Mitä tiedämme maailmankaikkeudesta, millainen kosmos on? Universumi on rajaton, ihmismielen vaikea käsittää, mikä näyttää epätodelliselta ja aineettomalta. Itse asiassa meitä ympäröi tilassa ja ajassa rajaton aine, joka pystyy ottamaan erilaisia ​​muotoja. Yrittääksemme ymmärtää ulkoavaruuden todellista mittakaavaa, maailmankaikkeuden toimintaa, maailmankaikkeuden rakennetta ja evoluutioprosesseja, meidän on ylitettävä oman maailmankuvamme kynnys, katsottava ympärillämme olevaa maailmaa eri näkökulmasta. kulma, sisältä.

Universumin muodostuminen: ensimmäiset askeleet

Teleskooppien kautta tarkkailemamme avaruus on vain osa tähtien maailmankaikkeutta, niin sanottua Megagalaksia. Hubblen kosmologisen horisontin parametrit ovat valtavat - 15-20 miljardia valovuotta. Nämä tiedot ovat likimääräisiä, koska evoluutioprosessissa maailmankaikkeus laajenee jatkuvasti. Universumin laajeneminen tapahtuu kemiallisten alkuaineiden ja kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn leviämisen kautta. Universumin rakenne muuttuu jatkuvasti. Avaruudessa syntyy galaksiryhmiä, universumin esineet ja kappaleet ovat miljardeja tähtiä, jotka muodostavat lähiavaruuden elementtejä - tähtijärjestelmiä planeettojen ja satelliittien kanssa.

Missä on alku? Miten universumi syntyi? Universumin ikä on oletettavasti 20 miljardia vuotta. On mahdollista, että kuumasta ja tiheästä protomateriaalista tuli kosmisen aineen lähde, jonka klusteri räjähti tietyllä hetkellä. Pienimmät hiukkaset, jotka muodostuivat räjähdyksen seurauksena, hajallaan kaikkiin suuntiin ja jatkavat siirtymistä pois episentrumista meidän aikanamme. Alkuräjähdysteoria, joka nyt hallitsee tiedeyhteisöä, on tarkin kuvaus maailmankaikkeuden muodostumisprosessista. Kosmisen kataklysmin seurauksena syntynyt aine oli heterogeeninen massa, joka koostui pienimmistä epävakaista hiukkasista, jotka törmäsivät ja sirotelivat keskenään.

Alkuräjähdys on teoria maailmankaikkeuden alkuperästä, joka selittää sen muodostumisen. Tämän teorian mukaan alun perin oli olemassa tietty määrä ainetta, joka tiettyjen prosessien seurauksena räjähti valtavalla voimalla ja sirotti emämassan ympäröivään tilaan.

Jonkin aikaa myöhemmin, kosmisten standardien mukaan - hetkessä, maallisen kronologian mukaan - miljoonia vuosia, on tullut avaruuden materialisoitumisvaihe. Mistä universumi on tehty? Hajallaan oleva aine alkoi keskittyä suuriksi ja pieniksi hyytymiksi, joiden paikalle alkoivat myöhemmin ilmaantua maailmankaikkeuden ensimmäiset alkuaineet, valtavia kaasumassoja - tulevien tähtien lastenhuone. Useimmissa tapauksissa aineellisten esineiden muodostumisprosessi universumissa selittyy fysiikan ja termodynamiikan laeilla, mutta on useita kohtia, joita ei voida vielä selittää. Esimerkiksi, miksi yhdessä osassa avaruutta laajeneva aine on keskittynyt enemmän, kun taas toisessa osassa universumia aine on hyvin harvinaista. Vastaukset näihin kysymyksiin voidaan saada vasta, kun suurten ja pienten avaruusobjektien muodostumismekanismi selviää.

Nyt maailmankaikkeuden muodostumisprosessi selittyy universumin lakien vaikutuksella. Painovoiman epävakaus ja energia eri alueilla laukaisivat prototähtien muodostumisen, jotka puolestaan ​​keskipakovoimien ja painovoiman vaikutuksesta muodostivat galakseja. Toisin sanoen, kun aine jatkui ja laajenee edelleen, puristusprosessit alkoivat gravitaatiovoimien vaikutuksesta. Kaasupilvien hiukkaset alkoivat keskittyä kuvitteellisen keskuksen ympärille muodostaen lopulta uuden tiivisteen. Tämän jättimäisen rakennustyömaan rakennusmateriaalina on molekyylivety ja helium.

Universumin kemialliset alkuaineet ovat ensisijainen rakennusmateriaali, josta universumin esineiden muodostuminen myöhemmin eteni.

Lisäksi termodynamiikan laki alkaa toimia, hajoamis- ja ionisaatioprosessit aktivoituvat. Vedyn ja heliumin molekyylit hajoavat atomeiksi, joista gravitaatiovoimien vaikutuksesta muodostuu prototähden ydin. Nämä prosessit ovat maailmankaikkeuden lakeja, ja ne ovat muodostuneet ketjureaktiona, joka tapahtuu kaikissa maailmankaikkeuden kaukaisissa nurkissa ja täyttää maailmankaikkeuden miljardeilla, sadoilla miljardeilla tähdillä.

Universumin evoluutio: kohokohtia

Nykyään tieteellisissä piireissä on hypoteesi niiden tilojen syklisyydestä, joista maailmankaikkeuden historia on kudottu. Protomateriaalien räjähdyksen seurauksena syntyneistä kaasukertymistä tuli tähtien lastenhuone, jotka puolestaan ​​muodostivat lukuisia galakseja. Kuitenkin saavutettuaan tietyn vaiheen universumin aine alkaa pyrkiä alkuperäiseen, keskittyneeseen tilaansa, ts. Räjähdystä ja sitä seuraavaa aineen laajenemista avaruudessa seuraa puristuminen ja paluu supertiheään tilaan, lähtöpisteeseen. Myöhemmin kaikki toistaa itseään, syntymää seuraa lopullinen, ja niin jatkuu monia miljardeja vuosia, loputtomiin.

