Apa yang kita ketahui tentang alam semesta, seperti apa kosmos? Semesta adalah dunia tanpa batas yang sulit dipahami oleh pikiran manusia, yang tampaknya tidak nyata dan non-materi. Faktanya, kita dikelilingi oleh materi, tak terbatas dalam ruang dan waktu, mampu mengambil berbagai bentuk. Untuk mencoba memahami skala sebenarnya dari luar angkasa, bagaimana alam semesta bekerja, struktur alam semesta dan proses evolusi, kita perlu melewati ambang pandangan dunia kita sendiri, melihat dunia di sekitar kita dari sudut pandang yang berbeda. sudut, dari dalam.

Pembentukan Alam Semesta: Langkah Pertama

Ruang yang kita amati melalui teleskop hanyalah bagian dari Alam Semesta bintang, yang disebut Megagalaxy. Parameter cakrawala kosmologis Hubble sangat besar - 15-20 miliar tahun cahaya. Data ini merupakan perkiraan, karena dalam proses evolusi Semesta terus berkembang. Perluasan alam semesta terjadi melalui penyebaran unsur-unsur kimia dan radiasi latar gelombang mikro kosmik. Struktur alam semesta terus berubah. Di luar angkasa, kelompok galaksi muncul, objek dan benda-benda alam semesta adalah miliaran bintang yang membentuk elemen-elemen dari sistem bintang-bintang dekat dengan planet dan satelit.

Dimana awalnya? Bagaimana alam semesta menjadi ada? Diduga usia alam semesta adalah 20 miliar tahun. Ada kemungkinan bahwa protomatter yang panas dan padat menjadi sumber materi kosmik, yang gugusannya meledak pada saat tertentu. Partikel terkecil yang terbentuk sebagai hasil ledakan tersebar ke segala arah, dan terus bergerak menjauh dari pusat gempa di zaman kita. Teori Big Bang, yang sekarang mendominasi komunitas ilmiah, adalah deskripsi paling akurat tentang proses pembentukan Alam Semesta. Substansi yang muncul sebagai akibat dari bencana kosmik adalah massa heterogen yang terdiri dari partikel terkecil yang tidak stabil yang, bertabrakan dan berhamburan, mulai berinteraksi satu sama lain.

Big Bang adalah teori asal usul alam semesta, menjelaskan pembentukannya. Menurut teori ini, pada awalnya ada sejumlah materi, yang, sebagai hasil dari proses tertentu, meledak dengan kekuatan besar, menyebarkan massa ibu ke ruang sekitarnya.

Beberapa waktu kemudian, menurut standar kosmik - sekejap, menurut kronologi duniawi - jutaan tahun, tahap materialisasi ruang telah tiba. Terbuat dari apakah alam semesta? Materi yang tersebar mulai terkonsentrasi menjadi gumpalan, besar dan kecil, di mana elemen pertama Semesta kemudian mulai muncul, massa gas besar - pembibitan bintang masa depan. Dalam kebanyakan kasus, proses pembentukan benda-benda material di alam semesta dijelaskan oleh hukum fisika dan termodinamika, namun ada sejumlah poin yang belum dapat dijelaskan. Misalnya, mengapa di satu bagian ruang zat yang mengembang lebih terkonsentrasi, sedangkan di bagian lain alam semesta, materi sangat jarang. Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini hanya dapat diperoleh ketika mekanisme pembentukan benda-benda angkasa, besar dan kecil, menjadi jelas.

Sekarang proses pembentukan Semesta dijelaskan oleh tindakan hukum Semesta. Ketidakstabilan gravitasi dan energi di berbagai area memicu pembentukan protobintang, yang pada gilirannya, di bawah pengaruh gaya sentrifugal dan gravitasi, membentuk galaksi. Dengan kata lain, sementara materi berlanjut dan terus mengembang, proses kompresi dimulai di bawah pengaruh gaya gravitasi. Partikel awan gas mulai terkonsentrasi di sekitar pusat imajiner, akhirnya membentuk segel baru. Bahan bangunan di lokasi konstruksi raksasa ini adalah molekul hidrogen dan helium.

Unsur-unsur kimia Alam Semesta adalah bahan bangunan utama dari mana pembentukan objek-objek Alam Semesta selanjutnya berlangsung.

Selanjutnya, hukum termodinamika mulai bekerja, proses peluruhan dan ionisasi diaktifkan. Molekul hidrogen dan helium pecah menjadi atom, dari mana, di bawah pengaruh gaya gravitasi, inti protobintang terbentuk. Proses-proses ini adalah hukum Semesta dan telah mengambil bentuk reaksi berantai, yang terjadi di semua sudut jauh Semesta, mengisi alam semesta dengan miliaran, ratusan miliar bintang.

Evolusi Alam Semesta: Sorotan

Hari ini, di kalangan ilmiah, ada hipotesis tentang siklus keadaan dari mana sejarah Alam Semesta dijalin. Setelah muncul sebagai akibat dari ledakan protomater, akumulasi gas menjadi tempat pembibitan bintang, yang pada gilirannya membentuk banyak galaksi. Namun, setelah mencapai fase tertentu, materi di Alam Semesta mulai berjuang untuk keadaan aslinya yang terkonsentrasi, yaitu. Ledakan dan perluasan materi berikutnya di ruang angkasa diikuti oleh kompresi dan kembalinya ke keadaan superpadat, ke titik awal. Selanjutnya, semuanya berulang dengan sendirinya, kelahiran diikuti oleh yang terakhir, dan seterusnya selama miliaran tahun, ad infinitum.

