Beskrivelse av presentasjonen ved individuelle lysbilder:
1 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
2 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Astronomi er vitenskapen om himmellegemer (fra de gamle greske ordene aston - stjerne og nomos - lov). Den studerer synlige og faktiske bevegelser og lovene som bestemmer disse bevegelsene, form, størrelse, masse og overflaterelieff, natur og fysisk tilstand av himmellegemer, interaksjon og deres utvikling.
3 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Utforske universet Antall stjerner i galaksen er i trillioner. De mest tallrike stjernene er dverger med masse omtrent 10 ganger mindre enn solen. I tillegg til enkeltstjerner og deres satellitter (planeter), inkluderer galaksen doble og flere stjerner, samt grupper av stjerner bundet av tyngdekraften og beveger seg i rommet som en helhet, kalt stjernehoper. Noen av dem kan bli funnet på himmelen gjennom et teleskop, og noen ganger til og med med det blotte øye. Slike klynger har ikke en vanlig form; mer enn tusen av dem er for tiden kjent. Stjernehoper er delt inn i åpne og kuleformede. I motsetning til åpne stjernehoper, som hovedsakelig består av hovedsekvensstjerner, inneholder kulehoper røde og gule kjemper og superkjemper. Himmelundersøkelser utført av røntgenteleskoper montert på spesielle kunstige jordsatellitter førte til oppdagelsen av røntgenutslipp fra mange kulehoper.
4 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Galaksens struktur Det overveldende flertallet av stjerner og diffus materie i galaksen har et linseformet volum. Solen befinner seg i en avstand på omtrent 10 000 Pc fra sentrum av galaksen, skjult for oss av skyer av interstellart støv. I sentrum av galaksen er det en kjerne, som nylig har blitt nøye studert i infrarøde, radio- og røntgenbølgelengder. Ugjennomsiktige støvskyer skjuler kjernen for oss, og forhindrer visuelle og konvensjonelle fotografiske observasjoner av dette mest interessante objektet i galaksen. Hvis vi kunne se på den galaktiske skiven ovenfra, ville vi finne enorme spiralarmer, for det meste inneholdende de varmeste og lyseste stjernene, samt massive skyer av gass. Skiven med spiralgrener danner grunnlaget for det flate undersystemet til Galaxy. Og objekter som konsentrerer seg mot den galaktiske kjernen og bare delvis trenger inn i skiven, tilhører det sfæriske undersystemet. Dette er en forenklet form for strukturen til Galaxy.
5 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Typer av galakser 1 Spiral. Dette er 30 % av galaksene. De kommer i to typer. Normal og krysset. 2 Elliptiske. De fleste galakser antas å ha formen av en oblate kule. Blant dem er det sfæriske og nesten flate. Den største kjente elliptiske galaksen er M87 i stjernebildet Jomfruen. 3 Ikke riktig. Mange galakser har en fillete form uten et klart definert omriss. Disse inkluderer vår lokale gruppes Magellanic Cloud.
6 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Solen Solen er sentrum av planetsystemet vårt, dets hovedelement, uten hvilket det verken ville vært jorden eller liv på den. Folk har observert stjernen siden antikken. Siden den gang har vår kunnskap om armaturet utvidet seg betydelig, beriket med tallrike informasjon om bevegelsen, den indre strukturen og naturen til dette kosmiske objektet. Dessuten gir studiet av solen et stort bidrag til forståelsen av universets struktur som helhet, spesielt de av elementene som er like i essens og prinsipper for "arbeid".
7 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Solen Solen er et objekt som har eksistert, etter menneskelige standarder, i svært lang tid. Dannelsen begynte for omtrent 5 milliarder år siden. På den tiden var det en enorm molekylsky i stedet for solsystemet. Under påvirkning av gravitasjonskrefter begynte det å dukke opp virvler i den, lik jordiske tornadoer. I midten av en av dem begynte stoffet (for det meste hydrogen) å bli tettere, og for 4,5 milliarder år siden dukket det opp en ung stjerne her, som etter lang tid fikk navnet Sun. Planeter begynte gradvis å danne seg rundt det - vårt hjørne av universet begynte å få et utseende som er kjent for moderne mennesker. -
8 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Den gule dvergsolen er ikke et unikt objekt. Den er klassifisert som en gul dverg, en relativt liten hovedsekvensstjerne. "Levetiden" som er tildelt slike organer er omtrent 10 milliarder år. Etter plassstandard er dette ganske mye. Nå er lysbildet vårt, kan man si, i sin beste alder: ennå ikke gammel, ikke lenger ung - det er fortsatt halve livet hans foran seg.
Lysbilde 9
Lysbildebeskrivelse:
10 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Lysår Et lysår er avstanden lyset reiser på ett år. Den internasjonale astronomiske union har gitt sin forklaring på lysåret – dette er avstanden lyset reiser i et vakuum, uten tyngdekraftens deltagelse, i et juliansk år. Det julianske året er lik 365 dager. Det er denne avkodingen som brukes i vitenskapelig litteratur. Hvis vi tar faglitteratur, så beregnes avstanden i parsecs eller kilo- og megaparsecs. Frem til 1984 var et lysår den avstanden lyset reiser i løpet av ett tropisk år. Den nye definisjonen skiller seg fra den gamle med bare 0,002 %. Det er ingen spesiell forskjell mellom definisjonene. Det er spesifikke tall som bestemmer avstanden til lystimer, minutter, dager osv. Et lysår er lik 9.460.800.000.000 km, en måned er 788.333 millioner km, en uke er 197.083 millioner km, en dag er 26.277 millioner km, en time er 1.094 millioner km, et minutt er omtrent 18 millioner km., sekund - omtrent 300 tusen km.