Universumin alku ja loppu universumin evoluution syklisen luonteen mukaisesti

Kuitenkin, kun on jätetty pois aihe universumin muodostumisesta, joka on edelleen avoin kysymys, meidän pitäisi siirtyä universumin rakenteeseen. 1900-luvun 30-luvulla kävi selväksi, että ulkoavaruus on jaettu alueisiin - galakseihin, jotka ovat valtavia muodostumia, joista jokaisella on oma tähtipopulaatio. Galaksit eivät kuitenkaan ole staattisia esineitä. Galaksien laajenemisnopeus universumin kuvitteellisesta keskustasta muuttuu jatkuvasti, mistä on osoituksena joidenkin konvergenssi ja toisten poistuminen toisistaan.

Kaikki nämä prosessit kestävät maallisen elämän keston kannalta hyvin hitaasti. Tieteen ja näiden hypoteesien näkökulmasta kaikki evoluutioprosessit tapahtuvat nopeasti. Perinteisesti maailmankaikkeuden kehitys voidaan jakaa neljään vaiheeseen - aikakausiin:

• hadronin aikakausi;
• leptonin aikakausi;
• fotoni aikakausi;
• tähtien aikakausi.

Kosminen aikaskaala ja maailmankaikkeuden evoluutio, jonka mukaan avaruusobjektien esiintyminen voidaan selittää

Ensimmäisessä vaiheessa kaikki aine keskittyi yhteen suureen ydinpisaraan, joka koostui hiukkasista ja antihiukkasista, jotka yhdistettiin ryhmiin - hadroneihin (protoneihin ja neutroneihin). Hiukkasten ja antihiukkasten suhde on noin 1:1,1. Sitten tulee hiukkasten ja antihiukkasten tuhoutumisprosessi. Loput protonit ja neutronit ovat rakennusmateriaalia, josta maailmankaikkeus muodostuu. Hadronien aikakauden kesto on mitätön, vain 0,0001 sekuntia - räjähdysreaktion jakso.

Lisäksi 100 sekunnin kuluttua alkaa elementtien synteesiprosessi. Miljardin asteen lämpötilassa ydinfuusioprosessissa muodostuu vety- ja heliummolekyylejä. Koko tämän ajan aine jatkaa laajentumistaan ​​avaruudessa.

Tästä hetkestä alkaa pitkä, 300 tuhatta - 700 tuhatta vuotta kestävä ytimien ja elektronien rekombinaatiovaihe, jolloin muodostuu vety- ja heliumatomeja. Tässä tapauksessa havaitaan aineen lämpötilan lasku ja säteilyn intensiteetti pienenee. Universumi muuttuu läpinäkyväksi. Vety ja helium, joita muodostuu valtavasti gravitaatiovoimien vaikutuksesta, muuttaa primaarisen maailmankaikkeuden jättimäiseksi rakennustyömaaksi. Miljoonien vuosien jälkeen alkaa tähtien aikakausi - joka on prototähtien ja ensimmäisten protogalaksien muodostumisprosessi.

Tämä evoluution jakautuminen vaiheisiin sopii kuuman universumin malliin, joka selittää monia prosesseja. Alkuräjähdyksen todelliset syyt, aineen laajenemismekanismi ovat edelleen selittämättömiä.

Universumin rakenne ja rakenne

Vetykaasun muodostuessa alkaa maailmankaikkeuden evoluution tähtien aikakausi. Painovoiman vaikutuksesta vety kerääntyy valtaviin kertymiin, hyytymiin. Tällaisten klustereiden massa ja tiheys ovat valtavat, satoja tuhansia kertoja suurempia kuin itse muodostuneen galaksin massa. Universumin muodostumisen alkuvaiheessa havaittu vedyn epätasainen jakautuminen selittää muodostuneiden galaksien kokoerot. Siellä missä vetykaasun olisi pitänyt kertyä maksimissaan, muodostui megagalaksia. Siellä missä vedyn pitoisuus oli mitätön, ilmestyi pienempiä galakseja, kuten tähtikotimme, Linnunrata.

Versio, jonka mukaan maailmankaikkeus on alku- ja loppupiste, jonka ympärillä galaksit pyörivät eri kehitysvaiheissa

Tästä hetkestä lähtien universumi vastaanottaa ensimmäiset muodostelmat, joilla on selkeät rajat ja fysikaaliset parametrit. Nämä eivät ole enää sumuja, tähtikaasun ja kosmisen pölyn kerääntymiä (räjähdystuotteita), tähtiaineen protoklustereita. Nämä ovat tähtimaita, joiden alue on valtava ihmismielen kannalta. Universumi tulee täynnä mielenkiintoisia kosmisia ilmiöitä.

Tieteellisten perusteiden ja nykyaikaisen maailmankaikkeuden mallin näkökulmasta galaksit muodostuivat ensin painovoimavoimien vaikutuksesta. Aine muuttui jättimäiseksi universaaliksi poreammeeksi. Keskusprosessit varmistivat kaasupilvien myöhemmän pirstoutumisen klusteriksi, joista tuli ensimmäisten tähtien syntymäpaikka. Nopeasti pyörivät protogalaksit muuttuivat ajan myötä spiraaligalakseiksi. Siellä missä pyöriminen oli hidasta ja aineen puristumisprosessia havaittiin pääasiassa, muodostui epäsäännöllisiä galakseja, useammin elliptisiä. Tätä taustaa vasten universumissa tapahtui suurenmoisempia prosesseja - galaksien superklusterien muodostumista, jotka koskettavat toisiaan tiiviisti reunoillaan.

