Шкала масштабов вселенной

Содержание

Примечания

1. Данное название более уместно для главарей байкеров, однако официально Киллоу, Ультрафиолет и Мистер Э называются Генералами.

«Высшей империи»

Множество Солнц

Вега, снимок ESO

Однако даже после этого астрономы продолжали ограничивать Вселенную «сферой неподвижных звёзд». Вплоть до 19 века им не удавалось оценить расстояние до светил. Несколько веков астрономы безрезультатно пытались обнаружить отклонения положения звёзд относительно движения Земли по орбите (годичные параллаксы). Инструменты тех времён не позволяли проводить столь точные измерения.

Наконец, в 1837 году русско-немецкий астроном Василий Струве измерил параллакс α Лиры. Это ознаменовало новый шаг в понимании масштабов космоса. Теперь учёные могли смело говорить о том, что звезды являют собой далекие подобия Солнца. И наше светило отныне не центр всего, а равноправный «житель» бескрайнего звёздного скопления.

Астрономы ещё больше приблизились к пониманию масштабов Вселенной, ведь расстояния до звёзд оказались воистину чудовищными. Даже размеры орбит планет казались по сравнению с этим чем-то ничтожным. Дальше нужно было понять, каким образом звёзды сосредоточены во Вселенной.

Дальнейшее развитие космологии

По мере того, как учёные пытались решить этот вопрос, были открыты многие другие важнейшие составляющие Вселенной и разработаны различные её модели. Так в 1948 году Георгий Гамов ввёл гипотезу «о горячей Вселенной», которая в последствие превратится в теорию Большого взрыва. Открытие в 1965 году реликтового излучения подтвердило его догадки. Теперь астрономы могли наблюдать свет, дошедший с того момента, когда Вселенная стала прозрачна.

Тёмная материя, предсказанная в 1932 году Фрицом Цвикки, получила своё подтверждение в 1975 году. Тёмная материя фактически объясняет само существование галактик, галактических скоплений и самой Вселенской структуры в целом. Так учёные узнали, что большая часть массы Вселенной и вовсе невидима.

Из чего состоит Вселенная

Наконец, в 1998 году в ходе исследования расстояния до сверхновых типа Ia было открыто, что Вселенная расширяется с ускорением. Этот очередной поворотный момент в науке породил современное понимание о природе Вселенной. Введённый Эйнштейном и опровергнутый Фридманом космологический коэффициент снова нашёл своё место в модели Вселенной. Наличие космологического коэффициента (космологической постоянной) объясняет её ускоренное расширение. Для объяснения наличия космологической постоянной было введено понятия тёмной энергии – гипотетическое поле, содержащее большую часть массы Вселенной.

История изучения структуры Вселенной

Разнообразные галактики, открытые в рамках проекта SINGS. Смотреть в полном размере.

Впервые об идее крупномасштабной структуры Вселенной задумался выдающийся астроном Уильям Гершель. Именно ему принадлежат такие открытия как обнаружение планеты Уран и двух ее спутников, двух спутников Сатурна, открытие инфракрасного излучения и идея о движении Солнечной системы сквозь космическое пространство. Самостоятельно сконструировав телескоп и проведя наблюдения, он выполнил объемные подсчеты светил различной яркости в определенных областях небосвода и пришел к выводу, что в космическом пространстве существует большое множество звездных островов.

Позже, в начале ХХ-го века американский космолог Эдвин Хаббл смог доказать принадлежность некоторых туманностей к структурам, отличным от Млечного Пути. То есть было достоверно известно, что за пределами нашей галактики также существуют различные звездные скопления. Исследования в этом направлении вскоре значительно расширили наше понимание Вселенной. Оказалось, что помимо Млечного Пути в космическом пространстве существуют десятки тысяч иных галактик. В попытке составить какую-нибудь упрощенную карту видимой Вселенной ученые наткнулись на тот примечательный факт, что галактики в пространстве распределены неравномерно и составляют собою иные структуры немыслимых размеров.

Скопление галактик в созвездии Гидра

Истинные границы

Вопрос об истинных размерах Вселенной до сих пор терзает подавляющее большинство учёных. Проблема заключается в том, что все уверены в её бесконечности. Но каждый под этим словом понимает своё. Одни из них считают, что наша Вселенная многомерна, и та её часть, где находимся мы, это всего лишь один из её слоёв. Вторые предполагают, что она фрактальна, значит, мы находимся в пространстве, являющегося частицей другого. Не стоит забывать и о других моделях Мультивселенной, в которой присутствуют открытые и закрытые параллельные миры, а также червоточины, которые их соединяют.

