Jos universumimme ei laajene ja valon nopeus olisi taipuvainen äärettömyyteen, kysymykset "näemmekö koko maailmankaikkeuden?" tai "kuinka kauas voimme nähdä maailmankaikkeuden?" ei olisi järkeä. Näkisimme "elävänä" kaiken, mitä tapahtuu missä tahansa ulkoavaruuden nurkassa.

Mutta kuten tiedätte, valon nopeus on rajallinen, ja universumimme laajenee ja tekee sen kiihtyvällä vauhdilla. Jos laajenemisnopeus kasvaa jatkuvasti, meiltä pakenee superluminaalisilla nopeuksilla alueita, joita emme logiikan mukaan näe. Mutta miten tämä on mahdollista? Eikö tämä todellakin ole suhteellisuusteorian vastaista? Tässä tapauksessa ei: loppujen lopuksi avaruus itsessään laajenee, mutta sen sisällä olevat esineet pysyvät alivalon nopeuksilla. Selvyyden vuoksi voit kuvitella universumimme ilmapallon muodossa, ja ilmapalloon liimattu painike toimii galaksin roolissa. Yritä täyttää ilmapallo: nappigalaksi alkaa liikkua poispäin sinusta ilmapallouniversumin tilan laajentuessa, vaikka nappigalaksin oma nopeus pysyy nollana.

Osoittautuu, että täytyy olla alue, jonka sisällä on esineitä, jotka karkaavat meiltä valonnopeutta pienemmällä nopeudella ja joiden säteilyn voimme havaita kaukoputkessamme. Tätä aluetta kutsutaan Hubble-pallo. Se päättyy rajalle, jossa kaukaisten galaksien poistumisnopeus on sama kuin niiden fotonien liikenopeus, jotka lentävät meidän suuntaanmme (eli valon nopeus). Tämä raja sai nimen Hiukkashorisontti. On selvää, että hiukkashorisontin takana sijaitsevien esineiden nopeus on suurempi kuin valon nopeus, eikä niiden säteily pääse tavoittamaan meitä. Vai onko se vielä mahdollista?

Kuvitellaan, että Galaxy X oli Hubble-pallolla ja säteili valoa, joka pääsi helposti maan päälle. Mutta universumin kiihtyvän laajenemisen vuoksi Galaxy X on mennyt hiukkashorisontin ulkopuolelle ja on jo siirtymässä pois meistä valonnopeutta suuremmalla nopeudella. Mutta sen Hubble-pallolla säteilevät fotonit lentävät edelleen planeettamme suuntaan, ja jatkamme niiden havaitsemista, ts. Tarkkailemme kohdetta, joka liikkuu parhaillaan pois meistä valonnopeuden ylittävällä nopeudella.

Mutta entä jos galaksi Y ei koskaan ollut Hubblen pallolla ja sillä olisi heti superluminaalinen nopeus säteilyn alkaessa? Osoittautuu, että yksikään sen fotoni ei ole koskaan käynyt meidän osassamme universumia. Mutta se ei tarkoita, etteikö niin tapahtuisi tulevaisuudessa! Emme saa unohtaa, että myös Hubble-pallo laajenee (yhdessä koko maailmankaikkeuden kanssa) ja sen laajeneminen on suurempi kuin nopeus, jolla galaksin Y fotoni liikkuu pois meistä (löysimme fotonin poistumisnopeuden galaksi Y vähentämällä valon nopeus galaksin Y pakonopeudesta). Jos tämä ehto täyttyy, jonakin päivänä Hubble-pallo saavuttaa nämä fotonit ja pystymme havaitsemaan galaksin Y. Tämä prosessi näkyy selvästi alla olevassa kaaviossa.

Tila, joka sisältää Hubble-pallo Ja Hiukkashorisontti, nimeltään Metagalaksi tai Näkyvä universumi.

Mutta onko metagalaksin ulkopuolella mitään? Jotkut kosmiset teoriat viittaavat ns Tapahtumahorisontti. Olet ehkä jo kuullut tämän nimen mustien aukkojen kuvauksesta. Sen toimintaperiaate pysyy samana: emme koskaan näe sitä, mikä on Tapahtumahorisontin takana, koska Tapahtumahorisontin ulkopuolella sijaitsevien esineiden fotonien pakonopeus on suurempi kuin Hubble-pallon laajenemisnopeus, joten niiden valo karkaa aina. meiltä.

Mutta jotta tapahtumahorisontti olisi olemassa, maailmankaikkeuden täytyy laajentua kiihtyvällä nopeudella (mikä on sopusoinnussa nykyajan maailmanjärjestystä koskevien käsitysten kanssa). Lopulta kaikki meitä ympäröivät galaksit ylittävät Tapahtumahorisontin. Näyttäisi siltä, ​​että aika olisi pysähtynyt niissä. Näemme, kuinka ne loputtomasti ylittävät näkyvyyden rajoja, mutta emme koskaan näe niitä täysin piilossa.

Tämä on mielenkiintoista: jos galaksien sijasta havaitsimme kaukoputkessa suurta kelloa kellotaululla ja Tapahtumahorisontin lähtö osoittaisi osoittimien sijainnin klo 12.00, niin ne hidastuvat loputtomasti klo 11.59.59, ja kuva muuttuisi sumeammaksi, koska . Yhä vähemmän fotoneja tavoittaisi meidät.

Mutta jos tiedemiehet ovat väärässä ja tulevaisuudessa maailmankaikkeuden laajeneminen alkaa hidastua, tämä kumoaa välittömästi Tapahtumahorisontin olemassaolon, koska minkä tahansa kohteen säteily ennemmin tai myöhemmin ylittää sen pakonopeuden. Sinun tarvitsee vain odottaa satoja miljardeja vuosia...

Kuva: depositphotos| JohanSwanepoel

Jos löydät virheen, korosta tekstinpätkä ja napsauta Ctrl+Enter.

Tiesitkö, että havaitsemallamme maailmankaikkeudella on melko selvät rajat? Olemme tottuneet yhdistämään universumin johonkin äärettömään ja käsittämättömään. Nykytiede, kun kysytään maailmankaikkeuden "äärettömyydestä", tarjoaa kuitenkin täysin erilaisen vastauksen tällaiseen "ilmeiseen" kysymykseen.

Nykyaikaisten käsitysten mukaan havaittavan maailmankaikkeuden koko on noin 45,7 miljardia valovuotta (tai 14,6 gigaparsekkia). Mutta mitä nämä luvut tarkoittavat?

Ensimmäinen kysymys, joka tulee tavallisen ihmisen mieleen, on, kuinka universumi ei voi olla ääretön? Vaikuttaa siltä, ​​että on kiistatonta, että kaiken ympärillämme olevan säiliöllä ei pitäisi olla rajoja. Jos nämä rajat ovat olemassa, mitä ne tarkalleen ovat?

Oletetaan, että joku astronautti saavuttaa maailmankaikkeuden rajat. Mitä hän näkee edessään? Kiinteä seinä? Paloeste? Ja mitä sen takana on - tyhjyys? Toinen universumi? Mutta voiko tyhjyys tai toinen universumi tarkoittaa, että olemme maailmankaikkeuden rajalla? Loppujen lopuksi tämä ei tarkoita, että siellä ei olisi "mitään". Tyhjyys ja toinen universumi ovat myös "jotain". Mutta universumi on jotain, joka sisältää ehdottomasti kaiken "jotain".

