Какъв е мащабът на Вселената и нейният състав. Най-голямата звезда

Мащабът на Вселената и нейната структура

Ако професионалните астрономи непрекъснато и осезаемо си представяха чудовищната величина на космическите разстояния и интервали от време на еволюцията на небесните тела, малко вероятно е те да могат успешно да развият науката, на която са посветили живота си. Пространствено-времевите мащаби, познати ни от детството, са толкова незначителни в сравнение с космическите, че когато става въпрос за съзнанието, буквално спира дъха. Когато се занимава с някакъв проблем в космоса, астрономът или решава определен математически проблем (това най-често се прави от специалисти по небесна механика и теоретични астрофизици), или подобрява инструментите и методите за наблюдение, или изгражда във въображението си, съзнателно или несъзнателно, някои малък модел на изследваната космическа система. В този случай основното значение има правилното разбиране на относителните размери на изследваната система (например съотношението на размерите на частите на дадена космическа система, съотношението на размерите на тази система и други подобни или различни към него и т.н.) и интервали от време (например съотношението на скоростта на потока на даден процес към скоростта на възникване на всеки друг).

Авторът на тази книга се е занимавал доста, например със слънчевата корона и галактиката. И винаги са му изглеждали като сфероидни тела с неправилна форма с приблизително еднакъв размер - нещо около 10 см... Защо 10 см? Този образ възниква подсъзнателно, просто защото твърде често, докато размишлява върху един или друг въпрос на слънчевата или галактическата физика, авторът рисува очертанията на обектите на своите мисли в обикновена тетрадка (в кутия). Рисувах, опитвайки се да се придържам към мащаба на явленията. По един много интересен въпрос, например, беше възможно да се направи интересна аналогия между слънчевата корона и Галактиката (или по-скоро така наречената галактическа корона). Разбира се, авторът на тази книга знаеше много добре, така да се каже, интелектуално, че размерите на галактическата корона са стотици милиарди пъти по-големи от размерите на слънчевата корона. Но той спокойно забрави за това. И ако в редица случаи големите размери на галактическата корона са придобивали някакво фундаментално значение (и това се е случвало), това е било отчетено формално и математически. И въпреки това визуално и двете корони изглеждаха еднакво малки...

Ако авторът в процеса на тази работа се отдаде на философски размишления за огромния размер на Галактиката, за невъобразимото разреждане на газа, който изгражда галактическата корона, за незначителността на нашата малка планета и нашето собствено съществуване , и за други други не по-малко коректни теми, работата по проблемите на слънчевата и галактическата Корона ще спре автоматично...

Нека читателят ми прости това лирично отклонение. Не се съмнявам, че и други астрономи са имали подобни мисли, докато са решавали проблемите си. Струва ми се, че понякога е полезно да се запознаем по-добре с кухнята на научната работа...

Ако искаме да обсъдим на страниците на тази книга вълнуващи въпроси за възможността за интелигентен живот във Вселената, тогава, на първо място, ще трябва да добием правилна представа за нейния пространствено-времеви мащаб. До сравнително скоро земното кълбо изглеждаше огромно за хората. На смелите спътници на Магелан им отне повече от три години, за да направят първото си околосветско пътешествие преди 465 години, с цената на невероятни трудности. Изминаха малко повече от 100 години от времето, когато находчивият герой от научнофантастичния роман на Жул Верн, използвайки най-новите технологични постижения на времето, обиколи света за 80 дни. И само 26 години са изминали от онези паметни за цялото човечество дни, когато първият съветски космонавт Гагарин обиколи земното кълбо на легендарния космически кораб „Восток“ за 89 минути. И мислите на хората неволно се насочиха към необятните пространства на космоса, в които се загуби малката планета Земя ...

Нашата Земя е една от планетите в Слънчевата система. В сравнение с други планети, тя се намира доста близо до Слънцето, въпреки че не е най-близо. Средното разстояние от Слънцето до Плутон, най-отдалечената планета в Слънчевата система, е 40 пъти по-голямо от средното разстояние от Земята до Слънцето. В момента не е известно дали в Слънчевата система има планети, които са дори по-отдалечени от Слънцето от Плутон. Може само да се каже, че ако такива планети съществуват, те са относително малки. Обикновено размерът на Слънчевата система може да се приеме за 50-100 астрономически единици*, или около 10 милиарда километра.

В нашия земен мащаб това е много голяма стойност, приблизително 1 милион по-голяма от диаметъра на Земята.

Можем по-ясно да си представим относителния мащаб на Слънчевата система, както следва. Нека Слънцето е представено с билярдна топка с диаметър 7 см. Тогава най-близката до Слънцето планета Меркурий е на разстояние 280 см от него в този мащаб гигантската планета Юпитер е на разстояние около 40 м, а най-далечната планета е в много отношения Плутон все още е загадъчна - на разстояние около 300м. Размерите на земното кълбо в този мащаб са малко повече от 0,5 мм, лунният диаметър е малко повече от 0,1 мм, а орбитата на Луната е с диаметър около 3 см. Дори най-близката до нас звезда Проксима Кентавър е такава голямо разстояние от нас, че в сравнение с него междупланетните разстояния в Слънчевата система изглеждат просто дреболии. Читателите, разбира се, знаят, че единица за дължина като километър никога не се използва за измерване на междузвездни разстояния**).

