De la moleculă la univers, un joc. Dimensiunea pământului nostru la scara universului. Distanța dintre Pământul nostru și Lună

Dimensiunile obiectelor din Univers în comparație (foto)

1. Acesta este Pământul! Locuim aici. La prima vedere, pare foarte mare. Dar, de fapt, în comparație cu unele obiecte din Univers, planeta noastră este neglijabilă. Următoarele fotografii vă vor ajuta cel puțin să vă imaginați ceva care pur și simplu nu se potrivește în capul vostru.

2. Localizarea planetei Pământ în sistemul solar.

3. Distanța la scară dintre Pământ și Lună. Nu pare prea departe, nu?

4. În această distanță, puteți plasa toate planetele sistemului nostru solar, frumos și îngrijit.

5. Această mică pată verde este continentul Americii de Nord, pe planeta Jupiter. Ne putem imagina cât de mult este Jupiter mai mare decât Pământul.

6. Și această fotografie oferă o idee despre dimensiunea planetei Pământ (adică șase dintre planetele noastre) în comparație cu Saturn.

7. Așa ar arăta inelele lui Saturn dacă ar fi în jurul Pământului. Frumusetea!

8. Sute de comete zboară între planetele sistemului solar. Așa arată cometa Churyumov - Gerasimenko, pe care a aterizat sonda Philae în toamna lui 2014, în comparație cu Los Angeles.

9. Dar toate obiectele din sistemul solar sunt nesemnificative mici în comparație cu soarele nostru.

10. Așa arată planeta noastră de la suprafața Lunii.

11. Așa arată planeta noastră de pe suprafața lui Marte.

12. Și aceștia suntem noi din Saturn.

13. Dacă zburați până la granița sistemului solar, veți vedea planeta noastră așa.

14. Să ne întoarcem puțin înapoi. Aceasta este dimensiunea Pământului în comparație cu dimensiunea Soarelui nostru. Impresionant, nu-i așa?

15. Și acesta este Soarele nostru de pe suprafața lui Marte.

16. Dar Soarele nostru este doar una dintre stelele din Univers. Numărul lor este mai mult decât granule de nisip pe orice plajă de pe Pământ.

17. Aceasta înseamnă că există stele mult mai mari decât Soarele nostru. Priviți doar cât de mic este Soarele în comparație cu cea mai mare stea cunoscută până în prezent, VY, din constelația Canis Major.

18. Dar nicio stea nu poate egala dimensiunea galaxiei noastre, Calea Lactee. Dacă ne reducem Soarele la dimensiunea unei celule albe din sânge și reducem întreaga Galaxie cu același factor, atunci Calea Lactee va fi de dimensiunea Rusiei.

19. Galaxia noastră, Calea Lactee, este imensă. Locuim undeva aici.

20. Din păcate, toate obiectele pe care le putem vedea cu ochiul liber pe cer noaptea sunt plasate în acest cerc galben.

21. Dar Calea Lactee este departe de cea mai mare galaxie din Univers. Aceasta este Calea Lactee în comparație cu Galaxy IC 1011, care se află la 350 de milioane de ani lumină de Pământ.

22. Dar asta nu este tot. Această imagine a telescopului Hubble surprinde mii și mii de galaxii, fiecare conținând milioane de stele cu propriile planete.

23. De exemplu, una dintre galaxiile din fotografie, UDF 423. Această galaxie se află la zece miliarde de ani lumină de Pământ. Când priviți această fotografie, priviți înapoi miliarde de ani.

24. Această bucată întunecată a cerului nopții pare complet goală. Dar atunci când este mărit, se dovedește că conține mii de galaxii cu miliarde de stele.

25. Și aceasta este dimensiunea găurii negre în comparație cu dimensiunea orbitei Pământului și a orbitei planetei Neptun.

Un astfel de abis negru poate absorbi cu ușurință întregul sistem solar.

Astăzi vom vorbi despre faptul că Pământul este mic și despre dimensiunea altor corpuri cerești uriașe din Univers. Care sunt dimensiunile Pământului în comparație cu alte planete și stele din Univers.

De fapt, planeta noastră este foarte, foarte mică... în comparație cu multe alte corpuri cerești și chiar și în comparație cu același Soare, Pământul este un bob de mazăre (de o sută de ori mai mic ca rază și de 333 de mii de ori în masă), și acolo sunt stele în vremuri, de sute, de mii (!!) de ori mai mari decât Soarele... În general, noi oamenii, și fiecare dintre noi în special, suntem urme microscopice de existență în acest Univers, atomi invizibili pentru ochii creaturilor care ar putea trăiesc pe stele uriașe (teoretic, dar poate practic).

Gânduri din filmul pe această temă: ni se pare că Pământul este mare, așa este - pentru noi, deoarece noi înșine suntem mici și masa corporală este neglijabilă în comparație cu scara Universului, unii nici măcar nu au fost niciodată în străinătate și nu lasă pentru cea mai mare parte a vieții limitele unei case, unei camere, și nu știu aproape nimic despre Univers. Iar furnicile cred că furnicarul lor este imens, dar noi o vom călca pe furnică și nici nu o vom observa. Dacă am avea puterea de a reduce Soarele la dimensiunea unui leucocit și de a reduce proporțional Calea Lactee, atunci ar fi egal cu scara Rusiei. Și există mii sau chiar milioane și miliarde de galaxii în afară de Calea Lactee... Acest lucru nu se poate încadra în conștiința oamenilor.

În fiecare an, astronomii descoperă mii (și mai multe) stele noi, planete, corpuri cerești. Spațiul este o zonă neexplorată și câte alte galaxii, sisteme stelare, planetare vor fi descoperite și este foarte posibil să existe multe sisteme solare similare cu viață existentă teoretic. Putem judeca dimensiunea tuturor corpurilor cerești doar aproximativ, iar numărul de galaxii, sisteme, corpuri cerești din Univers este necunoscut. Cu toate acestea, pe baza datelor cunoscute, Pământul nu este cel mai mic obiect, dar departe de cel mai mare, există stele și planete de sute, mii de ori mai mari !!

