ما هو حجم الكون وتكوينه. النجم الأكبر

حجم الكون وبنيته

إذا تخيل علماء الفلك المحترفون باستمرار وبشكل ملموس الحجم الهائل للمسافات الكونية والفواصل الزمنية لتطور الأجرام السماوية، فمن غير المرجح أن يتمكنوا من تطوير العلم الذي كرسوا حياتهم له بنجاح. إن مقاييس الزمكان المألوفة لدينا منذ الطفولة غير ذات أهمية مقارنة بالمقاييس الكونية التي عندما يتعلق الأمر بالوعي، فإنها تحبس أنفاسك حرفيًا. عند التعامل مع أي مشكلة في الفضاء، يقوم عالم الفلك إما بحل مسألة رياضية معينة (وهذا غالبا ما يقوم به متخصصون في الميكانيكا السماوية وعلماء الفيزياء الفلكية النظرية)، أو يحسن الأدوات وطرق المراقبة، أو يبني في مخيلته، بوعي أو بغير وعي، بعض الأشياء. نموذج مصغر للنظام الفضائي قيد الدراسة. في هذه الحالة، تكون الأهمية الأساسية هي الفهم الصحيح للأحجام النسبية للنظام قيد الدراسة (على سبيل المثال، نسبة أحجام أجزاء نظام فضائي معين، نسبة أحجام هذا النظام وأحجام أخرى مماثلة أو مختلفة) إليها، وما إلى ذلك) والفواصل الزمنية (على سبيل المثال، نسبة معدل تدفق عملية معينة إلى معدل حدوث أي عملية أخرى).

تناول مؤلف هذا الكتاب الكثير، على سبيل المثال، مع الهالة الشمسية والمجرة. وكانت تبدو له دائمًا أجسامًا كروية غير منتظمة الشكل ولها نفس الحجم تقريبًا - حوالي 10 سم... لماذا 10 سم؟ نشأت هذه الصورة دون وعي، وذلك ببساطة لأنه في كثير من الأحيان، أثناء التفكير في قضية أو أخرى من الفيزياء الشمسية أو المجرية، رسم المؤلف الخطوط العريضة لأشياء أفكاره في دفتر ملاحظات عادي (في صندوق). رسمت محاولًا الالتزام بحجم الظواهر. فيما يتعلق بأحد الأسئلة المثيرة للاهتمام، على سبيل المثال، كان من الممكن رسم تشبيه مثير للاهتمام بين الإكليل الشمسي والمجرة (أو بالأحرى ما يسمى بالإكليل المجري). وبالطبع فإن مؤلف هذا الكتاب كان يعلم جيداً، إذا جاز التعبير، فكرياً، أن أبعاد الإكليل المجري أكبر بمئات المليارات من المرات من أبعاد الإكليل الشمسي. لكنه نسي ذلك بهدوء. وإذا اكتسبت الأبعاد الكبيرة للإكليل المجري في عدد من الحالات بعض الأهمية الأساسية (وهذا ما حدث أيضًا)، فقد تم أخذ ذلك في الاعتبار رسميًا ورياضيًا. ومع ذلك، بصريًا، يبدو كلا التيجان صغيرين بنفس القدر...

إذا كان المؤلف، في عملية هذا العمل، منغمسًا في الأفكار الفلسفية حول ضخامة حجم المجرة، حول التخلخل الذي لا يمكن تصوره للغاز الذي يشكل تاج المجرة، حول عدم أهمية كوكبنا الصغير ووجودنا ، وعن مواضيع أخرى لا تقل صحة، فإن العمل على مشاكل الكورونا الشمسية والمجرية سيتوقف تلقائيا...

دع القارئ يغفر لي هذا الاستطراد الغنائي. ليس لدي أدنى شك في أن علماء الفلك الآخرين كان لديهم أفكار مماثلة أثناء عملهم على حل مشاكلهم. يبدو لي أنه من المفيد في بعض الأحيان أن نتعرف أكثر على مطبخ العمل العلمي...

إذا أردنا أن نناقش على صفحات هذا الكتاب أسئلة مثيرة حول إمكانية وجود حياة ذكية في الكون، فسنحتاج أولاً إلى الحصول على فكرة صحيحة عن نطاقها المكاني والزماني. حتى وقت قريب نسبيا، بدا العالم ضخما للناس. استغرق الأمر من رفاق ماجلان الشجعان أكثر من ثلاث سنوات للقيام برحلتهم الأولى حول العالم منذ 465 عامًا، على حساب مشاق لا تصدق. لقد مر ما يزيد قليلاً عن 100 عام منذ أن سافر البطل الواسع الحيلة في رواية الخيال العلمي لجول فيرن، باستخدام أحدث التطورات التكنولوجية في ذلك الوقت، حول العالم في 80 يومًا. وقد مرت 26 سنة فقط على تلك الأيام التي لا تنسى للبشرية جمعاء، عندما قام أول رائد فضاء سوفيتي غاغارين بالدوران حول العالم على متن مركبة فوستوك الفضائية الأسطورية في 89 دقيقة. وتحولت أفكار الناس لا إراديا إلى مساحات شاسعة من الفضاء، حيث ضاع كوكب الأرض الصغير...

أرضنا هي أحد الكواكب في النظام الشمسي. بالمقارنة مع الكواكب الأخرى، فهو يقع بالقرب من الشمس، على الرغم من أنه ليس الأقرب. متوسط المسافة من الشمس إلى بلوتو، أبعد كوكب في النظام الشمسي، أكبر بـ 40 مرة من متوسط المسافة من الأرض إلى الشمس. ومن غير المعروف حاليًا ما إذا كانت هناك كواكب في النظام الشمسي أبعد عن الشمس من بلوتو. ولا يسعنا إلا أن نقول إنه في حالة وجود مثل هذه الكواكب، فهي صغيرة نسبيًا. تقليديًا، يمكن اعتبار حجم النظام الشمسي 50-100 وحدة فلكية*، أو حوالي 10 مليار كيلومتر.

بمقياسنا الأرضي، هذه قيمة كبيرة جدًا، حوالي مليون أكبر من قطر الأرض.

يمكننا أن نتخيل بوضوح النطاق النسبي للنظام الشمسي على النحو التالي. لتمثل الشمس بكرة بلياردو قطرها 7 سم، ثم يقع الكوكب الأقرب للشمس، عطارد، على هذا المقياس على مسافة 280 سم، أما الأرض على مسافة 760 سم، العملاق كوكب المشتري على مسافة حوالي 40 مترا، وأبعد كوكب في كثير من النواحي، بلوتو لا يزال غامضا - على مسافة حوالي 300 متر. أبعاد الكرة الأرضية على هذا المقياس تزيد قليلاً عن 0.5 ملم، وقطر القمر يزيد قليلاً عن 0.1 ملم، ويبلغ قطر مدار القمر حوالي 3 سم. حتى أقرب نجم لنا، بروكسيما سنتوري، يقع على هذا النحو على مسافة كبيرة منا مقارنة بها، تبدو المسافات بين الكواكب داخل النظام الشمسي مجرد تفاهات. يعرف القراء بالطبع أن وحدة الطول مثل الكيلومتر لا تُستخدم أبدًا لقياس المسافات بين النجوم**).

