Jika Alam Semesta kita tidak mengembang, dan kecepatan cahaya cenderung tak terhingga, pertanyaan “apakah kita melihat seluruh Alam Semesta?” atau “seberapa jauh kita bisa melihat alam semesta?” tidak masuk akal. Kita akan melihat “langsung” segala sesuatu yang terjadi di setiap sudut luar angkasa.

Tapi, seperti yang Anda tahu, kecepatan cahaya itu terbatas, dan Alam Semesta kita mengembang, dan hal itu terjadi dengan percepatan. Jika laju ekspansi terus meningkat, maka ada wilayah yang keluar dari kita dengan kecepatan superluminal, yang menurut logika, tidak dapat kita lihat. Tapi bagaimana ini mungkin? Bukankah ini bertentangan dengan Teori Relativitas? Dalam hal ini, tidak: ruang angkasa itu sendiri mengembang, namun benda-benda di dalamnya tetap berada pada kecepatan di bawah cahaya. Untuk lebih jelasnya, Anda dapat membayangkan Alam Semesta kita dalam bentuk balon, dan tombol yang direkatkan pada balon tersebut akan berperan sebagai galaksi. Cobalah untuk mengembang balon: galaksi tombol akan mulai menjauh dari Anda seiring dengan perluasan ruang balon-Semesta, meskipun kecepatan galaksi tombol itu sendiri akan tetap nol.

Ternyata pasti ada suatu wilayah di mana terdapat benda-benda yang melarikan diri dari kita dengan kecepatan kurang dari kecepatan cahaya, dan radiasinya dapat kita deteksi melalui teleskop kita. Daerah ini disebut Bola Hubble. Itu berakhir pada batas di mana kecepatan perpindahan galaksi jauh akan bertepatan dengan kecepatan pergerakan fotonnya yang terbang ke arah kita (yaitu kecepatan cahaya). Perbatasan ini diberi nama Partikel Horizon. Jelas sekali bahwa benda-benda yang terletak di luar Particle Horizon akan memiliki kecepatan lebih tinggi dari kecepatan cahaya dan radiasinya tidak dapat menjangkau kita. Atau apakah masih mungkin?

Bayangkan Galaxy X berada di Bola Hubble dan memancarkan cahaya yang mudah mencapai Bumi. Namun karena percepatan perluasan Alam Semesta, Galaxy X telah melampaui Particle Horizon, dan sudah menjauh dari kita dengan kecepatan yang lebih tinggi dari kecepatan cahaya. Namun fotonnya, yang dipancarkan saat berada di Bola Hubble, masih terbang ke arah planet kita, dan kami terus mendeteksinya, yaitu. Kita sedang mengamati suatu benda yang sedang bergerak menjauhi kita dengan kecepatan melebihi kecepatan cahaya.

Namun bagaimana jika galaksi Y tidak pernah berada di Bola Hubble dan langsung memiliki kecepatan superluminal saat radiasi dimulai? Ternyata tidak ada satu pun fotonnya yang pernah mengunjungi bagian alam semesta kita. Namun bukan berarti hal itu tidak akan terjadi di masa depan! Kita tidak boleh lupa bahwa Bola Hubble juga mengembang (bersama dengan seluruh Alam Semesta), dan pemuaiannya lebih besar daripada kecepatan foton galaksi Y menjauh dari kita (kami menemukan kecepatan pelepasan foton dari galaksi Y). galaksi Y dengan mengurangkan kecepatan cahaya dari kecepatan lepas galaksi Y). Jika kondisi ini terpenuhi, suatu saat Bola Hubble akan menyusul foton-foton tersebut, dan kita akan dapat mendeteksi galaksi Y. Proses ini ditunjukkan dengan jelas pada diagram di bawah.

Ruang yang mencakup Bola Hubble Dan Cakrawala partikel, ditelepon Metagalaksi atau Alam Semesta yang Terlihat.

Tapi apakah ada sesuatu di luar Metagalaxy? Beberapa teori kosmik menyatakan adanya apa yang disebut Cakrawala Peristiwa. Anda mungkin pernah mendengar nama ini dari deskripsi lubang hitam. Prinsip pengoperasiannya tetap sama: kita tidak akan pernah melihat apa yang ada di luar Event Horizon, karena objek yang terletak di luar Event Horizon akan memiliki kecepatan lepas foton yang lebih besar daripada kecepatan ekspansi Bola Hubble, sehingga cahayanya akan selalu kabur. dari kami.

Namun agar Event Horizon bisa ada, Alam Semesta harus mengembang dengan kecepatan yang semakin cepat (yang konsisten dengan gagasan modern tentang tatanan dunia). Pada akhirnya, semua galaksi di sekitar kita akan melampaui Event Horizon. Tampaknya waktu telah berhenti di dalamnya. Kita akan melihat bagaimana mereka tanpa henti melampaui batas visibilitas, tapi kita tidak akan pernah melihatnya sepenuhnya tersembunyi.

Ini menarik: jika alih-alih galaksi kita mengamati jam besar dengan pelat jam di teleskop, dan kepergian Event Horizon akan menunjukkan posisi jarum jam pada pukul 12:00, maka jam tersebut akan melambat tanpa batas waktu pada pukul 11:59:59, dan jam gambar akan menjadi lebih kabur, karena. Semakin sedikit foton yang mencapai kita.