Cel mai mare obiect, adică un corp ceresc din Univers nu este definit, deoarece capacitățile umane sunt limitate, cu ajutorul sateliților, telescoapelor, putem vedea doar o mică parte a Universului și ceea ce este acolo, în distanta necunoscuta si dincolo de orizonturi, nu stim... poate chiar corpuri ceresti mai mari decat cele descoperite de oameni.

Deci, în cadrul sistemului solar, cel mai mare obiect este soarele! Raza sa este de 1.392.000 km, urmat de Jupiter - 139.822 km, Saturn - 116.464 km, Uranus - 50.724 km, Neptun - 49.244 km, Pământul - 12.742,0 km, Venus - 12.103 km, Mars.03, 67 km etc.

Câteva zeci de obiecte mari - planete, sateliți, stele și câteva sute de mici, acestea sunt doar din aer liber, dar nu sunt deschise.

Soarele este mai mare decât Pământul în rază - de peste 100 de ori, în masă - de 333 de mii de ori. Acestea sunt cântarele.

Pământul este al șaselea obiect ca mărime din sistemul solar, foarte aproape de scara Pământului Venus, iar Marte are jumătate din dimensiune.

Pământul este, în general, un bob de mazăre în comparație cu Soarele. Și toate celelalte planete, cele mai mici, sunt practic praf pentru Soare...

Cu toate acestea, Soarele ne încălzește indiferent de mărimea sa și de planeta noastră. Știați, imaginați, mergând cu picioarele pe pământul muritor, că planeta noastră este aproape un punct în comparație cu Soarele? Și în consecință - suntem pe el - microorganisme microscopice ...

Cu toate acestea, oamenii au o mulțime de probleme presante și, uneori, nu au timp să privească dincolo de pământ sub picioarele lor.

Jupiter este de peste 10 ori mai mare decât Pământul, este a cincea planetă la distanță de Soare (clasificată ca gigant gazoasă împreună cu Saturn, Uranus, Neptun).

Pământul după uriașii gazoși este primul obiect ca mărime după Soare din sistemul solar, apoi sunt restul planetelor terestre, Mercur după luna lui Saturn și Jupiter.

Planete terestre - Mercur, Pământ, Venus, Marte - planete situate în regiunea interioară a sistemului solar.

Pluto este de aproximativ o ori și jumătate mai mic decât Luna, astăzi este clasat printre planetele pitice, este al zecelea corp ceresc din sistemul solar după 8 planete și Eris (o planetă pitică, aproximativ similară ca dimensiune cu Pluto), constă din gheață și pietre, ca în zonă ca America de Sud, o planetă mică, cu toate acestea, este, de asemenea, mai mare ca scară în comparație cu Pământul cu Soarele, Pământul este încă de două ori mai mic în proporții.

De exemplu, Ganymede - satelitul lui Jupiter, Titan - satelitul lui Saturn - este cu doar 1,5 mii km mai puțin decât Marte și mai mult decât Pluto și planetele mari pitice. Există multe planete pitice și sateliți descoperiți recent și chiar stele - chiar mai multe, mai mult de câteva milioane sau chiar miliarde.

Există câteva zeci de obiecte în sistemul solar care sunt puțin mai mici decât Pământul și jumătate mai mici decât Pământul și există câteva sute de obiecte care sunt puțin mai mici. Vă puteți imagina câte muște în jurul planetei noastre? Cu toate acestea, a spune „zboară în jurul planetei noastre” este incorect, deoarece, de regulă, fiecare planetă are un loc relativ fix în sistemul solar.

Și dacă un asteroid zboară spre Pământ, atunci este chiar posibil să se calculeze traiectoria sa aproximativă, viteza de zbor, timpul de apropiere pe Pământ și cu ajutorul anumitor tehnologii, dispozitive (cum ar fi înfrângerea unui asteroid cu ajutorul arme atomice super-puternice pentru a distruge o parte din meteorit și modificarea ulterioară a vitezei și a traiectoriei de zbor) schimbă direcția de zbor dacă planeta este în pericol.

Cu toate acestea, aceasta este o teorie, în practică astfel de măsuri nu au fost încă aplicate, dar au fost înregistrate cazuri de cădere neașteptată a corpurilor cerești pe Pământ - de exemplu, în cazul aceluiași meteorit Chelyabinsk.

În conștiința noastră, Soarele este o minge strălucitoare pe cer, în abstractizare este un fel de substanță, despre care știm din imagini din satelit, observații și experimente ale oamenilor de știință. Totuși, tot ceea ce vedem cu proprii noștri ochi este o minge strălucitoare pe cer care dispare noaptea. Dacă comparăm dimensiunile soarelui și ale pământului, atunci este ca o mașină de jucărie și un jeep uriaș, jeep-ul va zdrobi mașina fără să observe. La fel, Soarele, dacă ar fi avut caracteristici măcar puțin mai agresive și o capacitate nerealistă de a se mișca, ar fi înghițit tot ce i-a fost în cale, inclusiv Pământul. Apropo, una dintre teoriile morții planetei în viitor spune că Soarele va înghiți Pământul.

Suntem obișnuiți, trăind într-o lume limitată, să credem doar ceea ce vedem și să luăm de la sine înțeles doar ceea ce este sub picioarele noastre și să percepem Soarele exact ca pe o minge pe cer care trăiește pentru noi pentru a lumina calea simplilor muritori. , încălzește-ne, dă energie pentru noi, în general, folosim soarele la maxim, iar gândul că această stea strălucitoare poartă un potențial pericol pare ridicol. Și doar câțiva oameni se vor gândi serios că există și alte galaxii în care există obiecte cerești mai multe decât cele din sistemul solar de sute, și uneori de mii de ori.