Awal dan akhir alam semesta sesuai dengan sifat siklus evolusi alam semesta

Namun, setelah menghilangkan topik pembentukan Alam Semesta, yang masih menjadi pertanyaan terbuka, kita harus beralih ke struktur alam semesta. Kembali pada 30-an abad XX, menjadi jelas bahwa luar angkasa dibagi menjadi beberapa wilayah - galaksi, yang merupakan formasi besar, masing-masing dengan populasi bintangnya sendiri. Namun, galaksi bukanlah objek statis. Kecepatan ekspansi galaksi dari pusat imajiner Semesta terus berubah, sebagaimana dibuktikan oleh konvergensi beberapa dan penghapusan yang lain dari satu sama lain.

Semua proses ini, dari sudut pandang durasi kehidupan duniawi, berlangsung sangat lambat. Dari sudut pandang sains dan hipotesis ini, semua proses evolusi terjadi dengan cepat. Secara konvensional, evolusi Alam Semesta dapat dibagi menjadi empat tahap - era:

• zaman hadron;
• era lepton;
• zaman foton;
• zaman bintang.

Skala waktu kosmik dan evolusi Alam Semesta, yang dengannya penampakan benda-benda angkasa dapat dijelaskan

Pada tahap pertama, semua materi terkonsentrasi dalam satu tetes nuklir besar, yang terdiri dari partikel dan antipartikel, digabungkan menjadi kelompok - hadron (proton dan neutron). Rasio partikel dan antipartikel adalah sekitar 1:1.1. Kemudian datang proses pemusnahan partikel dan antipartikel. Proton dan neutron yang tersisa adalah bahan bangunan dari mana Semesta terbentuk. Durasi era hadron dapat diabaikan, hanya 0,0001 detik - periode reaksi eksplosif.

Selanjutnya, setelah 100 detik, proses sintesis elemen dimulai. Pada suhu satu miliar derajat, molekul hidrogen dan helium terbentuk dalam proses fusi nuklir. Selama ini, zat tersebut terus mengembang di ruang angkasa.

Dari saat ini dimulai tahap yang panjang, dari 300 ribu hingga 700 ribu tahun, rekombinasi inti dan elektron, membentuk atom hidrogen dan helium. Dalam hal ini, penurunan suhu zat diamati, dan intensitas radiasi berkurang. Alam semesta menjadi transparan. Hidrogen dan helium yang terbentuk dalam jumlah besar, di bawah pengaruh gaya gravitasi, mengubah Alam Semesta primer menjadi situs konstruksi raksasa. Setelah jutaan tahun, era bintang dimulai - yang merupakan proses pembentukan protobintang dan protogalaksi pertama.

Pembagian evolusi menjadi beberapa tahap ini cocok dengan model Alam Semesta yang panas, yang menjelaskan banyak proses. Penyebab sebenarnya dari Big Bang, mekanisme perluasan materi tetap tidak dapat dijelaskan.

Struktur dan struktur alam semesta

Dengan pembentukan gas hidrogen, era bintang evolusi Semesta dimulai. Hidrogen di bawah pengaruh gravitasi terakumulasi dalam akumulasi besar, gumpalan. Massa dan kepadatan gugusan tersebut sangat besar, ratusan ribu kali lebih besar dari massa galaksi yang terbentuk itu sendiri. Distribusi hidrogen yang tidak merata, yang diamati pada tahap awal pembentukan alam semesta, menjelaskan perbedaan ukuran galaksi yang terbentuk. Di mana seharusnya ada akumulasi maksimum gas hidrogen, megagalaksi terbentuk. Di mana konsentrasi hidrogen diabaikan, galaksi yang lebih kecil muncul, seperti rumah bintang kita, Bima Sakti.

Versi yang menurutnya Alam Semesta adalah titik awal-akhir di mana galaksi-galaksi berputar pada berbagai tahap perkembangan

Mulai saat ini, Semesta menerima formasi pertama dengan batas yang jelas dan parameter fisik. Ini bukan lagi nebula, akumulasi gas bintang dan debu kosmik (produk ledakan), protocluster materi bintang. Ini adalah negara-negara bintang, wilayah yang sangat besar dalam hal pikiran manusia. Alam semesta menjadi penuh dengan fenomena kosmik yang menarik.

Dari sudut pandang pembenaran ilmiah dan model alam semesta modern, galaksi pertama kali terbentuk sebagai hasil dari aksi gaya gravitasi. Materi diubah menjadi pusaran air universal yang sangat besar. Proses sentripetal memastikan fragmentasi awan gas berikutnya menjadi kelompok, yang menjadi tempat kelahiran bintang pertama. Protogalaksi dengan periode rotasi cepat berubah menjadi galaksi spiral dari waktu ke waktu. Di mana rotasinya lambat, dan proses kompresi materi terutama diamati, galaksi tidak beraturan terbentuk, lebih sering berbentuk elips. Dengan latar belakang ini, proses yang lebih muluk terjadi di Semesta - pembentukan superkluster galaksi, yang saling bersentuhan erat dengan ujungnya.

Supercluster adalah banyak kelompok galaksi dan cluster galaksi dalam struktur skala besar alam semesta. Dalam 1 miliar St. tahun ada sekitar 100 supercluster

Sejak saat itu menjadi jelas bahwa Semesta adalah peta besar, di mana benua adalah kelompok galaksi, dan negara-negara adalah megagalaksi dan galaksi yang terbentuk miliaran tahun yang lalu. Masing-masing formasi terdiri dari gugusan bintang, nebula, akumulasi gas dan debu antarbintang. Namun, semua populasi ini hanya 1% dari total volume formasi universal. Massa dan volume utama galaksi ditempati oleh materi gelap, yang sifatnya tidak mungkin untuk diketahui.