Superklusterit ovat lukuisia galaksiryhmiä ja galaksiryhmiä universumin laajamittaisessa rakenteessa. 1 miljardin St. vuosia on noin 100 superklusteria

Siitä hetkestä lähtien kävi selväksi, että maailmankaikkeus on valtava kartta, jossa maanosat ovat galaksijoukkoja ja maat megagalakseja ja galakseja, jotka muodostuivat miljardeja vuosia sitten. Jokainen muodostelmista koostuu tähtijoukosta, sumuista, tähtienvälisten kaasujen ja pölyn kertymistä. Koko tämä populaatio on kuitenkin vain 1 % universaalien muodostumien kokonaismäärästä. Galaksien päämassan ja tilavuuden miehittää pimeä aine, jonka luonnetta ei ole mahdollista selvittää.

Universumin monimuotoisuus: galaksiluokat

Amerikkalaisen astrofyysikon Edwin Hubblen ponnistelujen ansiosta meillä on nyt maailmankaikkeuden rajat ja selkeä luokittelu siinä asuttavista galakseista. Luokittelu perustui näiden jättimäisten muodostumien rakenteellisiin ominaisuuksiin. Miksi galakseilla on erilaisia ​​muotoja? Vastauksen tähän ja moniin muihin kysymyksiin antaa Hubblen luokittelu, jonka mukaan universumi koostuu seuraavien luokkien galakseista:

• kierre;
• elliptinen;
• epäsäännölliset galaksit.

Ensimmäiset sisältävät yleisimmät muodostelmat, jotka täyttävät maailmankaikkeuden. Spiraaligalaksien tunnusomaisia ​​piirteitä ovat selkeästi määritellyn spiraalin läsnäolo, joka pyörii kirkkaan ytimen ympäri tai pyrkii muodostamaan galaktisen sillan. Spiraaligalaksit, joissa on ydin, on merkitty symboleilla S, kun taas objektit, joissa on keskipalkki, ovat jo SB. Tämä luokka sisältää myös meidän galaksin Linnunrata, jonka keskellä ydin on erotettu valosillalla.

Tyypillinen spiraaligalaksi. Keskellä on selvästi näkyvissä ydin, jossa on silta, jonka päistä lähtevät spiraalivarret.

Samanlaisia ​​muodostelmia on hajallaan ympäri maailmankaikkeutta. lähimpänä meitä spiraaligalaksi Andromeda- jättiläinen, joka lähestyy nopeasti Linnunrataa. Tämän luokan suurin meille tunnettu edustaja on jättiläisgalaksi NGC 6872. Tämän hirviön galaktisen kiekon halkaisija on noin 522 tuhatta valovuotta. Tämä kohde sijaitsee 212 miljoonan valovuoden etäisyydellä galaksistamme.

Seuraava yleinen galaktisten muodostumien luokka ovat elliptiset galaksit. Niiden nimitys Hubblen luokituksen mukaisesti on kirjain E (elliptinen). Nämä muodostelmat ovat muodoltaan ellipsoideja. Huolimatta siitä, että universumissa on paljon samankaltaisia ​​kohteita, elliptiset galaksit eivät ole kovin ilmeikkäitä. Ne koostuvat pääasiassa sileistä ellipseistä, jotka ovat täynnä tähtijoukkoja. Toisin kuin galaktiset spiraalit, ellipsit eivät sisällä tähtienvälisen kaasun ja kosmisen pölyn kertymiä, jotka ovat tällaisten objektien visualisoinnin pääasiallisia optisia vaikutuksia.

Tyypillinen tämän luokan edustaja, joka tunnetaan nykyään, on elliptinen rengassumu Lyyran tähdistössä. Tämä kohde sijaitsee 2100 valovuoden etäisyydellä Maasta.

Näkymä elliptiseen galaksiin Centaurus A CFHT-teleskoopin läpi

Viimeinen luokka galaktisista objekteista, jotka kantavat maailmankaikkeuden, ovat epäsäännölliset tai epäsäännölliset galaksit. Hubble-luokitus on latinan kirjain I. Pääpiirre on epäsäännöllinen muoto. Toisin sanoen sellaisilla esineillä ei ole selkeitä symmetrisiä muotoja ja ominaista kuviota. Muodossaan tällainen galaksi muistuttaa kuvaa universaalista kaaoksesta, jossa tähtijoukot vuorottelevat kaasupilvien ja kosmisen pölyn kanssa. Universumin mittakaavassa epäsäännölliset galaksit ovat yleinen ilmiö.

Epäsäännölliset galaksit puolestaan ​​jaetaan kahteen alatyyppiin:

• Alatyypin I epäsäännöllisillä galakseilla on monimutkainen epäsäännöllinen rakenne, korkea tiheä pinta, joka erottuu kirkkaudesta. Usein tällainen epäsäännöllisten galaksien kaoottinen muoto on seurausta romahtaneista spiraaleista. Tyypillinen esimerkki tällaisesta galaksista on Suuri ja pieni Magellanin pilvi;
• Epäsäännöllisillä alatyypin II galakseilla on matala pinta, kaoottinen muoto eivätkä ne ole kovin kirkkaita. Kirkkauden vähenemisen vuoksi tällaisia ​​muodostumia on vaikea havaita universumin laajuudessa.

Suuri Magellanin pilvi on meitä lähin epäsäännöllinen galaksi. Molemmat muodostelmat ovat puolestaan ​​Linnunradan satelliitteja, ja ne voivat pian (1-2 miljardin vuoden kuluttua) imeytyä johonkin suurempaan esineeseen.

Epäsäännöllinen galaksi Suuri Magellanin pilvi on Linnunrata-galaksimme satelliitti.