Oamenii pur și simplu nu înțeleg în mintea lor care este viteza luminii, cum se mișcă corpurile cerești în Univers, acestea nu sunt formatele conștiinței umane...

Am vorbit despre dimensiunea corpurilor cerești din cadrul sistemului solar, despre dimensiunea planetelor mari, am spus că Pământul este al 6-lea obiect ca mărime din sistemul solar și că Pământul este de o sută de ori mai mic decât Soarele (în diametru), iar în masă este de 333 de mii de ori, cu toate acestea, există corpuri cerești în Univers MULT mai mari decât Soarele. Și dacă comparația dintre Soare și Pământ nu se potrivea în mintea muritorilor obișnuiți, atunci faptul că există stele în comparație cu care Soarele este o minge - cu atât mai mult nu se potrivește în noi.

Cu toate acestea, așa cum demonstrează cercetările oamenilor de știință, este. Și acesta este un fapt, bazat pe datele obținute de astronomi. Există și alte sisteme stelare în care viața planetelor există ca a noastră, Solarul. Prin „viața planetelor” se înțelege nu viața pământească cu oameni sau alte creaturi, ci existența planetelor în acest sistem. Deci, la întrebarea vieții în spațiu - în fiecare an, în fiecare zi, oamenii de știință ajung la concluzia că viața pe alte planete este din ce în ce mai posibilă, dar aceasta rămâne doar speculație. În sistemul solar, Marte este singura planetă apropiată de condițiile terestre din punct de vedere al condițiilor, dar planetele altor sisteme stelare nu au fost explorate pe deplin.

De exemplu:

„Se crede că planetele asemănătoare pământului sunt cele mai favorabile pentru apariția vieții, așa că căutarea lor atrage atenția publicului. Așadar, în decembrie 2005, oamenii de știință de la Institutul de Științe Spațiale (Pasadena, California) au raportat descoperirea unei stele asemănătoare soarelui în jurul căreia se presupune că se formează planete stâncoase.

Mai târziu, au fost descoperite planete care sunt doar de câteva ori mai masive decât Pământul și, probabil, ar trebui să aibă o suprafață solidă.

Super-Pământurile sunt un exemplu de exoplanete terestre. În iunie 2012, au fost găsite peste 50 de super-terenuri.”

Aceste super-pământuri sunt potențialii purtători de viață în Univers. Deși aceasta este o întrebare, deoarece criteriul principal pentru clasa unor astfel de planete este de peste 1 ori masa Pământului, toate planetele descoperite se învârt în jurul stelelor cu radiații termice mai puține în comparație cu Soarele, de obicei pitice albe, roșii și portocalii. .

Primul super-pământ descoperit în zona locuibilă în 2007 este planeta Gliese 581 c lângă steaua Gliese 581, planeta avea o masă de aproximativ 5 mase terestre, „îndepărtată de steaua sa cu 0,073 UA. Adică este situat în regiunea „zonei de viață” a stelei Gliese 581”. Mai târziu, în apropierea acestei stele au fost descoperite o serie de planete și astăzi sunt denumite un sistem planetar, steaua în sine are o luminozitate scăzută, de câteva zeci de ori mai mică decât Soarele. A fost una dintre cele mai senzaționale descoperiri din astronomie.

Cu toate acestea, să revenim la subiectul marilor vedete.

Mai jos sunt fotografii cu cele mai mari obiecte din sistemul solar și stelele în comparație cu soarele, iar apoi cu ultima stea din fotografia anterioară.

Mercur< Марс < Венера < Земля;

Pământ< Нептун < Уран < Сатурн < Юпитер;

Jupiter< < Солнце < Сириус;

Sirius< Поллукс < Арктур < Альдебаран;

Aldebaran< Ригель < Антарес < Бетельгейзе;

Betelgeuse< Мю Цефея < < VY Большого Пса

Și în această listă există încă cele mai mici stele și planete (cele cu adevărat mari din această listă, poate, doar steaua VY Canis Major) .. Cele mai mari nici măcar nu pot fi comparate la rând cu Soarele, deoarece Soarele va pur și simplu să nu fie vizibile.

Raza ecuatorială a Soarelui, 695.700 km, este folosită ca unitate pentru măsurarea razei unei stele.

De exemplu, steaua VV Cephei este de 10 ori mai mare decât Soarele, iar între Soare și Jupiter, Wolf 359 este considerată cea mai mare stea (o singură stea din constelația Leului, o pitică roșie slabă).

VV Cepheus (a nu se confunda cu steaua cu același nume cu „prefixul” A) - „O stea binară de tip Algol care se eclipsează în constelația Cepheus, la aproximativ 5.000 de ani lumină de Pământ. Componenta A este a șaptea stea radială cunoscută de știință în 2015 și a doua stea ca mărime din Galaxia Calea Lactee (după VY Canis Major).

Capella (α Aur / α Auriga / Alpha Auriga) este cea mai strălucitoare stea din constelația Auriga, a șasea cea mai strălucitoare stea din cer și a treia cea mai strălucitoare din cerul emisferei nordice.

Capela are 12, de 2 ori raza Soarelui.

Steaua polară are de 30 de ori raza Soarelui. O stea din constelația Medviditsa Minor, situată în apropierea Polului Nord al lumii, o supergigantă de tip spectral F7I.

Steaua Y a Câinilor este (!!!) de 300 de ori mai mare decât Soarele! (adică este de aproximativ 3000 de ori mai mare decât Pământul), o gigantă roșie din constelația Câinii Câinilor, una dintre cele mai tari și mai roșii stele. Și aceasta este departe de cea mai mare stea.

De exemplu, steaua VV Cephei A este mai mare decât Soarele în rază de până la 1050-1900 de ori!Și steaua este foarte interesantă pentru inconstanță și „scurgere”: „Luminozitatea este de 275.000-575.000 de ori mai mare. Steaua umple lobul Roche, iar materia ei se revarsă către însoțitorul său vecin. Viteza de ieșire a gazului ajunge la 200 km/s. S-a stabilit că VV lui Cepheus A este o variabilă fizică care pulsează cu o perioadă de 150 de zile.”