Keanekaragaman Alam Semesta: kelas galaksi

Melalui upaya astrofisikawan Amerika Edwin Hubble, kita sekarang memiliki batas-batas alam semesta dan klasifikasi yang jelas dari galaksi-galaksi yang menghuninya. Klasifikasi ini didasarkan pada fitur struktural dari formasi raksasa ini. Mengapa galaksi memiliki bentuk yang berbeda? Jawaban untuk ini dan banyak pertanyaan lainnya diberikan oleh klasifikasi Hubble, yang menurutnya Alam Semesta terdiri dari galaksi-galaksi dari kelas-kelas berikut:

• spiral;
• berbentuk bulat panjang;
• galaksi tidak beraturan.

Yang pertama termasuk formasi paling umum yang mengisi alam semesta. Fitur karakteristik galaksi spiral adalah adanya spiral yang jelas yang berputar di sekitar inti terang atau cenderung ke jembatan galaksi. Galaksi spiral dengan inti dilambangkan dengan simbol S, sedangkan objek dengan batang pusat sudah memiliki penunjukan SB. Kelas ini juga termasuk kami galaksi bima sakti, di tengahnya nukleus dipisahkan oleh jembatan bercahaya.

Galaksi spiral yang khas. Di tengah, sebuah inti dengan jembatan dari ujung yang lengan spiralnya berasal terlihat jelas.

Formasi serupa tersebar di seluruh alam semesta. terdekat dengan kita galaksi spiral Andromeda- raksasa yang dengan cepat mendekati Bima Sakti. Perwakilan terbesar dari kelas ini yang kita kenal adalah galaksi raksasa NGC 6872. Diameter piringan galaksi monster ini kira-kira 522 ribu tahun cahaya. Objek ini terletak pada jarak 212 juta tahun cahaya dari galaksi kita.

Kelas umum berikutnya dari formasi galaksi adalah galaksi elips. Sebutan mereka sesuai dengan klasifikasi Hubble adalah huruf E (elips). Secara bentuk, formasi ini berbentuk ellipsoid. Terlepas dari kenyataan bahwa ada banyak objek serupa di Semesta, galaksi elips tidak terlalu ekspresif. Mereka terutama terdiri dari elips halus yang diisi dengan gugus bintang. Tidak seperti spiral galaksi, elips tidak mengandung akumulasi gas antarbintang dan debu kosmik, yang merupakan efek optik utama dari visualisasi objek tersebut.

Perwakilan khas dari kelas ini, yang dikenal saat ini, adalah nebula cincin elips di konstelasi Lyra. Objek ini terletak pada jarak 2.100 tahun cahaya dari Bumi.

Pemandangan galaksi elips Centaurus A melalui teleskop CFHT

Golongan terakhir objek galaksi yang menghuni alam semesta adalah galaksi tak beraturan atau tak beraturan. Sebutan klasifikasi Hubble adalah karakter Latin I. Ciri utamanya adalah bentuknya yang tidak beraturan. Dengan kata lain, benda-benda tersebut tidak memiliki bentuk simetris yang jelas dan pola yang khas. Dalam bentuknya, galaksi seperti itu menyerupai gambaran kekacauan universal, di mana gugus bintang bergantian dengan awan gas dan debu kosmik. Pada skala alam semesta, galaksi tidak beraturan adalah fenomena yang sering terjadi.

Pada gilirannya, galaksi tidak beraturan dibagi menjadi dua subtipe:

• Galaksi tidak beraturan dari subtipe I memiliki struktur kompleks yang tidak beraturan, permukaan padat tinggi, yang dibedakan oleh kecerahan. Seringkali bentuk galaksi yang tidak teratur seperti itu adalah hasil dari spiral yang runtuh. Contoh khas galaksi semacam itu adalah Awan Magellan Besar dan Kecil;
• Galaksi subtipe II tidak beraturan memiliki permukaan rendah, bentuk kacau, dan tidak terlalu terang. Karena penurunan kecerahan, formasi seperti itu sulit dideteksi di luasnya alam semesta.

Awan Magellan Besar adalah galaksi tak beraturan terdekat dengan kita. Kedua formasi tersebut, pada gilirannya, adalah satelit dari Bima Sakti dan akan segera (dalam 1-2 miliar tahun) diserap oleh objek yang lebih besar.

Galaksi tidak beraturan Awan Magellan Besar adalah satelit dari galaksi Bima Sakti kita.

Terlepas dari kenyataan bahwa Edwin Hubble cukup akurat menempatkan galaksi ke dalam kelas, klasifikasi ini tidak ideal. Kita bisa mencapai lebih banyak hasil jika kita memasukkan teori relativitas Einstein dalam proses mengetahui Semesta. Alam semesta diwakili oleh kekayaan berbagai bentuk dan struktur, yang masing-masing memiliki sifat dan ciri khasnya sendiri. Baru-baru ini, para astronom telah mampu mendeteksi formasi galaksi baru yang digambarkan sebagai objek perantara antara galaksi spiral dan elips.

Bima Sakti adalah bagian alam semesta yang paling dikenal oleh kita.