نشأت وحدة القياس هذه (وكذلك السنتيمتر والبوصة وما إلى ذلك) من احتياجات الأنشطة العملية للبشرية على الأرض. وهو غير مناسب على الإطلاق لتقدير المسافات الكونية الكبيرة جدًا مقارنة بالكيلومتر.

في الأدبيات الشعبية، وأحيانًا في الأدبيات العلمية، تُستخدم السنة الضوئية كوحدة قياس لتقدير المسافات بين النجوم وبين المجرات. هذه هي المسافة التي يقطعها الضوء الذي يتحرك بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية خلال سنة. ومن السهل أن نرى أن السنة الضوئية تساوي 9.46 × 1012 كم، أو حوالي 10000 مليار كم.

في الأدبيات العلمية، تُستخدم عادة وحدة خاصة تسمى الفرسخ الفلكي لقياس المسافات بين النجوم وبين المجرات؛

1 بارسيك (كمبيوتر) يساوي 3.26 سنة ضوئية. يتم تعريف الفرسخ الفلكي على أنه المسافة التي يمكن من خلالها رؤية نصف قطر مدار الأرض بزاوية قدرها ثانية واحدة. أقواس. هذه زاوية صغيرة جدًا. ويكفي أن نقول أنه من هذه الزاوية يمكن رؤية عملة كوبيك واحدة من مسافة 3 كم.

لا يوجد أي من النجوم - أقرب جيران النظام الشمسي - أقرب إلينا من جهاز كمبيوتر واحد. على سبيل المثال، يقع Proxima Centauri المذكور على مسافة حوالي 1.3 جهاز كمبيوتر منا. على المقياس الذي صورنا فيه النظام الشمسي، فإنه يتوافق مع 2 ألف كيلومتر. كل هذا يوضح جيدًا العزلة الكبيرة لنظامنا الشمسي عن الأنظمة النجمية المحيطة به؛ وقد يكون لبعض هذه الأنظمة أوجه تشابه كثيرة معه.

لكن النجوم المحيطة بالشمس والشمس نفسها لا تشكل سوى جزء ضئيل من مجموعة النجوم والسدم العملاقة التي تسمى المجرة. نرى هذه المجموعة من النجوم في الليالي الصافية الخالية من القمر كشريط من درب التبانة يعبر السماء. المجرة لديها بنية معقدة إلى حد ما. في أول تقدير تقريبي، يمكننا أن نفترض أن النجوم والسدم التي تتكون منها تملأ حجمًا على شكل مجسم إهليلجي مضغوط للغاية. في كثير من الأحيان، في الأدبيات الشعبية، يتم مقارنة شكل المجرة بعدسة ثنائية التحدب. في الواقع، كل شيء أكثر تعقيدًا، والصورة المرسومة خشنة للغاية. في الواقع، اتضح أن أنواعًا مختلفة من النجوم تتركز بطرق مختلفة تمامًا نحو مركز المجرة ونحو خط استوائها. على سبيل المثال، السدم الغازية، وكذلك النجوم الضخمة شديدة الحرارة، تتركز بقوة نحو المستوى الاستوائي للمجرة (في السماء، يتوافق هذا المستوى مع دائرة كبيرة تمر عبر الأجزاء المركزية من درب التبانة). ومع ذلك، فإنها لا تظهر تركيزًا كبيرًا نحو مركز المجرة. ومن ناحية أخرى، فإن بعض أنواع النجوم والعناقيد النجمية (ما يسمى بالعناقيد الكروية، الشكل 2) لا تظهر أي تركيز تقريبًا نحو المستوى الاستوائي للمجرة، ولكنها تتميز بتركيز كبير نحو مركزها. بين هذين النوعين المتطرفين من التوزيع المكاني (الذي يسميه علماء الفلك المسطح والكروي) تكمن جميع الحالات المتوسطة. ولكن تبين أن الجزء الأكبر من النجوم الموجودة في المجرة يقع في قرص عملاق يبلغ قطره حوالي 100 ألف سنة ضوئية وسمكه حوالي 1500 سنة ضوئية. يحتوي هذا القرص على ما يزيد قليلاً عن 150 مليار نجم من مختلف الأنواع. شمسنا هي واحدة من هذه النجوم، وتقع على محيط المجرة بالقرب من خطها الاستوائي (بتعبير أدق، فقط على مسافة حوالي 30 سنة ضوئية - وهي قيمة صغيرة جدًا مقارنة بسمك القرص النجمي).

وتبلغ المسافة من الشمس إلى قلب المجرة (أو مركزها) حوالي 30 ألف سنة ضوئية. الكثافة النجمية في المجرة متفاوتة للغاية. ويبلغ أعلى مستوياته في منطقة قلب المجرة، حيث يصل، حسب آخر البيانات، إلى ألفي نجم في كل فرسخ فلكي مكعب، وهو ما يزيد بنحو 20 ألف مرة عن متوسط الكثافة النجمية في محيط الشمس***. بالإضافة إلى ذلك، تميل النجوم إلى تكوين مجموعات أو مجموعات متميزة. ومن الأمثلة الجيدة على مثل هذا العنقود الثريا، والتي يمكن رؤيتها في سماءنا الشتوية (الشكل 3).

تحتوي المجرة أيضًا على تفاصيل هيكلية على نطاق أوسع بكثير. وقد أثبتت الأبحاث في السنوات الأخيرة أن السدم، وكذلك النجوم الساخنة الضخمة، تتوزع على طول فروع الحلزون. يكون الهيكل الحلزوني واضحًا بشكل خاص في الأنظمة النجمية الأخرى - المجرات (بحرف صغير، على عكس نظامنا النجمي - المجرات). وتظهر إحدى هذه المجرات في الشكل. 4. لقد ثبت أن إنشاء الهيكل الحلزوني للمجرة الذي نجد أنفسنا فيه أمر بالغ الصعوبة.

تتحرك النجوم والسدم داخل المجرة بطرق معقدة للغاية. بادئ ذي بدء، يشاركون في دوران المجرة حول محور عمودي على خط الاستواء. وهذا الدوران ليس مثل دوران الجسم الصلب: فالأجزاء المختلفة من المجرة لها فترات دوران مختلفة. وهكذا فإن الشمس والنجوم المحيطة بها في مساحة ضخمة يبلغ حجمها عدة مئات من السنين الضوئية تكمل دورة كاملة في حوالي 200 مليون سنة. نظرًا لأن الشمس وعائلة الكواكب التابعة لها موجودة على ما يبدو منذ حوالي 5 مليارات سنة، فقد قامت أثناء تطورها (منذ ولادتها من سديم غازي إلى حالتها الحالية) بحوالي 25 دورة حول محور دوران المجرة. يمكننا القول أن عمر الشمس هو 25 سنة مجرية فقط؛

وتصل سرعة حركة الشمس والنجوم المجاورة لها في مداراتها المجرية شبه الدائرية إلى 250 كيلومترا في الثانية****. تتراكب على هذه الحركة المنتظمة حول قلب المجرة حركات النجوم الفوضوية وغير المنتظمة. إن سرعات هذه الحركات أقل بكثير - حوالي 10-50 كم/ثانية، وهي تختلف بالنسبة للأشياء ذات الأنواع المختلفة. تكون السرعات أقل بالنسبة للنجوم الساخنة الضخمة (6-8 كم/ثانية)؛ أما بالنسبة للنجوم الشمسية فهي حوالي 20 كم/ثانية. وكلما انخفضت هذه السرعات، كان توزيع نوع معين من النجوم أكثر استواءً.