Saavumme ehdoton ristiriita. Osoittautuu, että maailmankaikkeuden rajan täytyy kätkeä meiltä jotain, mitä ei pitäisi olla. Tai universumin rajan pitäisi eristää "kaikki" "jostakin", mutta tämän "jonkin" tulisi myös olla osa "kaikkia". Yleisesti ottaen täyttä absurdia. Kuinka tiedemiehet voivat sitten ilmoittaa universumimme rajoittavan koon, massan ja jopa iän? Nämä arvot, vaikkakin käsittämättömän suuria, ovat silti rajallisia. Väittääkö tiede ilmeisen kanssa? Tämän ymmärtämiseksi jäljitetään ensin, kuinka ihmiset päätyivät nykyaikaiseen ymmärryksemme maailmankaikkeudesta.

Laajentaa rajoja

Muinaisista ajoista lähtien ihmiset ovat olleet kiinnostuneita siitä, millainen maailma heidän ympärillään on. Ei ole tarpeen antaa esimerkkejä kolmesta pilarista ja muista muinaisten yrityksistä selittää maailmankaikkeutta. Yleensä loppujen lopuksi kaikki johtui siitä, että kaiken perusta on maan pinta. Jopa antiikin ja keskiajan aikoina, jolloin tähtitieteilijöillä oli laajat tiedot planeettojen liikkeen laeista "kiinteää" taivaanpalloa pitkin, maa pysyi maailmankaikkeuden keskipisteenä.

Luonnollisesti jopa muinaisessa Kreikassa oli niitä, jotka uskoivat, että maa pyörii Auringon ympäri. Oli niitä, jotka puhuivat monista maailmoista ja maailmankaikkeuden äärettömyydestä. Mutta rakentavat perustelut näille teorioille syntyivät vasta tieteellisen vallankumouksen vaihteessa.

Puolalainen tähtitieteilijä Nicolaus Copernicus teki 1500-luvulla ensimmäisen suuren läpimurron maailmankaikkeuden tuntemisessa. Hän osoitti lujasti, että Maa on vain yksi Auringon ympäri kiertävistä planeetoista. Tällainen järjestelmä yksinkertaisti suuresti selitystä niin monimutkaisesta ja monimutkaisesta planeettojen liikkeestä taivaalla. Kun kyseessä oli paikallaan oleva maa, tähtitieteilijät joutuivat keksimään kaikenlaisia ​​älykkäitä teorioita selittääkseen planeettojen käyttäytymisen. Toisaalta, jos Maa hyväksytään liikkuvaksi, selitys sellaisille monimutkaisille liikkeille tulee luonnollisesti. Siten tähtitiedessä syntyi uusi paradigma nimeltä "heliosentrismi".

Monet aurinkot

Kuitenkin tämänkin jälkeen tähtitieteilijät jatkoivat universumin rajoittamista "kiinteiden tähtien sfääriin". 1800-luvulle asti he eivät pystyneet arvioimaan etäisyyttä tähtiin. Tähtitieteilijät ovat useiden vuosisatojen ajan yrittäneet turhaan havaita poikkeamia tähtien sijainnissa suhteessa Maan kiertoradan liikkeeseen (vuosittaiset parallaksit). Tuon ajan instrumentit eivät sallineet niin tarkkoja mittauksia.

Lopulta vuonna 1837 venäläis-saksalainen tähtitieteilijä Vasily Struve mittasi parallaksin. Tämä merkitsi uutta askelta avaruuden mittakaavan ymmärtämisessä. Nyt tiedemiehet voivat turvallisesti sanoa, että tähdet ovat kaukana yhtäläisyyksistä Auringon kanssa. Valaisimemme ei ole enää kaiken keskipiste, vaan loputtoman tähtijoukon tasavertainen ”asukas”.

Tähtitieteilijät ovat tulleet entistä lähemmäksi maailmankaikkeuden mittakaavan ymmärtämistä, koska etäisyydet tähtiin osoittautuivat todella hirviömäisiksi. Jopa planeettojen kiertoradan koko vaikutti merkityksettömältä siihen verrattuna. Seuraavaksi piti ymmärtää, miten tähdet ovat keskittyneet.

Monet Linnunradat

Kuuluisa filosofi Immanuel Kant odotti universumin laajamittaisen rakenteen modernin ymmärryksen perustaa jo vuonna 1755. Hän arveli, että Linnunrata on valtava pyörivä tähtijoukko. Monet havaituista sumuista puolestaan ​​ovat myös kauempana olevia "linnunteitä" - galakseja. Tästä huolimatta tähtitieteilijät uskoivat 1900-luvulle asti, että kaikki sumut ovat tähtien muodostumisen lähteitä ja ovat osa Linnunrataa.

Tilanne muuttui, kun tähtitieteilijät oppivat mittaamaan galaksien välisiä etäisyyksiä käyttämällä . Tämän tyyppisten tähtien absoluuttinen kirkkaus riippuu tiukasti niiden vaihtelujaksosta. Vertaamalla niiden absoluuttista kirkkautta näkyvään, on mahdollista määrittää etäisyys niihin suurella tarkkuudella. Tämän menetelmän kehittivät 1900-luvun alussa Einar Hertzschrung ja Harlow Scelpi. Hänen ansiostaan ​​Neuvostoliiton tähtitieteilijä Ernst Epic vuonna 1922 määritti etäisyyden Andromedaan, joka osoittautui suuruusluokkaa suuremmiksi kuin Linnunradan koko.

Edwin Hubble jatkoi Epicin aloitetta. Mittaamalla kefeidien kirkkautta muissa galakseissa hän mittasi niiden etäisyyden ja vertasi sitä niiden spektrien punasiirtymään. Joten vuonna 1929 hän kehitti kuuluisan lakinsa. Hänen työnsä kumosi lopullisesti vakiintuneen näkemyksen siitä, että Linnunrata on maailmankaikkeuden reuna. Nyt se oli yksi monista galakseista, joita aikoinaan pidettiin osana sitä. Kantin hypoteesi vahvistettiin lähes kaksi vuosisataa sen kehittämisen jälkeen.

Myöhemmin Hubblen löytämä yhteys galaksin etäisyyden välillä tarkkailijasta suhteessa sen poistumisnopeuteen teki mahdolliseksi piirtää täydellisen kuvan universumin laajamittaisesta rakenteesta. Kävi ilmi, että galaksit olivat vain merkityksetön osa sitä. Ne yhdistyivät klustereiksi, klusterit superklusteriksi. Superklusterit puolestaan ​​muodostavat maailmankaikkeuden suurimmat tunnetut rakenteet - langat ja seinät. Nämä rakenteet valtavien supertyhjiöiden () vieressä muodostavat tällä hetkellä tunnetun universumin laajamittaisen rakenteen.

Näennäinen äärettömyys

Yllä olevasta seuraa, että vain muutamassa vuosisadassa tiede on vähitellen heilunut geosentrismistä nykyaikaiseen maailmankaikkeuden ymmärrykseen. Tämä ei kuitenkaan vastaa siihen, miksi rajoitamme maailmankaikkeutta nykyään. Puhuimmehan tähän asti vain tilan mittakaavasta, emme sen luonteesta.

Ensimmäinen, joka päätti oikeuttaa maailmankaikkeuden äärettömyyden, oli Isaac Newton. Löydettyään universaalin painovoiman lain hän uskoi, että jos avaruus olisi äärellinen, kaikki sen ruumiit sulautuisivat ennemmin tai myöhemmin yhdeksi kokonaisuudeksi. Ennen häntä, jos joku ilmaisi ajatuksen maailmankaikkeuden äärettömyydestä, se oli yksinomaan filosofista. Ilman tieteellistä perustetta. Esimerkki tästä on Giordano Bruno. Muuten, kuten Kant, hän oli monia vuosisatoja tieteen edellä. Hän julisti ensimmäisenä, että tähdet ovat kaukaisia ​​aurinkoja ja planeetat pyörivät myös niiden ympärillä.

Vaikuttaa siltä, ​​että itse äärettömyyden tosiasia on varsin perusteltu ja ilmeinen, mutta 1900-luvun tieteen käännekohdat ravistelivat tätä "totuutta".

