom. Inntil fotonet når observatøren, vil objektet som sendte det være 45,7 milliarder sv fra oss. år. Denne størrelsen er horisonten til partikler, og den er grensen til det observerbare universet.
Over horisonten
Så størrelsen på det observerbare universet er delt inn i to typer. Synlig størrelse, også kalt Hubble -radius (13,75 milliarder lysår). Og den virkelige størrelsen, kalt partikkelhorisonten (45,7 milliarder lysår). Det er viktig at begge disse horisontene ikke i det hele tatt karakteriserer universets virkelige størrelse. For det første avhenger de av posisjonen til observatøren i rommet. For det andre endrer de seg over tid. Når det gjelder ΛCDM-modellen, utvider partikkelhorisonten seg med en hastighet som er større enn Hubble-horisonten. Spørsmålet om denne trenden vil endre seg i fremtiden, gir moderne vitenskap ikke svar på. Men hvis vi antar at universet vil fortsette å ekspandere med akselerasjon, vil alle objektene vi ser nå, før eller siden, forsvinne fra vårt "synsfelt".
For øyeblikket er det fjerneste lyset som er observert av astronomer, bakgrunnsstrålingen i mikrobølgeovnen. Forskere ser på universet som det var 380 tusen år etter Big Bang. I det øyeblikket ble universet avkjølt så mye at det var i stand til å sende ut frie fotoner, som i dag fanges opp ved hjelp av radioteleskoper. På den tiden var det ingen stjerner eller galakser i universet, men bare en kontinuerlig sky av hydrogen, helium og en ubetydelig mengde andre grunnstoffer. Fra inhomogenitetene som er observert i denne skyen, vil galaktiske klynger senere dannes. Det viser seg at akkurat de objektene som dannes av inhomogenitetene i relikstrålingen, er nærmest partikkelhorisonten.
Sanne grenser
Hvorvidt universet har sanne, ikke -observerbare grenser, er fremdeles gjenstand for pseudovitenskapelige formodninger. På en eller annen måte konvergerer alle i universets uendelighet, men de tolker denne uendeligheten på helt forskjellige måter. Noen anser universet for å være flerdimensjonalt, hvor vårt "lokale" tredimensjonale univers bare er ett av dets lag. Andre sier at universet er fraktalt - noe som betyr at vårt lokale univers kan vise seg å være en partikkel av et annet. Ikke glem de forskjellige modellene av Multiverse med sine lukkede, åpne, parallelle univers, ormehull. Og det er mange, mange forskjellige versjoner, hvorav antallet bare er begrenset av menneskelig fantasi.
Men hvis vi slår på kald realisme eller bare beveger oss bort fra alle disse hypotesene, kan vi anta at vårt univers er et uendelig homogent lager av alle stjerner og galakser. Dessuten, på ethvert svært fjernt punkt, det være seg milliarder av gigaparsecs fra oss, vil alle forhold være nøyaktig de samme. På dette tidspunktet vil det være nøyaktig samme horisont av partikler og Hubble -sfæren med samme relikviestråling ved kanten. Det vil være de samme stjernene og galaksene rundt. Interessant nok er dette ikke i motsetning til universets ekspansjon. Tross alt er det ikke bare universet som ekspanderer, men selve rommet. Det faktum at i øyeblikket for big bang oppstod universet fra et punkt sier bare at de uendelig små (praktisk talt null) dimensjonene som den gang var nå har blitt til ufattelig store. I fremtiden vil vi bruke denne spesielle hypotesen for å tydelig forstå omfanget av det observerbare universet.
Visuell representasjon
Ulike kilder gir alle slags visuelle modeller som lar folk forstå universets omfang. Imidlertid er det ikke nok for oss å innse hvor stort kosmos er. Det er viktig å forstå hvordan begreper som Hubble -horisonten og partikkelhorisonten faktisk manifesterer seg. For å gjøre dette, la oss forestille oss modellen vår trinn for trinn.
La oss glemme at moderne vitenskap ikke vet om den "fremmede" regionen i universet. Forkast versjonene om multiverset, fraktaluniverset og dets andre "varianter", tenk deg at det rett og slett er uendelig. Som nevnt tidligere, motsier dette ikke utvidelsen av rommet hennes. Selvfølgelig vil vi ta hensyn til det faktum at Hubble -sfæren og partikkelsfæren er henholdsvis lik 13,75 og 45,7 milliarder lysår.
Universets skala
Trykk på START -knappen og oppdag en ny, ukjent verden!