وعلى المقياس الذي استخدمناه لتمثيل النظام الشمسي بصريًا، سيكون حجم المجرة 60 مليون كيلومتر، وهي قيمة قريبة جدًا بالفعل من المسافة من الأرض إلى الشمس. ومن هنا يتضح أنه مع توغلنا في مناطق أبعد من الكون، فإن هذا المقياس لم يعد مناسبًا، لأنه يفقد الوضوح. ولذلك، سوف نأخذ مقياسا مختلفا. دعونا نختصر مدار الأرض عقليًا إلى حجم المدار الأعمق لذرة الهيدروجين في نموذج بور الكلاسيكي. ولنتذكر أن نصف قطر هذا المدار هو 0.53 × 10-8 سم، فيكون أقرب نجم على مسافة 0.014 ملم تقريبًا، وسيكون مركز المجرة على مسافة حوالي 10 سم. سيكون نظامنا النجمي حوالي 35 سم، وسيكون قطر الشمس بأبعاد مجهرية: 0.0046 ألف (وحدة أنجستروم للطول تساوي 10-8 سم).

لقد أكدنا بالفعل على أن النجوم تقع على مسافات هائلة من بعضها البعض، وبالتالي فهي معزولة عمليا. على وجه الخصوص، هذا يعني أن النجوم لا تتصادم أبدًا مع بعضها البعض، على الرغم من أن حركة كل منها يتم تحديدها بواسطة مجال الجاذبية الناتج عن جميع النجوم في المجرة. إذا اعتبرنا المجرة منطقة معينة مليئة بالغاز، وتلعب النجوم دور جزيئات الغاز والذرات، فيجب علينا اعتبار هذا الغاز نادرًا للغاية. وفي محيط الشمس، يبلغ متوسط المسافة بين النجوم حوالي 10 ملايين مرة أكبر من متوسط قطر النجوم. وفي الوقت نفسه، في ظل الظروف العادية في الهواء العادي، يكون متوسط المسافة بين الجزيئات أكبر بعشرات المرات فقط من حجم الأخير. ولتحقيق نفس الدرجة من الخلخلة النسبية، يجب تقليل كثافة الهواء بمقدار 1018 مرة على الأقل! لكن لاحظ أنه في المنطقة الوسطى من المجرة، حيث الكثافة النجمية عالية نسبيًا، ستحدث تصادمات بين النجوم من وقت لآخر. هنا يجب أن نتوقع تصادمًا واحدًا كل مليون سنة تقريبًا، بينما في المناطق الطبيعية من المجرة لم يكن هناك عمليًا أي تصادمات بين النجوم طوال تاريخ تطور نظامنا النجمي، والذي يبلغ عمره 10 مليارات سنة على الأقل (انظر الفصل 9). ).

لقد أوجزنا بإيجاز الحجم والبنية الأكثر عمومية للنظام النجمي الذي تنتمي إليه شمسنا. في الوقت نفسه ، لم يتم النظر على الإطلاق في الأساليب التي ساعدت بها عدة أجيال من علماء الفلك على مدار سنوات عديدة في إعادة إنشاء صورة مهيبة لهيكل المجرة خطوة بخطوة. تم تخصيص كتب أخرى لهذه المشكلة المهمة، والتي نشير إليها القراء المهتمين (على سبيل المثال، مقالات B. A. Vorontsov-Velyaminov عن الكون، Yu.N. Efremov في أعماق الكون). مهمتنا هي إعطاء الصورة الأكثر عمومية لبنية وتطور الكائنات الفردية في الكون. هذه الصورة ضرورية للغاية لفهم هذا الكتاب.

منذ عدة عقود، كان علماء الفلك يدرسون باستمرار أنظمة النجوم الأخرى التي تشبه إلى حد ما نظامنا. ويسمى هذا المجال من البحث علم الفلك خارج المجرة. وهي تلعب الآن دورًا رائدًا تقريبًا في علم الفلك. على مدى العقود الثلاثة الماضية، حقق علم الفلك خارج المجرة تقدما مذهلا. شيئًا فشيئًا، بدأت الخطوط العريضة لـ Metagalaxy في الظهور، والتي تم تضمين نظامنا النجمي فيها كجسيم صغير. ما زلنا لا نعرف كل شيء عن Metagalaxy. إن البعد الهائل للأشياء يخلق صعوبات محددة للغاية، والتي يتم حلها من خلال استخدام أقوى وسائل المراقبة بالاشتراك مع البحث النظري المتعمق. ومع ذلك، أصبح الهيكل العام لـ Metagalaxy واضحًا إلى حد كبير في السنوات الأخيرة.

يمكننا تعريف Metagalaxy على أنها مجموعة من الأنظمة النجمية - مجرات تتحرك في مساحات شاسعة من الجزء الذي نلاحظه من الكون. المجرات الأقرب إلى نظامنا النجمي هي سحابات ماجلان الشهيرة، والتي يمكن رؤيتها بوضوح في سماء نصف الكرة الجنوبي على شكل نقطتين كبيرتين لهما نفس سطوع سطح درب التبانة تقريبًا. تبلغ المسافة إلى سحب ماجلان حوالي 200 ألف سنة ضوئية فقط، وهو ما يمكن مقارنته تمامًا بالمدى الكلي لمجرتنا. مجرة أخرى قريبة منا هي السديم الموجود في كوكبة المرأة المسلسلة. ويمكن رؤيته بالعين المجردة على شكل بقعة ضوء خافتة بقوة 5 *****.

وفي الواقع، هذا عالم نجمي ضخم، من حيث عدد النجوم والكتلة الإجمالية أكبر بثلاث مرات من مجرتنا، والتي بدورها عملاق بين المجرات. المسافة إلى سديم المرأة المسلسلة، أو كما يسميها علماء الفلك M 31 (وهذا يعني أنها مدرجة في كتالوج سديم ميسييه المعروف برقم 31)، تبلغ حوالي 1800 ألف سنة ضوئية، أي حوالي 20 مرة حجم المجرة. يتمتع سديم M 31 ببنية حلزونية محددة بوضوح ويشبه إلى حد كبير مجرتنا في العديد من خصائصه. بجانبه توجد أقماره الإهليلجية الصغيرة (الشكل 5). في الشكل. ويبين الشكل 6 صوراً لعدة مجرات قريبة نسبياً منا. تجدر الإشارة إلى التنوع الكبير في أشكالها. إلى جانب الأنظمة الحلزونية (يتم تحديد هذه المجرات بالرموز Sа وSb وSс اعتمادًا على طبيعة تطور البنية الحلزونية؛ في حالة وجود جسر يمر عبر النواة (الشكل 6أ)، يتم وضع الحرف B بعد الحرف S) هناك مجرات كروية وإهليلجية، خالية من أي آثار للبنية الحلزونية، بالإضافة إلى المجرات غير المنتظمة، وسحابة ماجلان هي مثال جيد عليها.