Тази мерна единица (както и сантиметър, инч и т.н.) възниква от нуждите на практическата дейност на човечеството на Земята. Той е напълно неподходящ за оценка на космически разстояния, които са твърде големи в сравнение с километър.

В популярната литература, а понякога и в научната литература, светлинната година се използва като мерна единица за оценка на междузвездните и междугалактическите разстояния. Това е разстоянието, което светлината, движеща се със скорост 300 хиляди км/сек, изминава за една година. Лесно се вижда, че една светлинна година е равна на 9,46 × 1012 km, или около 10 000 милиарда km.

В научната литература специална единица, наречена парсек, обикновено се използва за измерване на междузвездни и междугалактически разстояния;

1 парсек (pc) е равен на 3,26 светлинни години. Парсек се определя като разстоянието, от което радиусът на орбитата на Земята се вижда под ъгъл от 1 секунда. дъги. Това е много малък ъгъл. Достатъчно е да се каже, че от този ъгъл монета от една копейка се вижда от разстояние 3 км.

Нито една от звездите - най-близките съседи на Слънчевата система - не е по-близо до нас от 1 бр. Например споменатата Проксима Кентавър се намира на разстояние около 1,3 пк от нас. В мащаба, в който изобразихме Слънчевата система, това съответства на 2 хиляди км. Всичко това добре илюстрира голямата изолация на нашата Слънчева система от околните звездни системи; някои от тези системи може да имат много прилики с нея.

Но звездите около Слънцето и самото Слънце представляват незначителна част от гигантската група от звезди и мъглявини, наречена Галактика. Виждаме този куп звезди в ясни безлунни нощи като ивица от Млечния път, пресичаща небето. Галактиката има доста сложна структура. В първото, най-грубо приближение, можем да приемем, че звездите и мъглявините, от които се състои, изпълват обем, оформен като силно компресиран елипсоид на въртене. Често в популярната литература формата на Галактиката се сравнява с двойноизпъкнала леща. В действителност всичко е много по-сложно и нарисуваната картина е твърде груба. Всъщност се оказва, че различните видове звезди се концентрират по напълно различни начини към центъра на Галактиката и към нейната екваториална равнина. Например, газовите мъглявини, както и много горещите масивни звезди, са силно концентрирани към екваториалната равнина на Галактиката (в небето тази равнина съответства на голям кръг, преминаващ през централните части на Млечния път). Те обаче не показват значителна концентрация към галактическия център. От друга страна, някои видове звезди и звездни купове (т.нар. кълбовидни купове, фиг. 2) не показват почти никаква концентрация към екваториалната равнина на Галактиката, но се характеризират с огромна концентрация към нейния център. Между тези два крайни типа пространствено разпределение (което астрономите наричат плоско и сферично) лежат всички междинни случаи. Оказва се обаче, че по-голямата част от звездите в Галактиката са разположени в гигантски диск, чийто диаметър е около 100 хиляди светлинни години, а дебелината е около 1500 светлинни години. Този диск съдържа малко повече от 150 милиарда звезди от различни видове. Нашето Слънце е една от тези звезди, разположена в периферията на Галактиката близо до нейната екваториална равнина (по-точно само на разстояние от около 30 светлинни години - стойност, доста малка в сравнение с дебелината на звездния диск).

Разстоянието от Слънцето до ядрото на Галактиката (или нейния център) е около 30 хиляди светлинни години. Звездната плътност в Галактиката е много неравномерна. Тя е най-висока в района на галактическото ядро, където по последни данни достига 2 хиляди звезди на кубичен парсек, което е почти 20 хиляди пъти повече от средната звездна плътност в околностите на Слънцето***. Освен това звездите са склонни да образуват отделни групи или купове. Добър пример за такъв клъстер са Плеядите, които се виждат в нашето зимно небе (Фигура 3).

Галактиката също така съдържа структурни детайли в много по-голям мащаб. Изследванията през последните години доказаха, че мъглявините, както и горещите масивни звезди, са разпределени по клоновете на спиралата. Спиралната структура е особено ясно видима в други звездни системи - галактики (с малка буква, за разлика от нашата звездна система - Галактики). Една от тези галактики е показана на фиг. 4. Установяването на спиралната структура на Галактиката, в която ние самите се намираме, се оказа изключително трудно.

Звездите и мъглявините в Галактиката се движат по доста сложни начини. На първо място, те участват във въртенето на Галактиката около ос, перпендикулярна на нейната екваториална равнина. Това въртене не е същото като това на твърдо тяло: различните части на Галактиката имат различни периоди на въртене. По този начин Слънцето и звездите, които го заобикалят в огромна площ с размери няколкостотин светлинни години, извършват пълна революция за около 200 милиона години. Тъй като Слънцето, заедно със своето семейство от планети, очевидно съществува от около 5 милиарда години, по време на своята еволюция (от раждането от газова мъглявина до сегашното си състояние) то е направило приблизително 25 завъртания около оста на въртене на Галактиката. Можем да кажем, че възрастта на Слънцето е само 25 галактически години;

Скоростта на движение на Слънцето и съседните му звезди по техните почти кръгови галактически орбити достига 250 km/s****. Върху това редовно движение около галактическото ядро се наслагват хаотичните, безредни движения на звездите. Скоростите на такива движения са много по-ниски - около 10-50 km/s, и са различни за обекти от различен тип. Скоростите са най-ниски за горещите масивни звезди (6-8 km/s); за звездите от слънчев тип те са около 20 km/s. Колкото по-ниски са тези скорости, толкова по-плоско е разпределението на даден тип звезда.