11 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Galaxy Constellation Jomfruen kan best ses tidlig på våren, nemlig i mars – april, når den beveger seg til den sørlige delen av horisonten. På grunn av det faktum at stjernebildet har en imponerende størrelse, er solen i den i mer enn en måned - fra 16. september til 30. oktober. På eldgamle stjerneatlas ble Jomfruen representert som en jente med et hveteøre i høyre hånd. Imidlertid er ikke alle i stand til å skjelne akkurat et slikt bilde i en kaotisk spredning av stjerner. Det er imidlertid ikke så vanskelig å finne Jomfru-konstellasjonen på himmelen. Den inneholder en stjerne av første størrelsesorden, takket være det skarpe lyset som Jomfruen lett kan finne blant andre konstellasjoner.
12 lysbilde
Lysbildebeskrivelse:
Andromedatåken Den nærmeste store galaksen til Melkeveien. Inneholder omtrent 1 billion stjerner, som er 2,5-5 ganger større enn Melkeveien. Den befinner seg i stjernebildet Andromeda og er fjernt fra Jorden i en avstand på 2,52 millioner lysår. år. Galaksens plan er skråstilt til siktelinjen i en vinkel på 15°, dens tilsynelatende størrelse er 3,2 × 1,0°, dens tilsynelatende størrelse er +3,4 m.
Lysbilde 13
Lysbildebeskrivelse:
Melkeveien Melkeveien er en spiralgalakse. Dessuten har den en bro i form av et enormt stjernesystem, sammenkoblet av gravitasjonskrefter. Melkeveien antas å ha eksistert i over tretten milliarder år. Dette er perioden hvor rundt 400 milliarder konstellasjoner og stjerner, over tusen enorme gasståker, klynger og skyer ble dannet i denne galaksen. Formen til Melkeveien er godt synlig på kartet over universet. Ved undersøkelse blir det klart at denne stjernehopen er en skive hvis diameter er 100 tusen lysår (ett slikt lysår er ti billioner kilometer). Tykkelsen på stjernehopen er 15 tusen, og dybden er omtrent 8 tusen lysår. Hvor mye veier Melkeveien? Det er ikke mulig å beregne dette (det er en veldig vanskelig oppgave å bestemme massen). Det oppstår vanskeligheter med å bestemme massen av mørk materie, som ikke samhandler med elektromagnetisk stråling. Dette er grunnen til at astronomer ikke kan svare definitivt på dette spørsmålet. Men det er grove beregninger som viser at vekten til galaksen varierer fra 500 til 3000 milliarder solmasser
Utrolige fakta
Har du noen gang lurt på hvor stort universet er?
8. Dette er imidlertid ingenting sammenlignet med solen.
Foto av jorden fra verdensrommet
9. Og dette utsikt over planeten vår fra månen.
10. Dette er oss fra overflaten til Mars.
11. Og dette utsikt over jorden bak Saturns ringer.
12. Og dette er det berømte fotografiet" Blek blå prikk", der jorden er fotografert fra Neptun, fra en avstand på nesten 6 milliarder kilometer.
13. Her er størrelsen Jorden sammenlignet med solen, som ikke engang passer helt inn i bildet.
Største stjerne
14. Og dette Sol fra overflaten av Mars.
15. Som den kjente astronomen Carl Sagan en gang sa, i verdensrommet flere stjerner enn sandkorn på alle jordens strender.
16. Det er mange stjerner som er mye større enn vår sol. Bare se hvor liten solen er.
Foto av Melkeveien galaksen
18. Men ingenting kan måle seg med størrelsen på galaksen. Hvis du reduserer Solen på størrelse med en leukocytt(hvite blodlegemer), og krympe Melkeveisgalaksen ved å bruke samme skala, vil Melkeveien være på størrelse med USA.
19. Dette er fordi Melkeveien rett og slett er enorm. Det er der solsystemet er inne i det.
20. Men vi ser bare veldig mye en liten del av galaksen vår.
21. Men selv galaksen vår er liten sammenlignet med andre. Her Melkeveien sammenlignet med galaksen IC 1011, som ligger 350 millioner lysår fra Jorden.
22. Tenk på det, i dette bildet tatt av Hubble-teleskopet, tusenvis av galakser, som hver inneholder millioner av stjerner, hver med sine egne planeter.
23. Her er en av galaksen UDF 423, som ligger 10 milliarder lysår unna. Når du ser på dette fotografiet, ser du milliarder av år inn i fortiden. Noen av disse galaksene ble dannet flere hundre millioner år etter Big Bang.
24. Men husk at dette bildet er veldig, en veldig liten del av universet. Det er bare en ubetydelig del av nattehimmelen.
25. Vi kan ganske trygt anta at det er et sted svarte hull. Her er størrelsen på det sorte hullet sammenlignet med jordens bane.