يتم ملاحظة عدد كبير من المجرات في التلسكوبات الكبيرة. إذا كان هناك حوالي 250 مجرة أكثر سطوعًا من القدر 12 المرئي، فهناك بالفعل حوالي 50 ألف مجرة أكثر سطوعًا من القدر 16. وأضعف الأجسام التي يمكن تصويرها عند الحد الأقصى بواسطة تلسكوب عاكس بقطر مرآة يبلغ 5 أمتار هي 24.5 درجة. . وقد اتضح أنه من بين مليارات هذه الأجسام الخافتة، فإن الغالبية العظمى منها عبارة عن مجرات. والعديد منها بعيد عنا بمسافات يقطعها الضوء عبر مليارات السنين. وهذا يعني أن الضوء الذي تسبب في اسوداد اللوحة قد انبعث من هذه المجرة البعيدة قبل فترة طويلة من العصر الأركي من التاريخ الجيولوجي للأرض!

في بعض الأحيان، تصادف بين المجرات أشياء مذهلة، مثل المجرات الراديوية. هذه أنظمة نجمية تنبعث منها كميات هائلة من الطاقة في نطاق الراديو. بالنسبة لبعض المجرات الراديوية، يكون تدفق البث الراديوي أعلى بعدة مرات من تدفق الإشعاع البصري، على الرغم من أن لمعانها مرتفع جدًا في النطاق البصري - أكبر بعدة مرات من اللمعان الإجمالي لمجرتنا. لنتذكر أن الأخير يتكون من إشعاع مئات المليارات من النجوم، والعديد منها بدوره يشع أقوى بكثير من الشمس. المثال الكلاسيكي لمثل هذه المجرة الراديوية هو الجسم الشهير Cygnus A. في النطاق البصري، هناك نقطتان صغيرتان من الضوء بحجم 17 (الشكل 7). في الواقع، لمعانها مرتفع جدًا، حوالي 10 مرات أكبر من لمعان مجرتنا. يبدو هذا النظام ضعيفًا لأنه يقع على مسافة كبيرة منا - 600 مليون سنة ضوئية. ومع ذلك، فإن تدفق الانبعاثات الراديوية من Cygnus A عند موجات مترية كبير جدًا لدرجة أنه يتجاوز تدفق الانبعاثات الراديوية من الشمس (خلال الفترات التي لا توجد فيها بقع شمسية على الشمس). لكن الشمس قريبة جدًا - المسافة إليها 8 دقائق ضوئية فقط؛ 600 مليون سنة - و 8 دقائق! لكن التدفقات الإشعاعية، كما هو معروف، تتناسب عكسيا مع مربعات المسافات!

أطياف معظم المجرات تشبه الشمس. وفي كلتا الحالتين، لوحظت خطوط امتصاص داكنة فردية على خلفية مشرقة إلى حد ما. وهذا ليس أمرا غير متوقع، لأن إشعاع المجرات هو إشعاع مليارات النجوم التي تتكون منها، والتي تشبه الشمس إلى حد ما. أدت الدراسة المتأنية لأطياف المجرات منذ سنوات عديدة إلى اكتشاف ذو أهمية أساسية. والحقيقة هي أنه من خلال طبيعة التحول في الطول الموجي لأي خط طيفي فيما يتعلق بمعيار المختبر، من الممكن تحديد سرعة حركة المصدر الباعث على طول خط البصر. بمعنى آخر، من الممكن تحديد السرعة التي يقترب بها المصدر أو يتحرك بعيدًا.

إذا اقترب مصدر الضوء، فإن الخطوط الطيفية تتحول نحو الأطوال الموجية الأقصر، وإذا ابتعدت، نحو الأطوال الموجية الأطول. وتسمى هذه الظاهرة تأثير دوبلر. اتضح أن المجرات (باستثناء عدد قليل من الأقرب إلينا) لها خطوط طيفية تنزاح دائمًا إلى الجزء ذو الطول الموجي الطويل من الطيف (التحول الأحمر الخطي)، وكلما زادت مسافة المجرة عنا، حجم هذا التحول أكبر.

وهذا يعني أن جميع المجرات تبتعد عنا، وتزداد سرعة التوسع مع ابتعاد المجرات. يصل إلى قيم هائلة. على سبيل المثال، سرعة تراجع المجرة الراديوية Cygnus A، التي تم العثور عليها من خلال التحول الأحمر، تقترب من 17 ألف كيلومتر في الثانية. قبل خمسة وعشرين عامًا، كان السجل ينتمي إلى المجرة الراديوية الخافتة جدًا (في الأشعة الضوئية ذات الحجم العشرين) 3S 295. وفي عام 1960، تم الحصول على طيفها. اتضح أن الخط الطيفي فوق البنفسجي المعروف الذي ينتمي إلى الأكسجين المتأين قد انتقل إلى المنطقة البرتقالية من الطيف! ومن هنا يسهل أن نجد أن سرعة ابتعاد هذا النظام النجمي المذهل تبلغ 138 ألف كيلومتر في الثانية، أي ما يقرب من نصف سرعة الضوء! المجرة الراديوية 3S 295 بعيدة عنا مسافة يقطعها الضوء خلال 5 مليارات سنة. وهكذا، درس علماء الفلك الضوء المنبعث عند تشكل الشمس والكواكب، وربما حتى قبل ذلك بقليل... ومنذ ذلك الحين، تم اكتشاف أجسام أبعد (الفصل 6).

لن نتطرق هنا إلى أسباب توسع نظام يتكون من عدد هائل من المجرات. هذا السؤال المعقد هو موضوع علم الكونيات الحديث. ومع ذلك، فإن حقيقة توسع الكون ذات أهمية كبيرة لتحليل تطور الحياة فيه (الفصل 7).

يتراكب على التوسع الكلي لنظام المجرات السرعات غير المنتظمة للمجرات الفردية، والتي تبلغ عادة عدة مئات من الكيلومترات في الثانية. وهذا هو السبب في أن المجرات الأقرب إلينا لا تظهر انزياحًا أحمرًا منتظمًا. ففي نهاية المطاف، فإن سرعات الحركات العشوائية (ما يسمى بالحركات الغريبة) لهذه المجرات أكبر من سرعة الانزياح نحو الأحمر العادية. ويزداد هذا الأخير مع ابتعاد المجرات بمقدار 50 كيلومترًا في الثانية تقريبًا لكل مليون فرسخ فلكي. لذلك، بالنسبة للمجرات التي لا تتجاوز مسافاتها عدة ملايين من الفراسخ الفلكية، فإن السرعات العشوائية تتجاوز سرعة التراجع بسبب الانزياح نحو الأحمر. ومن بين المجرات القريبة هناك أيضًا تلك التي تقترب منا (على سبيل المثال، سديم المرأة المسلسلة M 31).