Desigur, cei mai mulți dintre noi nu vor înțelege informații cu termeni științifici, dacă, pe scurt, steaua este incandescentă, pierzând materie. Dimensiunea, puterea, strălucirea luminozității sale sunt pur și simplu imposibil de imaginat.

Deci, cele mai mari 5 stele din Univers (recunoscute ca fiind cele cunoscute și descoperite în prezent), în comparație cu care Soarele nostru este un bob de mazăre și un fir de praf:

- VX Săgetător - de 1520 ori diametrul Soarelui. Supergigant, hipergigant, o stea variabilă din constelația Săgetător, își pierde masa din cauza vântului stelar.

- Westerland 1-26 - aproximativ 1530-2544 ori raza Soarelui. Supergianta roșie, sau hipergianta, „este situată în clusterul stelar Westerland 1 din constelația Altar”.

- Steaua WOH G64 din constelația Doradus, o supergigantă roșie de tip spectral M7.5, este situată în galaxia vecină a Marelui Nor Magellanic. Distanța până la sistemul solar este de aproximativ 163 mii sv. ani. Mai mult decât raza Soarelui de 1540 de ori.

- NML Swan (V1489 Swan) este de 1183 - 2775 de ori mai mare decât Soarele în rază, - „o stea, o hipergigantă roșie, se află în constelația Cygnus”.

- UY al Scutului este de 1516 - 1900 de ori mai mare decât raza Soarelui. În prezent este cea mai mare stea din Calea Lactee și din univers.

„UY Shield este o stea (hipergiant) din constelația Shield. Situat la o distanta de 9500 sv. ani (2900 pc) de la Soare.

Este una dintre cele mai mari și mai strălucitoare stele cunoscute. Potrivit oamenilor de știință, raza scutului UY este egală cu 1708 raze solare, diametrul este de 2,4 miliarde km (15,9 UA). În vârful pulsațiilor, raza poate ajunge la 2000 de raze solare. Volumul unei stele este de aproximativ 5 miliarde de ori volumul Soarelui.”

Din această listă, vedem că există aproximativ o sută (90) de stele mult mai mari decât Soarele (!!!). Și există stele, pe scara cărora Soarele este un grăunte, iar Pământul nu este nici măcar praf, ci un atom.

Faptul este că locurile din această listă sunt distribuite conform principiului preciziei determinării parametrilor, masei, există aproximativ mai multe stele uriașe decât UY Shield, dar dimensiunile lor și alți parametri nu au fost stabiliți cu siguranță, totuși, parametrii acestei stele ar putea deveni într-o zi sub semnul întrebării. Este clar că există stele de 1000-2000 de ori mai mari decât Soarele.

Și, poate, unii dintre ei formează sau formează sisteme planetare și cine poate garanta că nu poate exista viață... sau nu acum? Nu a existat sau nu va exista niciodată? Nimeni... Știm prea puține despre Univers și spațiu.

Da, și chiar și dintre stelele prezentate în imagini - cea mai recentă stea - VY Canis Major - are o rază egală cu 1420 de raze solare, dar steaua UY Shield la pulsația sa maximă este de aproximativ 2000 de raze solare și, probabil, există stele. peste 2,5 mii de raze solare. O astfel de scară este imposibil de imaginat, acestea sunt formate cu adevărat extraterestre.

Desigur, întrebarea este interesantă - uită-te la prima poză din articol și la ultimele fotografii, unde sunt multe, multe stele - cum coexistă un astfel de număr de corpuri cerești în Univers destul de calm? Nu există explozii, ciocniri ale acestor supergiganți, pentru că cerul, din ceea ce este vizibil pentru noi, plin de stele... De fapt - aceasta este doar concluzia simplilor muritori care nu înțeleg scara Universului - vedem o imagine distorsionată, dar, de fapt, există suficient spațiu pentru toată lumea și, eventual, există explozii și coliziuni, pur și simplu nu duce la moartea Universului și nici măcar o parte a galaxiilor, deoarece distanța de la stea la steaua este enormă.

Știați că universul pe care îl observăm are limite destul de clare? Suntem obișnuiți să asociem Universul cu ceva infinit și de neînțeles. Cu toate acestea, știința modernă la întrebarea „infinitului” Universului oferă un răspuns complet diferit la o astfel de întrebare „evidentă”.

Conform conceptelor moderne, dimensiunea universului observabil este de aproximativ 45,7 miliarde de ani lumină (sau 14,6 gigaparsecs). Dar ce înseamnă aceste numere?

Prima întrebare care îi apare unei persoane obișnuite este cum Universul nu poate fi deloc infinit? S-ar părea incontestabil că containerul a tot ceea ce există în jurul nostru ar trebui să nu aibă limite. Dacă aceste limite există, care sunt ele?

Să presupunem că un astronaut a zburat la granițele universului. Ce va vedea în fața lui? Un zid solid? Bariera de incendiu? Și ce este în spatele ei - golul? Alt Univers? Dar golul sau alt Univers poate însemna că ne aflăm la granița universului? La urma urmei, asta nu înseamnă că nu există „nimic”. Goliciunea și celălalt Univers sunt, de asemenea, „ceva”. Dar Universul este ceva care conține absolut totul „ceva”.

Ajungem la o contradicție absolută. Se pare că granița Universului ar trebui să ne ascundă ceva ce nu ar trebui să fie. Sau granița Universului ar trebui să îndepărteze „totul” de „ceva”, dar acest „ceva” ar trebui, de asemenea, să facă parte din „totul”. În general, o absurditate totală. Atunci, cum pot oamenii de știință să pretindă dimensiunea limită, masa și chiar vârsta universului nostru? Aceste valori, deși inimaginabil de mari, sunt încă finite. Știința se ceartă cu evidentul? Pentru a face față acestui lucru, să urmărim mai întâi modul în care oamenii au ajuns la o înțelegere modernă a universului.