Til å begynne med, la oss prøve å innse hvor stor den universelle skalaen er. Hvis du har reist rundt planeten vår, kan du godt forestille deg hvor stor jorden er for oss. La oss nå forestille oss planeten vår som et bokhvetekorn som går i bane rundt en vannmelon-sol som er halvparten så stor som en fotballbane. I dette tilfellet vil banen til Neptun tilsvare størrelsen på en liten by, regionen - til månen, området for grensen for solens innflytelse - til Mars. Det viser seg at vårt solsystem er like mye større enn jorden som Mars er større enn bokhvete! Men dette er bare begynnelsen.
La oss nå forestille oss at denne bokhveten vil være vårt system, hvis størrelse er omtrent lik en parsek. Da blir Melkeveien på størrelse med to fotballstadioner. Selv dette vil imidlertid ikke være nok for oss. Vi må redusere Melkeveien til en centimeter størrelse. Det vil noe ligne kaffeskum innpakket i et boblebad midt i det kaffesorte intergalaktiske rommet. Tjue centimeter unna det er den samme spiralen "smuler" - Andromeda -stjernetåken. Rundt dem vil det være en sverm av små galakser fra vår lokale klynge. Den tilsynelatende størrelsen på universet vårt vil være 9,2 kilometer. Vi har kommet til en forståelse av de universelle dimensjonene.
Inne i den universelle boblen
Imidlertid er det ikke nok for oss å forstå selve skalaen. Det er viktig å forstå dynamikken i universet. Tenk deg selv som kjemper, som Melkeveien har en centimeter diameter på. Som nevnt akkurat nå, vil vi finne oss selv inne i en ball med en radius på 4,57 og en diameter på 9,24 kilometer. Tenk at vi er i stand til å sveve inne i denne sfæren, reise og overvinne hele megaparsek på et sekund. Hva vil vi se hvis universet vårt er uendelig?
Selvfølgelig, foran oss vil det være et uendelig antall av alle slags galakser. Elliptisk, spiralformet, uregelmessig. Noen områder vil vrimle av dem, andre vil være tomme. Hovedtrekkene vil være at de visuelt alle vil være ubevegelige mens vi er ubevegelige. Men så snart vi tar et steg, vil galaksene selv begynne å bevege seg. For eksempel, hvis vi er i stand til å se det mikroskopiske solsystemet i centimeter Melkeveien, kan vi observere dets utvikling. Når vi beveger oss 600 meter fra galaksen vår, vil vi se protostjernen Sol og protoplanetarisk skive på tidspunktet for dannelsen. Når vi nærmer oss det, vil vi se hvordan jorden ser ut, livet blir født og en person dukker opp. På samme måte vil vi se hvordan galakser muterer og beveger seg når vi beveger oss bort eller nærmer oss dem.
Derfor, jo fjernere galakser vi ser, jo eldre vil de være for oss. Så de mest fjerne galakser vil bli plassert lenger enn 1300 meter fra oss, og ved svingen av 1380 meter vil vi se relikviestrålingen. Riktignok vil denne avstanden være imaginær for oss. Men når vi kommer nærmere relikviestrålingen, vil vi se et interessant bilde. Naturligvis vil vi observere hvordan galakser vil danne og utvikle seg fra den opprinnelige skyen av hydrogen. Når vi når en av disse dannede galakser, vil vi forstå at vi ikke har overvunnet 1.375 kilometer i det hele tatt, men alle 4.57.
Nedskalering
Som et resultat vil vi øke enda mer i størrelse. Nå kan vi plassere hele tomrom og vegger i knyttneven. Så vi befinner oss i en ganske liten boble, som det er umulig å komme seg ut av. Ikke bare vil avstanden til objekter på kanten av boblen øke når de kommer nærmere, men selve kanten vil bevege seg uendelig. Dette er hele poenget med størrelsen på det observerbare universet.
Uansett hvor stort universet er, for observatøren vil det alltid forbli en begrenset boble. Observatøren vil alltid være i sentrum av denne boblen, faktisk er han dens sentrum. Ved å prøve å komme til en gjenstand ved kanten av boblen, vil observatøren flytte midten. Når det kommer nærmere objektet, vil dette objektet bevege seg lenger og lenger fra kanten av boblen og samtidig endre seg. For eksempel vil den fra en formløs hydrogensky bli til en fullverdig galakse eller videre en galaksehoper. I tillegg vil banen til dette objektet øke når du nærmer deg det, ettersom det omkringliggende rommet vil endre seg. Når vi kommer til dette objektet, vil vi bare flytte det fra kanten av boblen til midten. På kanten av universet vil relikviestrålingen også flimre.