Если же отбросить все эти теории и обратиться только к холодному реализму, можно предположить, что Вселенная представляет собой бесконечное однородное вместилище всех галактик и звёзд. При этом в любой её точке, независимо от расположения, все условия будут одинаковыми. Будет точно такой же горизонт частиц, аналогичная сфера Хаббла, точно такое же реликтовое излучение у их границ. Вокруг этой точки будут миллиарды таких же звёзд и галактик. Данное предположение совершенно не противоречит теории расширения размеров Вселенной, потому что увеличивается само её пространство.

После всего вышеописанного можно задуматься о том насколько велик мир, в котором живёт человечество. Несмотря на значение, которое люди придают своему виду, они являются всего лишь микробами, даже на фоне Солнечной системы, не говоря о масштабах галактики и тем более всего космоса. Размеры Вселенной настолько колоссальны, что вряд ли человечество сможет полностью их осознать.

Напомнить пароль

Самый большой газовый гигант вне Солнечной системы

Определить самую большую экзопланету класса газовый гигнат – задача не из простых. Ученым необходимо учесть множество вещей. Например, в космосе существуют объекты настолько огромные, что их сложно назвать планетами. Они скорее похожу на звезду. В то же время их масса меньше минимально необходимой для поддержания ядерных реакций горения водорода и превращения в звезду. Такие объекты принято называть субзвездными.
Предположительно самой большой экзопланетой класса газовый гигант среди обнаруженных на данный момент является HD 100546 b, открытая в 2013 году. Она находится в 337 световых годах от Земли. Ученые считают, что HD 100546 b в 6,9 раз крупнее и в 20 раз тяжелее Юпитера.

Предупреждения для новичков

В такой кропотливой работе, как и в любой другой, важно своевременно принять меры предосторожности. Вот некоторые правила, которые стоит соблюдать:

Вот некоторые правила, которые стоит соблюдать:

Вот некоторые правила, которые стоит соблюдать:

Концы сюрикена достаточно острые, особенно если он обмотан скотчем Именно поэтому не рекомендуется оставлять данную поделку возле маленьких детей

В момент броска сюрикена важно соблюдать осторожность. Были случаи, когда люди ранили себя. Не нужно бросать его в кого-либо Сюрикен может больно ударить человека или животного

Не нужно бросать его в кого-либо Сюрикен может больно ударить человека или животного

Особенно не стоит бросать звезду в глаза, так как её концы очень острые

При работе с ножницами важно соблюдать осторожность. О бумагу можно сильно порезаться, поэтому не нужно проводить руками и пальцами за её край

В такой кропотливой работе, как и в любой другой, важно своевременно принять меры предосторожности

Множество Млечных Путей

Млечный путь

Известный философ Иммануил Кант ещё в 1755 предвосхитил основы современного понимания крупномасштабной структуры Вселенной. Он выдвинул гипотезу о том, что Млечный Путь является огромным вращающимся звёздным скоплением. В свою очередь, многие наблюдаемые туманности также являются более удалёнными «млечными путями» — галактиками. Не смотря на это, вплоть до 20 века астрономы придерживались того, что все туманности являются источниками звёздообразования и входят в состав Млечного Пути.

Ситуация изменилась, когда астрономы научились измерять расстояния между галактиками с помощью цефеид. Абсолютная светимость звёзд такого типа лежит в строгой зависимости от периода их переменности. Сравнивая их абсолютную светимость с видимой, можно с высокой точностью определить расстояние до них. Этот метод был разработан в начале 20 века Эйнаром Герцшрунгом и Харлоу Шелпи. Благодаря ему советский астроном Эрнст Эпик в 1922 году определил расстояние до Андромеды, которое оказалось на порядок больше размера Млечного Пути.

Эдвин Хаббл продолжил начинание Эпика. Измеряя яркости цефеид в других галактиках, он измерил расстояние до них и сопоставил его с красным смещением в их спектрах. Так в 1929 году он разработал свой знаменитый закон. Его работа окончательно опровергла укрепившееся мнение о том, что Млечный Путь является краем Вселенной. Теперь он был одной из множества галактик, которые ещё когда-то считали его составной частью. Гипотеза Канта подтвердилась почти через два столетия после её разработки.