Kiinteä universumi

Albert Einstein otti ensimmäisen merkittävän askeleen kohti nykyaikaisen maailmankaikkeuden mallin kehittämistä. Kuuluisa fyysikko esitteli mallinsa kiinteästä universumista vuonna 1917. Tämä malli perustui yleiseen suhteellisuusteoriaan, jonka hän oli kehittänyt vuotta aiemmin. Hänen mallinsa mukaan universumi on ajallisesti ääretön ja avaruudessa äärellinen. Mutta kuten aiemmin todettiin, Newtonin mukaan rajallisen kokoisen maailmankaikkeuden täytyy romahtaa. Tätä varten Einstein otti käyttöön kosmologisen vakion, joka kompensoi kaukaisten kohteiden vetovoimaa.

Riippumatta siitä, kuinka paradoksaalista se kuulostaa, Einstein ei rajoittunut universumin äärellisyyttä. Hänen mielestään universumi on hyperpallon suljettu kuori. Analogia on tavallisen kolmiulotteisen pallon pinta, esimerkiksi maapallo tai maa. Riippumatta siitä, kuinka paljon matkustaja matkustaa maan halki, hän ei koskaan saavuta sen reunaa. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että maapallo olisi ääretön. Matkustaja yksinkertaisesti palaa paikkaan, josta hän aloitti matkansa.

Hypersfäärin pinnalla

Samalla tavalla avaruusvaeltaja, joka kulkee tähtialuksella Einsteinin universumin läpi, voi palata takaisin Maahan. Vain tällä kertaa vaeltaja ei liiku pallon kaksiulotteista pintaa pitkin, vaan hyperpallon kolmiulotteista pintaa pitkin. Tämä tarkoittaa, että maailmankaikkeudella on äärellinen tilavuus ja siksi äärellinen määrä tähtiä ja massaa. Universumilla ei kuitenkaan ole rajoja eikä keskustaa.

Einstein tuli näihin johtopäätöksiin yhdistämällä tilan, ajan ja painovoiman kuuluisassa teoriassaan. Ennen häntä näitä käsitteitä pidettiin erillisinä, minkä vuoksi universumin avaruus oli puhtaasti euklidinen. Einstein osoitti, että painovoima itsessään on aika-avaruuden kaarevuus. Tämä muutti radikaalisti varhaisia ​​käsityksiä universumin luonteesta, joka perustui klassiseen newtonilaiseen mekaniikkaan ja euklidiseen geometriaan.

Laajentuva Universumi

Jopa "uuden universumin" löytäjä ei itse ollut harhaluuloille vieras. Vaikka Einstein rajoitti maailmankaikkeutta avaruudessa, hän piti sitä edelleen staattisena. Hänen mallinsa mukaan maailmankaikkeus oli ja pysyy ikuisena, ja sen koko pysyy aina samana. Vuonna 1922 Neuvostoliiton fyysikko Alexander Friedman laajensi tätä mallia merkittävästi. Hänen laskelmiensa mukaan universumi ei ole ollenkaan staattinen. Se voi laajeta tai supistua ajan myötä. On huomionarvoista, että Friedman päätyi tällaiseen malliin, joka perustuu samaan suhteellisuusteoriaan. Hän onnistui soveltamaan tätä teoriaa oikeammin ohittaen kosmologisen vakion.

Albert Einstein ei heti hyväksynyt tätä "muutosta". Tämä uusi malli tuli aiemmin mainitun Hubblen löydön avuksi. Galaksien taantuma osoitti kiistattomasti maailmankaikkeuden laajenemisen. Joten Einsteinin oli myönnettävä virheensä. Nyt universumilla oli tietty ikä, joka riippuu tiukasti Hubble-vakiosta, joka kuvaa sen laajenemisnopeutta.

Kosmologian jatkokehitys

Kun tutkijat yrittivät ratkaista tämän kysymyksen, monia muita tärkeitä universumin komponentteja löydettiin ja siitä kehitettiin erilaisia ​​malleja. Joten vuonna 1948 George Gamow esitteli "kuuma universumi" -hypoteesin, joka myöhemmin muuttui alkuräjähdysteoriaksi. Vuonna 1965 tehty löytö vahvisti hänen epäilynsä. Nyt tähtitieteilijät saattoivat tarkkailla valoa, joka tuli siitä hetkestä, kun maailmankaikkeus tuli läpinäkyväksi.

Pimeä aine, jonka Fritz Zwicky ennusti vuonna 1932, vahvistettiin vuonna 1975. Pimeä aine itse asiassa selittää galaksien, galaksiklusterien ja itse universaalin rakenteen olemassaolon kokonaisuutena. Näin tiedemiehet oppivat, että suurin osa maailmankaikkeuden massasta on täysin näkymätöntä.

Lopulta vuonna 1998 etäisyyttä tutkittaessa havaittiin, että maailmankaikkeus laajenee kiihtyvästi. Tämä tieteen viimeisin käännekohta synnytti nykyaikaisen ymmärryksemme maailmankaikkeuden luonteesta. Einsteinin esittelemä ja Friedmanin kumoama kosmologinen kerroin löysi jälleen paikkansa universumin mallissa. Kosmologisen kertoimen (kosmologisen vakion) läsnäolo selittää sen kiihtyneen laajenemisen. Kosmologisen vakion olemassaolon selittämiseksi otettiin käyttöön käsite hypoteettisesta kentästä, joka sisältää suurimman osan maailmankaikkeuden massasta.

Nykyaikainen käsitys havaittavan maailmankaikkeuden koosta

Modernia maailmankaikkeuden mallia kutsutaan myös ΛCDM-malliksi. Kirjain "Λ" tarkoittaa kosmologisen vakion olemassaoloa, mikä selittää universumin kiihtyneen laajenemisen. "CDM" tarkoittaa, että maailmankaikkeus on täynnä kylmää pimeää ainetta. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että Hubblen vakio on noin 71 (km/s)/Mpc, mikä vastaa maailmankaikkeuden ikää 13,75 miljardia vuotta. Kun tiedämme maailmankaikkeuden iän, voimme arvioida sen havaittavan alueen koon.

Suhteellisuusteorian mukaan tieto mistään kohteesta ei voi saavuttaa tarkkailijaa valon nopeutta (299 792 458 m/s) suuremmalla nopeudella. Osoittautuu, että tarkkailija ei näe vain esinettä, vaan sen menneisyyttä. Mitä kauempana esine on hänestä, sitä kauempaa hän katsoo menneisyyteen. 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. Einsteinin kiinteässä mallissa universumilla ei ole ikärajaa, mikä tarkoittaa, että sen havaittavaa aluetta ei myöskään rajoita mikään. Yhä kehittyneemmillä tähtitieteellisillä välineillä aseistettu tarkkailija tarkkailee yhä kauempana olevia ja muinaisempia kohteita.

Meillä on erilainen kuva nykyaikaisen maailmankaikkeuden mallin kanssa. Sen mukaan universumilla on ikä ja siten havainnointiraja. Toisin sanoen maailmankaikkeuden syntymän jälkeen yksikään fotoni ei olisi voinut kulkea 13,75 miljardia valovuotta pitempi matka. Osoittautuu, että voimme sanoa, että havaittava maailmankaikkeus rajoittuu havainnoijasta pallomaiseen alueeseen, jonka säde on 13,75 miljardia valovuotta. Tämä ei kuitenkaan ole aivan totta. Meidän ei pidä unohtaa maailmankaikkeuden avaruuden laajenemista. Kun fotoni saavuttaa tarkkailijan, sen lähettänyt kohde on jo 45,7 miljardin valovuoden päässä meistä. vuotta. Tämä koko on hiukkasten horisontti, se on havaittavan maailmankaikkeuden raja.