المجرات ليست موزعة بشكل موحد في الفضاء المجري، أي. بكثافة ثابتة. يظهرون ميلًا واضحًا لتشكيل مجموعات أو مجموعات منفصلة. على وجه الخصوص، تشكل مجموعة من حوالي 20 مجرة قريبة منا (بما في ذلك مجرتنا) ما يسمى بالنظام المحلي. بدوره، يعد النظام المحلي جزءًا من مجموعة كبيرة من المجرات، يقع مركزها في ذلك الجزء من السماء الذي تُسقط عليه كوكبة العذراء. تضم هذه المجموعة عدة آلاف من الأعضاء وهي من بين أكبر المجموعات. في الشكل. ويبين الشكل 8 صورة للتجمع المجري الشهير في كوكبة الإكليل الشمالي، والذي يبلغ عدده مئات المجرات. في الفضاء بين العناقيد، تكون كثافة المجرات أقل بعشرات المرات من كثافة المجرات داخل العناقيد.

ومن الجدير بالذكر هو الفرق بين مجموعات النجوم التي تشكل المجرات ومجموعات المجرات. في الحالة الأولى تكون المسافات بين أعضاء العنقود هائلة مقارنة بأحجام النجوم، في حين أن متوسط المسافات بين المجرات في العناقيد المجرية أكبر بعدة مرات فقط من أحجام المجرات. ومن ناحية أخرى، لا يمكن مقارنة عدد المجرات في العناقيد بعدد النجوم في المجرات. إذا اعتبرنا مجموعة من المجرات نوعًا من الغاز، حيث تلعب المجرات الفردية دور الجزيئات، فيجب علينا اعتبار هذه الوسيلة شديدة اللزوجة.

التي عليها. في أغلب الأحيان، نحن جميعًا مقيدون بالمكان الذي نعيش ونعمل فيه. حجم عالمنا مذهل، لكنه لا يقارن بالكون على الإطلاق. كما يقولون - "ولدت متأخرًا جدًا لاستكشاف العالم، ومن المبكر جدًا استكشاف الفضاء". إنها حتى إهانة. ومع ذلك، فلنبدأ - فقط احرص على عدم الشعور بالدوار.

1. هذه هي الأرض.

هذا هو نفس الكوكب الذي يعد حاليًا الموطن الوحيد للبشرية. المكان الذي ظهرت فيه الحياة بطريقة سحرية (أو ربما ليست بهذه الطريقة السحرية) وفي سياق التطور ظهرنا أنا وأنت.

2. مكاننا في النظام الشمسي.

إن أقرب الأجسام الفضائية الكبيرة التي تحيط بنا، بالطبع، هي جيراننا في النظام الشمسي. يتذكر الجميع أسمائهم منذ الطفولة، وخلال الدروس حول العالم من حولهم يصنعون نماذج. لقد حدث أنه حتى بينهم لسنا الأكبر ...

3. المسافة بين أرضنا والقمر.

لا يبدو الأمر بعيدًا إلى هذا الحد، أليس كذلك؟ وإذا أخذنا في الاعتبار أيضًا السرعات الحديثة، فهي "لا شيء على الإطلاق".

4. في الواقع، إنه بعيد جدًا.

إذا حاولت، فهذا دقيق للغاية ومريح - بين الكوكب والقمر الصناعي، يمكنك بسهولة وضع بقية كواكب النظام الشمسي.

5. ومع ذلك، دعونا نواصل الحديث عن الكواكب.

أمامكم أمريكا الشمالية وكأنها موضوعة على كوكب المشتري. نعم، هذه البقعة الخضراء الصغيرة هي أمريكا الشمالية. هل يمكنك أن تتخيل مدى ضخامة أرضنا إذا نقلناها إلى حجم كوكب المشتري؟ من المحتمل أن يستمر الناس في اكتشاف أراضٍ جديدة)

6. هذه هي الأرض مقارنة بكوكب المشتري.

حسنًا، بتعبير أدق ستة كواكب أرضية - من أجل الوضوح.

7. حلقات زحل يا سيدي.

سيكون لحلقات زحل مظهر رائع، بشرط أن تدور حول الأرض. انظر إلى بولينيزيا - تشبه إلى حد ما أيقونة الأوبرا، أليس كذلك؟

8. دعونا نقارن الأرض بالشمس؟

لا تبدو كبيرة في السماء..

9. وهذا منظر الأرض عند النظر إليها من القمر.

جميلة، أليس كذلك؟ وحيدا جدا على خلفية المساحة الفارغة. أم ليست فارغة؟ دعونا نواصل...

10. وهكذا من المريخ

أراهن أنك لن تكون قادرًا حتى على معرفة ما إذا كانت الأرض أم لا.

11. هذه لقطة للأرض خلف حلقات زحل

12. ولكن ما وراء نبتون.

فقط 4.5 مليار كيلومتر. كم من الوقت سيستغرق البحث؟

13. لذا، دعونا نعود إلى النجم المسمى الشمس.

مشهد لالتقاط الأنفاس، أليس كذلك؟

14. هنا الشمس من سطح المريخ.

15. وهنا مقارنتها بمقياس النجم VY Canis Majoris.

كيف تريده ؟ أكثر من مثيرة للإعجاب. هل يمكنك أن تتخيل الطاقة المتمركزة هناك؟

16. لكن هذا كله هراء إذا قارنا نجمنا الأصلي بحجم مجرة درب التبانة.

ولتوضيح الأمر أكثر، تخيل أننا قمنا بضغط شمسنا إلى حجم خلية دم بيضاء. وفي هذه الحالة، فإن حجم مجرة درب التبانة يمكن مقارنته تمامًا بحجم روسيا، على سبيل المثال. هذه هي مجرة درب التبانة.

17. بشكل عام، النجوم ضخمة

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

18. ولكن هناك مجرات أخرى.

وها هي مجرة درب التبانة مقارنة بمجرة IC 1011 التي تبعد عن الأرض 350 مليون سنة ضوئية.

دعنا نراجع الأمر مرة أخرى؟

إذن، هذه الأرض هي وطننا.

دعونا نصغر حجم النظام الشمسي...

دعونا نصغر الصورة أكثر قليلاً..

والآن إلى حجم مجرة درب التبانة...

فلنواصل التخفيض..

وشيء آخر...

جاهز تقريباً، لا تقلق..

مستعد! ينهي!

وهذا كل ما يمكن للبشرية الآن ملاحظته باستخدام التكنولوجيا الحديثة. إنها ليست حتى نملة... احكم بنفسك، فقط لا تصاب بالجنون...

من الصعب حتى فهم مثل هذه المقاييس. لكن شخصًا ما يعلن بثقة أننا وحدنا في الكون، على الرغم من أنهم هم أنفسهم غير متأكدين حقًا مما إذا كان الأمريكيون موجودين على القمر أم لا.

انتظروا يا رفاق... انتظروا هناك.