> Skalaen til universet
Bruk på nettet interaktiv skala av universet: virkelige dimensjoner av universet, sammenligning av romobjekter, planeter, stjerner, klynger, galakser.
Vi tenker alle på dimensjoner i generelle termer, for eksempel en annen virkelighet, eller vår oppfatning av miljøet rundt oss. Dette er imidlertid bare en del av hva målinger faktisk er. Og fremfor alt den eksisterende forståelsen målinger av universets skala– Dette er det best beskrevet i fysikk.
Fysikere foreslår at målinger ganske enkelt er forskjellige fasetter av oppfatningen av universets skala. For eksempel inkluderer de fire første dimensjonene lengde, bredde, høyde og tid. I følge kvantefysikken er det imidlertid andre dimensjoner som beskriver universets natur og kanskje alle universer. Mange forskere tror at det for tiden er rundt 10 dimensjoner.
Interaktiv skala av universet
Måling av universets skala
Den første dimensjonen er som nevnt lengde. Et godt eksempel på et endimensjonalt objekt er en rett linje. Denne linjen har kun en lengdedimensjon. Den andre dimensjonen er bredden. Denne dimensjonen inkluderer lengde; et godt eksempel på et todimensjonalt objekt ville være et umulig tynt plan. Ting i to dimensjoner kan bare sees i tverrsnitt.
Den tredje dimensjonen innebærer høyde, og dette er den dimensjonen vi er mest kjent med. Kombinert med lengde og bredde er det den mest synlige delen av universet i dimensjonale termer. Den beste fysiske formen for å beskrive denne dimensjonen er en kube. Den tredje dimensjonen eksisterer når lengde, bredde og høyde krysser hverandre.
Nå blir ting litt mer komplisert fordi de resterende 7 dimensjonene er assosiert med immaterielle konsepter som vi ikke direkte kan observere, men vet eksisterer. Den fjerde dimensjonen er tid. Det er forskjellen mellom fortid, nåtid og fremtid. Dermed ville den beste beskrivelsen av den fjerde dimensjonen være kronologi.
Andre dimensjoner omhandler sannsynligheter. Den femte og sjette dimensjonen er knyttet til fremtiden. I følge kvantefysikken kan det være et hvilket som helst antall mulige fremtider, men det er bare ett utfall, og grunnen til dette er valg. Den femte og sjette dimensjonen er assosiert med bifurkasjonen (endring, forgrening) av hver av disse sannsynlighetene. I utgangspunktet, hvis du kunne kontrollere den femte og sjette dimensjonen, kan du gå tilbake i tid eller besøke forskjellige fremtider.
Dimensjoner 7 til 10 er assosiert med universet og dets skala. De er basert på det faktum at det finnes flere universer, og hver har sin egen rekkefølge av dimensjoner av virkeligheten og mulige utfall. Den tiende og siste dimensjonen er faktisk ett av alle mulige utfall av alle universer.
Interaktiv |
(1
rangeringer, gjennomsnitt: 5,00
av 5)
Å være nær et sort hull er ikke det sikreste alternativet for noe romobjekt. Tross alt er disse mystiske formasjonene så...
Hvis du kommer deg ut av solsystemet, vil du finne deg selv blant stjernenaboer som lever sitt eget liv. Men hvilken stjerne er nærmest? ...
Som er på den. For det meste er vi alle lenket til stedet der vi bor og jobber. Størrelsen på vår verden er fantastisk, men den er absolutt ingenting sammenlignet med universet. Som ordtaket sier - "født for sent til å utforske verden, og for tidlig til å utforske verdensrommet". Det er til og med fornærmende. La oss imidlertid komme i gang - bare pass på så du ikke blir svimmel.
1. Dette er jorden.
Dette er den samme planeten som for øyeblikket er det eneste hjemmet for menneskeheten. Stedet der livet på magisk vis dukket opp (eller kanskje ikke så magisk) og i løpet av evolusjonen du og jeg dukket opp.
2. Vår plass i solsystemet.
De nærmeste store romobjektene som omgir oss, er selvfølgelig våre naboer i solsystemet. Alle husker navnene deres fra barndommen, og under leksjoner om verden rundt dem lager de modeller. Det hendte at selv blant dem er vi ikke de største...
3. Avstanden mellom vår jord og månen.
Det virker ikke så langt, ikke sant? Og hvis vi også tar hensyn til moderne hastigheter, så er det "ingenting i det hele tatt."
4. Faktisk er det ganske langt unna.
Hvis du prøver, så veldig nøyaktig og komfortabelt - mellom planeten og satellitten kan du enkelt plassere resten av planetene i solsystemet.
5. La oss imidlertid fortsette å snakke om planeter.
Før du er Nord-Amerika, som om det var plassert på Jupiter. Ja, denne lille grønne flekken er Nord-Amerika. Kan du forestille deg hvor stor vår jord ville vært hvis vi flyttet den til Jupiters skala? Folk ville sannsynligvis fortsatt oppdage nye land)
6. Dette er Jorden sammenlignet med Jupiter.
Vel, nærmere bestemt seks jorder - for klarhetens skyld.
7. Ringer av Saturn, sir.
Ringene til Saturn ville ha et så nydelig utseende, forutsatt at de dreide rundt jorden. Se på Polynesia - litt som Opera-ikonet, ikke sant?
8. La oss sammenligne jorden med solen?
Det ser ikke så stort ut på himmelen...