Hvis vi antar at universet vil fortsette å ekspandere i en akselerert hastighet, så vil vi merke et enda mer interessant bilde når vi er midt i boblen og svingete tid for milliarder, billioner og enda høyere ordrer i årene fremover. Selv om boblen vår også vil vokse i størrelse, vil dens muterende komponenter bevege seg fra oss enda raskere og forlate kanten av denne boblen, til hver partikkel i universet vandrer i sin ensomme boble uten evnen til å samhandle med andre partikler.
Så moderne vitenskap har ikke informasjon om hva de virkelige dimensjonene til universet er og om det har grenser. Men vi vet med sikkerhet at det observerte universet har en synlig og sann grense, kalt henholdsvis Hubble-radius (13,75 milliarder lysår) og radius til partikler (45,7 milliarder lysår). Disse grensene er helt avhengig av observatørens posisjon i rommet og utvider seg over tid. Hvis Hubble -radius utvides strengt med lysets hastighet, akselereres ekspansjonen av partikkelhorisonten. Spørsmålet om akselerasjonen av partikkelhorisonten vil fortsette videre og ikke endres til kompresjon er fortsatt åpent.
Det var tider da menneskenes verden var begrenset til jordens overflate, plassert under føttene deres. Med utviklingen av teknologi utvidet menneskeheten sin horisont. Nå tenker folk om verden vår har grenser, og hva er omfanget av universet? Faktisk kan ikke en eneste person forestille seg den virkelige størrelsen. For vi har ingen egnede landemerker. Selv profesjonelle astronomer tegner for seg selv (i hvert fall i fantasien) modeller som er redusert mange ganger. Det er viktig å nøyaktig korrelere dimensjonene som objektene i universet har. Og når de løser matematiske problemer, er de generelt uviktige, fordi de viser seg å være bare tall som astronomen opererer med.
Om strukturen til solsystemet
For å snakke om universets omfang må du først forstå hva som er nærmest oss. For det første er det en stjerne som heter Solen. For det andre kretser planetene rundt den. I tillegg til dem er det også satellitter som beveger seg rundt noen Og ikke glem
Planeter i denne listen har vært av interesse for mennesker lenge, siden de er de mest tilgjengelige for observasjon. Fra deres studie begynte vitenskapen om universets struktur å utvikle seg - astronomi. Stjernen er anerkjent som sentrum av solsystemet. Hun er også hennes største objekt. Sammenlignet med jorden er solen en million ganger større i volum. Det virker bare relativt lite, siden det er veldig langt fra planeten vår.
Alle planeter i solsystemet er delt inn i tre grupper:
- Jordisk. Det inkluderer planeter som ligner på jorden i utseende. For eksempel er disse Merkur, Venus og Mars.
- Giant objekter. De er mye større enn den første gruppen. I tillegg inneholder de mye gasser, derfor kalles de også gass. Dette inkluderer Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.
- Dvergplaneter. De er faktisk store asteroider. Inntil nylig var en av dem inkludert i sammensetningen av hovedplanetene - dette er Pluto.
Planetene "flyr ikke bort" fra solen på grunn av tyngdekraften. Og de kan ikke falle på stjernen på grunn av de høye hastighetene. Objektene er egentlig veldig "kvikke". For eksempel er jordens hastighet omtrent 30 kilometer i sekundet.
Hvordan sammenligne størrelsene på objekter i solsystemet?
Før du prøver å forestille deg universets skala, er det verdt å forstå solen og planetene. Tross alt kan de også være vanskelige å forholde seg til hverandre. Oftest er den betingede størrelsen på en ildstjerne identifisert med en biljardkule, hvis diameter er 7 cm. Det skal bemerkes at den i realiteten når omtrent 1400 tusen km. I en slik "leketøy" -modell er den første planeten fra Solen (Merkur) i en avstand på 2 meter 80 centimeter. I dette tilfellet vil jordkulen ha en diameter på bare en halv millimeter. Det ligger i en avstand på 7,6 meter fra stjernen. Avstanden til Jupiter på denne skalaen vil være 40 m, og til Pluto - 300.
Hvis vi snakker om objekter som er utenfor solsystemet, så er den nærmeste stjernen Proxima Centauri. Den vil bli fjernet så mye at denne forenklingen er for liten. Og dette til tross for at det er plassert i Galaxy. Hva kan vi si om universets skala. Som du kan se, er den praktisk talt ubegrenset. Jeg vil alltid vite hvordan jorden og universet henger sammen. Og etter å ha mottatt svaret, er det vanskelig å tro at planeten vår og til og med galaksen er en ubetydelig del av den store verden.
Hvilke enheter brukes til å måle avstander i rommet?