Namun jika para ilmuwan salah, dan di masa depan perluasan Alam Semesta mulai melambat, maka hal ini akan segera membatalkan keberadaan Event Horizon, karena radiasi suatu benda cepat atau lambat akan melebihi kecepatan lepasnya. Anda hanya perlu menunggu ratusan miliar tahun...

Ilustrasi: foto deposit| Johan Swanepoel

Jika Anda menemukan kesalahan, silakan sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Masuk.

Tahukah Anda bahwa alam semesta yang kita amati mempunyai batas-batas yang cukup pasti? Kita terbiasa mengasosiasikan Alam Semesta dengan sesuatu yang tidak terbatas dan tidak dapat dipahami. Namun, ilmu pengetahuan modern, ketika ditanya tentang “ketidakterbatasan” Alam Semesta, menawarkan jawaban yang sangat berbeda terhadap pertanyaan yang “jelas” tersebut.

Menurut konsep modern, ukuran Alam Semesta yang dapat diamati kira-kira 45,7 miliar tahun cahaya (atau 14,6 gigaparsec). Tapi apa arti angka-angka ini?

Pertanyaan pertama yang muncul di benak orang biasa adalah bagaimana mungkin alam semesta tidak terbatas? Nampaknya tak terbantahkan bahwa wadah segala sesuatu yang ada di sekitar kita tidak boleh ada batasnya. Jika batasan-batasan ini ada, apa sebenarnya batasan-batasan tersebut?

Katakanlah seorang astronot mencapai batas alam semesta. Apa yang akan dia lihat di depannya? Dinding yang kokoh? Penghalang api? Dan apa yang ada di baliknya - kekosongan? Alam Semesta Lain? Namun apakah kekosongan atau alam semesta lain bisa berarti kita berada di perbatasan alam semesta? Bagaimanapun juga, ini tidak berarti bahwa tidak ada “apa pun” di sana. Kekosongan dan Alam Semesta lainnya juga merupakan “sesuatu”. Namun Alam Semesta adalah sesuatu yang secara mutlak memuat segala sesuatu yang “sesuatu”.

Kita sampai pada suatu kontradiksi mutlak. Ternyata batas alam semesta pasti menyembunyikan sesuatu yang seharusnya tidak ada dari kita. Atau batas Alam Semesta harus memisahkan “segala sesuatu” dari “sesuatu”, tetapi “sesuatu” ini juga harus menjadi bagian dari “segalanya”. Secara umum, benar-benar absurd. Lalu bagaimana para ilmuwan bisa menyatakan batas ukuran, massa, dan bahkan usia Alam Semesta kita? Nilai-nilai ini, walaupun sangat besar, masih terbatas. Apakah sains membantah hal yang sudah jelas? Untuk memahami hal ini, pertama-tama mari kita telusuri bagaimana manusia sampai pada pemahaman modern tentang Alam Semesta.

Memperluas batas-batasnya

Sejak dahulu kala, orang-orang tertarik dengan seperti apa dunia di sekitar mereka. Tidak perlu lagi memberikan contoh mengenai tiga pilar dan upaya-upaya lain orang dahulu untuk menjelaskan alam semesta. Biasanya, pada akhirnya semuanya bermuara pada kenyataan bahwa dasar dari segala sesuatu adalah permukaan bumi. Bahkan di zaman kuno dan Abad Pertengahan, ketika para astronom memiliki pengetahuan luas tentang hukum pergerakan planet-planet di sepanjang bola langit yang “tetap”, Bumi tetap menjadi pusat Alam Semesta.

Secara alami, bahkan di Yunani Kuno ada yang percaya bahwa Bumi berputar mengelilingi Matahari. Ada orang-orang yang berbicara tentang banyaknya dunia dan ketidakterbatasan Alam Semesta. Namun pembenaran konstruktif terhadap teori-teori ini baru muncul pada pergantian revolusi ilmiah.

Pada abad ke-16, astronom Polandia Nicolaus Copernicus membuat terobosan besar pertama dalam pengetahuan tentang Alam Semesta. Ia dengan tegas membuktikan bahwa Bumi hanyalah salah satu planet yang mengorbit Matahari. Sistem seperti itu sangat menyederhanakan penjelasan tentang pergerakan planet-planet yang begitu rumit dan rumit di bola langit. Dalam kasus Bumi yang tidak bergerak, para astronom harus mengemukakan berbagai teori cerdas untuk menjelaskan perilaku planet-planet ini. Di sisi lain, jika Bumi dianggap bergerak, maka penjelasan atas pergerakan rumit tersebut muncul secara alami. Dengan demikian, paradigma baru yang disebut “heliosentrisme” mulai berlaku dalam astronomi.

Banyak Matahari

Namun, bahkan setelah itu, para astronom terus membatasi Alam Semesta hanya pada “bidang bintang tetap”. Hingga abad ke-19, mereka belum mampu memperkirakan jarak ke bintang. Selama beberapa abad, para astronom tidak berhasil mendeteksi penyimpangan posisi bintang relatif terhadap pergerakan orbit Bumi (paralaks tahunan). Instrumen pada masa itu tidak memungkinkan pengukuran yang tepat.

Akhirnya, pada tahun 1837, astronom Rusia-Jerman Vasily Struve mengukur paralaks. Hal ini menandai langkah baru dalam memahami skala ruang. Sekarang para ilmuwan dapat dengan aman mengatakan bahwa bintang-bintang tersebut memiliki kemiripan yang jauh dengan Matahari. Dan tokoh termasyhur kita bukan lagi pusat segalanya, melainkan “penghuni” yang setara dari gugus bintang yang tak ada habisnya.