Horisontin yli

Joten havaittavan maailmankaikkeuden koko on jaettu kahteen tyyppiin. Näennäinen koko, jota kutsutaan myös Hubblen säteeksi (13,75 miljardia valovuotta). Ja todellinen koko, nimeltään hiukkashorisontti (45,7 miljardia valovuotta). Tärkeää on, että nämä kumpikaan horisontti eivät millään tavalla kuvaa maailmankaikkeuden todellista kokoa. Ensinnäkin ne riippuvat tarkkailijan sijainnista avaruudessa. Toiseksi ne muuttuvat ajan myötä. ΛCDM-mallin tapauksessa hiukkashorisontti laajenee nopeudella, joka on suurempi kuin Hubblen horisontti. Nykytiede ei vastaa kysymykseen, muuttuuko tämä suuntaus tulevaisuudessa. Mutta jos oletetaan, että maailmankaikkeus jatkaa laajentumistaan ​​kiihtyvällä vauhdilla, niin kaikki nyt näkemämme esineet katoavat ennemmin tai myöhemmin "näkökentältämme".

Tällä hetkellä kaukaisin tähtitieteilijöiden havaitsema valo on kosminen mikroaaltotaustasäteily. Tutkijat näkevät maailmankaikkeuden sellaisena kuin se oli 380 tuhatta vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Tällä hetkellä maailmankaikkeus jäähtyi tarpeeksi, jotta se pystyi lähettämään vapaita fotoneja, joita nykyään havaitaan radioteleskooppien avulla. Tuohon aikaan maailmankaikkeudessa ei ollut tähtiä tai galakseja, vaan vain jatkuva vety-, heliumin ja merkityksetön määrä muita alkuaineita. Tässä pilvessä havaituista epähomogeenisuuksista muodostuu myöhemmin galaksijoukkoja. Osoittautuu, että juuri ne esineet, jotka muodostuvat kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn epähomogeenisuudesta, sijaitsevat lähimpänä hiukkashorisonttia.

Todelliset rajat

Se, onko universumilla todellisia, havaitsemattomia rajoja, on edelleen pseudotieteellisen spekuloinnin kysymys. Tavalla tai toisella kaikki ovat yhtä mieltä universumin äärettömyydestä, mutta tulkitsevat tämän äärettömyyden täysin eri tavoin. Jotkut pitävät maailmankaikkeutta 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. Emme saa unohtaa Multiversen erilaisia ​​malleja suljetuine, avoimina, rinnakkaisine universumeineen ja madonreikineen. Ja on olemassa monia, monia erilaisia ​​versioita, joiden määrää rajoittaa vain ihmisen mielikuvitus.

Mutta jos otamme käyttöön kylmän realismin tai yksinkertaisesti astumme taaksepäin kaikista näistä hypoteeseista, voimme olettaa, että universumimme on ääretön homogeeninen säiliö kaikista tähdistä ja galakseista. Lisäksi missä tahansa hyvin kaukaisessa kohdassa, olipa se sitten miljardeja gigaparsekkeja meiltä, ​​kaikki olosuhteet ovat täsmälleen samat. Tässä vaiheessa hiukkashorisontti ja Hubble-pallo ovat täsmälleen samat, ja niiden reunassa on sama jäännesäteily. Ympärillä on samoja tähtiä ja galakseja. Mielenkiintoista on, että tämä ei ole ristiriidassa maailmankaikkeuden laajenemisen kanssa. Loppujen lopuksi ei vain universumi laajene, vaan sen tila itse. Se, että alkuräjähdyksen hetkellä universumi syntyi yhdestä pisteestä, tarkoittaa vain sitä, että silloin olleet äärettömän pienet (käytännössä nolla) mitat ovat nyt muuttuneet käsittämättömän suuriksi. Tulevaisuudessa käytämme juuri tätä hypoteesia ymmärtääksemme selvästi havaittavan maailmankaikkeuden mittakaavan.

Visuaalinen esitys

Eri lähteet tarjoavat kaikenlaisia ​​visuaalisia malleja, joiden avulla ihmiset voivat ymmärtää maailmankaikkeuden mittakaavan. Ei kuitenkaan riitä, että ymmärrämme, kuinka suuri kosmos on. On tärkeää kuvitella, kuinka käsitteet, kuten Hubble-horisontti ja hiukkashorisontti, todellisuudessa ilmenevät. Kuvittelemme tätä varten mallimme askel askeleelta.

Unohdetaan, että nykytiede ei tiedä universumin "vieraasta" alueesta. Jos hylätään versiot multiversumeista, fraktaaliuniversumista ja sen muista "lajikkeista", kuvitellaan, että se on yksinkertaisesti ääretön. Kuten aiemmin todettiin, tämä ei ole ristiriidassa sen tilan laajentamisen kanssa. Tietenkin otamme huomioon, että sen Hubble-pallo ja hiukkaspallo ovat 13,75 ja 45,7 miljardia valovuotta.

Universumin mittakaava

Paina START-painiketta ja löydä uusi, tuntematon maailma!
Yritetään ensin ymmärtää, kuinka suuri universaali mittakaava on. Jos olet matkustanut ympäri planeettamme, voit hyvin kuvitella kuinka suuri maa on meille. Kuvittele nyt planeettamme tattarijyvänä, joka liikkuu kiertoradalla vesimelonin ympärillä - puolen jalkapallokentän kokoinen aurinko. Tässä tapauksessa Neptunuksen kiertorata vastaa pienen kaupungin kokoa, alue vastaa Kuuta ja Auringon vaikutusrajan alue vastaa Marsia. Osoittautuu, että aurinkokuntamme on yhtä paljon suurempi kuin Maa kuin Mars on suurempi kuin tattari! Mutta tämä on vasta alkua.

Kuvitellaan nyt, että tämä tattari on järjestelmämme, jonka koko on suunnilleen yksi parsek. Silloin Linnunrata on kahden jalkapallostadionin kokoinen. Tämä ei kuitenkaan riitä meille. Linnunrata on myös pienennettävä senttimetrin kokoiseksi. Se muistuttaa jossain määrin kahvivaahtoa, joka on kääritty pyörteeseen keskellä kahvimustaa intergalaktista tilaa. Kaksikymmentä senttimetriä siitä on sama kierre "muru" - Andromeda-sumu. Niiden ympärillä on parvi paikallisen klusterimme pieniä galakseja. Universumimme näennäinen koko on 9,2 kilometriä. Olemme tulleet ymmärtämään universaalit ulottuvuudet.

Universaalin kuplan sisällä

Ei kuitenkaan riitä, että ymmärrämme itse mittakaavan. On tärkeää ymmärtää maailmankaikkeus dynamiikassa. Kuvitellaanpa itsemme jättiläisiksi, joille Linnunradalla on sentin halkaisija. Kuten juuri nyt todettiin, löydämme itsemme pallon sisällä, jonka säde on 4,57 ja halkaisija 9,24 kilometriä. Kuvitellaan, että pystymme kellumaan tämän pallon sisällä, matkustamaan, kattamaan kokonaisia ​​megaparsekkeja sekunnissa. Mitä näemme, jos universumimme on ääretön?

Tietenkin, lukemattomia kaikenlaisia ​​galakseja ilmestyy eteenmme. Elliptinen, spiraalimainen, epäsäännöllinen. Jotkut alueet ovat täynnä niitä, toiset ovat tyhjiä. Pääominaisuus on, että visuaalisesti ne ovat kaikki liikkumattomia, kun taas me olemme liikkumattomia. Mutta heti kun otamme askeleen, galaksit itse alkavat liikkua. Jos esimerkiksi pystymme havaitsemaan mikroskooppisen aurinkokunnan senttimetrin pituisessa Linnunradassa, voimme tarkkailla sen kehitystä. Siirtyessämme 600 metrin päähän galaksistamme näemme prototähden Auringon ja protoplanetaarisen levyn muodostumishetkellä. Lähestymme sitä, näemme kuinka maapallo ilmestyy, elämä syntyy ja ihminen ilmestyy. Samalla tavalla näemme, kuinka galaksit muuttuvat ja liikkuvat, kun siirrymme pois tai lähestymme niitä.