Huolimatta siitä, että Edwin Hubble sijoitti galaksit melko tarkasti luokkiin, tämä luokitus ei ole ihanteellinen. Voisimme saavuttaa enemmän tuloksia, jos ottaisimme Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan maailmankaikkeuden tuntemiseen. Universumia edustaa runsaasti erilaisia ​​muotoja ja rakenteita, joista jokaisella on omat ominaisuutensa ja piirteensä. Äskettäin tähtitieteilijät ovat pystyneet havaitsemaan uusia galaktisia muodostumia, joita kuvataan spiraali- ja elliptisten galaksien välikappaleiksi.

Linnunrata on meille tunnetuin osa maailmankaikkeutta.

Kaksi kierrevartta, jotka sijaitsevat symmetrisesti keskustan ympärillä, muodostavat galaksin päärungon. Spiraalit puolestaan ​​koostuvat hihoista, jotka virtaavat sujuvasti toisiinsa. Aurinkomme sijaitsee Jousimiehen ja Cygnuksen käsivarsien risteyksessä Linnunradan galaksin keskustasta 2,62 10¹⁷ km:n etäisyydellä. Spiraaligalaksien spiraalit ja haarat ovat tähtijoukkoja, joiden tiheys kasvaa lähestyessään galaksin keskustaa. Loput galaktisten spiraalien massasta ja tilavuudesta on pimeää ainetta, ja vain pieni osa muodostuu tähtienvälisestä kaasusta ja kosmisesta pölystä.

Auringon sijainti Linnunradan käsivarsissa, galaksimme paikka maailmankaikkeudessa

Spiraalien paksuus on noin 2 tuhatta valovuotta. Tämä koko kerroskakku on jatkuvassa liikkeessä ja pyörii valtavalla nopeudella 200-300 km/s. Mitä lähempänä galaksin keskustaa, sitä suurempi pyörimisnopeus. aurinko ja meidän aurinkokunta kestää 250 miljoonaa vuotta tehdä täydellinen vallankumous Linnunradan keskustan ympärillä.

Galaksimme koostuu biljoonasta tähdestä, isosta ja pienestä, superraskasta ja keskikokoisesta. Linnunradan tihein tähtijoukko on Jousimiehen käsivarsi. Tällä alueella havaitaan galaksimme maksimikirkkaus. Galaktisen ympyrän vastakkainen osa on päinvastoin vähemmän kirkas ja huonosti erotettavissa visuaalisella havainnolla.

Linnunradan keskiosaa edustaa ydin, jonka mitat ovat oletettavasti 1000-2000 parsekkia. Tälle galaksin kirkkaimmalle alueelle on keskittynyt suurin määrä tähtiä, joilla on eri luokkia, omat kehitys- ja kehityspolut. Pohjimmiltaan nämä ovat vanhoja superraskaita tähtiä, jotka ovat pääsarjan viimeisessä vaiheessa. Linnunradan galaksin ikääntyvän keskuksen olemassaolon vahvistus on se, että tällä alueella on suuri määrä neutronitähtiä ja mustia aukkoja. Itse asiassa minkä tahansa spiraaligalaksin spiraalikiekon keskus on supermassiivinen musta aukko, joka jättiläispölynimurin tavoin imee sisäänsä taivaankappaleita ja todellista ainetta.

Linnunradan keskiosassa oleva supermassiivinen musta aukko on paikka, jossa kaikki galaktiset esineet kuolevat.

Mitä tulee tähtiklusteriin, tiedemiehet onnistuivat nykyään luokittelemaan kahden tyyppisiä tähtiklustereita: pallomaisia ​​ja avoimia. Tähtijoukkojen lisäksi Linnunradan spiraalit ja haarat, kuten minkä tahansa muun spiraaligalaksin, koostuvat sironneesta aineesta ja pimeästä energiasta. Alkuräjähdyksen seurauksena aine on erittäin harvinaisessa tilassa, jota edustavat harvinaistuneet tähtienväliset kaasu- ja pölyhiukkaset. Aineen näkyvää osaa edustavat sumut, jotka puolestaan ​​​​jaetaan kahteen tyyppiin: planetaarisiin ja diffuusisumuihin. Sumujen spektrin näkyvä osa selittyy tähtien valon taittumisella, sillä ne säteilevät valoa spiraalin sisällä kaikkiin suuntiin.

Aurinkokuntamme on tässä kosmisessa keitossa. Ei, emme ole ainoita tässä valtavassa maailmassa. Kuten aurinko, monilla tähdillä on omat planeettajärjestelmänsä. Koko kysymys on, kuinka havaita kaukaiset planeetat, jos etäisyydet jopa galaksissamme ylittävät minkä tahansa älykkään sivilisaation olemassaolon keston. Aikaa universumissa mitataan muilla kriteereillä. Planeetat satelliitteineen ovat maailmankaikkeuden pienimpiä esineitä. Tällaisten esineiden määrä on arvaamaton. Jokaisella näkyvällä alueella olevilla tähdillä voi olla oma tähtijärjestelmänsä. Meidän vallassamme on nähdä vain lähimmät olemassa olevat planeetat. Se, mitä naapurustossa tapahtuu, mitä maailmoja on Linnunradan muissa haaroissa ja mitä planeettoja on muissa galakseissa, on edelleen mysteeri.

Kepler-16 b on eksoplaneetta kaksoistähden Kepler-16 ympärillä Cygnuksen tähdistössä

Johtopäätös

Ihminen, jolla on vain pinnallinen käsitys siitä, kuinka universumi ilmestyi ja miten se kehittyy, on ottanut vain pienen askeleen kohti maailmankaikkeuden mittakaavan ymmärtämistä ja ymmärtämistä. Suurenmoiset mitat ja mittakaavat, joita tiedemiehet joutuvat käsittelemään nykyään, osoittavat, että ihmissivilisaatio on vain hetki tässä aineen, tilan ja ajan nipussa.