Para astronom semakin memahami skala Alam Semesta, karena jarak ke bintang-bintang ternyata sangat mengerikan. Bahkan ukuran orbit planet-planet pun tampak tidak berarti jika dibandingkan. Selanjutnya penting untuk memahami bagaimana bintang-bintang terkonsentrasi.

Banyak Bima Sakti

Filsuf terkenal Immanuel Kant mengantisipasi dasar-dasar pemahaman modern tentang struktur alam semesta berskala besar pada tahun 1755. Dia berhipotesis bahwa Bima Sakti adalah gugus bintang besar yang berputar. Pada gilirannya, banyak dari nebula yang diamati juga merupakan “bima sakti” yang lebih jauh – galaksi. Meskipun demikian, hingga abad ke-20, para astronom percaya bahwa semua nebula adalah sumber pembentukan bintang dan merupakan bagian dari Bima Sakti.

Situasi berubah ketika para astronom belajar mengukur jarak antar galaksi menggunakan . Luminositas absolut bintang jenis ini sangat bergantung pada periode variabilitasnya. Dengan membandingkan luminositas absolutnya dengan luminositas tampak, jarak ke mereka dapat ditentukan dengan akurasi tinggi. Metode ini dikembangkan pada awal abad ke-20 oleh Einar Hertzschrung dan Harlow Scelpi. Berkat dia, astronom Soviet Ernst Epic pada tahun 1922 menentukan jarak ke Andromeda, yang ternyata besarnya lebih besar dari ukuran Bima Sakti.

Edwin Hubble melanjutkan inisiatif Epic. Dengan mengukur kecerahan Cepheid di galaksi lain, ia mengukur jaraknya dan membandingkannya dengan pergeseran merah pada spektrumnya. Maka pada tahun 1929 ia mengembangkan hukumnya yang terkenal. Karyanya secara definitif membantah anggapan umum bahwa Bima Sakti adalah ujung alam semesta. Sekarang, galaksi ini adalah salah satu dari banyak galaksi yang pernah dianggap sebagai bagian darinya. Hipotesis Kant terkonfirmasi hampir dua abad setelah perkembangannya.

Selanjutnya, hubungan yang ditemukan oleh Hubble antara jarak sebuah galaksi dari seorang pengamat relatif terhadap kecepatan jaraknya darinya, memungkinkan untuk menggambar gambaran lengkap tentang struktur skala besar Alam Semesta. Ternyata galaksi hanyalah sebagian kecil saja. Mereka terhubung ke dalam cluster, cluster menjadi supercluster. Pada gilirannya, superkluster membentuk struktur terbesar yang diketahui di alam semesta—benang dan dinding. Struktur-struktur ini, berdekatan dengan supervoid raksasa (), merupakan struktur berskala besar dari Alam Semesta yang diketahui saat ini.

Tampak tak terhingga

Berdasarkan uraian di atas, hanya dalam beberapa abad, ilmu pengetahuan secara bertahap beralih dari geosentrisme ke pemahaman modern tentang Alam Semesta. Namun, ini tidak menjawab mengapa kita membatasi Alam Semesta saat ini. Lagi pula, sampai saat ini kita hanya membicarakan skala ruang, dan bukan tentang sifatnya.

Orang pertama yang memutuskan untuk membenarkan ketidakterbatasan alam semesta adalah Isaac Newton. Setelah menemukan hukum gravitasi universal, ia percaya bahwa jika ruang itu terbatas, cepat atau lambat semua benda di dalamnya akan bergabung menjadi satu kesatuan. Di hadapannya, jika ada yang mengungkapkan gagasan tentang ketidakterbatasan Alam Semesta, itu secara eksklusif bersifat filosofis. Tanpa dasar ilmiah apa pun. Contohnya adalah Giordano Bruno. Ngomong-ngomong, seperti Kant, dia berabad-abad lebih maju dari sains. Dia adalah orang pertama yang menyatakan bahwa bintang adalah matahari yang jauh, dan planet juga berputar mengelilinginya.

Tampaknya fakta ketidakterbatasan cukup beralasan dan jelas, namun titik balik ilmu pengetahuan abad ke-20 mengguncang “kebenaran” ini.

Alam Semesta Stasioner

Langkah penting pertama menuju pengembangan model alam semesta modern diambil oleh Albert Einstein. Fisikawan terkenal ini memperkenalkan model Alam Semesta yang diam pada tahun 1917. Model ini didasarkan pada teori relativitas umum yang dikembangkannya setahun sebelumnya. Menurut modelnya, Alam Semesta tidak terbatas dalam waktu dan terbatas dalam ruang. Namun, seperti disebutkan sebelumnya, menurut Newton, Alam Semesta dengan ukuran terbatas pasti runtuh. Untuk melakukan hal ini, Einstein memperkenalkan konstanta kosmologis, yang mengimbangi daya tarik gravitasi benda-benda jauh.

Meski terdengar paradoks, Einstein tidak membatasi keterbatasan alam semesta. Menurutnya, Alam Semesta adalah cangkang hipersfer yang tertutup. Analoginya adalah permukaan bola tiga dimensi biasa, misalnya bola dunia atau bumi. Tidak peduli seberapa jauh seorang musafir melakukan perjalanan melintasi bumi, dia tidak akan pernah mencapai ujungnya. Namun bukan berarti bumi tidak terbatas. Pelancong hanya akan kembali ke tempat ia memulai perjalanannya.