كانت هناك أوقات كان فيها عالم الناس يقتصر على سطح الأرض تحت أقدامهم. مع تطور التكنولوجيا، وسعت البشرية آفاقها. الآن يفكر الناس فيما إذا كان لعالمنا حدود وما هو حجم الكون؟ وفي الحقيقة لا أحد يستطيع أن يتخيل حجمه الحقيقي. لأنه ليس لدينا أي نقاط مرجعية مناسبة. حتى علماء الفلك المحترفون يتخيلون (على الأقل في مخيلتهم) نماذج تم تقليصها عدة مرات. من المهم ربط أبعاد الأشياء في الكون بدقة. وعند حل المسائل الرياضية، فهي غير مهمة بشكل عام، لأنه يتبين أنها مجرد أرقام يتعامل معها عالم الفلك.

حول هيكل النظام الشمسي

للحديث عن حجم الكون، يجب علينا أولا أن نفهم ما هو الأقرب إلينا. أولا، هناك نجم يسمى الشمس. ثانياً: الكواكب التي تدور حوله. وإلى جانبهم هناك أيضًا أقمار صناعية تتحرك حول بعضها ويجب ألا ننسى ذلك

كانت الكواكب الموجودة في هذه القائمة محل اهتمام الناس لفترة طويلة، لأنها الأكثر سهولة في المراقبة. من دراستهم، بدأ علم بنية الكون في التطور - علم الفلك. يُعرف النجم بأنه مركز النظام الشمسي. وهو أيضًا أكبر كائن له. وبالمقارنة مع الأرض، فإن حجم الشمس أكبر بمليون مرة. يبدو صغيرًا نسبيًا فقط لأنه بعيد جدًا عن كوكبنا.

تنقسم جميع كواكب النظام الشمسي إلى ثلاث مجموعات:

أرضي. ويشمل الكواكب التي تشبه الأرض في المظهر. على سبيل المثال، هذه هي عطارد والزهرة والمريخ.
كائنات عملاقة. وهي أكبر بكثير في الحجم مقارنة بالمجموعة الأولى. بالإضافة إلى أنها تحتوي على الكثير من الغازات، ولهذا تسمى أيضًا بالغازية. وتشمل هذه كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون.
الكواكب القزمة. وهي في الواقع كويكبات كبيرة. واحد منهم، حتى وقت قريب، تم تضمينه في الكواكب الرئيسية - وهذا هو بلوتو.

الكواكب "لا تطير بعيداً" عن الشمس بسبب قوة الجاذبية. لكنهم لا يستطيعون السقوط على نجم بسبب السرعات العالية. الكائنات حقا "ذكية" للغاية. على سبيل المثال، تبلغ سرعة الأرض حوالي 30 كيلومترًا في الثانية.

كيف يمكن مقارنة أحجام الأجسام في النظام الشمسي؟

قبل أن تحاول تخيل حجم الكون، من المفيد أن تفهم الشمس والكواكب. بعد كل شيء، قد يكون من الصعب أيضًا ربطها ببعضها البعض. في أغلب الأحيان، يتم تحديد الحجم التقليدي للنجم الناري من خلال كرة بلياردو يبلغ قطرها 7 سم. ومن الجدير بالذكر أنها تصل في الواقع إلى حوالي 1400 ألف كيلومتر. في مثل هذا النموذج "اللعبة"، يقع الكوكب الأول من الشمس (عطارد) على مسافة 2 متر و80 سم. في هذه الحالة، سيكون قطر كرة الأرض نصف ملليمتر فقط. وتقع على مسافة 7.6 متر من النجم. ستكون المسافة إلى كوكب المشتري على هذا المقياس 40 مترًا وإلى بلوتو - 300.

إذا تحدثنا عن الكائنات الموجودة خارج النظام الشمسي، فإن أقرب نجم هو Proxima Centauri. ستتم إزالته كثيرًا بحيث يكون هذا التبسيط صغيرًا جدًا. وهذا على الرغم من أنها تقع داخل المجرة. ماذا يمكننا أن نقول عن حجم الكون؟ كما ترون، فإنه لا حدود لها تقريبا. أريد دائمًا أن أعرف كيفية ارتباط الأرض بالكون. وبعد تلقي الإجابة، لا أستطيع أن أصدق أن كوكبنا وحتى المجرة جزء ضئيل من عالم ضخم.

ما هي الوحدات المستخدمة لقياس المسافات في الفضاء؟

سنتيمتر ومتر وحتى كيلومتر - كل هذه الكميات غير ذات أهمية بالفعل داخل النظام الشمسي. ماذا يمكن أن نقول عن الكون؟ للإشارة إلى المسافة داخل المجرة، يتم استخدام قيمة تسمى السنة الضوئية. هذا هو الوقت الذي يستغرقه الضوء للسفر لمدة عام واحد. ولنتذكر أن الثانية الضوئية الواحدة تعادل 300 ألف كيلومتر تقريبًا. لذلك، عند تحويلها إلى كيلومترات تقليدية، فإن السنة الضوئية تساوي تقريبًا 10 آلاف مليار. من المستحيل أن نتخيل، وبالتالي فإن حجم الكون لا يمكن تصوره بالنسبة للبشر. إذا كنت بحاجة إلى الإشارة إلى المسافة بين المجرات المجاورة، فإن السنة الضوئية ليست كافية. هناك حاجة إلى قيمة أكبر. واتضح أنه فرسخ فلكي يساوي 3.26 سنة ضوئية.

كيف يعمل الجلاكسي؟

وهو تكوين عملاق يتكون من النجوم والسدم. ويظهر جزء صغير منهم كل ليلة في السماء. هيكل مجرتنا معقد للغاية. يمكن اعتباره شكلًا إهليلجيًا مضغوطًا للغاية للثورة. علاوة على ذلك، فهي تحتوي على جزء استوائي ومركز. يتكون خط استواء المجرة في الغالب من السدم الغازية والنجوم الساخنة الضخمة. وفي مجرة درب التبانة يقع هذا الجزء في منطقتها الوسطى.

النظام الشمسي ليس استثناءً من القاعدة. كما أنها تقع بالقرب من خط استواء المجرة. وبالمناسبة فإن الجزء الرئيسي من النجوم يشكل قرصا ضخما يبلغ قطره 100 ألف وسمكه 1500. وإذا عدنا إلى المقياس الذي تم استخدامه لتمثيل المجموعة الشمسية، فسيكون حجم المجرة متناسبًا، وهذا رقم لا يصدق. لذلك، فإن الشمس والأرض هي فتات في المجرة.