Extinderea limitelor

Din timpuri imemoriale, omul a fost interesat de ceea ce este lumea din jurul lor. Nu trebuie să dați exemple ale celor trei balene și ale altor încercări ale anticilor de a explica universul. De regulă, până la urmă totul s-a rezumat la faptul că fundamentul a tot ceea ce există este firmamentul pământesc. Chiar și în antichitate și Evul Mediu, când astronomii aveau cunoștințe extinse despre legile care guvernează mișcarea planetelor de-a lungul sferei cerești „staționare”, Pământul a rămas centrul Universului.

Desigur, chiar și în Grecia Antică existau cei care credeau că Pământul se învârte în jurul Soarelui. Au fost cei care au vorbit despre numeroasele lumi și infinitul universului. Dar justificarea constructivă a acestor teorii a apărut abia la cotitura revoluției științifice.

În secolul al XVI-lea, astronomul polonez Nicolaus Copernic a făcut prima descoperire majoră în cunoașterea Universului. El a demonstrat ferm că Pământul este doar una dintre planetele care orbitează în jurul Soarelui. Un astfel de sistem a simplificat foarte mult explicația unei mișcări atât de complexe și complicate a planetelor din sfera cerească. În cazul unui pământ staționar, astronomii au fost nevoiți să inventeze tot felul de teorii ingenioase pentru a explica acest comportament al planetelor. Pe de altă parte, dacă Pământul este considerat mobil, atunci explicația pentru astfel de mișcări complicate vine de la sine. Așa s-a stabilit o nouă paradigmă numită „heliocentrism” în astronomie.

Mulți Sori

Cu toate acestea, chiar și după aceea, astronomii au continuat să limiteze universul la „sfera stelelor fixe”. Până în secolul al XIX-lea, ei nu au putut estima distanța până la stele. De câteva secole, astronomii au încercat în zadar să detecteze abateri în poziția stelelor față de mișcarea orbitală a Pământului (paralaje anuale). Instrumentele acelor vremuri nu permiteau măsurători atât de precise.

În cele din urmă, în 1837, astronomul rus-german Vasily Struve a măsurat paralaxa. Acesta a marcat un nou pas în înțelegerea dimensiunii spațiului. Acum, oamenii de știință ar putea spune cu siguranță că stelele sunt asemănări îndepărtate cu Soarele. Și de acum încolo lumina noastră nu este centrul tuturor, ci un „locuitor” egal al grupului de stele fără sfârșit.

Astronomii s-au apropiat și mai mult de a înțelege scara Universului, deoarece distanțele până la stele s-au dovedit a fi cu adevărat monstruoase. Chiar și dimensiunea orbitelor planetelor părea nesemnificativă în comparație cu aceasta. În continuare, a fost necesar să înțelegem cum sunt concentrate stelele.

Multe Calea Lactee

Celebrul filozof Immanuel Kant a anticipat bazele înțelegerii moderne a structurii pe scară largă a Universului încă din 1755. El a emis ipoteza că Calea Lactee este un uriaș grup rotativ de stele. La rândul lor, multe dintre nebuloasele observate sunt și „căile lactee” mai îndepărtate - galaxii. În ciuda acestui fapt, până în secolul al XX-lea, astronomii au aderat la faptul că toate nebuloasele sunt surse de formare a stelelor și fac parte din Calea Lactee.

Situația s-a schimbat când astronomii au învățat să măsoare distanțele dintre galaxii folosind. Luminozitatea absolută a stelelor de acest tip depinde strict de perioada de variabilitate a acestora. Comparând luminozitatea lor absolută cu cea vizibilă, este posibil să se determine distanța până la ele cu mare precizie. Această metodă a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea de Einar Herzsrung și Harlow Shelpy. Datorită lui, astronomul sovietic Ernst Epik a determinat în 1922 distanța până la Andromeda, care s-a dovedit a fi cu un ordin de mărime mai mare decât dimensiunea Căii Lactee.

Edwin Hubble a continuat efortul lui Epic. Măsurând luminozitatea Cefeidelor din alte galaxii, el a măsurat distanța până la ele și a comparat-o cu deplasarea spre roșu din spectrele lor. Așadar, în 1929 și-a dezvoltat faimoasa sa lege. Lucrarea sa a respins definitiv noțiunea înrădăcinată că Calea Lactee este marginea universului. Acum era una dintre multele galaxii care fuseseră odată considerate parte integrantă a acesteia. Ipoteza lui Kant a fost confirmată la aproape două secole de la dezvoltarea ei.

Mai târziu, legătura dintre distanța galaxiei de observator și viteza îndepărtării acesteia de observator, descoperită de Hubble, a făcut posibilă compunerea unei imagini depline a structurii pe scară largă a Universului. S-a dovedit că galaxiile erau doar o parte nesemnificativă a acesteia. S-au legat în clustere, clustere în superclustere. La rândul lor, superclusterele se pliază în cele mai mari structuri cunoscute din univers - filamente și pereți. Aceste structuri, adiacente uriașelor supervoide (), alcătuiesc structura pe scară largă a Universului cunoscut în prezent.

Infinit aparent

Din cele de mai sus, rezultă că în doar câteva secole, știința a sărit treptat de la geocentrism la înțelegerea modernă a Universului. Cu toate acestea, acest lucru nu oferă un răspuns cu privire la motivul pentru care limităm Universul în aceste zile. La urma urmei, până acum a fost vorba doar de amploarea cosmosului, și nu de însăși natura lui.