В мащаба, който използвахме за визуално представяне на Слънчевата система, размерът на Галактиката ще бъде 60 милиона км - стойност, която вече е доста близка до разстоянието от Земята до Слънцето. Оттук става ясно, че докато навлизаме във все по-отдалечени региони на Вселената, този мащаб вече не е подходящ, тъй като губи яснота. Затова ще вземем различен мащаб. Нека мислено намалим земната орбита до размера на най-вътрешната орбита на водородния атом в класическия модел на Бор. Нека припомним, че радиусът на тази орбита е 0,53 × 10-8 cm, тогава най-близката звезда ще бъде на разстояние приблизително 0,014 mm, центърът на Галактиката ще бъде на разстояние около 10 cm, а размерите на нашата звездна система ще бъде около 35 см. Диаметърът на Слънцето ще бъде с микроскопични размери: 0,0046 А (ангстрьом единица дължина, равна на 10-8 см).

Вече подчертахме, че звездите са разположени на голямо разстояние една от друга и по този начин са практически изолирани. По-специално това означава, че звездите почти никога не се сблъскват една с друга, въпреки че движението на всяка от тях се определя от гравитационното поле, създадено от всички звезди в Галактиката. Ако разглеждаме Галактиката като определена област, пълна с газ, а ролята на газови молекули и атоми играят звезди, тогава трябва да считаме този газ за изключително разреден. В близост до Слънцето средното разстояние между звездите е около 10 милиона пъти по-голямо от средния диаметър на звездите. Междувременно при нормални условия в обикновения въздух средното разстояние между молекулите е само няколко десетки пъти по-голямо от размера на последния. За да се постигне същата степен на относително разреждане, плътността на въздуха трябва да се намали най-малко 1018 пъти! Обърнете внимание обаче, че в централната област на Галактиката, където плътността на звездите е относително висока, от време на време ще се случват сблъсъци между звезди. Тук трябва да очакваме приблизително един сблъсък на всеки милион години, докато в нормалните райони на Галактиката практически не е имало сблъсъци между звезди в цялата история на еволюцията на нашата звездна система, която е най-малко на 10 милиарда години (виж Глава 9 ).

Очертахме накратко мащаба и най-общата структура на звездната система, към която принадлежи нашето Слънце. В същото време методите, с помощта на които в продължение на много години няколко поколения астрономи стъпка по стъпка пресъздадоха величествена картина на структурата на Галактиката, изобщо не бяха разгледани. Други книги са посветени на този важен проблем, към който препращаме заинтересованите читатели (например Б. А. Воронцов-Вельяминов Есета за Вселената, Ю. Н. Ефремов В дълбините на Вселената). Нашата задача е да дадем само най-обща картина на устройството и развитието на отделните обекти във Вселената. Тази картина е абсолютно необходима за разбирането на тази книга.

Вече няколко десетилетия астрономите упорито изучават други звездни системи, които са повече или по-малко подобни на нашата. Тази област на изследване се нарича извънгалактична астрономия. Сега тя играе почти водеща роля в астрономията. През последните три десетилетия извънгалактичната астрономия постигна удивителен напредък. Малко по малко започнаха да се очертават грандиозните контури на Метагалактиката, от която нашата звездна система е включена като малка частица. Все още не знаем всичко за Метагалактиката. Огромната отдалеченост на обектите създава много специфични трудности, които се решават чрез използването на най-мощните средства за наблюдение в комбинация със задълбочени теоретични изследвания. И все пак общата структура на Метагалактиката до голяма степен стана ясна през последните години.

Можем да определим Метагалактика като колекция от звездни системи - галактики, движещи се в обширните пространства на частта от Вселената, която наблюдаваме. Най-близките до нашата звездна система галактики са известните Магеланови облаци, ясно видими в небето на южното полукълбо като две големи петна с приблизително същата повърхностна яркост като Млечния път. Разстоянието до Магелановите облаци е само около 200 хиляди светлинни години, което е доста сравнимо с общия обхват на нашата Галактика. Друга близка до нас галактика е мъглявината в съзвездието Андромеда. Вижда се с невъоръжено око като слаба петна светлина от 5-та звездна величина*****.

Всъщност това е огромен звезден свят, по отношение на броя на звездите и общата маса три пъти по-голям от нашата Галактика, която от своя страна е гигант сред галактиките. Разстоянието до мъглявината Андромеда, или, както я наричат астрономите, M 31 (това означава, че в добре известния каталог на мъглявините на Месие тя е посочена като № 31) е около 1800 хиляди светлинни години, което е около 20 пъти размера на Галактиката. Мъглявината M 31 има ясно дефинирана спирална структура и в много от характеристиките си е много подобна на нашата Галактика. До него са малките му елипсовидни спътници (фиг. 5). На фиг. Фигура 6 показва снимки на няколко сравнително близо до нас галактики. Прави впечатление голямото разнообразие от техните форми. Наред със спиралните системи (такива галактики се обозначават със символите Sа, Sb и Sс в зависимост от характера на развитието на спиралната структура; при наличие на мост, преминаващ през ядрото (фиг. 6а), се поставя буквата B след буквата S) има сфероидни и елипсоидални, лишени от следи от спирална структура, както и неправилни галактики, добър пример за които са Магелановите облаци.