Di permukaan hipersfer

Dengan cara yang sama, seorang pengembara luar angkasa, yang melintasi Alam Semesta Einstein dengan kapal luar angkasa, dapat kembali ke Bumi. Hanya saja kali ini pengembara tidak akan bergerak sepanjang permukaan dua dimensi sebuah bola, tetapi sepanjang permukaan tiga dimensi dari sebuah hipersfer. Artinya, Alam Semesta mempunyai volume yang terbatas, sehingga jumlah bintang dan massanya juga terbatas. Namun, Alam Semesta tidak mempunyai batas dan pusat.

Einstein sampai pada kesimpulan ini dengan menghubungkan ruang, waktu dan gravitasi dalam teorinya yang terkenal. Sebelum dia, konsep-konsep ini dianggap terpisah, itulah sebabnya ruang Semesta murni Euclidean. Einstein membuktikan bahwa gravitasi itu sendiri adalah kelengkungan ruang-waktu. Hal ini secara radikal mengubah gagasan awal tentang sifat alam semesta, berdasarkan mekanika Newton klasik dan geometri Euclidean.

Memperluas Alam Semesta

Bahkan penemu “Alam Semesta baru” sendiri pun tidak asing dengan delusi. Meskipun Einstein membatasi alam semesta di ruang angkasa, ia tetap menganggapnya statis. Menurut modelnya, Alam Semesta dulunya dan tetap abadi, dan ukurannya selalu sama. Pada tahun 1922, fisikawan Soviet Alexander Friedman memperluas model ini secara signifikan. Menurut perhitungannya, alam semesta sama sekali tidak statis. Itu dapat meluas atau menyusut seiring waktu. Patut dicatat bahwa Friedman sampai pada model seperti itu berdasarkan teori relativitas yang sama. Ia berhasil menerapkan teori ini dengan lebih tepat, melewati konstanta kosmologis.

Albert Einstein tidak langsung menerima “amandemen” ini. Model baru ini membantu penemuan Hubble yang disebutkan sebelumnya. Resesi galaksi tidak dapat disangkal membuktikan fakta perluasan alam semesta. Jadi Einstein harus mengakui kesalahannya. Sekarang Alam Semesta memiliki usia tertentu, yang sangat bergantung pada konstanta Hubble, yang menjadi ciri laju ekspansinya.

Perkembangan lebih lanjut dari kosmologi

Ketika para ilmuwan mencoba memecahkan pertanyaan ini, banyak komponen penting alam semesta lainnya ditemukan dan berbagai model alam semesta dikembangkan. Jadi pada tahun 1948, George Gamow memperkenalkan hipotesis “Alam Semesta yang panas”, yang kemudian berubah menjadi teori big bang. Penemuannya pada tahun 1965 membenarkan kecurigaannya. Kini para astronom dapat mengamati cahaya yang datang dari saat alam semesta menjadi transparan.

Materi gelap, yang diprediksi pada tahun 1932 oleh Fritz Zwicky, dikonfirmasi pada tahun 1975. Materi gelap sebenarnya menjelaskan keberadaan galaksi, gugus galaksi, dan struktur Alam Semesta itu sendiri secara keseluruhan. Inilah cara para ilmuwan mengetahui bahwa sebagian besar massa alam semesta sama sekali tidak terlihat.

Akhirnya, pada tahun 1998, ketika mempelajari jarak, ditemukan bahwa Alam Semesta mengembang dengan kecepatan yang semakin cepat. Titik balik terbaru dalam sains ini melahirkan pemahaman modern kita tentang sifat alam semesta. Koefisien kosmologis, yang diperkenalkan oleh Einstein dan dibantah oleh Friedman, kembali mendapat tempatnya dalam model Alam Semesta. Kehadiran koefisien kosmologis (konstanta kosmologis) menjelaskan percepatan ekspansinya. Untuk menjelaskan keberadaan konstanta kosmologis, konsep medan hipotetis yang mengandung sebagian besar massa Alam Semesta diperkenalkan.

Pemahaman modern tentang ukuran Alam Semesta yang dapat diamati

Model Alam Semesta modern juga disebut model ΛCDM. Huruf "Λ" berarti adanya konstanta kosmologis, yang menjelaskan percepatan perluasan Alam Semesta. "CDM" artinya Alam Semesta dipenuhi materi gelap yang dingin. Studi terbaru menunjukkan bahwa konstanta Hubble adalah sekitar 71 (km/s)/Mpc, yang setara dengan usia Alam Semesta 13,75 miliar tahun. Dengan mengetahui usia Alam Semesta, kita dapat memperkirakan luas wilayah yang dapat diamati.

Menurut teori relativitas, informasi tentang suatu benda tidak dapat sampai ke pengamat dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan cahaya (299.792.458 m/s). Ternyata pengamat tidak hanya melihat suatu objek, melainkan masa lalunya. Semakin jauh suatu objek darinya, semakin jauh ia terlihat di masa lalu. Misalnya, ketika kita melihat Bulan, kita melihat keadaannya lebih dari satu detik yang lalu, Matahari - lebih dari delapan menit yang lalu, bintang-bintang terdekat - tahun, galaksi - jutaan tahun yang lalu, dll. Dalam model stasioner Einstein, Alam Semesta tidak memiliki batasan usia, yang berarti wilayah pengamatannya juga tidak dibatasi oleh apapun. Pengamat, dengan dipersenjatai dengan instrumen astronomi yang semakin canggih, akan mengamati objek-objek yang semakin jauh dan kuno.