Universumin malli aineen läsnäolon käsitteen mukaisesti avaruudessa ottaen huomioon aika

Universumin tutkimus ulottuu Kopernikuksesta nykypäivään. Aluksi tutkijat aloittivat heliosentrinen mallin. Itse asiassa kävi ilmi, että kosmoksella ei ole todellista keskustaa ja kaikki pyöriminen, liike ja liike tapahtuu universumin lakien mukaisesti. Huolimatta siitä, että käynnissä oleville prosesseille on tieteellinen selitys, universaalit esineet jaetaan luokkiin, tyyppeihin ja tyyppeihin, mikään avaruudessa oleva ruumis ei ole samanlainen kuin toinen. Taivaankappaleiden koot ovat likimääräisiä, samoin kuin niiden massa. Galaksien, tähtien ja planeettojen sijainti on ehdollinen. Asia on siinä, että universumissa ei ole koordinaattijärjestelmää. Tarkkailemalla avaruutta teemme projektion koko näkyvälle horisontille, ottaen huomioon omamme maata nolla vertailupiste. Itse asiassa olemme vain mikroskooppinen hiukkanen, joka on eksynyt universumin loputtomiin avaruuteen.

Universumi on aine, jossa kaikki esineet ovat läheisessä suhteessa tilaan ja aikaan

Samoin kuin ulottuvuuksiin sitoutuminen, universumissa olevaa aikaa tulisi pitää pääkomponenttina. Avaruusobjektien alkuperän ja iän avulla voit tehdä kuvan maailman syntymästä, korostaa maailmankaikkeuden evoluution vaiheita. Käsittelemämme järjestelmä on tiukasti sidottu aikakehykseen. Kaikilla avaruudessa tapahtuvilla prosesseilla on syklejä - alku, muodostuminen, muunnos ja loppu, johon liittyy aineellisen esineen kuolema ja aineen siirtyminen toiseen tilaan.

Yöllä tähtitaivasta katsellessa tulee tahattomasti kysymys: kuinka monta tähteä taivaalla on? Onko jossain vielä elämää, miten se kaikki syntyi, ja onko kaikelle loppua?

Useimmat tieteelliset tähtitieteilijät ovat varmoja, että maailmankaikkeus syntyi voimakkaimman räjähdyksen seurauksena, noin 15 miljardia vuotta sitten. Tämä valtava räjähdys, jota yleisesti kutsutaan "Big Bang" tai "Big Impact", se muodostui voimakkaasta aineen puristumisesta, hajottaa kuumia kaasuja eri suuntiin ja synnytti galakseja, tähtiä ja planeettoja. Edes nykyaikaisimmat ja uudet tähtitieteelliset laitteet eivät pysty peittämään koko avaruutta. Mutta moderni tekniikka voi siepata valoa tähdistä, jotka ovat 15 miljardin valovuoden päässä Maasta! Ehkä nämä tähdet eivät ole enää siellä, ne syntyivät, vanhenivat ja kuolivat, mutta niistä tuleva valo matkusti Maahan 15 miljardia vuotta ja kaukoputki näkee sen edelleen.

Monien sukupolvien ja maiden tutkijat yrittävät arvata, laskea universumimme koon, määrittää sen keskuksen. Ennen uskottiin, että universumin keskus on planeettamme Maa. Kopernikus osoitti, että tämä on aurinko, mutta tiedon kehittymisen ja Linnunrata-galaksimme löytämisen myötä kävi selväksi, että planeettamme tai edes aurinko ei ole maailmankaikkeuden keskus. Pitkään ajateltiin, ettei Linnunradan lisäksi ole enää galakseja, mutta tämäkin kumottiin.

Tunnettu tieteellinen tosiasia viittaa siihen, että maailmankaikkeus laajenee jatkuvasti ja tarkkailemamme tähtitaivas, planeettojen rakenne, joita näemme nyt, on täysin erilainen kuin miljoonia vuosia sitten. Jos universumi kasvaa, se tarkoittaa, että siellä on reunoja. Toinen teoria sanoo, että kosmoksen rajojen ulkopuolella on muita universumeja ja maailmoja.

Isac Newton oli ensimmäinen, joka päätti oikeuttaa maailmankaikkeuden äärettömyyden. Löydettyään universaalin gravitaatiolain, hän uskoi, että jos avaruus olisi äärellinen, kaikki sen ruumiit vetäytyisivät ennemmin tai myöhemmin ja sulautuisivat yhdeksi kokonaisuudeksi. Ja jos näin ei tapahdu, universumilla ei ole rajoja.

Vaikuttaa siltä, ​​​​että kaikki tämä on loogista ja ilmeistä, mutta Albert Einstein pystyi kuitenkin murtamaan nämä stereotypiat. Hän loi mallinsa maailmankaikkeudesta oman suhteellisuusteoriansa pohjalta, jonka mukaan universumi on ajallisesti ääretön, mutta avaruudessa äärellinen. Hän vertasi sitä kolmiulotteiseen palloon tai yksinkertaisesti sanottuna maapalloomme. Riippumatta siitä, kuinka paljon matkustaja matkustaa maapallolla, hän ei koskaan saavuta sen reunaa. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että maapallo olisi ääretön. Matkustaja yksinkertaisesti palaa paikkaan, josta hän aloitti matkansa.

Samalla tavalla avaruusvaeltaja, joka lähtee planeetaltamme ja voittaa maailmankaikkeuden tähtialuksella, voi palata takaisin Maahan. Vain tällä kertaa vaeltaja ei liiku pallon kaksiulotteisella pinnalla, vaan hyperpallon kolmiulotteisella pinnalla. Tämä tarkoittaa, että maailmankaikkeudella on äärellinen tilavuus ja siten äärellinen määrä tähtiä ja massaa. Universumilla ei kuitenkaan ole rajoja tai keskustaa. Einstein uskoi, että maailmankaikkeus on staattinen eikä koskaan muutu kooltaan.