Огромен брой галактики се наблюдават в големи телескопи. Ако има около 250 галактики, по-ярки от видимата 12-та звездна величина, тогава вече има около 50 хиляди по-ярки от 16-та. Най-слабите обекти, които могат да бъдат снимани на границата с рефлекторен телескоп с диаметър на огледалото 5 m, са с 24,5-та величина. . Оказва се, че сред милиардите такива бледи обекти по-голямата част са галактики. Много от тях са отдалечени от нас на разстояния, които светлината изминава за милиарди години. Това означава, че светлината, която е причинила почерняването на плочата, е била излъчена от такава далечна галактика много преди архейския период от геоложката история на Земята!

Понякога сред галактиките се натъквате на удивителни обекти, като например радиогалактики. Това са звездни системи, които излъчват огромно количество енергия в радиообхвата. За някои радиогалактики потокът на радиоизлъчването е няколко пъти по-висок от потока на оптичното лъчение, въпреки че в оптичния диапазон тяхната светимост е много висока - няколко пъти по-голяма от общата светимост на нашата Галактика. Нека припомним, че последното се състои от излъчването на стотици милиарди звезди, много от които на свой ред излъчват много по-силно от Слънцето. Класически пример за такава радиогалактика е известният обект Cygnus A. В оптичния диапазон това са две незначителни светлинни петна от 17-та величина (фиг. 7). Всъщност тяхната яркост е много висока, около 10 пъти по-голяма от тази на нашата Галактика. Тази система изглежда слаба, защото се намира на огромно разстояние от нас - 600 милиона светлинни години. Въпреки това, потокът от радиоизлъчване от Лебед А на метрови вълни е толкова голям, че дори надвишава потока от радиоизлъчване от Слънцето (през периоди, когато на Слънцето няма слънчеви петна). Но Слънцето е много близо - разстоянието до него е само 8 светлинни минути; 600 милиона години - и 8 минути! Но радиационните потоци, както е известно, са обратно пропорционални на квадратите на разстоянията!

Спектрите на повечето галактики приличат на тези на слънцето; и в двата случая се наблюдават отделни тъмни абсорбционни линии на доста ярък фон. Това не е неочаквано, тъй като радиацията на галактиките е радиацията на милиардите звезди, които ги съставят, повече или по-малко подобни на Слънцето. Внимателното изследване на спектрите на галактиките преди много години доведе до откритие от фундаментално значение. Факт е, че по естеството на изместването на дължината на вълната на всяка спектрална линия по отношение на лабораторния стандарт може да се определи скоростта на движение на излъчващия източник по линията на зрение. С други думи, възможно е да се определи с каква скорост се приближава или отдалечава източникът.

Ако светлинният източник се приближи, спектралните линии се изместват към по-къси дължини на вълната; ако се отдалечи, към по-дълги. Това явление се нарича ефект на Доплер. Оказа се, че галактиките (с изключение на няколко най-близки до нас) имат спектрални линии, които винаги са изместени към дълговълновата част на спектъра (червено изместване на линията) и колкото по-голямо е разстоянието на галактиката от нас, толкова по-голяма величина на тази промяна.

Това означава, че всички галактики се отдалечават от нас и скоростта на разширяване се увеличава с отдалечаването на галактиките. Достига огромни стойности. Например скоростта на отдалечаване на радиогалактика Лебед А, установена от червеното изместване, е близо 17 хиляди км/сек. Преди двадесет и пет години рекордът принадлежеше на много слабата (в оптични лъчи от 20-та величина) радиогалактика 3S 295. През 1960 г. беше получен нейният спектър. Оказа се, че добре познатата ултравиолетова спектрална линия, принадлежаща на йонизирания кислород, е изместена към оранжевата област на спектъра! От тук е лесно да се установи, че скоростта на отдалечаване на тази удивителна звездна система е 138 хиляди км/сек, или почти половината от скоростта на светлината! Радио галактиката 3S 295 е отдалечена от нас на разстояние, което светлината изминава за 5 милиарда години. Така астрономите са изследвали светлината, която е била излъчвана, когато са се образували Слънцето и планетите, а може би дори малко по-рано... Оттогава са открити още по-далечни обекти (Глава 6).

Тук няма да засягаме причините за разширяването на система, състояща се от огромен брой галактики. Този сложен въпрос е предмет на съвременната космология. Но самият факт на разширяването на Вселената е от голямо значение за анализиране на развитието на живота в нея (Глава 7).

Наложени върху цялостното разширение на галактичната система са непостоянните скорости на отделните галактики, обикновено няколкостотин километра в секунда. Ето защо най-близките до нас галактики не проявяват систематично червено отместване. В края на краищата, скоростите на произволни (така наречените пекулярни) движения за тези галактики са по-големи от нормалната скорост на червено отместване. Последното се увеличава, когато галактиките се отдалечават с приблизително 50 km/s, за всеки милион парсека. Следователно за галактики, чиито разстояния не надвишават няколко милиона парсека, произволните скорости надвишават скоростта на отдалечаване поради червеното отместване. Сред близките галактики има и такива, които се приближават към нас (например мъглявината Андромеда M 31).