Näin ollen mitä kauempana galakseja katsomme, sitä vanhempia ne ovat meille. Joten kaukaisimmat galaksit sijaitsevat kauempana kuin 1300 metriä meistä, ja 1380 metrin vaihteessa näemme jo jäännesäteilyä. Totta, tämä etäisyys on meille kuvitteellinen. Kuitenkin kun pääsemme lähemmäksi kosmista mikroaaltotaustasäteilyä, näemme mielenkiintoisen kuvan. Luonnollisesti tarkkailemme, kuinka galaksit muodostuvat ja kehittyvät alkuperäisestä vetypilvestä. Kun saavutamme yhden näistä muodostuneista galakseista, ymmärrämme, että emme ole kulkeneet ollenkaan 1,375 kilometriä, vaan kaikki 4,57 kilometriä.

Loitonnetaan

Tämän seurauksena lisäämme kokoa entisestään. Nyt voimme sijoittaa kokonaisia ​​tyhjiöitä ja seiniä nyrkkiin. Joten löydämme itsemme melko pienestä kuplasta, josta on mahdotonta päästä ulos. Etäisyys kuplan reunalla oleviin esineisiin ei vain kasva, kun ne tulevat lähemmäksi, vaan itse reuna muuttuu loputtomasti. Tämä on koko havaittavan maailmankaikkeuden koon ydin.

Ei ole väliä kuinka suuri maailmankaikkeus on, tarkkailijalle se jää aina rajoitetuksi kuplaksi. Tarkkailija on aina tämän kuplan keskustassa, itse asiassa hän on sen keskus. Yrittäessään päästä mihin tahansa kuplan reunalla olevaan esineeseen tarkkailija siirtää sen keskustaa. Kun lähestyt kohdetta, tämä kohde siirtyy yhä kauemmaksi kuplan reunasta ja samalla muuttuu. Esimerkiksi muodottomasta vetypilvestä se muuttuu täysimittaiseksi galaksiksi tai edelleen galaktiseksi joukoksi. Lisäksi polku tähän kohteeseen kasvaa, kun lähestyt sitä, koska itse ympäröivä tila muuttuu. Kun olemme saavuttaneet tämän kohteen, siirrämme sen vain kuplan reunasta sen keskustaan. Universumin reunalla jäännössäteily vilkkuu edelleen.

Jos oletetaan, että maailmankaikkeus jatkaa laajenemista kiihtyvällä tahdilla, niin kuplan keskellä ollessa ja aikaa eteenpäin miljardeja, triljoonia ja vielä korkeampia vuosia eteenpäin huomaamme vielä mielenkiintoisemman kuvan. Vaikka myös kuplamme kasvaa, sen muuttuvat komponentit siirtyvät pois meistä entistä nopeammin jättäen tämän kuplan reunan, kunnes jokainen universumin hiukkanen vaeltelee erikseen yksinäisessä kuplassaan ilman mahdollisuutta olla vuorovaikutuksessa muiden hiukkasten kanssa.

Joten modernilla tieteellä ei ole tietoa maailmankaikkeuden todellisesta koosta ja siitä, onko sillä rajoja. Mutta tiedämme varmasti, että havaittavalla maailmankaikkeudella on näkyvä ja todellinen raja, jota kutsutaan vastaavasti Hubblen säteeksi (13,75 miljardia valovuotta) ja hiukkasten säteeksi (45,7 miljardia valovuotta). Nämä rajat riippuvat täysin tarkkailijan sijainnista avaruudessa ja laajenevat ajan myötä. Jos Hubblen säde laajenee tiukasti valonnopeudella, hiukkashorisontin laajeneminen kiihtyy. Kysymys siitä, jatkuuko sen hiukkashorisontin kiihtyvyys edelleen ja korvataanko se kompressiolla, jää avoimeksi.

Universumi... Mikä kauhea sana. Tällä sanalla merkityn mittakaavassa ei ole ymmärrystä. Meille 1000 km ajo on jo matka, mutta mitä ne tarkoittavat verrattuna jättimäiseen lukuun, joka osoittaa tutkijoiden näkökulmasta maailmankaikkeutemme pienimmän mahdollisen halkaisijan.


Tämä luku ei ole vain valtava - se on epätodellinen. 93 miljardia valovuotta! Kilometreissä tämä ilmaistaan ​​879,847,933,950,014,400,000,000.

Mikä on universumi?

Mikä on universumi? Kuinka tajuta tämä äärettömyys mielessäsi, koska, kuten Kozma Prutkov kirjoitti, sitä ei anneta kenellekään. Luotetaan kaikkeen meille tuttuun, yksinkertaisiin asioihin, jotka voivat analogioiden kautta johtaa meidät haluttuun ymmärtämiseen.

Mistä universumimme on tehty?

Ymmärtääksesi tämän ongelman mene keittiöön heti ja ota vaahtomuovisieni, jota käytät astioiden pesemiseen. Ovat ottaneet? Joten pidät käsissäsi universumin mallia. Jos tarkastelet sienen rakennetta lähemmin suurennuslasin läpi, huomaat, että se koostuu monista avoimista huokosista, joita eivät rajoita edes seinät, vaan pikemminkin sillat.

Universumi on jotain samanlaista, mutta vain siltojen materiaali ei ole vaahtokumia, vaan... ...Ei planeettoja, ei tähtijärjestelmiä, vaan galakseja! Jokainen näistä galakseista koostuu sadoista miljardeista tähdistä, jotka kiertävät keskusydintä, ja jokainen voi olla kooltaan 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 oikomenta (οἰκουμένη), tulee verbistä οἰκέω "Asun, asun". Aluksi tämä sana merkitsi koko maailman asuttua osaa. Kirkon kielessä samanlainen merkitys säilyy edelleen: 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 ehdottomasti ole vielä ratkaistu. Ongelmana on, että ei ole selvää, onko se olemassa ollenkaan vai ei. On loogista olettaa, että koska tapahtui alkuräjähdys, jonka keskuksesta lukemattomat galaksit alkoivat lentää erilleen, se tarkoittaa, että jäljittämällä kunkin galaksien liikerataa, on mahdollista löytää universumin keskus risteyksestä. näistä lentokentistä. Mutta tosiasia on, että kaikki galaksit liikkuvat poispäin toisistaan ​​suunnilleen samalla nopeudella ja käytännössä sama kuva havaitaan jokaisesta pisteestä universumissa.


Täällä on niin paljon teorioita, että kuka tahansa akateemikko tulisi hulluksi. Neljäskin ulottuvuus on tuotu peliin useammin kuin kerran, vaikka se olisi väärin, mutta tähän päivään mennessä kysymyksessä ei ole erityistä selkeyttä.

Jos maailmankaikkeuden keskustasta ei ole selkeää määritelmää, pidämme puhumista siitä, mikä on tässä keskustassa, tyhjänä harjoituksena.

Mitä on universumin tuolla puolen?

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

Ongelmana on, että voimme tarkkailla maailmankaikkeutta vain 13,3 miljardin valovuoden etäisyydeltä. Miksi? Se on 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 taaperoiden universumin...

Mitä muuta tiedämme maailmankaikkeudesta?