9. Dette er synet av jorden når man ser på den fra månen.
Vakkert, ikke sant? Så ensom på bakgrunn av tomt rom. Eller ikke tom? La oss fortsette...
10. Og så fra Mars
Jeg vedder på at du ikke engang ville være i stand til å si om det var jorden.
11. Dette er et skudd av Jorden like utenfor ringene til Saturn
12. Men bortenfor Neptun.
Totalt 4,5 milliarder kilometer. Hvor lang tid vil det ta å søke?
13. Så la oss gå tilbake til stjernen kalt Solen.
Et fantastisk syn, ikke sant?
14. Her er solen fra overflaten til Mars.
15. Og her er sammenligningen med skalaen til stjernen VY Canis Majoris.
Hvordan liker du det? Mer enn imponerende. Kan du forestille deg energien konsentrert der?
16. Men alt dette er tull hvis vi sammenligner vår opprinnelige stjerne med størrelsen på Melkeveien.
For å gjøre det mer klart, forestill deg at vi har komprimert solen vår til størrelsen på en hvit blodcelle. I dette tilfellet er størrelsen på Melkeveien ganske sammenlignbar med størrelsen på Russland, for eksempel. Dette er Melkeveien.
17. Generelt er stjerner enorme
Alt som er plassert i denne gule sirkelen er alt du kan se om natten fra jorden. Resten er utilgjengelig for det blotte øye.
18. Men det finnes andre galakser.
Her er Melkeveien sammenlignet med galaksen IC 1011, som ligger 350 millioner lysår fra Jorden.
La oss gå over det igjen?
Så denne jorden er vårt hjem.
La oss zoome ut til størrelsen på solsystemet...
La oss zoome ut litt mer...
Og nå til størrelsen på Melkeveien...
La oss fortsette å redusere...
Og videre…
Nesten klar, ikke bekymre deg...
Klar! Bli ferdig!
Dette er alt menneskeheten nå kan observere ved hjelp av moderne teknologi. Det er ikke engang en maur... Døm selv, bare ikke bli gal...
Slike skalaer er vanskelige å forstå. Men noen erklærer selvsikkert at vi er alene i universet, selv om de selv ikke er helt sikre på om amerikanerne var på månen eller ikke.
Stå på folkens... heng der.
Visste du at universet vi observerer har ganske bestemte grenser? Vi er vant til å assosiere universet med noe uendelig og uforståelig. Imidlertid gir moderne vitenskap, når de blir spurt om universets "uendelighet", et helt annet svar på et så "åpenbart" spørsmål.
I følge moderne konsepter er størrelsen på det observerbare universet omtrent 45,7 milliarder lysår (eller 14,6 gigaparsecs). Men hva betyr disse tallene?
Det første spørsmålet som kommer til hjernen til en vanlig person er hvordan kan universet ikke være uendelig? Det ser ut til at det er udiskutabelt at beholderen med alt som finnes rundt oss ikke skal ha noen grenser. Hvis disse grensene eksisterer, hva er de egentlig?
La oss si at en eller annen astronaut når universets grenser. Hva vil han se foran seg? En solid vegg? Brannsperre? Og hva ligger bak - tomhet? Et annet univers? Men kan tomhet eller et annet univers bety at vi er på grensen til universet? Tross alt betyr ikke dette at det ikke er "ingenting" der. Tomhet og et annet univers er også "noe". Men universet er noe som inneholder absolutt alt "noe".
Vi kommer til en absolutt selvmotsigelse. Det viser seg at universets grense må skjule for oss noe som ikke burde eksistere. Eller universets grense bør avgrense "alt" fra "noe", men dette "noe" bør også være en del av "alt". Generelt, fullstendig absurditet. Så hvordan kan forskere erklære den begrensende størrelsen, massen og til og med alderen til universet vårt? Disse verdiene, selv om de er ufattelig store, er fortsatt begrensede. Argumenterer vitenskapen med det åpenbare? For å forstå dette, la oss først spore hvordan folk kom til vår moderne forståelse av universet.
Utvider grensene
I uminnelige tider har folk vært interessert i hvordan verden rundt dem er. Det er ikke nødvendig å gi eksempler på de tre søylene og andre forsøk fra de gamle på å forklare universet. Som regel kom alt til slutt ned til det faktum at grunnlaget for alle ting er jordens overflate. Selv i antikken og middelalderen, da astronomer hadde omfattende kunnskap om lovene for planetarisk bevegelse langs den "faste" himmelsfæren, forble jorden sentrum av universet.
Naturligvis, selv i antikkens Hellas var det de som trodde at jorden kretser rundt solen. Det var de som snakket om de mange verdenene og universets uendelighet. Men konstruktive begrunnelser for disse teoriene oppsto først ved begynnelsen av den vitenskapelige revolusjonen.
På 1500-tallet gjorde den polske astronomen Nicolaus Copernicus det første store gjennombruddet i kunnskap om universet. Han beviste bestemt at jorden bare er en av planetene som roterer rundt solen. Et slikt system forenklet i stor grad forklaringen på en så kompleks og intrikat bevegelse av planeter i himmelsfæren. Når det gjelder en stasjonær jord, måtte astronomer komme med alle slags smarte teorier for å forklare denne oppførselen til planetene. På den annen side, hvis Jorden er akseptert som beveger seg, så kommer en forklaring på slike intrikate bevegelser naturlig. Dermed tok et nytt paradigme kalt "heliosentrisme" grep i astronomi.