Галактиките не са равномерно разпределени в метагалактичното пространство, т.е. с постоянна плътност. Те показват изразена склонност към образуване на отделни групи или клъстери. По-специално, група от около 20 галактики близо до нас (включително нашата Галактика) образува така наречената локална система. От своя страна локалната система е част от голям куп галактики, чийто център е в онази част от небето, върху която е проектирано съзвездието Дева. Този клъстер има няколко хиляди членове и е сред най-големите. На фиг. Фигура 8 показва снимка на известния галактически куп в съзвездието Corona Borealis, наброяващ стотици галактики. В пространството между клъстерите плътността на галактиките е десетки пъти по-малка, отколкото вътре в клъстерите.

Забележителна е разликата между клъстери от звезди, които образуват галактики и клъстери от галактики. В първия случай разстоянията между членовете на клъстера са огромни в сравнение с размерите на звездите, докато средните разстояния между галактиките в галактическите клъстери са само няколко пъти по-големи от размерите на галактиките. От друга страна, броят на галактиките в куповете не може да се сравни с броя на звездите в галактиките. Ако разглеждаме колекция от галактики като вид газ, където ролята на молекули се играе от отделни галактики, тогава трябва да считаме тази среда за изключително вискозна.

Които са върху него. В по-голямата си част всички сме приковани към мястото, където живеем и работим. Размерът на нашия свят е невероятен, но е абсолютно нищо в сравнение с Вселената. както се казва - "роден твърде късно, за да изследва света, и твърде рано, за да изследва космоса". Даже е обидно. Все пак да започваме – само внимавайте да не ви се завие свят.

1. Това е Земята.

Това е същата планета, която в момента е единственият дом за човечеството. Мястото, където животът се появи магически (или може би не толкова магически) и в хода на еволюцията се появихме ти и аз.

2. Нашето място в Слънчевата система.

Най-близките големи космически обекти, които ни заобикалят, разбира се, са нашите съседи в Слънчевата система. Всички си спомнят имената си от детството и по време на уроци за света около тях правят модели. Така се случи, че дори сред тях ние не сме най-големите...

3. Разстоянието между нашата Земя и Луната.

Не изглежда толкова далеч, нали? И ако вземем предвид и съвременните скорости, тогава това е „съвсем нищо“.

4. Всъщност е доста далече.

Ако се опитате, много точно и удобно - между планетата и спътника можете лесно да поставите останалите планети от Слънчевата система.

5. Нека обаче продължим да говорим за планетите.

Пред вас е Северна Америка, сякаш е поставена на Юпитер. Да, това малко зелено петънце е Северна Америка. Можете ли да си представите колко огромна би била нашата Земя, ако я преместим в мащаба на Юпитер? Хората вероятно все още ще откриват нови земи)

6. Това е Земята в сравнение с Юпитер.

Е, по-точно шест Земи - за яснота.

7. Пръстените на Сатурн, сър.

Пръстените на Сатурн биха имали такъв прекрасен вид, ако се въртят около Земята. Вижте Полинезия - малко като иконата на Opera, нали?

8. Да сравним Земята със Слънцето?

Не изглежда толкова голям в небето...

9. Това е изгледът на Земята, когато я гледате от Луната.

Красиво, нали? Толкова самотен на фона на празното пространство. Или не е празен? Да продължим...

10. И така от Марс

Обзалагам се, че дори не бихте могли да разберете дали е Земята.

11. Това е снимка на Земята точно отвъд пръстените на Сатурн

12. Но отвъд Нептун.

Общо 4,5 милиарда километра. Колко време ще отнеме търсенето?

13. И така, нека се върнем към звездата, наречена Слънце.

Спираща дъха гледка, нали?

14. Ето Слънцето от повърхността на Марс.

15. А ето и сравнението му с мащаба на звездата VY Canis Majoris.

как ви харесва Повече от впечатляващо. Можете ли да си представите каква енергия е концентрирана там?

16. Но това са глупости, ако сравним нашата родна звезда с размера на галактиката Млечен път.

За да стане по-ясно, представете си, че сме компресирали нашето Слънце до размера на бели кръвни клетки. В този случай размерът на Млечния път е доста сравним с размера на Русия, например. Това е Млечният път.

17. Като цяло звездите са огромни

Всичко, което е поставено в този жълт кръг, е всичко, което можете да видите през нощта от Земята. Останалото е недостъпно за невъоръжено око.

18. Но има и други галактики.

Ето Млечния път в сравнение с галактиката IC 1011, която се намира на 350 милиона светлинни години от Земята.

Да го прегледаме отново?

И така, тази Земя е нашият дом.

Нека намалим мащаба до размера на слънчевата система...

Нека намалим още малко...

А сега към размера на Млечния път...

Нека продължим да намаляваме...

И още нещо...

Почти готово, не се притеснявайте...

Готови! Край!

Това е всичко, което човечеството сега може да наблюдава с помощта на съвременните технологии. Дори не е мравка... Преценете сами, само не се побърквайте...

Такива мащаби са трудни дори за разбиране. Но някой уверено заявява, че сме сами във Вселената, въпреки че самите те не са много сигурни дали американците са били на Луната или не.

Дръжте се момчета... дръжте се.

Имаше времена, когато светът на хората беше ограничен до повърхността на Земята под краката им. С развитието на технологиите човечеството разшири своите хоризонти. Сега хората се замислят дали нашият свят има граници и какъв е мащабът на Вселената? Всъщност никой не може да си представи реалния му размер. Защото нямаме подходящи ориентири. Дори професионалните астрономи си представят (поне във въображението си) многократно намалени модели. Важно е да се съпоставят точно размерите на обектите във Вселената. А при решаването на математически задачи те като цяло са маловажни, защото се оказват просто числа, с които астрономът оперира.