Paljon ja ei mitään! Tiedämme reliktin hehkusta, kosmisista kielistä, kvasaareista, mustista aukoista ja paljon, paljon muuta. Osa tästä tiedosta voidaan perustella ja todistaa; Jotkut asiat ovat vain teoreettisia laskelmia, joita ei voida vahvistaa todisteilla, ja jotkut ovat vain pseudotieteilijoiden rikkaan mielikuvituksen hedelmää.


Mutta yhden asian tiedämme varmasti: koskaan ei tule hetkeä, jolloin voimme helpottuneena pyyhkiä hikeä otsaltamme sanoa: "Uh! Asia on vihdoinkin täysin tutkittu. Täällä ei ole enää mitään kiinni!"

Hei kaikki! Tänään haluan jakaa kanssasi vaikutelmani maailmankaikkeudesta. Kuvittele vain, loppua ei ole, se oli aina mielenkiintoista, mutta voisiko tämä tapahtua? Tästä artikkelista saat tietoa tähdistä, niiden tyypeistä ja elämästä, alkuräjähdyksestä, mustista aukoista, pulsareista ja joistakin muista tärkeistä asioista.

- tämä on kaikki mitä on olemassa: tila, aine, aika, energia. Se sisältää kaikki planeetat, tähdet ja muut kosmiset kappaleet.

- tämä on koko olemassa oleva aineellinen maailma, se on rajaton tilassa ja ajassa ja monimuotoinen muodoissaan, joita aine ottaa kehittyessään.

Universumi on tähtitieteen tutkima- tämä on osa aineellista maailmaa, joka on tutkittavissa saavutettua tieteen tasoa vastaavilla tähtitieteellisillä menetelmillä (tätä maailmankaikkeuden osaa kutsutaan joskus metagalaksiksi).

Metagalaksi on osa maailmankaikkeutta, joka on nykyaikaisten tutkimusmenetelmien ulottuvilla. Metagalaksi sisältää useita miljardeja.

Universumi on niin valtava, että sen kokoa on mahdotonta käsittää. Puhutaanpa maailmankaikkeudesta: sen meille näkyvä osa ulottuu yli 1,6 miljoonaa miljoonaa miljoonaa miljoonaa kilometriä – eikä kukaan tiedä kuinka suuri se on näkyvän ulkopuolella.

Monet teoriat yrittävät selittää, kuinka universumi sai nykyisen muotonsa ja mistä se tuli. Suosituimman teorian mukaan se syntyi 13 miljardia vuotta sitten jättimäisen räjähdyksen seurauksena. Aika, tila, energia, aine - kaikki tämä syntyi tämän ilmiömäisen räjähdyksen seurauksena. On turhaa sanoa, mitä tapahtui ennen niin kutsuttua "alkuräjähdystä", ennen sitä ei ollut mitään.

– Nykyaikaisten käsitysten mukaan tämä on maailmankaikkeuden tila menneisyydessä (noin 13 miljardia vuotta sitten), jolloin sen keskimääräinen tiheys oli monta kertaa suurempi kuin nykyään. Ajan myötä universumin tiheys pienenee sen laajenemisen vuoksi.

Vastaavasti, kun sukeltamme syvemmälle menneisyyteen, tiheys kasvaa aina siihen hetkeen asti, kun klassiset ajatukset ja ajatukset menettävät pätevyytensä. Tätä hetkeä voidaan pitää lähtölaskennan alkuna. Aikaväliä nollasta useisiin sekunteihin kutsutaan perinteisesti alkuräjähdyksen jaksoksi.

Universumin aine sai tämän ajanjakson alussa valtavia suhteellisia nopeuksia ("räjähti" ja siitä myös nimi).

Meidän aikanamme havaittu todiste alkuräjähdyksestä on heliumin, vedyn ja joidenkin muiden valoalkuaineiden pitoisuus, jäännesäteily ja epähomogeenisuuksien jakautuminen universumissa (esimerkiksi galaksit).

Tähtitieteilijät uskovat, että maailmankaikkeus oli uskomattoman kuuma ja täynnä säteilyä alkuräjähdyksen jälkeen.

Atomihiukkaset - protonit, elektronit ja neutronit - muodostuivat noin 10 sekunnissa.

Itse atomit – helium- ja vetyatomit – muodostuivat vasta muutama satatuhatta vuotta myöhemmin, kun universumi jäähtyi ja laajeni merkittävästi.

Alkuräjähdyksen kaiut.

Jos alkuräjähdys tapahtuisi 13 miljardia vuotta sitten, maailmankaikkeus olisi tähän mennessä jäähtynyt noin 3 Kelvin-asteeseen eli 3 astetta absoluuttisen nollan yläpuolelle.

Tutkijat tallensivat radion taustamelua teleskooppien avulla. Nämä radioäänet tähtitaivaalla vastaavat tätä lämpötilaa, ja niiden katsotaan olevan kaikuja alkuräjähdyksestä, joka edelleen saavuttaa meidät.

Yhden suosituimmista tieteellisistä legendoista kertoo, että Isaac Newton näki omenan putoavan maahan ja tajusi, että se tapahtui itse Maasta tulevan painovoiman vaikutuksesta. Tämän voiman suuruus riippuu kehon painosta.

Omenan painovoima, jonka massa on pieni, ei vaikuta planeettamme liikkeisiin, maapallolla on suuri massa ja se vetää omenan itseään kohti.

Kosmisilla kiertoradoilla gravitaatiovoimat pitävät kaikki taivaankappaleet. Kuu liikkuu Maan kiertoradalla eikä poistu siitä; Auringon ympärillä olevilla kiertoradoilla Auringon gravitaatiovoima pitää planeettoja ja Aurinko pysyy paikallaan suhteessa muihin tähtiin, voima, joka on paljon gravitaatiota suurempi voima pakottaa.

Aurinkomme on tähti ja melko tavallinen keskikokoinen tähti. Aurinko, kuten kaikki muutkin tähdet, on valokaasupallo, ja se on kuin valtava uuni, joka tuottaa lämpöä, valoa ja muuta energiaa. Aurinkokunta koostuu auringon kiertoradalla olevista planeetoista ja tietysti itse auringosta.

Muut tähdet, koska ne ovat hyvin kaukana meistä, näyttävät pieniltä taivaalla, mutta itse asiassa jotkut niistä ovat halkaisijaltaan satoja kertoja suurempia kuin aurinkomme.

Tähdet ja galaksit.

Tähtitieteilijät määrittävät tähtien sijainnin sijoittamalla ne tähtikuvioihin tai niiden suhteen. Tähdistö - tämä on ryhmä tähtiä, jotka näkyvät tietyllä yötaivaan alueella, mutta eivät aina todellisuudessa lähellä.

Tähdet valtavissa avaruudessa on ryhmitelty tähtisaaristoiksi, joita kutsutaan galakseiksi. Linnunradaksi kutsuttu galaksimme sisältää Auringon kaikkine planeetoineen. Galaksimme ei ole kaukana suurimmista, mutta se on tarpeeksi suuri kuvitettavaksi.

Maailmankaikkeuden etäisyydet mitataan suhteessa valonnopeuteen; ihmiskunta ei tiedä mitään sitä nopeampaa. Valon nopeus on 300 tuhatta km/s. Valovuodena tähtitieteilijät käyttävät tällaista yksikköä - tämä on matka, jonka valonsäde kulkee vuodessa, eli 9,46 miljoonaa kilometriä.

Proxima Kentaurin tähdistössä on meitä lähin tähti. Se sijaitsee 4,3 valovuoden päässä. Emme näe häntä sellaisena kuin katsoimme häntä yli neljä vuotta sitten. Ja auringon valo saavuttaa meidät 8 minuutissa ja 20 sekunnissa.

Linnunradalla, jossa on satoja tuhansia miljoonia tähtiä, on jättimäisen pyörivän pyörän muotoinen ulkoneva akseli - napa. Aurinko sijaitsee 250 tuhatta valovuotta akselistaan ​​lähempänä tämän pyörän reunaa. Aurinko kiertää kiertoradalla galaksin keskustan 250 miljoonan vuoden välein.