Mange soler
Men selv etter dette fortsatte astronomene å begrense universet til «fiksstjernesfæren». Fram til 1800-tallet klarte de ikke å anslå avstanden til stjernene. I flere århundrer har astronomer til ingen nytte forsøkt å oppdage avvik i stjernenes posisjon i forhold til jordens banebevegelse (årlige parallakser). Instrumentene fra den tiden tillot ikke så nøyaktige målinger.
Til slutt, i 1837, målte den russisk-tyske astronomen Vasily Struve parallakse. Dette markerte et nytt skritt i å forstå omfanget av rommet. Nå kunne forskere trygt si at stjernene er fjerne likheter med solen. Og lyset vårt er ikke lenger sentrum for alt, men en likeverdig "beboer" i en endeløs stjernehop.
Astronomer har kommet enda nærmere å forstå universets skala, fordi avstandene til stjernene viste seg å være virkelig monstrøse. Selv størrelsen på planetenes baner virket ubetydelig i sammenligning. Deretter var det nødvendig å forstå hvordan stjernene er konsentrert i .
Mange Melkeveier
Den berømte filosofen Immanuel Kant forutså grunnlaget for den moderne forståelsen av universets storskalastruktur tilbake i 1755. Han antok at Melkeveien er en enorm roterende stjernehop. På sin side er mange av de observerte tåkene også fjernere "melkeveier" - galakser. Til tross for dette, frem til 1900-tallet, trodde astronomer at alle tåker er kilder til stjernedannelse og er en del av Melkeveien.
Situasjonen endret seg da astronomer lærte å måle avstander mellom galakser ved hjelp av . Den absolutte lysstyrken til stjerner av denne typen avhenger strengt tatt av variabilitetsperioden. Ved å sammenligne deres absolutte lysstyrke med den synlige, er det mulig å bestemme avstanden til dem med høy nøyaktighet. Denne metoden ble utviklet på begynnelsen av 1900-tallet av Einar Hertzschrung og Harlow Scelpi. Takket være ham bestemte den sovjetiske astronomen Ernst Epic i 1922 avstanden til Andromeda, som viste seg å være en størrelsesorden større enn størrelsen på Melkeveien.
Edwin Hubble fortsatte Epics initiativ. Ved å måle lysstyrken til Cepheider i andre galakser, målte han avstanden deres og sammenlignet den med rødforskyvningen i spektrene deres. Så i 1929 utviklet han sin berømte lov. Arbeidet hans motbeviste definitivt det etablerte synet om at Melkeveien er kanten av universet. Nå var det en av mange galakser som en gang hadde blitt ansett som en del av den. Kants hypotese ble bekreftet nesten to århundrer etter utviklingen.
Deretter gjorde forbindelsen oppdaget av Hubble mellom avstanden til en galakse fra en observatør i forhold til hastigheten på dens fjerning fra ham, det mulig å tegne et fullstendig bilde av universets storskalastruktur. Det viste seg at galaksene bare var en ubetydelig del av den. De koblet sammen til klynger, klynger til superklynger. I sin tur danner superklynger de største kjente strukturene i universet - tråder og vegger. Disse strukturene, ved siden av enorme superhulrom (), utgjør storskalastrukturen til det for tiden kjente universet.
Tilsynelatende uendelighet
Det følger av det ovenstående at vitenskapen på bare noen få århundrer gradvis har flagret fra geosentrisme til en moderne forståelse av universet. Dette svarer imidlertid ikke på hvorfor vi begrenser universet i dag. Tross alt, til nå snakket vi bare om omfanget av rommet, og ikke om dets natur.
Den første som bestemte seg for å rettferdiggjøre universets uendelighet var Isaac Newton. Etter å ha oppdaget loven om universell gravitasjon, trodde han at hvis rommet var begrenset, ville alle dets kropper før eller siden smelte sammen til en enkelt helhet. Før ham, hvis noen uttrykte ideen om universets uendelighet, var det utelukkende i en filosofisk retning. Uten noe vitenskapelig grunnlag. Et eksempel på dette er Giordano Bruno. Han var forresten, i likhet med Kant, mange århundrer foran vitenskapen. Han var den første som erklærte at stjerner er fjerne soler, og planeter kretser også rundt dem.
Det ser ut til at selve det uendelige faktum er ganske berettiget og åpenbart, men vendepunktene for vitenskapen på 1900-tallet rystet denne "sannheten".
Stasjonært univers
Det første viktige skrittet mot å utvikle en moderne modell av universet ble tatt av Albert Einstein. Den berømte fysikeren introduserte sin modell av et stasjonært univers i 1917. Denne modellen var basert på den generelle relativitetsteorien, som han hadde utviklet et år tidligere. I følge hans modell er universet uendelig i tid og begrenset i rom. Men, som nevnt tidligere, ifølge Newton, må et univers med en begrenset størrelse kollapse. For å gjøre dette introduserte Einstein en kosmologisk konstant, som kompenserte for gravitasjonstiltrekningen til fjerne objekter.