В дальнейшем, открытая Хабблом связь расстояния галактики от наблюдателя относительно скорости её удаления от него, позволила составить полноценную картину крупномасштабной структуры Вселенной. Оказалось, галактики были лишь её ничтожной частью. Они связывались в скопления, скопления в сверхскопления. В свою очередь, сверхскопления складываются в самые большие из известных структур во Вселенной – нити и стены. Эти структуры, соседствуя с огромными сверхпустотами (войдами) и составляют крупномасштабную структуру, известной на данный момент, Вселенной.

Как измеряют расстояния до ближайших звезд

Для того, чтобы определить расстояние к звездам, используют параллакс. В чем смысл? Вытяните руку и поставьте палец напротив отдаленного предмета. Закрывайте глаза по очереди и поймете, что объект как бы смещается. Это и есть параллакс.

Необходимо вычислить расстояние к звезде, когда наша планета находится на одной из орбит (летом), а затем подождать 6 месяцев, пока не окажется на противоположной стороне, и замерить снова. После измеряем угол уже по отношению к другому объекту. Эта схема работает для любого объекта, проживающего в пределах 100 световых лет. Ниже представлен список самых близких звезд к Солнцу описанием и указанием расстояний.

На удаленности в 17 световых лет от Солнечной системы проживает 45 звезд. Всего в галактике способной находиться 200 миллиардов звездных небесных тел. Некоторые настолько слабые, что их не удается обнаружить без мощного телескопа, который могут купить лишь профессиональные обсерватории.

Самая маленькая звезда

Самая яркая звезда

Самая близкая звезда

Самая массивная звезда

Самая известная звезда

Первые предположения

Представляя Землю центром мира, ученые древности заранее ставили себя в тупик

Вопросом о возрасте мироздания философы задавались еще в античность. Греки и вавилоняне утверждали о вечности мира, индуисты же в 150-м году до н.э. определили точную цифру — 1 млрд. 972 млн. 949 тыс. 091 год, и среди своих современников оказались ближе всех к истине. В XVII веке английский теолог Джон Лайтфут глубоко проанализировав библейские тексты, заявил, что сотворение мира выпало на 3929 год до н.э.

Однако, известные ученые того времени, а именно немецкий астроном Иоганн Кеплер и английский физик Исаак Ньютон, опираясь не только на Библию, но и на астрономические наблюдения, все же недалеко ушли от теологов и представили 3993 и 3988 годы до н.э.

Расстояния в цифрах

Расстояния в Солнечной системе:

• 1 а.е. от Земли до Солнца = 500 св. секунд или 8,3 св. минуты
• 30 а. е. от Солнца до Нептуна = 4,15 световых часа
• 132 а.е. от Солнца – таково расстояние до космического аппарата «Вояджер-1», было отмечено 28 июля 2015 года. Данный объект является самым отдаленным из тех, что были сконструированы человеком.

Расстояния в Млечном Пути и за его пределами:

• 1,3 парсека (268144 а.е. или 4,24 св. года) от Солнца до Проксима Центавра – ближайшей к нам звезды
• 8 000 парсек (26 тыс. св. лет) – расстояние от Солнца до центра Млечного Пути
• 30 000 парсек (97 тыс. св. лет) – примерный диаметр Млечного Пути
• 770 000 парсек (2,5 млн. св. лет) – расстояние до ближайшей большой галактики – туманность Андромеды
• 300 000 000 пк — масштабы в которых Вселенная практически однородна
• 4 000 000 000 пк (4 гигапарсек) – край наблюдаемой Вселенной. Это расстояние прошел свет, регистрируемый на Земле. Сегодня объекты, излучившие его, с учетом расширения Вселенной, расположены на расстоянии 14 гигапарсек (45,6 млрд. световых лет).

Другие миры

Однако это еще не все поражающее воображения сведения, которыми характеризуется Вселенная. Размеры космического пространства, по-видимому, значительно превосходят Метагалактику и наблюдаемую часть. Теория инфляции вводит такое понятие, как Мультивселенная. Она состоит из множества миров, вероятно, образовавшихся одновременно, не пересекающихся друг с другом и развивающихся независимо. Современный уровень развития техники не дает надежды на познание подобных соседних Вселенных. Одна из причин — все та же конечность скорости света.

Быстрое развитие науки о космосе меняет наше представление о том, каких размеров Вселенная. Современное состояние астрономии, составляющие ее теории и выкладки ученых трудны для понимания непосвященного человека. Однако даже поверхностное изучение вопроса показывает, насколько огромен мир, частью которого мы являемся, и как мало о нем мы еще знаем.