ما هي الأشياء الموجودة في الكون؟

دعونا قائمة أهمها:

النجوم عبارة عن كرات ضخمة ذاتية الإضاءة. أنها تنشأ من بيئة تتكون من خليط من الغبار والغازات. معظمها من الهيدروجين والهيليوم.
إشعاع CMB. وهم الذين ينتشرون في الفضاء. ودرجة حرارته 270 درجة مئوية. علاوة على ذلك، فإن هذا الإشعاع هو نفسه في جميع الاتجاهات. هذه الخاصية تسمى الخواص. بالإضافة إلى ذلك، ترتبط به بعض أسرار الكون. على سبيل المثال، أصبح من الواضح أنها نشأت في لحظة الانفجار الأعظم. أي أنه موجود منذ بداية وجود الكون. كما يؤكد فكرة أنها تتوسع بالتساوي في جميع الاتجاهات. علاوة على ذلك، فإن هذا البيان صحيح ليس فقط في الوقت الحاضر. كان الأمر كذلك في البداية.
أي الكتلة الخفية. هذه هي تلك الأشياء الموجودة في الكون والتي لا يمكن دراستها بالملاحظة المباشرة. وبعبارة أخرى، فإنها لا تنبعث منها موجات كهرومغناطيسية. ولكن لديهم تأثير الجاذبية على الهيئات الأخرى.
الثقوب السوداء. لم تتم دراستها بما فيه الكفاية، ولكنها معروفة جيدا. حدث هذا بسبب الوصف الهائل لمثل هذه الأشياء في أعمال الخيال العلمي. في الواقع، الثقب الأسود هو جسم لا يمكن للإشعاع الكهرومغناطيسي أن ينتشر منه نظرًا لأن السرعة الكونية الثانية عليه تساوي. ومن الجدير بالذكر أنها السرعة الكونية الثانية التي يجب توصيلها إلى الجسم بالترتيب لكي يغادر الجسم الفضائي.

وبالإضافة إلى ذلك، هناك النجوم الزائفة والنجوم النابضة في الكون.

الكون الغامض

إنه مليء بالأشياء التي لم يتم اكتشافها أو دراستها بشكل كامل بعد. وما تم اكتشافه غالبًا ما يثير أسئلة جديدة وأسرارًا جديدة تتعلق بالكون. وتشمل هذه حتى نظرية "الانفجار الكبير" المعروفة. إنها في الواقع مجرد عقيدة مشروطة، حيث لا يمكن للبشرية إلا أن تخمن كيف حدث ذلك.

اللغز الثاني هو عمر الكون. يمكن حسابه تقريبًا من خلال إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف المذكور بالفعل ومراقبة المجموعات الكروية والأشياء الأخرى. واليوم، يتفق العلماء على أن عمر الكون يبلغ حوالي 13.7 مليار سنة. لغز آخر - هل توجد حياة على كواكب أخرى؟ بعد كل شيء، لم تنشأ الظروف المناسبة وظهرت الأرض فقط في النظام الشمسي. ومن المرجح أن الكون مليء بتكوينات مماثلة.

واحد؟

ما هو خارج الكون؟ ما هو الشيء الذي لم تخترقه النظرة البشرية؟ هل هناك شيء خارج هذه الحدود؟ إذا كان الأمر كذلك، كم عدد الأكوان الموجودة؟ هذه أسئلة لم يجد العلماء إجابات لها بعد. عالمنا يشبه صندوق المفاجآت. بدا ذات يوم وكأنه يتكون فقط من الأرض والشمس، مع عدد قليل من النجوم في السماء. ثم توسعت النظرة للعالم. وبناء على ذلك، توسعت الحدود. ليس من المستغرب أن العديد من العقول اللامعة قد توصلت منذ فترة طويلة إلى استنتاج مفاده أن الكون ليس سوى جزء من تكوين أكبر.

> مقياس الكون

استخدم عبر الإنترنت المقياس التفاعلي للكون: الأبعاد الحقيقية للكون، مقارنة الأجسام الفضائية، الكواكب، النجوم، العناقيد، المجرات.

جميعنا نفكر في الأبعاد بشكل عام، مثل واقع آخر، أو تصورنا للبيئة المحيطة بنا. ومع ذلك، هذا ليس سوى جزء من القياسات الفعلية. وقبل كل شيء، الفهم القائم قياسات حجم الكون– هذا هو أفضل وصف في الفيزياء.

يقترح الفيزيائيون أن القياسات هي ببساطة جوانب مختلفة من إدراك حجم الكون. على سبيل المثال، الأبعاد الأربعة الأولى تشمل الطول والعرض والارتفاع والوقت. لكن بحسب فيزياء الكم، هناك أبعاد أخرى تصف طبيعة الكون وربما الأكوان كلها. يعتقد العديد من العلماء أن هناك حاليًا حوالي 10 أبعاد.

المقياس التفاعلي للكون

قياس حجم الكون

البعد الأول كما ذكرنا هو الطول. من الأمثلة الجيدة على كائن أحادي البعد الخط المستقيم. هذا الخط له بعد طولي فقط. البعد الثاني هو العرض. يتضمن هذا البعد الطول؛ ومن الأمثلة الجيدة على كائن ثنائي الأبعاد هو المستوى الرفيع بشكل مستحيل. الأشياء ذات البعدين لا يمكن رؤيتها إلا بالمقطع العرضي.

البعد الثالث يتضمن الارتفاع، وهذا هو البعد الذي نعرفه أكثر. ومع طوله وعرضه، فهو الجزء الأكثر وضوحًا في الكون من حيث الأبعاد. أفضل شكل مادي لوصف هذا البعد هو المكعب. البعد الثالث يوجد عندما يتقاطع الطول والعرض والارتفاع.

الآن أصبحت الأمور أكثر تعقيدًا لأن الأبعاد السبعة المتبقية مرتبطة بمفاهيم غير ملموسة لا يمكننا ملاحظتها بشكل مباشر ولكننا نعلم بوجودها. البعد الرابع هو الوقت. إنه الفرق بين الماضي والحاضر والمستقبل. وبالتالي فإن أفضل وصف للبعد الرابع هو التسلسل الزمني.

أبعاد أخرى تتعامل مع الاحتمالات. يرتبط البعدان الخامس والسادس بالمستقبل. وفقا لفيزياء الكم، يمكن أن يكون هناك أي عدد من العقود المستقبلية المحتملة، ولكن هناك نتيجة واحدة فقط، والسبب في ذلك هو الاختيار. ويرتبط البعدان الخامس والسادس بالتشعب (التغير والتفرع) لكل من هذه الاحتمالات. في الأساس، إذا تمكنت من التحكم في البعدين الخامس والسادس، فيمكنك العودة بالزمن إلى الوراء أو زيارة مستقبل مختلف.

ترتبط الأبعاد من 7 إلى 10 بالكون وحجمه. وهي تستند إلى حقيقة أن هناك العديد من الأكوان، ولكل منها تسلسلها الخاص من أبعاد الواقع والنتائج المحتملة. البعد العاشر والأخير هو في الواقع أحد النتائج المحتملة لجميع الأكوان.

تفاعلية

(1 التقييمات، المتوسط: 5,00 من 5)

إن الاقتراب من الثقب الأسود ليس هو الخيار الأكثر أمانًا لأي جسم فضائي. بعد كل شيء، هذه التكوينات الغامضة هي...

إذا خرجت من النظام الشمسي، ستجد نفسك بين جيران نجميين يعيشون حياتهم الخاصة. لكن أي نجم هو الأقرب؟ ...