Uansett hvor paradoksalt det kan høres ut, begrenset ikke Einstein selve universets endelighet. Etter hans mening er universet et lukket skall av en hypersfære. En analogi er overflaten til en vanlig tredimensjonal kule, for eksempel en jordklode eller jorden. Uansett hvor mye en reisende reiser over jorden, vil han aldri nå kanten. Dette betyr imidlertid ikke at jorden er uendelig. Den reisende vil ganske enkelt gå tilbake til stedet han begynte reisen fra.
På overflaten av hypersfæren
På samme måte kan en romvandrer, som krysser Einsteins univers på et stjerneskip, returnere tilbake til jorden. Bare denne gangen vil vandreren ikke bevege seg langs den todimensjonale overflaten av en kule, men langs den tredimensjonale overflaten av en hypersfære. Dette betyr at universet har et begrenset volum, og derfor et begrenset antall stjerner og masse. Universet har imidlertid verken grenser eller noe senter.
Einstein kom til disse konklusjonene ved å koble rom, tid og tyngdekraft i sin berømte teori. Før ham ble disse konseptene ansett som separate, og det er grunnen til at universets rom var rent euklidisk. Einstein beviste at tyngdekraften i seg selv er en krumning av rom-tid. Dette endret radikalt tidlige ideer om universets natur, basert på klassisk newtonsk mekanikk og euklidisk geometri.
Ekspanderende univers
Selv oppdageren av det "nye universet" selv var ikke fremmed for vrangforestillinger. Selv om Einstein begrenset universet i rommet, fortsatte han å betrakte det som statisk. I følge hans modell var og forblir universet evig, og størrelsen forblir alltid den samme. I 1922 utvidet den sovjetiske fysikeren Alexander Friedman denne modellen betydelig. I følge hans beregninger er universet ikke statisk i det hele tatt. Det kan utvides eller trekke seg sammen over tid. Det er bemerkelsesverdig at Friedman kom til en slik modell basert på den samme relativitetsteorien. Han klarte å anvende denne teorien mer korrekt, utenom den kosmologiske konstanten.
Albert Einstein godtok ikke umiddelbart denne «endringen». Denne nye modellen kom til hjelp for den tidligere nevnte Hubble-oppdagelsen. Nedgangen i galakser beviste utvilsomt faktumet med utvidelsen av universet. Så Einstein måtte innrømme feilen sin. Nå hadde universet en viss alder, som strengt tatt avhenger av Hubble-konstanten, som karakteriserer ekspansjonshastigheten.
Videreutvikling av kosmologi
Da forskere prøvde å løse dette spørsmålet, ble mange andre viktige komponenter i universet oppdaget og forskjellige modeller av det ble utviklet. Så i 1948 introduserte George Gamow hypotesen "hot Universe", som senere skulle bli til big bang-teorien. Oppdagelsen i 1965 bekreftet hans mistanker. Nå kunne astronomer observere lyset som kom fra øyeblikket da universet ble gjennomsiktig.
Mørk materie, spådd i 1932 av Fritz Zwicky, ble bekreftet i 1975. Mørk materie forklarer faktisk selve eksistensen av galakser, galaksehoper og selve den universelle strukturen som helhet. Dette er hvordan forskere lærte at det meste av universets masse er helt usynlig.
Til slutt, i 1998, under en studie av avstanden til, ble det oppdaget at universet ekspanderer i en akselererende hastighet. Dette siste vendepunktet i vitenskapen fødte vår moderne forståelse av universets natur. Den kosmologiske koeffisienten, introdusert av Einstein og tilbakevist av Friedman, fant igjen sin plass i universets modell. Tilstedeværelsen av en kosmologisk koeffisient (kosmologisk konstant) forklarer dens akselererte ekspansjon. For å forklare tilstedeværelsen av en kosmologisk konstant, ble konseptet med et hypotetisk felt som inneholder mesteparten av universets masse introdusert.
Moderne forståelse av størrelsen på det observerbare universet
Den moderne modellen av universet kalles også ΛCDM-modellen. Bokstaven "Λ" betyr tilstedeværelsen av en kosmologisk konstant, som forklarer den akselererte utvidelsen av universet. "CDM" betyr at universet er fylt med kald mørk materie. Nyere studier indikerer at Hubble-konstanten er omtrent 71 (km/s)/Mpc, som tilsvarer universets alder på 13,75 milliarder år. Når vi kjenner universets alder, kan vi anslå størrelsen på det observerbare området.
I følge relativitetsteorien kan ikke informasjon om noe objekt nå en observatør med en hastighet som er større enn lysets hastighet (299.792.458 m/s). Det viser seg at observatøren ikke bare ser et objekt, men dets fortid. Jo lenger en gjenstand er fra ham, jo fjernere ser han fortiden ut. Når vi for eksempel ser på månen, ser vi som den var for litt mer enn et sekund siden, solen - for mer enn åtte minutter siden, de nærmeste stjernene - år, galakser - for millioner av år siden, etc. I Einsteins stasjonære modell har universet ingen aldersgrense, noe som betyr at dets observerbare område heller ikke er begrenset av noe. Observatøren, bevæpnet med stadig mer sofistikerte astronomiske instrumenter, vil observere stadig fjernere og eldgamle objekter.