Suurimmat mielet eivät kuitenkaan ole immuuneja virheille. Vuonna 1927 Neuvostoliiton fyysikkomme Alexander Fridman täydensi tätä mallia merkittävästi. Hänen laskelmiensa mukaan universumi ei ole ollenkaan staattinen. Se voi laajeta tai supistua ajan myötä. Einstein ei heti hyväksynyt tällaista muutosta, mutta Hubble-teleskoopin avaamisen myötä universumin laajeneminen todistettiin, koska. galaksit hajallaan, ts. siirtyivät pois toisistaan.

On jo todistettu, että maailmankaikkeus laajenee kiihtyvällä tahdilla, että se on täynnä kylmää pimeää ainetta ja sen ikä on 13,75 miljardia vuotta. Kun tiedämme maailmankaikkeuden iän, voimme määrittää sen havaittavan alueen koon. Mutta älä unohda jatkuvaa laajentumista.

Joten havaittavan maailmankaikkeuden koko on jaettu kahteen tyyppiin. Näennäinen koko, jota kutsutaan myös Hubblen säteeksi (13,75 miljardia valovuotta), josta puhuimme edellä. Ja todellinen koko, nimeltään hiukkashorisontti (45,7 miljardia valovuotta). Nyt selitän: varmasti olet kuullut, että kun katsomme taivaalle, näemme muiden tähtien, planeettojen menneisyyden, emme sen, mitä nyt tapahtuu. Esimerkiksi Kuuta katsomalla näemme sellaisena kuin se oli hieman yli sekunti sitten, Auringon - yli kahdeksan minuuttia sitten, lähimmät tähdet - vuosia, galaksit - miljoonia vuosia sitten jne. Eli universumin syntymästä lähtien ei fotonia, ts. valolla ei olisi ollut aikaa matkustaa yli 13,75 miljardia valovuotta. Mutta! Älä unohda maailmankaikkeuden laajentumisen tosiasiaa. Joten, kun se saavuttaa tarkkailijan, syntymässä olevan universumin kohde, joka lähetti tämän valon, on jo 45,7 miljardin valovuoden päässä meistä. vuotta. Tämä koko on hiukkashorisontti, ja se on havaittavan maailmankaikkeuden raja.

Molemmat näistä horisonteista eivät kuitenkaan luonnehdi lainkaan maailmankaikkeuden todellista kokoa. Se laajenee ja jos tämä suuntaus jatkuu, niin kaikki ne kohteet, joita voimme nyt tarkkailla, katoavat ennemmin tai myöhemmin näkökentästämme.

Toistaiseksi kaukaisin tähtitieteilijöiden havaitsema valo on CMB. Nämä ovat muinaisia ​​sähkömagneettisia aaltoja, jotka syntyivät maailmankaikkeuden syntyessä. Nämä aallot havaitaan käyttämällä erittäin herkkiä antenneja ja suoraan avaruudessa. CMB:tä tarkasteltaessa tiedemiehet näkevät maailmankaikkeuden sellaisena kuin se oli 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Sillä hetkellä maailmankaikkeus jäähtyi niin paljon, että se pystyi lähettämään vapaita fotoneja, jotka vangitaan nykyään radioteleskooppien avulla. Tuohon aikaan universumissa ei ollut tähtiä tai galakseja, vaan vain jatkuva vety-, heliumin ja mitätön määrä muita alkuaineita. Tässä pilvessä havaituista epähomogeenisuuksista muodostuu myöhemmin galaktisia klustereita.

Tiedemiehet kiistelevät edelleen siitä, onko universumissa todellisia, havaitsemattomia rajoja. Tavalla tai toisella kaikki lähestyvät universumin ääretöntä, mutta he tulkitsevat tämän äärettömyyden täysin eri tavoin. Jotkut pitävät universumia moniulotteisena, jossa "paikallinen" kolmiulotteinen universumimme on vain yksi sen kerroksista. Toiset sanovat, että universumi on fraktaali, mikä tarkoittaa, että paikallinen universumimme voi olla toisen hiukkanen. Älä unohda Multiversen eri malleja, ts. äärettömän määrän muita universumeja kuin omamme. Ja monia, monia muita erilaisia ​​versioita, joiden määrää rajoittaa vain ihmisen mielikuvitus.

Universumi… Mikä kauhea sana. Tämän sanan mittakaava on käsittämätön. Meille 1000 km ajo on jo matka, ja mitä se merkitsee verrattuna jättiläishahmoon, joka osoittaa universumimme pienimmän mahdollisen halkaisijan tutkijoiden näkökulmasta.


Tämä luku ei ole vain kolossaali - se on epätodellinen. 93 miljardia valovuotta! Tämä ilmaistaan ​​kilometreinä 879 847 933 950 014 400 000 000.

Mikä on universumi?

Mikä on universumi? Kuinka käsittää tämä äärimmäisyys mielellä, koska, kuten Kozma Prutkov kirjoitti, sitä ei anneta kenellekään. Luotetaan tuttuihin, yksinkertaisiin asioihin, jotka pystyvät johdattamaan meidät haluttuun ymmärtämiseen analogisesti.

Mistä universumimme on tehty?

Selvittääksesi asian, mene keittiöön heti ja tartu vaahtomuovisieneen, jota käytät astioiden pesemiseen. Ovat ottaneet? Joten pidät universumin mallia käsissäsi. Jos tarkastelet sienen rakennetta lähemmin suurennuslasin läpi, huomaat, että siinä on paljon avoimia huokosia, joita eivät rajoita edes seinät, vaan pikemminkin sillat.