Primul care a decis să fundamenteze infinitul Universului a fost Isaac Newton. După ce a descoperit legea gravitației universale, el credea că, dacă spațiul ar fi finit, toate trupurile ei s-ar contopi mai devreme sau mai târziu într-un singur întreg. Înaintea lui, dacă cineva a exprimat ideea infinitului Universului, a fost exclusiv filozofic. Fără nicio justificare științifică. Un exemplu în acest sens este Giordano Bruno. Apropo, ca și Kant, el a fost înaintea științei cu multe secole. El a fost primul care a declarat că stelele sunt sori îndepărtați, iar planetele se învârt și ele în jurul lor.

S-ar părea că însuși faptul infinitului este destul de justificat și evident, dar punctele de cotitură ale științei secolului XX au zguduit acest „adevăr”.

Univers staționar

Primul pas semnificativ spre dezvoltarea unui model modern al Universului a fost făcut de Albert Einstein. Celebrul fizician și-a prezentat modelul de univers staționar în 1917. Acest model s-a bazat pe teoria generală a relativității, pe care a dezvoltat-o ​​în același an mai devreme. Conform modelului său, universul este infinit în timp și finit în spațiu. La urma urmei, după cum sa menționat anterior, potrivit lui Newton, un univers cu o dimensiune finită ar trebui să se prăbușească. Pentru a face acest lucru, Einstein a introdus o constantă cosmologică, care a compensat atracția gravitațională a obiectelor îndepărtate.

Oricât de paradoxal ar părea, Einstein nu a limitat însăși caracterul finit al universului. În opinia sa, Universul este o înveliș închisă a unei hipersfere. O analogie este suprafața unei sfere tridimensionale obișnuite, de exemplu, un glob sau Pământul. Indiferent cât de mult călătorește un călător în jurul Pământului, el nu va ajunge niciodată la marginea acestuia. Totuși, asta nu înseamnă deloc că Pământul este infinit. Călătorul se va întoarce pur și simplu la locul de unde și-a început călătoria.

Pe suprafața hipersferei

De asemenea, un rătăcitor în spațiu, care depășește Universul lui Einstein pe o navă, se poate întoarce înapoi pe Pământ. Numai că de această dată rătăcitorul se va deplasa nu de-a lungul suprafeței bidimensionale a sferei, ci de-a lungul suprafeței tridimensionale a hipersferei. Aceasta înseamnă că Universul are un volum finit și, prin urmare, un număr finit de stele și masă. Cu toate acestea, Universul nu are granițe sau niciun centru.

Einstein a ajuns la astfel de concluzii legând spațiul, timpul și gravitația în celebra sa teorie. Înaintea lui, aceste concepte erau considerate separate, motiv pentru care spațiul Universului era pur euclidian. Einstein a demonstrat că gravitația în sine este o curbură a spațiu-timpului. Acest lucru a schimbat radical ideile timpurii despre natura Universului, bazate pe mecanica clasică newtoniană și geometria euclidiană.

Univers în expansiune

Nici măcar descoperitorul „noului univers” însuși nu era contrariu la iluzii. Deși Einstein a limitat universul în spațiu, el a continuat să-l considere static. După modelul său, universul a fost și rămâne etern, iar dimensiunea lui rămâne mereu aceeași. În 1922, fizicianul sovietic Alexander Fridman a extins semnificativ acest model. Conform calculelor sale, universul nu este deloc static. Se poate extinde sau contracta în timp. Este de remarcat faptul că Friedman a ajuns la un astfel de model, bazat pe aceeași teorie a relativității. El a putut să aplice mai corect această teorie, ocolind constanta cosmologică.

Albert Einstein nu a acceptat imediat acest „amendament”. Descoperirea Hubble menționată mai devreme a venit în salvarea acestui nou model. Răspândirea galaxiilor a dovedit incontestabil faptul expansiunii Universului. Așa că Einstein a trebuit să-și recunoască greșeala. Acum Universul avea o anumită vârstă, care depinde strict de constanta Hubble, care caracterizează rata de expansiune a acestuia.

Dezvoltarea în continuare a cosmologiei

Pe măsură ce oamenii de știință au încercat să rezolve această întrebare, au fost descoperite multe alte componente importante ale Universului și au fost dezvoltate diverse modele ale acestuia. Așa că în 1948 Georgy Gamow a introdus ipoteza „despre un Univers fierbinte”, care s-a transformat ulterior în teoria big bang-ului. Descoperirea din 1965 i-a confirmat presupunerile. Acum, astronomii au putut observa lumina care a venit din momentul în care universul a devenit transparent.

Materia întunecată, prezisă în 1932 de Fritz Zwicky, a fost confirmată în 1975. Materia întunecată explică de fapt însăși existența galaxiilor, a clusterelor galactice și a Universului însuși ca întreg. Așa că oamenii de știință au aflat că cea mai mare parte a masei Universului este complet invizibilă.

În cele din urmă, în 1998, în timpul unui studiu al distanței până la, s-a descoperit că universul se extinde cu accelerație. Acest următor punct de cotitură în știință a dat naștere înțelegerii moderne a naturii universului. Coeficientul cosmologic, introdus de Einstein și infirmat de Friedman, și-a găsit din nou locul în modelul Universului. Prezența coeficientului cosmologic (constanta cosmologică) explică expansiunea accelerată a acestuia. Pentru a explica prezența constantei cosmologice, a fost introdus conceptul - un câmp ipotetic care conține cea mai mare parte a masei Universului.

Înțelegerea actuală a mărimii universului observabil

Modelul actual al universului se mai numește și modelul ΛCDM. Litera „Λ” denotă prezența unei constante cosmologice care explică expansiunea accelerată a Universului. „CDM” înseamnă că universul este plin de materie întunecată rece. Studii recente indică faptul că constanta Hubble este de aproximativ 71 (km/s)/Mpc, ceea ce corespunde vârstei Universului de 13,75 miliarde de ani. Cunoscând vârsta Universului, se poate estima dimensiunea zonei sale observabile.