Vi har et annet bilde med den moderne modellen av universet. I følge det har universet en alder, og derfor en grense for observasjon. Det vil si at siden universets fødsel kunne intet foton ha reist en avstand som er større enn 13,75 milliarder lysår. Det viser seg at vi kan si at det observerbare universet er begrenset fra observatøren til et sfærisk område med en radius på 13,75 milliarder lysår. Dette er imidlertid ikke helt sant. Vi bør ikke glemme utvidelsen av universets rom. Når fotonet når observatøren, vil objektet som sendte det ut allerede være 45,7 milliarder lysår unna oss. år. Denne størrelsen er horisonten til partikler, det er grensen til det observerbare universet.
Over horisonten
Så størrelsen på det observerbare universet er delt inn i to typer. Tilsynelatende størrelse, også kalt Hubble-radius (13,75 milliarder lysår). Og den virkelige størrelsen, kalt partikkelhorisonten (45,7 milliarder lysår). Det viktige er at begge disse horisontene ikke i det hele tatt karakteriserer universets virkelige størrelse. For det første avhenger de av posisjonen til observatøren i rommet. For det andre endrer de seg over tid. Når det gjelder ΛCDM-modellen, utvider partikkelhorisonten seg med en hastighet som er større enn Hubble-horisonten. Moderne vitenskap svarer ikke på spørsmålet om denne trenden vil endre seg i fremtiden. Men hvis vi antar at universet fortsetter å utvide seg med akselerasjon, vil alle de objektene vi ser nå før eller siden forsvinne fra vårt "synsfelt".
For tiden er det fjerneste lyset observert av astronomer den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen. Forskere ser på universet slik det var 380 tusen år etter Big Bang. I dette øyeblikket avkjølte universet seg nok til at det var i stand til å sende ut frie fotoner, som i dag oppdages ved hjelp av radioteleskoper. På den tiden var det ingen stjerner eller galakser i universet, men bare en kontinuerlig sky av hydrogen, helium og en ubetydelig mengde andre grunnstoffer. Fra inhomogenitetene som er observert i denne skyen, vil det deretter dannes galaksehoper. Det viser seg at nettopp de objektene som vil bli dannet fra inhomogeniteter i den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen, befinner seg nærmest partikkelhorisonten.
Sanne grenser
Hvorvidt universet har sanne, uobserverbare grenser er fortsatt et spørsmål om pseudovitenskapelige spekulasjoner. På en eller annen måte er alle enige om universets uendelighet, men tolker denne uendeligheten på helt forskjellige måter. Noen anser universet for å være flerdimensjonalt, der vårt "lokale" tredimensjonale univers bare er ett av lagene. Andre sier at universet er fraktalt – noe som betyr at vårt lokale univers kan være en partikkel av et annet. Vi bør ikke glemme de forskjellige modellene av multiverset med dets lukkede, åpne, parallelle universer og ormehull. Og det er mange, mange forskjellige versjoner, hvor antallet bare er begrenset av menneskelig fantasi.
Men hvis vi slår på kald realisme eller bare går tilbake fra alle disse hypotesene, kan vi anta at universet vårt er en uendelig homogen beholder av alle stjerner og galakser. Dessuten, på ethvert svært fjernt punkt, det være seg milliarder av gigaparsecs fra oss, vil alle forholdene være nøyaktig de samme. På dette tidspunktet vil partikkelhorisonten og Hubble-sfæren være nøyaktig den samme, med den samme reliktstrålingen på kanten. Det vil være de samme stjernene og galaksene rundt. Interessant nok motsier dette ikke utvidelsen av universet. Tross alt er det ikke bare universet som utvider seg, men selve rommet. Det faktum at universet i øyeblikket av Big Bang oppsto fra ett punkt betyr bare at de uendelig små (praktisk talt null) dimensjonene som var da, nå har blitt til ufattelig store. I fremtiden vil vi bruke nettopp denne hypotesen for å tydelig forstå omfanget av det observerbare universet.
Visuell representasjon
Ulike kilder gir alle slags visuelle modeller som lar folk forstå omfanget av universet. Det er imidlertid ikke nok for oss å innse hvor stort kosmos er. Det er viktig å forestille seg hvordan begreper som Hubble-horisonten og partikkelhorisonten faktisk manifesterer seg. For å gjøre dette, la oss forestille oss modellen vår trinn for trinn.
La oss glemme at moderne vitenskap ikke vet om den "fremmede" regionen i universet. Hvis du forkaster versjoner av multivers, det fraktale universet og dets andre "varianter", la oss forestille oss at det rett og slett er uendelig. Som nevnt tidligere, motsier dette ikke utvidelsen av rommet. Selvfølgelig tar vi i betraktning at dens Hubble-sfære og partikkelsfære er henholdsvis 13,75 og 45,7 milliarder lysår.
Skalaen til universet
Trykk på START-knappen og oppdag en ny, ukjent verden!
Først, la oss prøve å forstå hvor stor den universelle skalaen er. Hvis du har reist rundt på planeten vår, kan du godt forestille deg hvor stor jorden er for oss. Se nå for deg planeten vår som et bokhvetekorn som beveger seg i bane rundt en vannmelon-sol på størrelse med en halv fotballbane. I dette tilfellet vil Neptuns bane tilsvare størrelsen på en liten by, området vil tilsvare månen, og området for grensen for solens påvirkning vil tilsvare Mars. Det viser seg at vårt solsystem er like mye større enn jorden som Mars er større enn bokhvete! Men dette er bare begynnelsen.