Kita mempunyai gambaran yang berbeda dengan model alam semesta modern. Menurutnya, Alam Semesta mempunyai umur, dan karenanya mempunyai batas pengamatan. Artinya, sejak lahirnya Alam Semesta, tidak ada foton yang mampu menempuh jarak lebih dari 13,75 miliar tahun cahaya. Ternyata kita dapat mengatakan bahwa Alam Semesta teramati terbatas dari pengamat pada wilayah bola dengan radius 13,75 miliar tahun cahaya. Namun, hal ini tidak sepenuhnya benar. Kita tidak boleh melupakan perluasan ruang Semesta. Pada saat foton mencapai pengamat, objek yang memancarkannya sudah berjarak 45,7 miliar tahun cahaya dari kita. bertahun-tahun. Ukuran ini adalah cakrawala partikel, merupakan batas Alam Semesta yang dapat diamati.

Di atas cakrawala

Jadi, ukuran Alam Semesta teramati terbagi menjadi dua jenis. Ukuran semunya, disebut juga radius Hubble (13,75 miliar tahun cahaya). Dan ukuran sebenarnya disebut cakrawala partikel (45,7 miliar tahun cahaya). Yang penting kedua cakrawala ini sama sekali tidak mencirikan ukuran Alam Semesta yang sebenarnya. Pertama, mereka bergantung pada posisi pengamat di ruang angkasa. Kedua, mereka berubah seiring waktu. Dalam kasus model ΛCDM, cakrawala partikel mengembang dengan kecepatan lebih besar daripada cakrawala Hubble. Ilmu pengetahuan modern tidak menjawab pertanyaan apakah tren ini akan berubah di masa depan. Namun jika kita berasumsi bahwa Alam Semesta terus mengembang dengan percepatan, maka semua objek yang kita lihat sekarang cepat atau lambat akan hilang dari “bidang penglihatan” kita.

Saat ini, cahaya terjauh yang diamati oleh para astronom adalah radiasi latar gelombang mikro kosmik. Mengintip ke dalamnya, para ilmuwan melihat Alam Semesta seperti keadaannya 380 ribu tahun setelah Big Bang. Pada saat ini, alam semesta cukup dingin sehingga mampu memancarkan foton bebas, yang saat ini dapat dideteksi dengan bantuan teleskop radio. Pada saat itu, tidak ada bintang atau galaksi di Alam Semesta, yang ada hanya awan hidrogen, helium, dan sejumlah kecil unsur lainnya yang terus menerus. Dari ketidakhomogenan yang teramati di awan ini, selanjutnya akan terbentuk gugus galaksi. Ternyata objek-objek yang akan terbentuk dari ketidakhomogenan radiasi latar gelombang mikro kosmik terletak paling dekat dengan cakrawala partikel.

Batasan Sejati

Apakah Alam Semesta mempunyai batas-batas yang nyata dan tidak dapat diobservasi masih merupakan spekulasi ilmiah semu. Dengan satu atau lain cara, setiap orang sepakat tentang ketidakterbatasan Alam Semesta, tetapi 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 lapisannya. Yang lain mengatakan bahwa Alam Semesta adalah fraktal - yang berarti bahwa Alam Semesta lokal kita mungkin merupakan partikel dari alam semesta lain. Kita tidak boleh melupakan berbagai model Multiverse dengan alam semesta yang tertutup, terbuka, paralel, dan lubang cacing. Dan ada banyak sekali versi berbeda, yang jumlahnya hanya dibatasi oleh imajinasi manusia.

Namun jika kita mengaktifkan realisme dingin atau mundur dari semua hipotesis ini, maka kita dapat berasumsi bahwa Alam Semesta kita adalah wadah homogen tak terbatas yang berisi semua bintang dan galaksi. Terlebih lagi, pada titik mana pun yang sangat jauh, meski miliaran gigaparsec dari kita, semua kondisinya akan sama persis. Pada titik ini, cakrawala partikel dan bola Hubble akan sama persis, dengan radiasi peninggalan yang sama di tepinya. Akan ada bintang dan galaksi yang sama disekitarnya. Menariknya, hal ini tidak bertentangan dengan perluasan alam semesta. Lagi pula, bukan hanya alam semesta yang mengembang, tapi ruangnya sendiri. Fakta bahwa pada saat Big Bang, Alam Semesta muncul dari satu titik hanya berarti bahwa dimensi-dimensi yang sangat kecil (hampir nol) yang dulunya kini telah berubah menjadi dimensi yang sangat besar. Di masa depan, kita akan menggunakan hipotesis ini untuk memahami dengan jelas skala Alam Semesta yang dapat diamati.

Representasi visual

Berbagai sumber menyediakan berbagai macam model visual yang memungkinkan manusia memahami skala Alam Semesta. Namun, tidaklah cukup bagi kita untuk menyadari betapa besarnya kosmos. Penting untuk membayangkan bagaimana konsep seperti cakrawala Hubble dan cakrawala partikel benar-benar terwujud. Untuk melakukan ini, mari kita bayangkan model kita langkah demi langkah.