Galaksimme on yksi monista, eikä kukaan tiedä kuinka monta niitä on yhteensä. Yli miljardi galaksia on jo löydetty, ja jokaisessa niistä on miljoonia tähtiä. Satojen miljoonien valovuosien päässä maan asukkaista ovat kaukaisimmat jo tunnetuista galakseista.

Kurkkaamme maailmankaikkeuden kaukaisimpaan menneisyyteen tutkimalla niitä. Kaikki galaksit ovat siirtymässä pois meistä ja toisistaan. Näyttää siltä, ​​​​että maailmankaikkeus laajenee edelleen, ja alkuräjähdys oli sen alkuperä.

Millaisia ​​tähtiä on olemassa?

Tähdet ovat Auringon kaltaisia ​​kevyitä kaasupalloja (plasmapalloja). Ne muodostuvat pölyisestä kaasuympäristöstä (enimmäkseen heliumista ja vedystä) painovoiman epävakauden vuoksi.

Tähdet ovat erilaisia, mutta kun ne kaikki ovat nousseet ja miljoonien vuosien kuluttua ne katoavat. Aurinkomme on lähes 5 miljardia vuotta vanha ja tähtitieteilijöiden mukaan se tulee olemaan olemassa yhtä kauan, ja sitten se alkaa kuolla.

Aurinko - tämä on yksi tähti, monet muut tähdet ovat binäärisiä, eli itse asiassa ne koostuvat kahdesta tähdestä, jotka pyörivät toistensa ympärillä. Tähtitieteilijät tuntevat myös kolminkertaiset ja niin sanotut monitähdet, jotka koostuvat monista tähtikappaleista.

Supergiantit ovat suurimpia tähtiä.

Antares, jonka halkaisija on 350 kertaa Auringon halkaisija, on yksi näistä tähdistä. Kaikilla superjättiläisillä on kuitenkin erittäin alhainen tiheys. Jättiläiset ovat pienempiä tähtiä, joiden halkaisija on 10-100 kertaa suurempi kuin Aurinko.

Niiden tiheys on myös pieni, mutta se on suurempi kuin superjättiläisten tiheys. Useimmat näkyvät tähdet, mukaan lukien aurinko, luokitellaan pääsarjan tähdiksi tai välitähdiksi. Niiden halkaisija voi olla joko kymmenen kertaa pienempi tai kymmenen kertaa suurempi kuin Auringon halkaisija.

Punaisia ​​kääpiöitä kutsutaan pienimmät pääsarjan tähdet ja valkoiset kääpiöt - kutsutaan vielä pienemmiksi kappaleiksi, jotka eivät enää kuulu pääsarjan tähtiin.

Valkoiset kääpiöt (noin planeettamme kokoiset) ovat erittäin tiheitä, mutta hyvin himmeitä. Niiden tiheys on miljoonia kertoja suurempi kuin veden tiheys. Pelkästään Linnunradassa voi olla jopa 5 miljardia valkoista kääpiötä, vaikka tutkijat ovat toistaiseksi löytäneet vain muutama sata tällaista ruumista.

Katsotaanpa esimerkkinä video, jossa vertaillaan tähtien kokoa.

Tähtien elämä.

Jokainen tähti, kuten aiemmin mainittiin, syntyy pöly- ja vetypilvistä. Universumi on täynnä tällaisia ​​pilviä.

Tähden muodostuminen alkaa, kun jonkin muun (kukaan ei ymmärrä) voiman vaikutuksesta ja painovoiman vaikutuksesta, kuten tähtitieteilijät sanovat, tapahtuu taivaankappaleen romahtaminen tai "romahtaminen": pilvi alkaa pyöriä ja sen keskusta lämpenee. Voit seurata tähtien kehitystä.

Ydinreaktiot alkavat, kun lämpötila tähtipilven sisällä saavuttaa miljoona astetta.

Näiden reaktioiden aikana vetyatomien ytimet yhdistyvät muodostaen heliumia. Reaktioiden tuottama energia vapautuu valon ja lämmön muodossa ja uusi tähti syttyy.

Tähtipölyä ja jäännöskaasuja havaitaan uusien tähtien ympärillä. Tästä aineesta muodostuivat planeetat aurinkomme ympärille. Varmasti samanlaisia ​​planeettoja muodostui muiden tähtien ympärille, ja monilla planeetoilla on todennäköisesti joitain elämänmuotoja, joiden löytämisestä ihmiskunta ei tiedä.

Tähtien räjähdyksiä.

Tähden kohtalo riippuu suurelta osin sen massasta. Kun aurinkomme kaltainen tähti käyttää vety "polttoainetta", heliumkuori supistuu ja ulkokerrokset laajenevat.

Tähdestä tulee punainen jättiläinen tässä elämänsä vaiheessa. Sitten ajan myötä sen ulommat kerrokset siirtyvät jyrkästi pois jättäen jälkeensä vain pienen kirkkaan ytimen tähdestä - valkoinen kääpiö. Musta kääpiö(valtava hiilimassa) tähdestä tulee vähitellen jäähtyvä.

Dramaattisempi kohtalo odottaa tähtiä, joiden massa on useita kertoja Maan massasta.

Heistä tulee superjättiläisiä, paljon suurempia kuin punaiset jättiläiset, kun niiden ydinpolttoaine loppuu ja ne laajenevat niin suuriksi.

Myöhemmin painovoiman vaikutuksesta niiden ytimet romahtavat jyrkästi. Tähti repeytyy palasiksi käsittämättömästä vapautuneen energian räjähdyksestä.

Tähtitieteilijät kutsuvat tällaista räjähdystä supernovaksi. Miljoonia kertoja Aurinkoa kirkkaampi supernova loistaa jonkin aikaa. Ensimmäistä kertaa 383 vuoteen, helmikuussa 1987, naapurigalaksista peräisin oleva supernova nähtiin paljaalla silmällä Maasta.

Tähden alkumassasta riippuen supernovan jälkeen voi jäädä pieni kappale, jota kutsutaan neutronitähdeksi. Tällainen tähti, jonka halkaisija on enintään muutama kymmenen kilometriä, koostuu kiinteistä neutroneista, mikä tekee sen tiheydestä monta kertaa suurempi kuin valkoisten kääpiöiden valtava tiheys.

Mustat aukot.

Joidenkin supernovien ytimen romahdusvoima on niin suuri, että aineen puristuminen ei käytännössä johda sen katoamiseen. Aineen sijasta jää osa ulkoavaruudesta uskomattoman suurella painovoimalla. Tällaista aluetta kutsutaan mustaksi aukoksi; sen voima on niin voimakas, että se vetää kaiken itseensä.

Mustat aukot eivät ole näkyvissä niiden luonteen vuoksi. Tähtitieteilijät uskovat kuitenkin löytäneensä ne.

Tähtitieteilijät etsivät kaksinkertaisia ​​tähtijärjestelmiä, joissa on voimakasta säteilyä ja uskovat, että se syntyy aineen karkaamisesta mustaan ​​aukkoon, ja sen mukana on miljoonien asteiden kuumeneminen.

Tällainen säteilylähde löydettiin Cygnuksen tähdistöstä (ns. musta aukko Cygnus X-1). Jotkut tutkijat uskovat, että mustien aukkojen lisäksi on olemassa myös valkoisia. Nämä valkoiset aukot ilmestyvät paikalle, jossa kerätty aine valmistautuu aloittamaan uusien tähtikappaleiden muodostumisen.

Universumi on myös täynnä mystisiä muodostelmia, joita kutsutaan kvasareiksi. Nämä ovat luultavasti kaukaisten galaksien ytimiä, jotka hehkuvat kirkkaasti, ja niiden ulkopuolella emme näe mitään universumissa.