Dua lengan spiral, terletak secara simetris di sekitar pusat, membentuk tubuh utama galaksi. Spiral, pada gilirannya, terdiri dari selongsong yang mengalir mulus satu sama lain. Di persimpangan lengan Sagitarius dan Cygnus, Matahari kita terletak, terletak dari pusat galaksi Bima Sakti pada jarak 2,62 10¹⁷ km. Spiral dan lengan galaksi spiral adalah gugusan bintang yang kepadatannya meningkat saat mendekati pusat galaksi. Sisa massa dan volume spiral galaksi adalah materi gelap, dan hanya sebagian kecil yang terdiri dari gas antarbintang dan debu kosmik.

Posisi Matahari di pelukan Bima Sakti, tempat galaksi kita di Alam Semesta

Ketebalan spiral adalah sekitar 2 ribu tahun cahaya. Seluruh kue lapis ini bergerak konstan, berputar dengan kecepatan luar biasa 200-300 km / s. Semakin dekat ke pusat galaksi, semakin tinggi kecepatan rotasi. matahari dan kita tata surya dibutuhkan 250 juta tahun untuk membuat revolusi penuh di sekitar pusat Bima Sakti.

Galaksi kita terdiri dari satu triliun bintang, besar dan kecil, superberat dan menengah. Gugus bintang terpadat di Bima Sakti adalah lengan Sagitarius. Di wilayah inilah kecerahan maksimum galaksi kita diamati. Bagian yang berlawanan dari lingkaran galaksi, sebaliknya, kurang terang dan kurang dapat dibedakan dengan pengamatan visual.

Bagian tengah Bima Sakti diwakili oleh inti, yang dimensinya mungkin 1000-2000 parsec. Di wilayah galaksi yang paling terang ini, jumlah maksimum bintang terkonsentrasi, yang memiliki kelas berbeda, jalur perkembangan dan evolusinya sendiri. Pada dasarnya, ini adalah bintang superberat tua yang berada pada tahap akhir dari Urutan Utama. Konfirmasi keberadaan pusat penuaan galaksi Bima Sakti adalah keberadaan sejumlah besar bintang neutron dan lubang hitam di wilayah ini. Memang, pusat piringan spiral galaksi spiral mana pun adalah lubang hitam supermasif, yang, seperti penyedot debu raksasa, menyedot benda langit dan materi nyata.

Lubang hitam supermasif di bagian tengah Bima Sakti adalah tempat di mana semua benda galaksi mati.

Adapun kluster bintang, para ilmuwan saat ini berhasil mengklasifikasikan dua jenis kluster: bulat dan terbuka. Selain gugus bintang, spiral dan lengan Bima Sakti, seperti galaksi spiral lainnya, terdiri dari materi yang tersebar dan energi gelap. Sebagai konsekuensi dari Big Bang, materi berada dalam kondisi yang sangat langka, yang diwakili oleh partikel gas dan debu antarbintang yang dijernihkan. Bagian materi yang terlihat diwakili oleh nebula, yang pada gilirannya dibagi menjadi dua jenis: nebula planet dan difus. Bagian yang terlihat dari spektrum nebula dijelaskan oleh pembiasan cahaya bintang, yang memancarkan cahaya di dalam spiral ke segala arah.

Dalam sup kosmik inilah tata surya kita ada. Tidak, kita bukan satu-satunya di dunia yang luas ini. Seperti matahari, banyak bintang memiliki sistem planetnya sendiri. Seluruh pertanyaannya adalah bagaimana mendeteksi planet yang jauh, jika jarak bahkan di dalam galaksi kita melebihi durasi keberadaan peradaban cerdas mana pun. Waktu di Alam Semesta diukur dengan kriteria lain. Planet dengan satelitnya adalah objek terkecil di alam semesta. Jumlah objek seperti itu tidak terhitung. Masing-masing bintang yang berada dalam rentang yang terlihat mungkin memiliki sistem bintangnya sendiri. Adalah kekuatan kita untuk melihat hanya planet-planet terdekat yang ada dengan kita. Apa yang terjadi di lingkungan sekitar, dunia apa yang ada di lengan lain Bima Sakti, dan planet apa yang ada di galaksi lain, tetap menjadi misteri.

Kepler-16 b adalah sebuah planet ekstrasurya yang mengelilingi bintang ganda Kepler-16 di konstelasi Cygnus

Kesimpulan

Hanya memiliki gagasan yang dangkal tentang bagaimana Semesta muncul dan bagaimana ia berkembang, seseorang hanya mengambil langkah kecil untuk memahami dan memahami skala alam semesta. Dimensi dan skala megah yang harus dihadapi para ilmuwan saat ini menunjukkan bahwa peradaban manusia hanya sesaat dalam kumpulan materi, ruang, dan waktu ini.

Model Alam Semesta sesuai dengan konsep keberadaan materi di ruang angkasa, dengan mempertimbangkan waktu

Studi tentang alam semesta dimulai dari Copernicus hingga saat ini. Pada awalnya, para ilmuwan memulai dari model heliosentris. Faktanya, ternyata kosmos tidak memiliki pusat nyata dan semua rotasi, gerakan, dan gerakan terjadi sesuai dengan hukum alam semesta. Terlepas dari kenyataan bahwa ada penjelasan ilmiah untuk proses yang sedang berlangsung, objek universal dibagi menjadi kelas, jenis dan tipe, tidak ada tubuh di ruang yang serupa dengan yang lain. Ukuran benda langit adalah perkiraan, serta massanya. Lokasi galaksi, bintang dan planet bersyarat. Intinya adalah bahwa tidak ada sistem koordinat di alam semesta. Mengamati ruang, kami membuat proyeksi di seluruh cakrawala yang terlihat, dengan mempertimbangkan bumi titik referensi nol. Faktanya, kita hanyalah partikel mikroskopis, hilang dalam bentangan alam semesta yang tak berujung.