Панорамы

Возраст и размеры

Согласно некоторым моделям Вселенной, она никогда не появлялась, а существует вечно. Однако главенствующая сегодня теория Большого взрыва задает нашему миру «отправную точку». По представлениям астрономов, возраст Вселенной — примерно 13,7 млрд лет. Если переместиться назад во времени, то можно вернуться к Большому взрыву. Независимо от того, бесконечны ли размеры Вселенной, наблюдаемая ее часть имеет границы, поскольку конечна скорость света. В нее входят все те местоположения, которые могут оказывать воздействие на земного наблюдателя со времени Большого взрыва. Размеры наблюдаемой Вселенной увеличиваются благодаря ее постоянному расширению. По последним оценкам, она занимает пространство в 93 миллиарда световых лет.

Кунаи – нож из бумаги

Кунаи, выполненный из бумаги, абсолютно безопасен. Им можно дополнить образ или просто пополнить коллекцию. Итак, это оригами из бумаги — оружие ниндзя современного, кунаи. Выполняется легко и достаточно быстро, внешне смотрится как настоящий нож.

Возьмите квадратный лист бумаги и согните его по диагонали. Получится прямоугольный треугольник. Его нужно сложить вдвое. Фигура разворачивается в свое исходное положение, затем каждый угол загибается так, чтобы кромка оказывалась на уровне центральной линии сгиба. Фигура вновь складывается вдвое по центральной линии.

Концы бумаги нужно заправить в образовавшийся «кармашек» на одной из сторон фигуры. Получаем острие кинжала.

Теперь потребуется еще один лист бумаги. Его нужно скрутить в тонкую трубочку и протолкнуть в «кармашек» примерно на ¾ длины. Оставшаяся часть трубочки разглаживается. Теперь нужно сформировать наконечник рукоятки. Второй конец трубочки четыре раза загибается над углом в 90 градусов. Кончик нужно либо заправить в первый сгиб либо закрепить каплей клея. Мы получаем выполненное в технике оригами оружие ниндзя. Его можно использовать для косплея или просто для игры.

Что скрывается за горизонтом

Интересно, что ни один из них не может полностью охарактеризовать истинный размер космоса. Это связано с тем, что необходимо учитывать положение наблюдателя в пространстве и их изменение с течением времени.

Если принять ΛCDM-модель, становится очевидно, что расширение горизонта частиц происходит намного быстрее, чем горизонта Хаббла. Изменится ли это положение вещей со временем, никто не знает. Однако если принять версию, по которой Вселенная будет расширяться с ускорением, то все наблюдаемые сейчас объекты со временем исчезнут из нашего поля зрения.

В настоящее время самым далёким светом, который наблюдают астрономы, является реликтовой излучение. Глядя на него, можно увидеть Вселенную, которая появилась спустя 380 тысяч лет после Большого Взрыва. Именно в это время пространство остыло достаточно, чтобы начать испускать свободные фотоны, улавливаемые современными радиотелескопами. Данные период характерен тем, что тогда ещё не появились ни звезды, ни галактики, а существовало лишь облако из гелия, водорода и незначительного количества прочих элементов. Впоследствии там образуются звёзды, галактики и их скопления.

Игры про ниндзя на ПК

В каких странах реализуются программы пилотируемых космических полетов?

Отзывы владельцев

Топ самые быстрые ракеты в мире

Потери обеих воюющих сторон

Нужно отметить, что разные источники а также разные историки называют часто цифры потерь, которые не сходятся с другими. Генерал Ротмистров в свое время утверждал, что с обеих сторон в течение дня, во время танковых боев под Прохоровкой было выведено из строя больше 700 боевых машин. После завершения танковой битвы Сталину докладывали о том, что за 2 дня боев один танковый корпус потерял больше половины личного состава боевых машин, а второй корпус потерял приблизительно 30% танков в ходе сражений.

Что касается человеческих потерь, то со стороны СССР за два дня танковых боев, которые были самыми жестокими, было потеряно практически 4 тыс. человек убитыми, а также пропавшими без вести. А с другой стороны фронта корпусы советских войск потеряли почти 5 тыс. человек убитыми и пропавшими без вести.

Эпизод во время боя

Немецкий федеральный военный архив сообщал о том, что после сражения под Прохоровкой Вермахт потерял приблизительно 70 танков и 1 тыс. человек убитыми. Такая разница между человеческими потерями и потерями танков объясняется тем, что немецкая сторона имела более модернизированные и мощные боевые машины, а также немецкая разведка постоянно сообщала своему командованию о том, что именно на этом участке фронта советские войска будут предпринимать танковую атаку.