Centimeter, meter og til og med kilometer - alle disse verdiene er allerede ubetydelige i solsystemet. Hva kan vi si om universet. For å indikere avstanden innenfor galaksen brukes en mengde som kalles et lysår. Dette er tiden det tar for et lys å bevege seg på ett år. Husk at ett lett sekund er lik nesten 300 tusen km. Derfor, når det konverteres til de vanlige kilometerne, viser et lysår seg å være omtrent lik 10 tusen milliarder. Det er umulig å forestille seg det, derfor er universets omfang ufattelig for en person. Hvis du trenger å angi avstanden mellom nabogalakser, er et lysår ikke tilstrekkelig. En enda større verdi er nødvendig. Det viste seg å være en parsec, som er 3,26 lysår.
Hvordan fungerer Galaxy?
Det er en gigantisk formasjon av stjerner og tåker. En liten del av dem er synlige hver natt på himmelen. Strukturen til vår galakse er veldig kompleks. Det kan betraktes som en svært komprimert revolusjonellipsoide. Dessuten er den ekvatoriale delen og sentrum skilt fra den. Galaksens ekvator består for det meste av gasståker og varme massive stjerner. I Melkeveien ligger denne delen i sin sentrale region.
Solsystemet er intet unntak fra regelen. Det ligger også i nærheten av ekvator av galaksen. Forresten, de fleste stjernene danner en enorm skive, hvis diameter er 100 tusen og tykkelsen er 1500. Hvis vi går tilbake til skalaen som ble brukt til å representere solsystemet, vil størrelsen på galaksen bli proporsjonal.Dette er en utrolig figur. Derfor viser det seg at solen og jorden er smuler i galaksen.
Hvilke objekter finnes i universet?
La oss liste opp de mest grunnleggende:
- Stjernene er massive selvlysende kuler. De stammer fra et medium som består av en blanding av støv og gasser. De fleste av dem er hydrogen og helium.
- Bakgrunnsstråling. Det er de som sprer seg i verdensrommet. Temperaturen er 270 grader Celsius. Dessuten er denne strålingen den samme i alle retninger. Denne egenskapen kalles isotropi. I tillegg er noen mysterier i universet forbundet med det. For eksempel ble det klart at det oppsto på tidspunktet for big bang. Det vil si at det har eksistert helt fra begynnelsen av universets eksistens. Det bekrefter også ideen om at den utvider seg likt i alle retninger. Dessuten er dette utsagnet sant ikke bare for nåværende tidspunkt. Så det var helt i begynnelsen.
- Det vil si den skjulte massen. Dette er universets objekter som ikke kan undersøkes ved direkte observasjon. Med andre ord sender de ikke ut elektromagnetiske bølger. Men de har en gravitasjonseffekt på andre legemer.
- Svarte hull. De er ikke godt forstått, men veldig godt kjent. Dette skjedde på grunn av den massive beskrivelsen av slike gjenstander i fantastiske verk. Faktisk er et svart hull et legeme hvorfra elektromagnetisk stråling ikke kan forplante seg på grunn av at den andre kosmiske hastigheten på den er lik. Det er verdt å huske at det er den andre kosmiske hastigheten som må overføres til objektet for at det å forlate det kosmiske objektet.
I tillegg er det kvasarer og pulsarer i universet.
Mystisk univers
Den er full av det som ennå ikke er fullstendig oppdaget, har ikke blitt studert. Og det som er blitt oppdaget, kaster ofte opp nye spørsmål og relaterte gåter om universet. Disse inkluderer til og med den velkjente teorien om "Big Bang". Det er egentlig bare en betinget doktrine, siden menneskeheten bare kan gjette hvordan det skjedde.
Det andre mysteriet er universets alder. Det kan telles omtrent ved den allerede nevnte relikstrålingen, observasjon av kulehoper og andre objekter. Forskere i dag er enige om at universet er omtrent 13,7 milliarder år gammelt. Et annet mysterium - om livet er på andre planeter? Tross alt, ikke bare i solsystemet oppstod egnede forhold, og jorden dukket opp. Og universet er mest sannsynlig fylt med lignende formasjoner.
En?
Og hva er utenfor universet? Hva er der, der det menneskelige øyet ikke har trengt gjennom? Er det noe i utlandet? I så fall, hvor mange universer er det? Dette er spørsmål som forskerne ennå ikke har funnet svar på. Verden vår er som en boks med overraskelser. Det så en gang ut til at det bare består av jorden og solen, med et lite antall stjerner på himmelen. Så utvidet verdensbildet seg. Følgelig har grensene utvidet seg. Ikke overraskende har mange lyse hoder lenge kommet til den konklusjon at universet bare er en del av en enda større enhet.