Alam Semesta adalah zat di mana semua benda ada dalam hubungan dekat dengan ruang dan waktu

Sama halnya dengan mengikat dimensi, waktu di Semesta harus dianggap sebagai komponen utama. Asal usul dan usia benda luar angkasa memungkinkan Anda membuat gambar kelahiran dunia, untuk menyoroti tahapan evolusi alam semesta. Sistem yang kita hadapi terkait erat dengan kerangka waktu. Semua proses yang terjadi di ruang angkasa memiliki siklus - awal, pembentukan, transformasi dan akhir, disertai dengan kematian objek material dan transisi materi ke keadaan lain.

Melihat langit berbintang di malam hari, seseorang tanpa sadar mengajukan pertanyaan: berapa banyak bintang di langit? Apakah masih ada kehidupan di suatu tempat, bagaimana semuanya terjadi, dan apakah ada akhir dari semuanya?

Sebagian besar astronom ilmiah yakin bahwa alam semesta lahir sebagai hasil dari ledakan terkuat, sekitar 15 miliar tahun yang lalu. Ledakan besar ini, yang biasa disebut "Big Bang" atau "Big Impact", terbentuk dari kompresi materi yang kuat, menyebarkan gas panas ke berbagai arah, dan memunculkan galaksi, bintang, dan planet. Bahkan perangkat astronomi paling modern dan baru tidak mampu menutupi seluruh ruang. Namun teknologi modern dapat menangkap cahaya dari bintang yang berjarak 15 miliar tahun cahaya dari Bumi! Mungkin bintang-bintang ini tidak lagi ada, mereka lahir, menjadi tua dan mati, tetapi cahaya dari mereka melakukan perjalanan ke Bumi selama 15 miliar tahun dan teleskop masih melihatnya.

Para ilmuwan dari banyak generasi dan negara mencoba menebak, menghitung ukuran alam semesta kita, menentukan pusatnya. Dulu diyakini bahwa pusat alam semesta adalah planet Bumi kita. Copernicus membuktikan bahwa ini adalah Matahari, tetapi dengan perkembangan pengetahuan dan penemuan galaksi Bima Sakti kita, menjadi jelas bahwa baik planet kita maupun bahkan Matahari bukanlah pusat Semesta. Untuk waktu yang lama dianggap bahwa tidak ada lagi galaksi selain Bima Sakti, tetapi ini juga dibantah.

Fakta ilmiah yang terkenal menunjukkan bahwa Alam Semesta terus mengembang dan langit berbintang yang kita amati, struktur planet yang kita lihat sekarang, sama sekali berbeda dari jutaan tahun yang lalu. Jika Semesta tumbuh, itu berarti ada tepi. Teori lain mengatakan bahwa ada alam semesta dan dunia lain di luar batas kosmos kita.

Isaac Newton adalah orang pertama yang memutuskan untuk membenarkan ketidakterbatasan alam semesta. Setelah menemukan hukum gravitasi universal, dia percaya bahwa jika ruang terbatas, semua tubuhnya cepat atau lambat akan tertarik dan bergabung menjadi satu kesatuan. Dan jika ini tidak terjadi, maka Semesta tidak memiliki batas.

Tampaknya semua ini logis dan jelas, tetapi Albert Einstein tetap mampu mematahkan stereotip ini. Dia menciptakan model Alam Semesta berdasarkan teori relativitasnya sendiri, yang menurutnya Alam Semesta tidak terbatas dalam waktu, tetapi terbatas dalam ruang. Dia membandingkannya dengan bola tiga dimensi atau, secara sederhana, dengan bola dunia kita. Tidak peduli seberapa jauh seorang musafir melakukan perjalanan di Bumi, dia tidak akan pernah mencapai ujungnya. Namun, ini tidak berarti bahwa Bumi tidak terbatas. Pelancong hanya akan kembali ke tempat di mana ia memulai perjalanannya.

Dengan cara yang sama, seorang pengembara luar angkasa, mulai dari planet kita dan mengatasi Alam Semesta dengan kapal luar angkasa, dapat kembali ke Bumi. Hanya kali ini pengembara akan bergerak tidak pada permukaan dua dimensi bola, tetapi pada permukaan tiga dimensi dari hypersphere. Ini berarti bahwa Semesta memiliki volume yang terbatas, dan karenanya jumlah bintang dan massa yang terbatas. Namun, alam semesta tidak memiliki batas atau pusat apa pun. Einstein percaya bahwa alam semesta itu statis dan tidak pernah berubah ukurannya.

Namun, pikiran terbesar tidak kebal terhadap kesalahan. Pada tahun 1927, fisikawan Soviet kami Alexander Fridman secara signifikan melengkapi model ini. Menurut perhitungannya, alam semesta tidak statis sama sekali. Hal ini dapat memperluas atau kontrak dari waktu ke waktu. Einstein tidak langsung menerima amandemen seperti itu, tetapi dengan dibukanya teleskop Hubble, fakta perluasan Semesta terbukti, sejak itu. galaksi tersebar, mis. bergerak menjauh satu sama lain.