За устройството на слънчевата система

За да говорим за мащаба на Вселената, първо трябва да разберем какво е най-близо до нас. Първо, има звезда, наречена Слънце. Второ, планетите, които обикалят около него. Освен тях има и сателити, които се движат около някои от тях и не трябва да забравяме

Планетите в този списък отдавна представляват интерес за хората, тъй като те са най-достъпни за наблюдение. От тяхното изследване започва да се развива науката за структурата на Вселената - астрономията. Звездата е призната за център на Слънчевата система. Това е и най-големият му обект. В сравнение със Земята, Слънцето е милион пъти по-голямо по обем. Изглежда сравнително малък само защото е много далеч от нашата планета.

Всички планети от Слънчевата система са разделени на три групи:

Земен. Тя включва планети, които приличат на Земята на външен вид. Например, това са Меркурий, Венера и Марс.
Гигантски обекти. Те са много по-големи по размер в сравнение с първата група. Освен това съдържат много газове, поради което се наричат още газове. Те включват Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Планети джуджета. Те всъщност са големи астероиди. Една от тях доскоро беше включена в състава на основните планети - това е Плутон.

Планетите „не отлитат“ от Слънцето поради силата на гравитацията. Но те не могат да паднат върху звезда поради високи скорости. Обектите наистина са много „пъргави“. Например, скоростта на Земята е приблизително 30 километра в секунда.

Как да сравняваме размерите на обектите в Слънчевата система?

Преди да се опитате да си представите мащаба на Вселената, струва си да разберете Слънцето и планетите. В крайна сметка, те също могат да бъдат трудни за корелация помежду си. Най-често конвенционалният размер на огнена звезда се идентифицира с билярдна топка, чийто диаметър е 7 см. Заслужава да се отбележи, че в действителност тя достига около 1400 хиляди км. В такъв модел „играчка“ първата планета от Слънцето (Меркурий) е на разстояние 2 метра 80 сантиметра. В този случай земната топка ще има диаметър само половин милиметър. Намира се на разстояние 7,6 метра от звездата. Разстоянието до Юпитер в тази скала ще бъде 40 м, а до Плутон - 300.

Ако говорим за обекти, които са извън Слънчевата система, тогава най-близката звезда е Проксима Кентавър. Ще бъде премахнато толкова много, че това опростяване е твърде малко. И това въпреки факта, че се намира в Галактиката. Какво можем да кажем за мащаба на Вселената? Както можете да видите, той е практически неограничен. Винаги искам да знам как са свързани Земята и Вселената. И след като получих отговора, не мога да повярвам, че нашата планета и дори Галактиката са незначителна част от един огромен свят.

Какви единици се използват за измерване на разстояния в пространството?

Сантиметър, метър и дори километър - всички тези величини се оказват незначителни вече в Слънчевата система. Какво можем да кажем за Вселената? За да се посочи разстоянието в галактиката, се използва стойност, наречена светлинна година. Това е времето, необходимо на светлината да пътува повече от една година. Нека си припомним, че една светлинна секунда е равна на почти 300 хиляди километра. Следователно, когато се преобразува в конвенционални километри, една светлинна година се оказва приблизително равна на 10 хиляди милиарда. Невъзможно е да си го представим, следователно мащабът на Вселената е невъобразим за хората. Ако трябва да посочите разстоянието между съседните галактики, тогава една светлинна година не е достатъчна. Необходима е още по-голяма стойност. Оказа се парсек, което се равнява на 3,26 светлинни години.

Как работи Galaxy?

Това е гигантско образувание, състоящо се от звезди и мъглявини. Малка част от тях се вижда всяка вечер в небето. Структурата на нашата Галактика е много сложна. Може да се счита за силно компресиран елипсоид на въртене. Освен това има екваториална част и център. Екваторът на Галактиката е съставен предимно от газови мъглявини и горещи масивни звезди. В Млечния път тази част се намира в централната му област.

Слънчевата система не е изключение от правилото. Освен това се намира близо до екватора на Галактиката. Между другото, основната част от звездите образува огромен диск, чийто диаметър е 100 хиляди, а дебелината е 1500. Ако се върнем към мащаба, използван за представяне на Слънчевата система, тогава размерът на Галактиката ще бъде съизмерим. Това е невероятна цифра. Следователно Слънцето и Земята се оказват трохи в Галактиката.

Какви обекти съществуват във Вселената?

Нека изброим най-важните:

Звездите са масивни самосветещи топки. Те възникват от среда, състояща се от смес от прах и газове. Повечето от тях са водород и хелий.
CMB радиация. Те са тези, които се разпространяват в пространството. Температурата му е 270 градуса по Целзий. Освен това това излъчване е еднакво във всички посоки. Това свойство се нарича изотропия. В допълнение, някои мистерии на Вселената са свързани с него. Така например стана ясно, че тя е възникнала в момента на големия взрив. Тоест съществува от самото начало на съществуването на Вселената. Това също потвърждава идеята, че се разширява еднакво във всички посоки. Освен това това твърдение е вярно не само за сегашното време. В самото начало беше така.
Тоест скрита маса. Това са онези обекти от Вселената, които не могат да бъдат изследвани чрез пряко наблюдение. С други думи, те не излъчват електромагнитни вълни. Но те имат гравитационен ефект върху други тела.
Черни дупки. Те не са достатъчно проучени, но са много известни. Това се случи поради масовото описание на такива обекти в научната фантастика. Всъщност черната дупка е тяло, от което електромагнитното излъчване не може да се разпространи поради факта, че втората космическа скорост върху нея е равна на. Струва си да запомните, че това е втората космическа скорост, която трябва да бъде предадена на обекта за да напусне космическия обект.