Universumi on jotain samanlaista, mutta ei vaahtokumia käytetä materiaalina jumpperien, vaan ... ... Ei planeettoja, ei tähtijärjestelmiä, vaan galakseja! Jokainen näistä galakseista koostuu sadoista miljardeista tähdistä, jotka kiertävät keskusydintä, ja jokainen voi olla halkaisijaltaan jopa satoja tuhansia valovuosia. Galaksien välinen etäisyys on yleensä noin miljoona valovuotta.

Universumin laajeneminen

Universumi ei ole vain suuri, se myös laajenee jatkuvasti. Tämä punasiirtymän tarkkailemalla todettu tosiasia muodosti alkuräjähdyksen teorian perustan.


NASAn mukaan maailmankaikkeuden ikä alkuräjähdyksen alkamisesta on ollut noin 13,7 miljardia vuotta.

Mitä sana "universumi" tarkoittaa?

Sanalla "universumi" on vanhat slaavilaiset juuret ja se on itse asiassa kuultopaperi kreikan sanasta oikoumenta (οἰκουμένη) johdettu verbistä οἰκέω "Asun, asun". Aluksi tämä sana merkitsi koko maailman asuttua osaa. Samanlainen merkitys on säilynyt kirkon kielessä tähän päivään asti: esimerkiksi Konstantinopolin patriarkan otsikossa on sana "ekumeeninen".

Termi tulee sanasta "asutus" ja on vain yhdenmukainen sanan "kaikki" kanssa.

Mikä on maailmankaikkeuden keskellä?

Kysymys universumin keskustasta on äärimmäisen hämmentävä asia, eikä sitä ole vielä lopullisesti ratkaistu. Ongelmana on, että ei ole selvää, onko se olemassa ollenkaan vai ei. On loogista olettaa, että koska tapahtui alkuräjähdys, jonka episentrumista lukemattomat galaksit alkoivat sirota, se tarkoittaa, että jäljittämällä kunkin niistä lentorataa, on mahdollista löytää universumin keskipiste galaksin risteyksestä. nämä lentoradat. Mutta tosiasia on, että kaikki galaksit liikkuvat poispäin toisistaan ​​suunnilleen samalla nopeudella, ja käytännössä sama kuva havaitaan jokaisesta universumin pisteestä.


Täällä on teoretisoitu niin paljon, että jokainen akateemikko tulee hulluksi. Neljäs ulottuvuus on jopa otettu esiin useammin kuin kerran, jos se ei olisi oikea, mutta asiasta ei ole tähän päivään mennessä saatu erityistä selvyyttä.

Jos maailmankaikkeuden keskukselle ei ole ymmärrettävää määritelmää, pidämme tyhjää ammattia puhua siitä, mikä on juuri tässä keskustassa.

Mitä on universumin ulkopuolella?

Tämä on erittäin mielenkiintoinen kysymys, mutta yhtä epämääräinen kuin edellinen. Yleisesti ottaen ei tiedetä, onko universumilla rajoja. Ehkä niitä ei ole olemassa. Ehkä he ovat. Ehkä universumimme lisäksi on muita, joilla on muita aineen ominaisuuksia, joiden luonnonlait ja maailmanvakiot ovat erilaisia ​​kuin meillä. Kukaan ei voi vastata sellaiseen kysymykseen yksiselitteisesti.

Ongelmana on, että voimme tarkkailla maailmankaikkeutta vain 13,3 miljardin valovuoden etäisyydeltä. Miksi? Hyvin yksinkertaista: muistamme, että maailmankaikkeuden ikä on 13,7 miljardia vuotta. Ottaen huomioon, että havainnointimme tapahtuu viiveellä, joka on yhtä suuri kuin aika, jonka valo kuluttaa vastaavan matkan kulkemiseen, emme voi tarkkailla maailmankaikkeutta ennen sitä hetkeä, jolloin se todella syntyi. Tällä etäisyydellä näemme taaperouniversumin...

Mitä muuta tiedämme maailmankaikkeudesta?

Paljon ja ei mitään! Tiedämme jäännöksen hehkusta, kosmisista kielistä, kvasaareista, mustista aukoista ja paljon, paljon muuta. Osa tästä tiedosta voidaan perustella ja todistaa; jokin on vain teoreettisia laskelmia, joita ei voida lopullisesti vahvistaa, ja jokin on vain pseudotieteilijoiden rikkaan mielikuvituksen hedelmää.


Mutta yhden asian tiedämme varmasti: koskaan ei tule sitä hetkeä, jolloin voimme helpottuneena pyyhkiä hikeä otsaltamme ja sanoa: "Fuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu! Kysymys on vihdoin täysin ymmärretty. Täällä ei ole enää mitään pyydettävää!"

Jokainen meistä on ainakin kerran miettinyt, missä valtavassa maailmassa elämme. Planeetallamme on järjetön määrä kaupunkeja, kyliä, teitä, metsiä, jokia. Useimmat ihmiset eivät koskaan näe puolta siitä elämänsä aikana. On vaikea kuvitella planeetan suurenmoista mittakaavaa, mutta tehtävä on vielä vaikeampi. Universumin koko on jotain, jota ehkä kehittyneinkin mieli ei voi kuvitella. Yritetään selvittää, mitä nykyaikainen tiede ajattelee tästä.

Peruskonsepti

Universumi on kaikkea meitä ympäröivää, josta tiedämme ja arvaamme mitä oli, on ja tulee olemaan. Jos vähennämme romantiikan intensiteettiä, tämä käsite määrittelee tieteessä kaiken, mikä on fyysisesti olemassa, ottaen huomioon ajallisen näkökulman ja toimintaa säätelevät lait, kaikkien elementtien yhteenliittäminen ja niin edelleen.