Telah terbukti bahwa Semesta mengembang dengan percepatan, diisi dengan materi gelap dingin dan usianya 13,75 miliar tahun. Mengetahui usia Semesta, kita dapat menentukan ukuran wilayah yang dapat diamati. Tapi jangan lupa tentang ekspansi konstan.

Jadi, ukuran alam semesta yang dapat diamati dibagi menjadi dua jenis. Ukuran yang tampak, juga disebut radius Hubble (13,75 miliar tahun cahaya), yang telah kita bicarakan di atas. Dan ukuran sebenarnya, disebut cakrawala partikel (45,7 miliar tahun cahaya). Sekarang saya akan menjelaskan: pasti, Anda telah mendengar bahwa ketika kita melihat ke langit, kita melihat masa lalu dari bintang-bintang lain, planet-planet, dan bukan apa yang terjadi sekarang. Misalnya, melihat Bulan, kita melihat kondisinya sedikit lebih dari satu detik yang lalu, Matahari - lebih dari delapan menit yang lalu, bintang-bintang terdekat - tahun, galaksi - jutaan tahun yang lalu, dll. Artinya, sejak kelahiran Semesta, tidak ada foton, mis. cahaya tidak akan memiliki waktu untuk melakukan perjalanan lebih dari 13,75 miliar tahun cahaya. Tetapi! Jangan lupa tentang fakta perluasan alam semesta. Jadi, saat mencapai pengamat, objek Alam Semesta yang baru lahir yang memancarkan cahaya ini sudah berjarak 45,7 miliar tahun cahaya dari kita. bertahun-tahun. Ukuran ini adalah cakrawala partikel, dan itu adalah batas alam semesta yang dapat diamati.

Namun, kedua cakrawala ini sama sekali tidak mencirikan ukuran Semesta yang sebenarnya. Itu berkembang dan jika tren ini berlanjut, maka semua objek yang sekarang dapat kita amati cepat atau lambat akan menghilang dari bidang penglihatan kita.

Sejauh ini, cahaya paling jauh yang diamati oleh para astronom adalah CMB. Ini adalah gelombang elektromagnetik kuno yang muncul saat alam semesta lahir. Gelombang ini dideteksi menggunakan antena yang sangat sensitif dan langsung di luar angkasa. Melihat ke CMB, para ilmuwan melihat alam semesta seperti 380.000 tahun setelah Big Bang. Pada saat itu, Semesta menjadi sangat dingin sehingga mampu memancarkan foton bebas, yang ditangkap hari ini dengan bantuan teleskop radio. Pada saat itu, tidak ada bintang atau galaksi di alam semesta, tetapi hanya awan hidrogen, helium, dan elemen lain yang dapat diabaikan. Dari ketidakhomogenan yang diamati di awan ini, gugus galaksi selanjutnya akan terbentuk.

Para ilmuwan masih memperdebatkan apakah ada batas yang benar dan tidak dapat diamati di alam semesta. Dengan satu atau lain cara, semua orang berkumpul pada ketidakterbatasan Semesta, tetapi mereka menafsirkan ketidakterbatasan ini dengan cara yang sangat berbeda. Beberapa orang menganggap Alam Semesta bersifat multidimensi, di mana Alam Semesta tiga dimensi "lokal" kita hanyalah salah satu dari lapisannya. Yang lain mengatakan bahwa Semesta adalah fraktal, yang berarti bahwa Semesta lokal kita mungkin merupakan partikel dari yang lain. Jangan lupa tentang berbagai model Multiverse, mis. keberadaan alam semesta lain yang jumlahnya tak terbatas di luar alam semesta kita. Dan banyak lagi versi yang berbeda, yang jumlahnya hanya dibatasi oleh imajinasi manusia.

Alam Semesta… Sungguh kata yang mengerikan. Skala dari apa yang ditunjukkan oleh kata ini berada di luar pemahaman apa pun. Bagi kami, berkendara 1000 km sudah merupakan jarak, dan apa artinya dibandingkan dengan sosok raksasa, yang menunjukkan diameter terkecil Semesta kita, dari sudut pandang para ilmuwan.


Angka ini bukan hanya kolosal - itu tidak nyata. 93 miliar tahun cahaya! Ini dinyatakan dalam kilometer sebagai 879.847.933.950.014.400.000.000.

Apa itu Semesta?

Apa itu Semesta? Bagaimana memahami luasnya ini dengan pikiran, karena, seperti yang ditulis Kozma Prutkov, ini tidak diberikan kepada siapa pun. Mari kita mengandalkan hal-hal sederhana yang akrab yang dapat membawa kita pada pemahaman yang diinginkan melalui analogi.

Terbuat dari apakah alam semesta kita?

Untuk mengatasinya, pergi ke dapur sekarang dan ambil spons busa yang Anda gunakan untuk mencuci piring. Telah diambil? Jadi, Anda memegang model alam semesta di tangan Anda. Jika Anda melihat lebih dekat pada struktur spons melalui kaca pembesar, Anda akan melihat banyak pori-pori terbuka, bahkan tidak dibatasi oleh dinding, melainkan oleh jembatan.

Semesta adalah sesuatu yang serupa, tetapi bukan karet busa yang digunakan sebagai bahan untuk jumper, tetapi ... ... Bukan planet, bukan sistem bintang, tetapi galaksi! Masing-masing galaksi ini terdiri dari ratusan miliar bintang yang mengorbit inti pusat, dan masing-masing dapat berukuran hingga ratusan ribu tahun cahaya. Jarak antar galaksi biasanya sekitar satu juta tahun cahaya.