Conform teoriei relativității, informațiile despre orice obiect nu pot ajunge la observator cu o viteză mai mare decât viteza luminii (299792458 m/s). Se pare că observatorul vede nu doar un obiect, ci și trecutul său. Cu cât obiectul este mai departe de el, cu atât arată mai îndepărtat trecut. De exemplu, uitându-ne la Lună, vedem ce a fost acum puțin mai mult de o secundă, Soarele acum mai bine de opt minute, cele mai apropiate stele - ani, galaxii - milioane de ani în urmă etc. În modelul staționar al lui Einstein, Universul nu are limită de vârstă, ceea ce înseamnă că nici regiunea sa observabilă nu este limitată de nimic. Observatorul, înarmat cu instrumente astronomice din ce în ce mai avansate, va observa obiecte din ce în ce mai îndepărtate și străvechi.

Avem o imagine diferită cu modelul modern al Universului. Potrivit ei, Universul are o vârstă, și deci o limită de observație. Adică, din momentul în care s-a născut universul, niciun foton nu ar fi avut timp să parcurgă o distanță mai mare de 13,75 miliarde de ani lumină. Se pare că putem afirma că Universul observabil este limitat de observator de o regiune sferică cu o rază de 13,75 miliarde de ani lumină. Cu toate acestea, acest lucru nu este chiar adevărat. Nu uitați de extinderea spațiului Universului. Până când fotonul va ajunge la observator, obiectul care l-a emis va fi la 45,7 miliarde sv de noi. ani. Această dimensiune este orizontul particulelor și este granița Universului observabil.

Peste orizont

Deci, dimensiunea Universului observabil este împărțită în două tipuri. Dimensiune vizibilă, numită și raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină). Și dimensiunea reală, numită orizont de particule (45,7 miliarde de ani lumină). În mod fundamental, ambele aceste orizonturi nu caracterizează deloc dimensiunea reală a Universului. În primul rând, ele depind de poziția observatorului în spațiu. În al doilea rând, ele se schimbă în timp. În cazul modelului ΛCDM, orizontul de particule se extinde cu o viteză mai mare decât orizontul Hubble. Întrebarea dacă această tendință se va schimba în viitor, știința modernă nu oferă un răspuns. Dar dacă presupunem că Universul continuă să se extindă cu accelerație, atunci toate acele obiecte pe care le vedem acum vor dispărea mai devreme sau mai târziu din „câmpul nostru vizual”.

În acest moment, cea mai îndepărtată lumină observată de astronomi este radiația de fond cu microunde. Privind în el, oamenii de știință văd Universul așa cum a fost la 380 de mii de ani după Big Bang. În acest moment, Universul s-a răcit atât de mult încât a putut să emită fotoni liberi, care sunt capturați astăzi cu ajutorul radiotelescoapelor. În acele zile, nu existau stele sau galaxii în Univers, ci doar un nor continuu de hidrogen, heliu și o cantitate nesemnificativă de alte elemente. Din neomogenitățile observate în acest nor, se vor forma ulterior clustere galactice. Se pare că exact acele obiecte care se formează din neomogenitățile radiației relicve sunt situate cel mai aproape de orizontul particulelor.

Adevărate granițe

Dacă universul are granițe adevărate, neobservabile, este încă subiectul unor conjecturi pseudoștiințifice. Într-un fel sau altul, toată lumea converge către infinitul Universului, dar interpretează acest infinit în moduri complet diferite. Unii consideră Universul ca fiind multidimensional, unde Universul nostru tridimensional „local” este doar unul dintre straturile sale. Alții spun că universul este fractal - ceea ce înseamnă că universul nostru local se poate dovedi a fi o particulă a altuia. Nu uitați de diferitele modele ale Multiversului cu Universurile sale închise, deschise, paralele, găurile de vierme. Și există multe, multe versiuni diferite, al căror număr este limitat doar de imaginația umană.

Dar dacă activăm realismul rece sau pur și simplu ne îndepărtăm de toate aceste ipoteze, atunci putem presupune că Universul nostru este un depozit omogen infinit al tuturor stelelor și galaxiilor. Mai mult, în orice punct foarte îndepărtat, fie că este vorba de miliarde de gigaparsec de la noi, toate condițiile vor fi exact aceleași. În acest moment, va exista exact același orizont de particule și sfera Hubble cu aceeași radiație relicvă la marginea lor. Vor fi aceleași stele și galaxii în jur. Interesant este că acest lucru nu contrazice expansiunea universului. La urma urmei, nu doar Universul se extinde, ci chiar spațiul său. Faptul că în momentul big bang-ului Universul a apărut dintr-un punct doar spune că dimensiunile infinit de mici (practic zero) care erau atunci s-au transformat acum în unele de neimaginat de mari. În viitor, vom folosi această ipoteză specială pentru a înțelege în mod clar scara Universului observabil.

Reprezentare vizuala

Diverse surse oferă tot felul de modele vizuale care permit oamenilor să înțeleagă scara universului. Cu toate acestea, nu este suficient pentru noi să realizăm cât de mare este cosmosul. Este important să înțelegem cum se manifestă de fapt concepte precum orizontul Hubble și orizontul particulelor. Pentru a face acest lucru, să ne imaginăm modelul pas cu pas.

Să uităm că știința modernă nu știe despre regiunea „străină” a Universului. Renunțând la versiunile despre multivers, universul fractal și celelalte „variete” ale sale, imaginați-vă că este pur și simplu infinit. După cum am menționat mai devreme, acest lucru nu contrazice extinderea spațiului ei. Desigur, vom lua în considerare faptul că sfera sa Hubble și sfera particulelor sunt egale cu 13,75 și, respectiv, 45,7 miliarde de ani lumină.