La oss nå forestille oss at denne bokhveten vil være systemet vårt, hvis størrelse er omtrent lik en parsec. Da blir Melkeveien på størrelse med to fotballstadioner. Dette vil imidlertid ikke være nok for oss. Melkeveien vil også måtte reduseres til centimeterstørrelse. Det vil minne litt om kaffeskum pakket inn i et boblebad midt i det kaffesvarte intergalaktiske rommet. Tjue centimeter fra den er det den samme spiral "krummen" - Andromeda-tåken. Rundt dem vil det være en sverm av små galakser i vår lokale klynge. Den tilsynelatende størrelsen på universet vårt vil være 9,2 kilometer. Vi har kommet til en forståelse av de universelle dimensjonene.
Inne i den universelle boblen
Det er imidlertid ikke nok for oss å forstå selve skalaen. Det er viktig å realisere universet i dynamikk. La oss forestille oss som kjemper, for hvem Melkeveien har en centimeter diameter. Som nevnt akkurat nå, vil vi finne oss selv inne i en ball med en radius på 4,57 og en diameter på 9,24 kilometer. La oss forestille oss at vi er i stand til å flyte inne i denne ballen, reise og dekke hele megaparsecs på et sekund. Hva vil vi se hvis universet vårt er uendelig?
Selvfølgelig vil utallige galakser av alle slag dukke opp foran oss. Elliptisk, spiralformet, uregelmessig. Noen områder vil vrimle med dem, andre vil være tomme. Hovedtrekket vil være at visuelt vil de alle være urørlige mens vi er urørlige. Men så snart vi tar et steg, vil galaksene selv begynne å bevege seg. For eksempel, hvis vi er i stand til å skjelne et mikroskopisk solsystem i den centimeter lange Melkeveien, vil vi kunne observere utviklingen. Når vi beveger oss 600 meter unna galaksen vår, vil vi se protostjernen Sol og den protoplanetariske skiven i dannelsesøyeblikket. Når vi nærmer oss det, vil vi se hvordan jorden ser ut, livet oppstår og mennesket vises. På samme måte vil vi se hvordan galakser endrer seg og beveger seg når vi beveger oss bort fra eller nærmer oss dem.
Følgelig, jo fjernere galakser vi ser på, jo eldre vil de være for oss. Så de fjerneste galaksene vil ligge lenger enn 1300 meter fra oss, og ved overgangen til 1380 meter vil vi allerede se reliktstråling. Riktignok vil denne avstanden være imaginær for oss. Men når vi kommer nærmere den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen, vil vi se et interessant bilde. Naturligvis vil vi observere hvordan galakser vil dannes og utvikle seg fra den første skyen av hydrogen. Når vi når en av disse dannede galaksene, vil vi forstå at vi ikke har tilbakelagt 1,375 kilometer i det hele tatt, men hele 4,57.
Zoomer ut
Som et resultat vil vi øke i størrelse enda mer. Nå kan vi plassere hele tomrom og vegger i knyttneven. Så vi vil befinne oss i en ganske liten boble som det er umulig å komme ut av. Ikke bare vil avstanden til objekter ved kanten av boblen øke når de kommer nærmere, men selve kanten vil forskyves i det uendelige. Dette er hele poenget med størrelsen på det observerbare universet.
Uansett hvor stort universet er, vil det for en observatør alltid forbli en begrenset boble. Observatøren vil alltid være i sentrum av denne boblen, faktisk er han dens sentrum. Ved å prøve å komme til et objekt ved kanten av boblen, vil observatøren flytte midten. Når du nærmer deg et objekt, vil dette objektet bevege seg lenger og lenger fra kanten av boblen og samtidig endre seg. For eksempel, fra en formløs hydrogensky vil den bli til en fullverdig galakse eller, videre, en galaktisk klynge. I tillegg vil banen til dette objektet øke når du nærmer deg det, siden selve rommet rundt vil endre seg. Etter å ha nådd dette objektet, vil vi bare flytte det fra kanten av boblen til midten. På kanten av universet vil reliktstråling fortsatt flimre.
Hvis vi antar at universet vil fortsette å ekspandere i en akselerert hastighet, for så å være i sentrum av boblen og bevege tiden fremover med milliarder, billioner og enda høyere rekkefølger av år, vil vi legge merke til et enda mer interessant bilde. Selv om boblen vår også vil øke i størrelse, vil dens skiftende komponenter bevege seg bort fra oss enda raskere, og forlate kanten av denne boblen, inntil hver partikkel i universet vandrer separat i sin ensomme boble uten mulighet til å samhandle med andre partikler.
Så moderne vitenskap har ikke informasjon om universets virkelige størrelse og om det har grenser. Men vi vet med sikkerhet at det observerbare universet har en synlig og sann grense, kalt henholdsvis Hubble-radius (13,75 milliarder lysår) og partikkelradius (45,7 milliarder lysår). Disse grensene avhenger helt av observatørens posisjon i rommet og utvider seg over tid. Hvis Hubble-radiusen ekspanderer strengt med lysets hastighet, akselereres utvidelsen av partikkelhorisonten. Spørsmålet om dens akselerasjon av partikkelhorisonten vil fortsette videre og om den vil bli erstattet av kompresjon er fortsatt åpent.