Ekspansi alam semesta

Alam semesta tidak hanya besar, tetapi juga terus berkembang. Fakta ini, yang ditetapkan dengan mengamati pergeseran merah, membentuk dasar teori Big Bang.


Menurut NASA, usia alam semesta sejak Big Bang dimulai adalah sekitar 13,7 miliar tahun.

Apa arti kata "alam semesta"?

Kata "Alam Semesta" memiliki akar Slavia Kuno dan, pada kenyataannya, adalah kertas kalkir dari kata Yunani oikoumenta (οἰκουμένη) berasal dari kata kerja "Saya menghuni, saya menghuni". Awalnya, kata ini menunjukkan seluruh bagian dunia yang berpenghuni. Arti serupa telah dipertahankan dalam bahasa gereja hingga hari ini: misalnya, Patriark Konstantinopel memiliki kata "Ekumenis" dalam gelarnya.

Istilah ini berasal dari kata "permukiman" dan hanya konsonan dengan kata "segalanya".

Apa yang ada di pusat alam semesta?

Pertanyaan tentang pusat Alam Semesta adalah hal yang sangat membingungkan dan belum dapat dipecahkan secara pasti. Masalahnya adalah tidak jelas apakah itu ada sama sekali atau tidak. Masuk akal untuk mengasumsikan bahwa karena ada Ledakan Besar, dari episentrum di mana galaksi yang tak terhitung jumlahnya mulai menyebar, itu berarti bahwa dengan menelusuri lintasan masing-masing, adalah mungkin untuk menemukan pusat Semesta di persimpangan lintasan-lintasan ini. Tetapi kenyataannya adalah bahwa semua galaksi bergerak menjauh satu sama lain dengan kecepatan yang kira-kira sama, dan secara praktis gambaran yang sama diamati dari setiap titik Semesta.


Begitu banyak yang telah berteori di sini bahwa setiap akademisi akan menjadi gila. Dimensi keempat bahkan diangkat lebih dari satu kali, jika tidak benar, tetapi tidak ada kejelasan khusus tentang masalah ini hingga hari ini.

Jika tidak ada definisi yang dapat dipahami tentang pusat Semesta, maka kami menganggapnya sebagai pekerjaan kosong untuk membicarakan apa yang ada di pusat ini.

Apa yang ada di luar alam semesta?

Oh, ini pertanyaan yang sangat menarik, tetapi sama kaburnya dengan pertanyaan sebelumnya. Secara umum, tidak diketahui apakah alam semesta memiliki batas. Mungkin mereka tidak ada. Mungkin mereka. Mungkin, selain Alam Semesta kita, ada alam lain dengan sifat materi lain, dengan hukum alam dan konstanta dunia yang berbeda dari kita. Tidak ada yang bisa menjawab pertanyaan seperti itu secara pasti.

Masalahnya, kita hanya bisa mengamati alam semesta pada jarak 13,3 miliar tahun cahaya. Mengapa? Sangat sederhana: kita ingat bahwa usia Semesta adalah 13,7 miliar tahun. Mengingat bahwa pengamatan kita terjadi dengan penundaan yang sama dengan waktu yang dihabiskan oleh cahaya untuk menempuh jarak yang sesuai, kita tidak dapat mengamati Semesta sebelum saat ia benar-benar muncul. Pada jarak ini, kita melihat alam semesta balita...

Apa lagi yang kita ketahui tentang alam semesta?

Banyak dan tidak ada! Kita tahu tentang cahaya peninggalan, tentang string kosmik, tentang quasar, lubang hitam, dan banyak lagi. Beberapa dari pengetahuan ini dapat dibuktikan dan dibuktikan; sesuatu hanyalah perhitungan teoretis yang tidak dapat dikonfirmasi secara meyakinkan, dan sesuatu hanyalah buah imajinasi yang kaya dari ilmuwan semu.


Tapi satu hal yang kita tahu pasti: saatnya tidak akan pernah datang ketika kita bisa menyeka keringat di dahi kita dengan lega dan berkata: “Ugh! Pertanyaan itu akhirnya dipahami sepenuhnya. Tidak ada lagi yang bisa ditangkap di sini!”

Masing-masing dari kita setidaknya pernah bertanya-tanya betapa besar dunia yang kita tinggali. Planet kita adalah jumlah kota, desa, jalan, hutan, sungai yang gila-gilaan. Kebanyakan orang tidak pernah melihat setengahnya dalam hidup mereka. Sulit membayangkan skala megah planet ini, tetapi ada tugas yang lebih sulit lagi. Ukuran Alam Semesta adalah sesuatu yang, mungkin, bahkan pikiran yang paling berkembang pun tidak dapat membayangkannya. Mari kita coba mencari tahu apa yang dipikirkan sains modern tentang ini.

Konsep dasar

Alam semesta adalah segala sesuatu yang mengelilingi kita, yang tentangnya kita tahu dan menebak apa yang dulu, sedang, dan akan terjadi. Jika kita mengurangi intensitas romantisme, maka konsep ini mendefinisikan segala sesuatu dalam sains yang ada secara fisik, dengan mempertimbangkan aspek temporal dan hukum yang mengatur fungsi, keterkaitan semua elemen, dan sebagainya.

Secara alami, cukup sulit untuk membayangkan dimensi alam semesta yang sebenarnya. Dalam sains, masalah ini dibahas secara luas dan belum ada konsensus. Dalam asumsi mereka, para astronom mengandalkan teori-teori yang ada tentang pembentukan dunia seperti yang kita kenal, serta pada data yang diperoleh sebagai hasil pengamatan.