Освен това във Вселената има квазари и пулсари.

Мистериозната вселена

Пълно е с неща, които все още не са напълно открити или проучени. И това, което е открито, често повдига нови въпроси и свързани с тях мистерии на Вселената. Те включват дори добре известната теория за „Големия взрив“. Това наистина е само условна доктрина, тъй като човечеството може само да гадае как се е случило.

Втората мистерия е възрастта на Вселената. Тя може да се изчисли приблизително чрез вече споменатата реликтова радиация, наблюдение на кълбовидни купове и други обекти. Днес учените са съгласни, че възрастта на Вселената е приблизително 13,7 милиарда години. Друга мистерия - дали има живот на други планети? В края на краищата не само в Слънчевата система възникнаха подходящи условия и се появи Земята. И Вселената най-вероятно е изпълнена с подобни образувания.

един?

Какво е извън Вселената? Какво има там, където човешкият поглед не е проникнал? Има ли нещо отвъд тази граница? Ако е така, колко вселени има? Това са въпроси, на които учените все още не са намерили отговор. Нашият свят е като кутия с изненади. Някога изглеждаше, че се състои само от Земята и Слънцето, с няколко звезди в небето. Тогава мирогледът се разшири. Съответно границите се разшириха. Не е изненадващо, че много светли умове отдавна са стигнали до извода, че Вселената е само част от още по-голямо образувание.

> Мащаб на Вселената

Използвайте онлайн интерактивен мащаб на Вселената: реални измерения на Вселената, сравнение на космически обекти, планети, звезди, купове, галактики.

Всички ние мислим за измеренията в общи линии, като например друга реалност или нашето възприятие за околната среда около нас. Това обаче е само част от действителните измервания. И преди всичко съществуващото разбиране измервания на мащаба на Вселената– това е най-добре описано във физиката.

Физиците предполагат, че измерванията са просто различни аспекти на възприемането на мащаба на Вселената. Например, първите четири измерения включват дължина, ширина, височина и време. Въпреки това, според квантовата физика, има други измерения, които описват природата на Вселената и може би на всички вселени. Много учени смятат, че в момента има около 10 измерения.

Интерактивен мащаб на Вселената

Измерване на мащаба на Вселената

Първото измерение, както споменахме, е дължината. Добър пример за едноизмерен обект е права линия. Тази линия има само измерение на дължината. Второто измерение е ширината. Това измерение включва дължина; добър пример за двуизмерен обект би била невероятно тънка равнина. Нещата в две измерения могат да се разглеждат само в напречно сечение.

Третото измерение включва височина и това е измерението, с което сме най-познати. В комбинация с дължина и ширина, това е най-ясно видимата част от Вселената в измерение. Най-добрата физическа форма за описване на това измерение е куб. Третото измерение съществува, когато дължината, ширината и височината се пресичат.

Сега нещата стават малко по-сложни, защото останалите 7 измерения са свързани с нематериални концепции, които не можем да наблюдаваме директно, но знаем, че съществуват. Четвъртото измерение е времето. Това е разликата между минало, настояще и бъдеще. Следователно най-доброто описание на четвъртото измерение би било хронологията.

Други измерения се занимават с вероятности. Петото и шестото измерение са свързани с бъдещето. Според квантовата физика може да има произволен брой възможни фючърси, но има само един изход и причината за това е изборът. Петото и шестото измерение са свързани с бифуркацията (промяната, разклоняването) на всяка от тези вероятности. По принцип, ако можете да контролирате петото и шестото измерение, бихте могли да се върнете назад във времето или да посетите различни бъднини.

Измерения от 7 до 10 се свързват с Вселената и нейния мащаб. Те се основават на факта, че има няколко вселени и всяка има своя собствена последователност от измерения на реалността и възможните резултати. Десетото и последно измерение всъщност е един от всички възможни резултати на всички вселени.

Интерактивен

(1 оценки, средни: 5,00 от 5)

Близостта до черна дупка не е най-безопасният вариант за всеки космически обект. В крайна сметка тези мистериозни образувания са толкова...

Ако излезете от слънчевата система, ще се озовете сред звездни съседи, които живеят свой собствен живот. Но коя звезда е най-близо? ...

Мащабът на Вселената

Звездни системи

Знаете, че нашата Земя с нейните планети, други планети и техните спътници, комети и малки планети се въртят около Слънцето, че всички тези тела съставляват Слънчевата система. От своя страна Слънцето и всички други звезди, видими в небето, са част от огромна звездна система - нашата Галактика. Най-близката до Слънчевата система звезда е толкова далеч, че на светлината, която се движи със скорост от 300 000 км/сек, са й необходими повече от четири години, за да стигне от нея до Земята. Звездите са най-често срещаният тип небесно тяло; само в нашата Галактика има повече от едно няколкостотин милиарда. Обемът, зает от тази звездна система, е толкова голям, че светлината може да премине само през него 100 хиляди години.