Luonnollisesti on melko vaikea kuvitella maailmankaikkeuden todellisia mittoja. Tieteessä tästä aiheesta keskustellaan laajasti, eikä yksimielisyyttä ole vielä saavutettu. Oletuksissaan tähtitieteilijät luottavat olemassa oleviin teorioihin tuntemamme maailman muodostumisesta sekä havaintojen tuloksena saatuihin tietoihin.

Metagalaksi

Useat hypoteesit määrittelevät maailmankaikkeuden ulottumattomaksi tai sanoinkuvaamattoman suureksi tilaksi, josta tiedämme vain vähän. Selvyyden ja keskustelun mahdollistamiseksi tutkittavasta alueesta otettiin käyttöön Metagalaksin käsite. Tämä termi viittaa universumin osaan, joka on käytettävissä tähtitieteellisillä menetelmillä havainnointiin. Tekniikan ja tiedon kehittymisen ansiosta se kasvaa jatkuvasti. Metagalaksi on osa niin sanottua havaittavaa maailmankaikkeutta - tilaa, jossa aine on saavuttanut nykyisen asemansa olemassaolonsa aikana. Kun on tarkoitus ymmärtää maailmankaikkeuden koko, useimmissa tapauksissa he puhuvat metagalaksista. Nykyinen teknologinen kehitystaso mahdollistaa esineiden tarkkailun jopa 15 miljardin valovuoden etäisyydellä Maasta. Aika tämän parametrin määrittämisessä näyttää olevan yhtä tärkeä kuin tila.

Ikä ja koko

Joidenkin universumimallien mukaan se ei koskaan ilmestynyt, vaan on olemassa ikuisesti. Nykyään hallitseva Big Bang -teoria tarjoaa kuitenkin maailmallemme "lähtökohdan". Tähtitieteilijöiden mukaan maailmankaikkeuden ikä on noin 13,7 miljardia vuotta. Jos siirryt ajassa taaksepäin, voit palata alkuräjähdystä. Huolimatta siitä, ovatko universumin mitat äärettömät, sen havaittavissa olevalla osalla on rajat, koska valon nopeus on äärellinen. Se sisältää kaikki ne paikat, joilla voi olla vaikutusta maanpäälliseen tarkkailijaan alkuräjähdyksen jälkeen. Havaittavan maailmankaikkeuden mitat kasvavat sen jatkuvan laajenemisen vuoksi. Viimeisimpien arvioiden mukaan se vie 93 miljardin valovuoden tilan.

Joukko

Katsotaan mikä universumi on. Ulkoavaruuden mitat kuivina lukuina ilmaistuna ovat tietysti silmiinpistäviä, mutta vaikeasti ymmärrettäviä. Monien on helpompi ymmärtää ympäröivän maailman mittakaava, jos he tietävät kuinka monta järjestelmää, kuten aurinkoenergiaa, siihen mahtuu.

Tähtemme ja sitä ympäröivät planeetat ovat vain pieni osa Linnunrataa. Tähtitieteilijöiden mukaan galaksissa on noin 100 miljardia tähteä. Jotkut heistä ovat jo löytäneet eksoplaneettoja. Ei pelkästään maailmankaikkeuden koko ole silmiinpistävä - jo sen merkityksettömän osan, Linnunradan, viemä tila herättää kunnioitusta. Valon kulkeminen galaksimme läpi kestää satatuhatta vuotta!

paikallinen ryhmä

Ekstragalaktinen tähtitiede, joka alkoi kehittyä Edwin Hubblen löytöjen jälkeen, kuvaa monia Linnunradan kaltaisia ​​rakenteita. Sen lähimmät naapurit ovat Andromeda-sumu ja Suuret ja Pienet Magellanin pilvet. Yhdessä useiden muiden "satelliittien" kanssa ne muodostavat paikallisen galaksiryhmän. Sitä erottaa viereisestä vastaavasta muodostumisesta noin 3 miljoonaa valovuotta. On jopa pelottavaa kuvitella, kuinka kauan nykyaikaisella lentokoneella menisi tällaisen matkan lentäminen!

Havaittu

Kaikki paikalliset ryhmät erotetaan toisistaan ​​laajalla tilalla. Metagalaksi sisältää useita miljardeja Linnunradan kaltaisia ​​rakenteita. Universumin koko on todella hämmästyttävä. Kestää 2 miljoonaa vuotta ennen kuin valonsäde kulkee Linnunradalta Andromeda-sumuun.

Mitä kauempana meistä on pala avaruutta, sitä vähemmän tiedämme sen nykytilasta. Valonnopeuden äärellisyyden vuoksi tiedemiehet voivat saada tietoa vain tällaisten esineiden menneisyydestä. Samoista syistä, kuten jo mainittiin, tähtitieteelliseen tutkimukseen käytettävissä oleva maailmankaikkeuden alue on rajallinen.

Toiset maailmat

Tämä ei kuitenkaan ole kaikki hämmästyttävä tieto, joka luonnehtii maailmankaikkeutta. Ulkoavaruuden mitat ylittävät ilmeisesti merkittävästi metagalaksin ja havaittavan osan. Inflaatioteoria ottaa käyttöön sellaisen käsitteen kuin Multiverse. Se koostuu useista maailmoista, jotka todennäköisesti muodostuvat samanaikaisesti, eivät leikkaa toisiaan ja kehittyvät itsenäisesti. Nykyinen teknologian kehitystaso ei anna toivoa samankaltaisten naapuriuniversumien tiedosta. Yksi syy on sama valonnopeuden äärellisyys.

Avaruustieteen nopea kehitys muuttaa käsitystämme maailmankaikkeuden koosta. Tähtitieteen nykytila, sen teoriat ja tiedemiesten laskelmat ovat tietämättömille vaikeasti ymmärrettäviä. Asian pinnallinenkin tarkastelu osoittaa kuitenkin, kuinka laaja maailma, jonka osa olemme, ja kuinka vähän tiedämme siitä vielä.