Альнитак

Альнитак, Альнилам и Минтака

Но если такие красные «толстяки» представляют собой уже престарелые звезды, то голубые гиганты и сверхгиганты очень даже молодые звезды. Корабль выходит на орбиту Альнитака, голубого гиганта в созвездии Ориона, повисшей в черном пространстве в 800 световых годах от Земли. Компьютер нас предупреждает, что смотреть на эту звезду можно только через видеокамеру со специальными фильтрами, так как ее светимость в 35 тысяч раз больше Солнечной! На самом деле голубые гиганты настолько горячи, что даже не успевают прожить жизнь по звездным меркам. Если желтые карлики доживают до 10 миллиардов лет, а красные теоретически могут протянуть и до 100, то голубые гиганты и сверхгиганты в буквальном смысле сгорают в мгновение ока. Что такое для звезды жизнь в 10 — 50 миллионов лет? Не смотря на их грозное название размеры более чем скромные. Всего-то не более 25 Солнечных радиусов. Радиус Альнитака в 18 раз больше Солнечного, так же, как и масса.

Боевой топор: происхождение и исторические особенности

Граница безграничного

Первый вопрос, который приходит в голову обычному человеку – как Вселенная вообще не может быть бесконечной? Казалось бы, бесспорным является то, что вместилище всего сущего вокруг нас не должно иметь границ. Если эти границы и существуют, то что они вообще собой представляют?

Допустим, какой-нибудь астронавт долетел до границ Вселенной. Что он увидит перед собой? Твёрдую стену? Огненный барьер? А что за ней – пустота? Другая Вселенная? Но разве пустота или другая Вселенная могут означать, что мы на границе мироздания? Ведь это не означает, что там находится «ничего». Пустота и другая Вселенная – это тоже «что-то». А ведь Вселенная – это то, что содержит абсолютно всё «что-то».

Мы приходим к абсолютному противоречию. Получается, граница Вселенной должна скрывать от нас что-то, чего не должно быть. Или граница Вселенной должна отгораживать «всё» от «чего-то», но ведь это «что-то» должно быть также частью «всего». В общем, полный абсурд. Тогда как учёные могут заявлять о граничном размере, массе и даже возрасте нашей Вселенной? Эти значения хоть и невообразимо велики, но всё же конечны. Наука спорит с очевидным? Чтобы разобраться с этим, давайте для начала проследим, как люди пришли к современному понимаю Вселенной.

Темная энергия

Теория Большого взрыва стала настоящим прорывом в науке. Она позволила ученым ответить на множество вопросов относительно рождения и эволюции Вселенной. Но одновременно эта теория породила новые загадки. Главная из них заключается в причине самого Большого взрыва. Как он произошел и что было до него? Чем больше исследований проводится в этом направлении, тем больше вопросов возникает у астрофизиков. Ответы на них ждут человечество в будущем.

Сегодня, главными загадками науки являются природа так называемых «темной материи» и «темной энерги».

Темная энергия – это антигравитация, которая и расширяет нашу Вселенную. Природа ее пока не установлена. Но факт существования неопровержимо доказан. И еще есть темная материя. Наблюдения за галактиками показали, что находящиеся в них звезды вращаются намного быстрее, чем предполагали ранее сделанные расчеты.

Сначала ученые предположили, что в центрах галактик находятся сверхмассивные « черные дыры». Но оказалось, что это не так. Сложнейшие компьютерные модели показали, что объяснить наблюдаемые явления можно только предположив, что внутри галактик находятся некие, пока неизвестные, частицы, которые оказывают гравитационное воздействие на окружающую их материю, но не взаимодействуют с электромагнитными волнами, и, потому, являются невидимыми никакими приборами. Отсюда и термин – темная материя.

Так вот. На темную энергию приходится 75% того, что есть во Вселенной. На темную материю – 20%. А на все остальное, что мы наблюдаем – всего лишь 5%. То есть ученые люди более менее представляют  себе устройство всего 5% окружающего нас мира.

Современная наука много чего еще не может объяснить. Но если мы посмотрим, что было двести-триста лет назад, и что есть сейчас, то это – земля и небо. И все эти научные открытия приводили к грандиозным изменениям в существовании человеческой цивилизации. Спутники связи, компьютеры, мобильные телефоны, интернет. Да и много чего всего. И откуда все это произошло? Из-за каких-то случайных в свое время исследований. Которые многим были непонятны.

Нынешние исследования устройства и происхождения Вселенной, понимание того, как функционирует окружающий нас физический мир, тоже могут привести к совершенно непредсказуемым результатам.