Основните структурни единици на Вселената са "звездни острови" - подобни на нашите. Един от тях се намира в съзвездието Андромеда. Това е гигантска галактика, подобна по структура на нашата и състояща се от стотици милиарди звезди. Светлината от него до Земята пътува повече от 2 милиона години.Галактиката Андромеда, заедно с нашата Галактика и няколко други галактики с по-малка маса, образуват т.нар. Местна група. Някои от звездните системи от тази група, включително Големия и Малкия Магеланов облак, галактики в съзвездията Скулптор, Малка мечка, Дракон и Орион, са спътници на нашата Галактика. Заедно с него те се въртят около общ център на масата. Това е местоположението и движението на галактиките, което определя структурата и структурата на Вселената като цяло.

Галактиките са толкова далеч една от друга, че само трите най-близки могат да се видят с невъоръжено око: две в южното полукълбо - Голям Магеланов облак, Малък Магеланов облак, а от север има само един - мъглявина Андромеда.

Галактика джудже в съзвездието Стрелец- най-близо до. Тази малка галактика е толкова близо, че Млечният път сякаш я поглъща. Галактиката Стрелец се намира на 80 хиляди светлинни години от Слънцето и на 52 хиляди светлинни години от центъра на Млечния път. Следващата най-близка до нас галактика е Големият Магеланов облак, разположен на 170 хиляди светлинни години. До 1994 г., когато беше открита галактика джудже в съзвездието Стрелец, се смяташе, че най-близката галактика е Големият Магеланов облак.

Галактиката джудже Стрелец първоначално е била сфера с диаметър приблизително 1000 светлинни години. Но сега формата й е изкривена от гравитацията на Млечния път и галактиката се е простирала на дължина 10 хиляди светлинни години. Няколко милиона звезди, които принадлежат на джуджето в Стрелец, сега са разпръснати из съзвездието Стрелец. Следователно, ако просто погледнете небето, звездите на тази галактика не могат да бъдат разграничени от звездите на нашата собствена Галактика.

Космически разстояния

От най-отдалечените галактики светлината достига Земята през 10 милиарда години. Значителна част от материята на звездите и галактиките се намира в условия, които не могат да бъдат създадени в земните лаборатории. Цялото космическо пространство е изпълнено с електромагнитно излъчване, гравитационни и магнитни полета, между звездите в галактиките и между галактиките има много разредена материя под формата на газ, прах, отделни молекули, атоми и йони, атомни ядра и елементарни частици. Както знаете, разстоянието до най-близкото до Земята небесно тяло, Луната, е приблизително 400 000 км. Най-отдалечените обекти се намират на разстояние от нас, което е повече от 10 пъти разстоянието до Луната. Нека се опитаме да си представим размерите на небесните тела и разстоянията между тях във Вселената, като използваме добре познат модел - училищния глобус на Земята, който е 50 милиона пъти по-малък от нашата планета. В този случай трябва да изобразим Луната като топка с диаметър приблизително 7 cm, разположена на разстояние около 7,5 m от земното кълбо. Моделът на Слънцето ще бъде с диаметър 28 m и ще бъде на разстояние на 3 км, а моделът на Плутон – най-отдалечената планета в Слънчевата система – ще бъде отдалечен на 120 км от нас. Най-близката до нас звезда в този мащаб на модела ще се намира на разстояние приблизително 800 000 км, т.е. 2 пъти по-далеч от Луната. Размерът на нашата Галактика ще се свие приблизително до размера на Слънчевата система, но най-отдалечените звезди все още ще бъдат разположени извън нея.

Тъй като всички галактики се отдалечават от нас, човек не може да не остане с впечатлението, че нашата Галактика е в центъра на разширяването, в неподвижната централна точка на разширяващата се Вселена. В действителност имаме работа с една от астрономическите илюзии. Разширяването на Вселената става по такъв начин, че в нея няма „преобладаваща“ фиксирана точка. Които и две галактики да изберем, разстоянието между тях ще се увеличава с времето. Това означава, че независимо в коя галактика се намира наблюдателят, той също ще види картина на разпръснати звездни острови, подобна на тази, която виждаме ние.

Местна групасъс скорост от няколкостотин километра в секунда, тя се движи към друг клъстер от галактики в съзвездието Дева. Купът Дева е центърът на още по-гигантска система от звездни острови - Суперкупове от галактики, която включва Местната група заедно с нашата Галактика. Според данните от наблюденията суперкуповете включват над 90% от всички съществуващи галактики и заемат около 10% от общия обем на пространството в нашата Вселена. Свръхкуповете имат маса от порядъка на 10 15 слънчеви маси. Съвременните средства за астрономически изследвания имат достъп до колосална област от космоса с радиус около 10-12 милиарда светлинни години. В тази област, според съвременните оценки, има 10 10 галактики. Тяхната съвкупност се наричаше Метагалактики.

И така, ние живеем в нестационарна, разширяваща се Вселена, която се променя с времето и чието минало не е идентично с настоящото й състояние, а настоящето не е идентично с нейното бъдеще.

Уважаеми посетители!

Вашата работа е деактивирана JavaScript. Моля, активирайте скриптове във вашия браузър и ще ви се отвори пълната функционалност на сайта!