مقياس الكون

أنظمة النجوم

أنت تعلم أن أرضنا بكواكبها والكواكب الأخرى وأقمارها والمذنبات والكواكب الصغيرة تدور حول الشمس، وأن كل هذه الأجسام تشكل النظام الشمسي. بدورها، تعد الشمس وجميع النجوم الأخرى المرئية في السماء جزءًا من نظام نجمي ضخم - مجرتنا. النجم الأقرب إلى النظام الشمسي بعيد جدًا لدرجة أن الضوء الذي ينتقل بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية يستغرق أكثر من أربع سنوات للانتقال منه إلى الأرض. النجوم هي أكثر أنواع الأجرام السماوية شيوعاً؛ ويوجد أكثر من نجم في مجرتنا وحدها عدة مئات من المليارات. الحجم الذي يشغله هذا النظام النجمي كبير جدًا بحيث لا يمكن للضوء عبوره إلا 100 ألف سنة.

الوحدات الهيكلية الرئيسية للكون هي "الجزر النجمية" - المشابهة لجزرنا. واحد منهم يقع في كوكبة المرأة المسلسلة. هذه مجرة عملاقة تشبه مجرتنا في البنية وتتكون من مئات المليارات من النجوم. ويسافر الضوء منه إلى الأرض أكثر من 2 مليون سنة.تشكل مجرة المرأة المسلسلة مع مجرتنا والعديد من المجرات الأخرى ذات الكتلة الأصغر ما يسمى المجموعة المحلية. بعض الأنظمة النجمية لهذه المجموعة، بما في ذلك سحابتي ماجلان الكبيرة والصغيرة، والمجرات الموجودة في كوكبات النحات، الدب الأصغر، التنين، وأوريون، هي أقمار صناعية لمجرتنا. وهي تدور معها حول مركز مشترك للكتلة. إن موقع المجرات وحركتها هو الذي يحدد بنية وبنية الكون ككل.

المجرات بعيدة عن بعضها البعض لدرجة أنه لا يمكن رؤية سوى ثلاث مجرات أقرب منها بالعين المجردة: اثنتان في نصف الكرة الجنوبي - سحابة ماجلان الكبرى، وسحابة ماجلان الصغيرةومن الشمال يوجد واحد فقط - سديم المرأة المسلسلة.

مجرة قزمة في كوكبة القوس- الأقرب إلى . هذه المجرة الصغيرة قريبة جدًا بحيث يبدو أن مجرة درب التبانة تمتصها. وتقع مجرة القوس على بعد 80 ألف سنة ضوئية من الشمس، و52 ألف سنة ضوئية من مركز مجرة درب التبانة. أقرب مجرة لنا هي سحابة ماجلان الكبرى، وتقع على بعد 170 ألف سنة ضوئية. حتى عام 1994، عندما تم اكتشاف مجرة قزمة في كوكبة القوس، كان يعتقد أن أقرب مجرة هي سحابة ماجلان الكبرى.

كانت مجرة القوس القزمة في الأصل عبارة عن كرة يبلغ قطرها حوالي 1000 سنة ضوئية. لكن شكلها الآن مشوه بفعل جاذبية مجرة درب التبانة، وامتد طول المجرة 10 آلاف سنة ضوئية. عدة ملايين من النجوم التي تنتمي إلى القزم في القوس منتشرة الآن في جميع أنحاء كوكبة القوس. لذلك، إذا نظرت إلى السماء فقط، فلا يمكن تمييز نجوم هذه المجرة عن نجوم مجرتنا.

المسافات الكونية

ومن أبعد المجرات يصل الضوء إلى الأرض 10 مليار سنة. يوجد جزء كبير من مادة النجوم والمجرات في ظروف لا يمكن خلقها في المختبرات الأرضية. يمتلئ الفضاء الخارجي بأكمله بالإشعاع الكهرومغناطيسي ومجالات الجاذبية والمغناطيسية، وبين النجوم في المجرات وبين المجرات توجد مادة نادرة للغاية على شكل غاز وغبار وجزيئات فردية وذرات وأيونات ونواة ذرية وجسيمات أولية. وكما هو معروف فإن المسافة إلى أقرب جرم سماوي من الأرض وهو القمر تبلغ حوالي 400 ألف كيلومتر. أبعد الأجسام تقع على مسافة منا تزيد عن 10 أضعاف المسافة إلى القمر. دعونا نحاول أن نتخيل أحجام الأجرام السماوية والمسافات بينها في الكون، باستخدام نموذج معروف - الكرة الأرضية المدرسية، وهي أصغر بمقدار 50 مليون مرة من كوكبنا. في هذه الحالة، يجب أن نصور القمر ككرة يبلغ قطرها حوالي 7 سم، وتقع على مسافة حوالي 7.5 متر من الكرة الأرضية، وسيكون قطر نموذج الشمس 28 مترًا وسيكون على مسافة 3 كيلومترات، وسيُبعد عنا نموذج بلوتو -أبعد كوكب في المجموعة الشمسية- مسافة 120 كيلومترا. سيكون أقرب نجم إلينا بهذا المقياس من النموذج على مسافة حوالي 800000 كيلومتر، أي أبعد مرتين من القمر. سيتم تقليل حجم مجرتنا إلى حجم النظام الشمسي تقريبًا، لكن النجوم الأبعد ستظل موجودة خارجها.

وبما أن جميع المجرات تبتعد عنا، فلا يسع المرء إلا أن يكون لديه انطباع بأن مجرتنا تقع في مركز التوسع، عند النقطة المركزية الثابتة للكون المتوسع. في الواقع، نحن نتعامل مع أحد الأوهام الفلكية. يحدث توسع الكون بطريقة لا توجد فيها نقطة ثابتة "سائدة". وأيًا كانت المجرتان اللتان نختارهما، فإن المسافة بينهما ستزداد بمرور الوقت. وهذا يعني أنه بغض النظر عن المجرة التي يجد الراصد نفسه فيها، فإنه سيرى أيضًا صورة لتناثر الجزر النجمية، مشابهة لتلك التي نراها.

المجموعة المحليةوبسرعة عدة مئات من الكيلومترات في الثانية، يتحرك نحو مجموعة أخرى من المجرات في كوكبة العذراء. مجموعة برج العذراء هي مركز نظام أكثر ضخامة من الجزر النجمية - العناقيد الفائقة للمجرات، والتي تتضمن المجموعة المحلية مع مجرتنا. وفقًا لبيانات الرصد، تشتمل العناقيد المجرية الفائقة على أكثر من 90% من جميع المجرات الموجودة وتحتل حوالي 10% من إجمالي حجم الفضاء في كوننا. تبلغ كتلة العناقيد الفائقة حوالي 10 15 كتلة شمسية. يمكن للوسائل الحديثة للبحث الفلكي الوصول إلى منطقة هائلة من الفضاء يبلغ نصف قطرها حوالي 10-12 مليار سنة ضوئية. في هذه المنطقة، وفقا للتقديرات الحديثة، هناك 10 10 مجرات. تم استدعاء مجملهم المجرات الخارقة.

إذن، نحن نعيش في كون غير ثابت ومتوسع، يتغير بمرور الوقت، وماضيه ليس مطابقًا لحالته الحالية، وحاضره ليس مطابقًا لمستقبله.

عزيزي الزوار!

عملك معطل جافا سكريبت. يرجى تمكين البرامج النصية في متصفحك وسيتم فتح الوظائف الكاملة للموقع لك!