Mari kita lupakan bahwa ilmu pengetahuan modern tidak mengetahui tentang wilayah “asing” di Alam Semesta. Dengan membuang versi multiverse, alam semesta fraktal, dan “varietas” lainnya, mari kita bayangkan bahwa alam semesta tidak terbatas. Seperti disebutkan sebelumnya, hal ini tidak bertentangan dengan perluasan ruangnya. Tentu saja, kita memperhitungkan bahwa bola Hubble dan bola partikelnya masing-masing berjarak 13,75 dan 45,7 miliar tahun cahaya.

Skala Alam Semesta

Tekan tombol MULAI dan temukan dunia baru yang belum dikenal!
Pertama, mari kita coba memahami seberapa besar skala Universal. Jika Anda pernah berkeliling planet kita, Anda bisa membayangkan betapa besarnya bumi bagi kita. Sekarang bayangkan planet kita sebagai sebutir soba yang bergerak dalam orbit mengelilingi semangka-Matahari seukuran setengah lapangan sepak bola. Dalam hal ini, orbit Neptunus akan sesuai dengan ukuran kota kecil, luasnya akan sama dengan Bulan, dan luas batas pengaruh Matahari akan sama dengan Mars. Ternyata Tata Surya kita jauh lebih besar dari Bumi seperti halnya Mars yang lebih besar dari gandum! Tapi ini baru permulaan.

Sekarang bayangkan soba ini akan menjadi sistem kita, yang ukurannya kira-kira sama dengan satu parsec. Maka Bima Sakti akan seukuran dua stadion sepak bola. Namun, ini tidak cukup bagi kami. Bima Sakti juga harus diperkecil hingga berukuran sentimeter. Ini akan menyerupai busa kopi yang dibungkus pusaran air di tengah ruang antargalaksi berwarna hitam kopi. Dua puluh sentimeter darinya ada “remah” spiral yang sama - Nebula Andromeda. Di sekelilingnya akan terdapat segerombolan galaksi kecil dari Cluster Lokal kita. Ukuran nyata Alam Semesta kita adalah 9,2 kilometer. Kita telah sampai pada pemahaman tentang dimensi Universal.

Di dalam gelembung universal

Namun, memahami skala itu sendiri saja tidak cukup. Penting untuk mewujudkan Semesta dalam dinamika. Mari kita bayangkan diri kita sebagai raksasa yang Bima Saktinya berdiameter satu sentimeter. Seperti disebutkan tadi, kita akan menemukan diri kita berada di dalam sebuah bola dengan radius 4,57 dan diameter 9,24 kilometer. Bayangkan kita bisa melayang di dalam bola ini, melakukan perjalanan, menempuh seluruh megaparsec dalam satu detik. Apa yang akan kita lihat jika Alam Semesta kita tidak terbatas?

Tentu saja, segala jenis galaksi yang tak terhitung jumlahnya akan muncul di hadapan kita. Elips, spiral, tidak beraturan. Beberapa area akan penuh dengan mereka, yang lain akan kosong. Ciri utamanya adalah secara visual mereka semua tidak bergerak sementara kita tidak bergerak. Namun begitu kita mengambil langkah, galaksi-galaksi itu sendiri akan mulai bergerak. Misalnya, jika kita dapat melihat Tata Surya mikroskopis di Bima Sakti yang panjangnya satu sentimeter, kita akan dapat mengamati perkembangannya. Bergerak sejauh 600 meter dari galaksi kita, kita akan melihat protobintang Matahari dan piringan protoplanet pada saat pembentukannya. Mendekatinya kita akan melihat bagaimana bumi muncul, kehidupan muncul dan manusia muncul. Dengan cara yang sama, kita akan melihat bagaimana galaksi berubah dan bergerak saat kita menjauh atau mendekatinya.

Akibatnya, semakin jauh galaksi yang kita lihat, semakin tua pula galaksi tersebut bagi kita. Jadi galaksi terjauh akan terletak lebih dari 1.300 meter dari kita, dan pada jarak 1.380 meter kita sudah akan melihat radiasi peninggalan. Benar, jarak ini hanya khayalan bagi kita. Namun, saat kita semakin dekat dengan radiasi latar gelombang mikro kosmik, kita akan melihat gambaran yang menarik. Secara alami, kita akan mengamati bagaimana galaksi terbentuk dan berkembang dari awan awal hidrogen. Ketika kita mencapai salah satu galaksi yang terbentuk ini, kita akan memahami bahwa kita telah menempuh jarak sama sekali bukan 1,375 kilometer, tetapi seluruhnya 4,57 kilometer.

Memperkecil

Hasilnya, ukuran kita akan semakin bertambah. Sekarang kita dapat menempatkan seluruh rongga dan dinding dalam kepalan tangan. Jadi kita akan menemukan diri kita berada dalam gelembung yang agak kecil yang tidak mungkin kita keluarkan. Jarak ke objek di tepi gelembung tidak hanya akan bertambah seiring jaraknya semakin dekat, namun tepinya sendiri akan bergeser tanpa batas. Inilah inti dari ukuran Alam Semesta yang dapat diamati.