Scara universului

Apăsați butonul START și descoperiți o lume nouă, necunoscută!
Pentru început, să încercăm să ne dăm seama cât de mare este scara universală. Dacă ați călătorit în jurul planetei noastre, atunci vă puteți imagina cât de mare este Pământul pentru noi. Acum să ne imaginăm planeta noastră ca un bob de hrișcă care orbitează în jurul unui pepene verde, Soare de jumătate de dimensiunea unui teren de fotbal. În acest caz, orbita lui Neptun va corespunde mărimii unui oraș mic, aria Lunii, aria limitei de influență a Soarelui către Marte. Se dovedește că Sistemul nostru Solar este la fel de mare decât Pământul pe cât este Marte mai mare decât hrișca! Dar acesta este doar începutul.

Acum să ne imaginăm că această hrișcă va fi sistemul nostru, a cărui dimensiune este aproximativ egală cu un parsec. Atunci Calea Lactee va avea dimensiunea a două stadioane de fotbal. Cu toate acestea, nici acest lucru nu va fi suficient pentru noi. Va trebui să reducem Calea Lactee la un centimetru. Se va asemăna într-un fel cu spuma de cafea învelită într-un vârtej în mijlocul spațiului intergalactic negru ca cafea. La douăzeci de centimetri de el se află aceeași „fărâmătură” spirală - Nebuloasa Andromeda. În jurul lor va fi un roi de galaxii mici din Clusterul nostru Local. Dimensiunea aparentă a universului nostru va fi de 9,2 kilometri. Am ajuns la o înțelegere a dimensiunilor Universale.

În interiorul bulei universale

Cu toate acestea, nu este suficient pentru noi să înțelegem scala în sine. Este important să înțelegem dinamica universului. Ne imaginăm ca niște uriași, pentru care Calea Lactee are un diametru de centimetru. După cum am menționat tocmai acum, ne vom găsi în interiorul unei sfere cu o rază de 4,57 și un diametru de 9,24 kilometri. Să ne imaginăm că suntem capabili să plutăm în interiorul acestei sfere, să călătorim, depășind megaparsec-uri întregi într-o secundă. Ce vom vedea dacă Universul nostru este infinit?

Desigur, înaintea noastră va exista un număr infinit de tot felul de galaxii. Eliptice, spiralate, neregulate. Unele zone vor fi pline de ele, altele vor fi goale. Caracteristica principală va fi că vizual, toate vor fi nemișcate în timp ce noi suntem nemișcați. Dar de îndată ce facem un pas, galaxiile înseși vor începe să se miște. De exemplu, dacă putem discerne sistemul solar microscopic în centimetrul Calea Lactee, vom putea observa dezvoltarea lui. Depărtându-ne la 600 de metri de galaxia noastră, vom vedea protosteaua Soarele și discul protoplanetar în momentul formării. Apropiindu-ne de el, vom vedea cum apare Pământul, apare viața și apare o persoană. În același mod, vom vedea cum mută și se mișcă galaxiile pe măsură ce ne îndepărtăm sau ne apropiem de ele.

Prin urmare, cu cât privim galaxiile mai îndepărtate, cu atât vor fi mai vechi pentru noi. Deci cele mai îndepărtate galaxii vor fi situate la mai mult de 1300 de metri de noi, iar la cotitura de 1380 de metri vom vedea radiația relicvă. Adevărat, această distanță va fi imaginară pentru noi. Cu toate acestea, pe măsură ce ne apropiem de radiația relicvă, vom vedea o imagine interesantă. În mod firesc, vom observa cum se vor forma și dezvolta galaxiile din norul original de hidrogen. Când vom ajunge la una dintre aceste galaxii formate, vom înțelege că am depășit deloc 1.375 de kilometri, ci toți 4.57.

Reducerea la scară

Ca urmare, vom crește și mai mult în dimensiune. Acum putem pune goluri întregi și pereți în pumn. Așa că ne aflăm într-o bulă destul de mică, din care este imposibil să ieșim. Nu numai că distanța până la obiectele de pe marginea bulei va crește pe măsură ce se apropie, dar marginea în sine se va mișca infinit. Acesta este punctul central al mărimii universului observabil.

Indiferent cât de mare este Universul, pentru observator va rămâne întotdeauna o bulă limitată. Observatorul va fi întotdeauna în centrul acestei bule, de fapt, el este centrul acesteia. Încercând să ajungă la orice obiect de la marginea bulei, observatorul își va deplasa centrul. Pe măsură ce se apropie de obiect, acest obiect se va deplasa din ce în ce mai departe de marginea bulei și în același timp se va schimba. De exemplu, dintr-un nor de hidrogen fără formă se va transforma într-o galaxie cu drepturi depline sau mai departe într-un cluster de galaxii. În plus, calea către acest obiect va crește pe măsură ce vă apropiați de el, deoarece spațiul înconjurător în sine se va schimba. Odată ce ajungem la acest obiect, îl vom muta doar de la marginea bulei în centrul său. La marginea Universului, radiația relicvă va pâlpâi și ea.

Dacă presupunem că Universul va continua să se extindă într-un ritm accelerat, fiind apoi în centrul bulei și a timpului de lichidare pentru miliarde, trilioane și ordine de ani chiar mai mari în viitor, vom observa o imagine și mai interesantă. Deși bula noastră va crește, de asemenea, în dimensiune, componentele ei mutante se vor îndepărta și mai repede de noi, lăsând marginea acestei bule, până când fiecare particulă a universului rătăcește împrăștiată în bula sa singuratică, fără capacitatea de a interacționa cu alte particule.

Deci, știința modernă nu are informații despre care sunt dimensiunile reale ale Universului și dacă are limite. Dar știm cu siguranță că Universul observat are o margine vizibilă și adevărată, numită raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină) și, respectiv, raza particulelor (45,7 miliarde de ani lumină). Aceste limite depind complet de poziția observatorului în spațiu și se extind în timp. Dacă raza Hubble se extinde strict cu viteza luminii, atunci expansiunea orizontului particulelor este accelerată. Întrebarea dacă accelerarea orizontului particulelor va continua în continuare și trecerea la compresie rămâne deschisă.