Pian maailmankaikkeuden muodostumisen jälkeen niiden valo alkoi liikkua meidän suuntaan. Tutkijat uskovat, että kvasaarien energiaa vastaava energia voi tulla vain kosmisista aukoista.

Pulsarit eivät ole vähemmän salaperäisiä. Pulsarit ovat muodostelmia, jotka lähettävät säännöllisesti energiasäteitä. Tiedemiesten mukaan ne ovat tähtiä, jotka pyörivät nopeasti ja niistä lähtevät valonsäteet, kuten kosmiset majakat.

Universumin tulevaisuus.

Kukaan ei tiedä, mikä on universumimme kohtalo. Näyttää siltä, ​​että alkuperäisen räjähdyksen jälkeen se laajenee edelleen. Hyvin kaukaisessa tulevaisuudessa on kaksi mahdollista skenaariota.

Heistä ensimmäisen mukaan avoimen avaruuden teorian mukaan universumi laajenee, kunnes kaikki energia kuluu kaikkiin tähtiin ja galaksit lakkaavat olemasta.

Toinen - suljetun avaruuden teoria, jonka mukaan universumin laajeneminen joskus pysähtyy, se alkaa supistua uudelleen ja jatkaa kutistumista, kunnes se katoaa prosessissa.

Tutkijat kutsuivat tätä prosessia, analogisesti alkuräjähdyksen kanssa, suureksi puristukseksi. Tämän seurauksena voi tapahtua toinen alkuräjähdys, joka luo uuden maailmankaikkeuden.

Joten kaikella oli alku ja tulee olemaan loppu, mutta kukaan ei tiedä mitä se tulee olemaan...

Kun katsot tähtitaivasta yöllä, kysyt tahattomasti itseltäsi: kuinka monta tähteä taivaalla on? Onko jossain vielä elämää, miten se kaikki syntyi, ja onko kaikelle loppua?

Useimmat tähtitieteilijät ovat varmoja, että maailmankaikkeus syntyi voimakkaan räjähdyksen seurauksena, noin 15 miljardia vuotta sitten. Tämä valtava räjähdys, jota yleensä kutsutaan nimellä "Big Bang" tai "Big Impact", syntyi aineen voimakkaasta puristumisesta, levitti 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 saada valoa tähdistä, jotka ovat 15 miljardin valovuoden päässä Maasta! Ehkä nämä tähdet ovat kauan poissa, ne syntyivät, vanhenivat ja kuolivat, mutta niiden valo matkusti Maahan 15 miljardia vuotta ja kaukoputki näkee sen edelleen.

Monien sukupolvien ja maiden tutkijat yrittävät arvata, laskea universumimme koon ja määrittää sen keskuksen. Aikaisemmin uskottiin, että universumin keskus oli planeettamme Maa. Kopernikus osoitti, että tämä on aurinko, mutta tiedon kehittymisen ja Linnunradan galaksimme löytämisen myötä kävi selväksi, että planeettamme tai edes aurinko eivät ole maailmankaikkeuden keskus. He luulivat pitkään, ettei Linnunradan lisäksi ole muita galakseja, mutta tämäkin kiistettiin.

Tunnettu tieteellinen tosiasia sanoo, 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 avaruutemme rajojen ulkopuolella on muita universumeja ja maailmoja.

Ensimmäinen, joka päätti todistaa maailmankaikkeuden äärettömän, oli Isaac Newton. Löytettyään universaalin painovoiman lain hän uskoi, että jos avaruus olisi äärellinen, kaikki sen ruumiit vetäisivät ennemmin tai myöhemmin puoleensa ja sulautuisivat yhdeksi kokonaisuudeksi. Ja koska näin ei tapahdu, se tarkoittaa, että 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 suhteellisuusteoriansa perusteella, jonka mukaan universumi on ajallisesti ääretön, mutta avaruudessa äärellinen. Hän vertasi sitä kolmiulotteiseen palloon tai yksinkertaisesti sanottuna maapalloomme. Riippumatta siitä, kuinka paljon matkustaja matkustaa maan halki, 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 ylittää universumin tähtialuksella, voi palata takaisin Maahan. Vain tällä kertaa vaeltaja ei liiku pallon kaksiulotteista pintaa pitkin, vaan hyperpallon kolmiulotteista pintaa pitkin. Tämä tarkoittaa, että maailmankaikkeudella on äärellinen tilavuus ja siksi äärellinen määrä tähtiä ja massaa. Universumilla ei kuitenkaan ole rajoja eikä keskustaa. Einstein uskoi, että maailmankaikkeus on staattinen ja sen koko ei muutu.

Suurimmat mielet eivät kuitenkaan ole harhaluulojen yläpuolella. Vuonna 1927 Neuvostoliiton fyysikko Alexander Friedman laajensi tätä mallia merkittävästi. Hänen laskelmiensa mukaan universumi ei ole ollenkaan staattinen. Se voi laajeta tai supistua ajan myötä. Einstein ei heti hyväksynyt tätä muutosta, mutta Hubble-teleskoopin löytämisen myötä maailmankaikkeuden laajeneminen todistettiin, koska galaksit hajallaan, ts. olivat siirtymässä pois toisistaan.

Nyt on todistettu, että maailmankaikkeus laajenee kiihtyvällä nopeudella, 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 keskustelimme edellä. Ja todellinen koko, nimeltään hiukkashorisontti (45,7 miljardia valovuotta). Nyt selitän: olet luultavasti kuullut, että kun katsomme taivaalle, näemme muiden tähtien ja planeettojen menneisyyden emmekä sitä, 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 aikaa matkustaa yli 13,75 miljardia valovuotta. Mutta! Meidän ei pidä unohtaa maailmankaikkeuden laajenemisen tosiasiaa. Joten siihen mennessä, kun se saavuttaa tarkkailijan, syntymässä olevan universumin kohde, joka lähetti tämän valon, on jo 45,7 miljardin valovuoden päässä meistä. vuotta. Tämä koko on hiukkasten horisontti, se on havaittavan maailmankaikkeuden raja.

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

Tällä hetkellä kaukaisin tähtitieteilijöiden havaitsema valo on kosminen mikroaaltotaustasäteily. Nämä ovat muinaisia ​​sähkömagneettisia aaltoja, jotka syntyivät maailmankaikkeuden syntyessä. Nämä aallot havaitaan käyttämällä erittäin herkkiä antenneja ja suoraan avaruudessa. Tutkimalla kosmista mikroaaltotaustasäteilyä tutkijat näkevät maailmankaikkeuden sellaisena kuin se oli 380 tuhatta vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Tällä hetkellä maailmankaikkeus jäähtyi tarpeeksi, jotta se pystyi lähettämään vapaita fotoneja, joita nykyään havaitaan radioteleskooppien avulla. Tuohon aikaan maailmankaikkeudessa ei ollut tähtiä tai galakseja, vaan vain jatkuva vety-, heliumin ja merkityksetön määrä muita alkuaineita. Tässä pilvessä havaituista epähomogeenisuuksista muodostuu myöhemmin galaksijoukkoja.

Tiedemiehet kiistelevät edelleen siitä, onko maailmankaikkeudella todellisia, havaitsemattomia rajoja. Tavalla tai toisella kaikki ovat yhtä mieltä universumin äärettömyydestä, mutta tulkitsevat tämän äärettömyyden täysin eri tavoin. Jotkut pitävät maailmankaikkeutta 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. Emme saa unohtaa Multiversen eri malleja, ts. äärettömän määrän muita universumeja meidän ulkopuolellamme. Ja on olemassa monia, monia erilaisia ​​versioita, joiden määrää rajoittaa vain ihmisen mielikuvitus.