Tidak peduli seberapa besar alam semesta, bagi pengamat alam semesta akan selalu berupa gelembung terbatas. Pengamat akan selalu berada di pusat gelembung ini, bahkan dialah pusatnya. Saat mencoba mencapai suatu benda di tepi gelembung, pengamat akan menggeser pusatnya. Saat Anda mendekati suatu objek, objek tersebut akan bergerak semakin jauh dari tepi gelembung dan pada saat yang sama berubah. Misalnya, dari awan hidrogen yang tidak berbentuk, ia akan berubah menjadi galaksi utuh atau, lebih jauh lagi, gugus galaksi. Selain itu, jalur menuju objek ini akan bertambah seiring Anda mendekatinya, karena ruang di sekitarnya akan berubah. Setelah mencapai objek tersebut, kita hanya akan memindahkannya dari tepi gelembung ke tengahnya. Di ujung alam semesta, radiasi peninggalan masih akan berkedip-kedip.

Jika kita berasumsi bahwa Alam Semesta akan terus mengembang dengan kecepatan yang dipercepat, kemudian berada di tengah-tengah gelembung dan memajukan waktu sebanyak miliaran, triliunan, dan bahkan urutan tahun yang lebih tinggi, kita akan melihat gambaran yang lebih menarik. Meskipun ukuran gelembung kita juga akan bertambah, komponen-komponennya yang berubah akan menjauh dari kita lebih cepat lagi, meninggalkan tepi gelembung ini, hingga setiap partikel Alam Semesta mengembara secara terpisah dalam gelembungnya yang sepi tanpa adanya kesempatan untuk berinteraksi dengan partikel lain.

Jadi, ilmu pengetahuan modern tidak memiliki informasi tentang ukuran sebenarnya Alam Semesta dan apakah ia mempunyai batas. Namun kita mengetahui dengan pasti bahwa Alam Semesta teramati mempunyai batas nyata dan kasat mata, masing-masing disebut radius Hubble (13,75 miliar tahun cahaya) dan radius partikel (45,7 miliar tahun cahaya). Batas-batas ini bergantung sepenuhnya pada posisi pengamat dalam ruang dan meluas seiring berjalannya waktu. Jika jari-jari Hubble mengembang dengan kecepatan cahaya, maka perluasan cakrawala partikel akan semakin cepat. Pertanyaan apakah percepatan cakrawala partikel akan berlanjut lebih jauh dan apakah akan digantikan oleh kompresi masih terbuka.

Alam semesta... Sungguh kata yang buruk. Skala dari apa yang dilambangkan dengan kata ini tidak dapat dipahami. Bagi kami, berkendara 1000 km sudah merupakan sebuah jarak, tapi apa artinya dibandingkan dengan angka raksasa yang menunjukkan diameter minimum yang mungkin, dari sudut pandang para ilmuwan, Alam Semesta kita.


Angka ini tidak hanya sangat besar - tetapi juga tidak nyata. 93 miliar tahun cahaya! Dalam kilometer dinyatakan sebagai 879.847.933.950.014.400.000.000.

Apa itu Alam Semesta?

Apa itu Alam Semesta? Bagaimana memahami besarnya ini dengan pikiran Anda, karena, seperti yang ditulis Kozma Prutkov, hal ini tidak diberikan kepada siapa pun. Mari kita andalkan segala sesuatu yang kita kenal, hal-hal sederhana yang, melalui analogi, dapat membawa kita pada pemahaman yang diinginkan.

Terbuat dari apakah alam semesta kita?

Untuk memahami masalah ini, pergilah ke dapur sekarang dan ambil spons busa yang Anda gunakan untuk mencuci piring. Telah diambil? Jadi, Anda sedang memegang model Alam Semesta di tangan Anda. Jika Anda melihat lebih dekat struktur spons melalui kaca pembesar, Anda akan melihat bahwa spons terdiri dari banyak pori-pori terbuka, bahkan tidak dibatasi oleh dinding, melainkan oleh jembatan.

Alam semesta agak mirip, tapi hanya bahan yang digunakan untuk jembatan bukanlah karet busa, tapi... ... Bukan planet, bukan sistem bintang, tapi galaksi! Masing-masing galaksi ini terdiri dari ratusan miliar bintang yang mengorbit pada inti pusatnya, dan masing-masing galaksi dapat berukuran hingga ratusan ribu tahun cahaya. Jarak antar galaksi biasanya sekitar satu juta tahun cahaya.

Perluasan Alam Semesta

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


Menurut NASA, usia Alam Semesta sejak terjadinya Big Bang adalah sekitar 13,7 miliar tahun.

Apa arti kata "Alam Semesta"?

Kata "Alam Semesta" berasal dari bahasa Slavonik Kuno dan sebenarnya merupakan kertas kalkir dari kata Yunani oikomenta (οἰκουμένη), berasal dari kata kerja οἰκέω “Aku mendiami, aku tinggal”. Awalnya, kata ini mengacu pada seluruh belahan dunia yang berpenghuni. Dalam bahasa gereja, makna serupa masih ada hingga saat ini: misalnya, Patriark Konstantinopel memiliki kata “Ekumenis” dalam gelarnya.

Istilah tersebut berasal dari kata “hunian” dan hanya konsonan dengan kata “segalanya”.

Apa yang menjadi pusat alam semesta?

Pertanyaan tentang pusat alam semesta merupakan hal yang sangat membingungkan dan belum terpecahkan secara pasti. Masalahnya adalah tidak jelas apakah itu ada atau tidak. Masuk akal untuk berasumsi bahwa sejak terjadinya Big Bang, yang dari pusatnya galaksi-galaksi yang tak terhitung jumlahnya mulai berhamburan, itu berarti bahwa dengan menelusuri lintasan masing-masing galaksi, kita dapat menemukan pusat Alam Semesta di persimpangan tersebut. dari lintasan ini. Namun faktanya adalah semua galaksi bergerak menjauhi satu sama lain dengan kecepatan yang kira-kira sama dan gambaran yang hampir sama diamati dari setiap titik di Alam Semesta.