Metagalaxy

Berbagai hipotesis mendefinisikan alam semesta sebagai ruang tanpa dimensi atau ruang yang sangat luas, yang sebagian besar hanya sedikit yang kita ketahui. Untuk memberikan kejelasan dan kemungkinan membahas area yang tersedia untuk dipelajari, konsep Metagalaxy diperkenalkan. Istilah ini mengacu pada bagian alam semesta yang tersedia untuk pengamatan dengan metode astronomi. Berkat peningkatan teknologi dan pengetahuan, itu terus meningkat. Metagalaxy adalah bagian dari apa yang disebut alam semesta yang dapat diamati - ruang di mana materi telah berhasil mencapai posisinya saat ini selama periode keberadaannya. Ketika datang untuk memahami ukuran Alam Semesta, dalam banyak kasus mereka berbicara tentang Metagalaxy. Tingkat perkembangan teknologi saat ini memungkinkan untuk mengamati objek yang terletak pada jarak hingga 15 miliar tahun cahaya dari Bumi. Waktu dalam menentukan parameter ini ternyata memainkan peran yang tidak kalah pentingnya dengan ruang.

Usia dan ukuran

Menurut beberapa model alam semesta, ia tidak pernah muncul, tetapi ada selamanya. Namun, teori Big Bang yang mendominasi saat ini memberi dunia kita "titik awal". Menurut para astronom, usia alam semesta adalah sekitar 13,7 miliar tahun. Jika Anda mundur ke masa lalu, Anda dapat kembali ke Big Bang. Terlepas dari apakah dimensi Semesta tidak terbatas, bagian yang dapat diamati darinya memiliki batas, karena kecepatan cahaya terbatas. Ini mencakup semua lokasi yang dapat berdampak pada pengamat terestrial sejak Big Bang. Dimensi alam semesta yang dapat diamati meningkat karena ekspansinya yang konstan. Menurut perkiraan terbaru, ia menempati ruang 93 miliar tahun cahaya.

Sekelompok

Mari kita lihat apa itu alam semesta. Dimensi luar angkasa, yang dinyatakan dalam bentuk kering, tentu saja mencolok, tetapi sulit untuk dipahami. Bagi banyak orang, akan lebih mudah untuk menyadari skala dunia di sekitar mereka jika mereka tahu berapa banyak sistem, seperti Matahari, yang muat di dalamnya.

Bintang kita dan planet-planet di sekitarnya hanyalah bagian kecil dari Bima Sakti. Menurut para astronom, Galaxy memiliki sekitar 100 miliar bintang. Beberapa dari mereka telah menemukan exoplanet. Bukan hanya ukuran Semesta yang mencolok - ruang yang ditempati oleh bagiannya yang tidak penting, Bima Sakti, sudah menginspirasi rasa hormat. Dibutuhkan seratus ribu tahun bagi cahaya untuk melakukan perjalanan melalui galaksi kita!

grup lokal

Astronomi ekstragalaksi, yang mulai berkembang setelah penemuan Edwin Hubble, menggambarkan banyak struktur yang mirip dengan Bima Sakti. Tetangga terdekatnya adalah Nebula Andromeda dan Awan Magellan Besar dan Kecil. Bersama dengan beberapa "satelit" lainnya, mereka membentuk kelompok galaksi lokal. Itu terpisah dari formasi serupa yang berdekatan sekitar 3 juta tahun cahaya. Bahkan menakutkan untuk membayangkan berapa banyak waktu yang dibutuhkan pesawat modern untuk menempuh jarak seperti itu!

Diamati

Semua kelompok lokal dipisahkan oleh ruang yang luas. Metagalaxy mencakup beberapa miliar struktur yang mirip dengan Bima Sakti. Ukuran alam semesta benar-benar menakjubkan. Dibutuhkan 2 juta tahun untuk berkas cahaya untuk melakukan perjalanan dari Bima Sakti ke Nebula Andromeda.

Semakin jauh dari kita adalah bagian dari ruang, semakin sedikit kita tahu tentang keadaan saat ini. Karena keterbatasan kecepatan cahaya, para ilmuwan hanya dapat memperoleh informasi tentang masa lalu dari objek-objek tersebut. Untuk alasan yang sama, seperti yang telah disebutkan, area alam semesta yang tersedia untuk penelitian astronomi terbatas.

dunia lain

Namun, ini tidak semua informasi menakjubkan yang menjadi ciri alam semesta. Dimensi luar angkasa, tampaknya, secara signifikan melebihi Metagalaxy dan bagian yang dapat diamati. Teori inflasi memperkenalkan konsep seperti Multiverse. Ini terdiri dari banyak dunia, mungkin terbentuk secara bersamaan, tidak berpotongan satu sama lain dan berkembang secara independen. Tingkat perkembangan teknologi saat ini tidak memberikan harapan untuk pengetahuan tentang Alam Semesta tetangga yang serupa. Salah satu alasannya adalah keterbatasan kecepatan cahaya yang sama.

Pesatnya perkembangan ilmu antariksa mengubah pemahaman kita tentang seberapa besar alam semesta. Keadaan astronomi saat ini, teori dan perhitungan para ilmuwan sulit dipahami bagi yang belum tahu. Namun, bahkan studi yang dangkal tentang masalah ini menunjukkan betapa luasnya dunia di mana kita menjadi bagiannya, dan betapa sedikitnya yang kita ketahui tentangnya.