Ada begitu banyak teori di sini sehingga akademisi mana pun akan menjadi gila. Bahkan dimensi keempat telah digunakan lebih dari satu kali, meskipun itu salah, namun hingga saat ini belum ada kejelasan khusus mengenai pertanyaan tersebut.

Jika tidak ada definisi yang jelas tentang pusat Alam Semesta, maka kami menganggap pembicaraan tentang apa yang ada di pusat ini hanyalah latihan kosong.

Apa yang ada di luar Alam Semesta?

Oh, ini pertanyaan yang sangat menarik, tapi sama samarnya dengan pertanyaan sebelumnya. Secara umum tidak diketahui apakah alam semesta mempunyai batas. Mungkin tidak ada. Mungkin mereka ada. Mungkin, selain Alam Semesta kita, ada alam semesta lain yang memiliki sifat materi lain, dengan hukum alam dan konstanta dunia yang berbeda dengan alam semesta kita. Tidak ada yang bisa memberikan jawaban yang terbukti terhadap pertanyaan seperti itu.

Masalahnya kita hanya bisa mengamati alam semesta dari jarak 13,3 miliar tahun cahaya. Mengapa? Sederhana saja: kita ingat bahwa umur alam semesta adalah 13,7 miliar tahun. Mengingat bahwa pengamatan kita terjadi dengan penundaan yang sama dengan waktu yang dihabiskan cahaya untuk menempuh jarak yang sama, kita tidak dapat mengamati Alam Semesta sebelum alam semesta benar-benar terbentuk. Pada jarak ini kita melihat alam semesta balita...

Apa lagi yang kita ketahui tentang Alam Semesta?

Banyak dan tidak ada apa-apa! Kita tahu tentang cahaya peninggalan, tentang string kosmik, tentang quasar, lubang hitam, dan masih banyak lagi. Beberapa dari pengetahuan ini dapat dibuktikan dan dibuktikan; beberapa hal hanyalah kalkulasi teoretis yang tidak dapat dibuktikan, dan beberapa lainnya hanyalah buah imajinasi kaya para ilmuwan semu.


Tapi kita tahu satu hal yang pasti: tidak akan pernah ada saatnya kita bisa, sambil menyeka keringat di dahi kita dengan lega, berkata: “Ugh! Masalah ini akhirnya telah dipelajari sepenuhnya. Tidak ada lagi yang bisa ditangkap di sini!”

Halo semua! Hari ini saya ingin berbagi dengan Anda kesan saya tentang Alam Semesta. Bayangkan saja, tidak ada habisnya, selalu menarik, tapi bisakah ini terjadi? Dari artikel ini Anda dapat mempelajari tentang bintang, jenis dan kehidupannya, tentang big bang, tentang lubang hitam, tentang pulsar dan tentang beberapa hal penting lainnya.

- ini adalah segala sesuatu yang ada: ruang, materi, waktu, energi. Ini mencakup semua planet, bintang, dan benda kosmik lainnya.

- ini adalah seluruh dunia material yang ada, tidak terbatas dalam ruang dan waktu serta beragam bentuk materi dalam proses perkembangannya.

Alam semesta dipelajari oleh astronomi- ini adalah bagian dari dunia material yang dapat diakses untuk penelitian dengan metode astronomi yang sesuai dengan tingkat ilmu pengetahuan yang dicapai (bagian Alam Semesta ini kadang-kadang disebut Metagalaxy).

Metagalaxy adalah bagian dari Alam Semesta yang dapat diakses oleh metode penelitian modern. Metagalaxy berisi beberapa miliar.

Alam semesta begitu besar sehingga mustahil untuk memahami ukurannya. Mari kita bicara tentang Alam Semesta: bagian yang terlihat oleh kita terbentang lebih dari 1,6 juta juta juta juta km - dan tidak ada yang tahu seberapa besarnya di luar yang terlihat.

Banyak teori yang mencoba menjelaskan bagaimana alam semesta memperoleh bentuknya saat ini dan dari mana asalnya. Menurut teori paling populer, 13 miliar tahun yang lalu ia lahir akibat ledakan raksasa. Waktu, ruang, energi, materi - semua ini muncul sebagai akibat dari ledakan fenomenal ini. Tidak ada gunanya mengatakan apa yang terjadi sebelum apa yang disebut “big bang”; tidak ada yang terjadi sebelum itu.

– menurut konsep modern, ini adalah keadaan alam semesta di masa lalu (sekitar 13 miliar tahun yang lalu), ketika kepadatan rata-ratanya jauh lebih tinggi dibandingkan saat ini. Seiring waktu, kepadatan alam semesta berkurang karena perluasannya.

Oleh karena itu, ketika kita menggali lebih dalam ke masa lalu, kepadatannya meningkat, hingga gagasan klasik tentang ruang dan waktu kehilangan validitasnya. Momen ini bisa dijadikan awal hitung mundur. Interval waktu dari 0 hingga beberapa detik secara kondisional disebut periode Big Bang.

Materi Alam Semesta, pada awal periode ini, menerima kecepatan relatif yang sangat besar (“meledak” dan itulah namanya).

Bukti Big Bang yang diamati di zaman kita adalah konsentrasi helium, hidrogen, dan beberapa elemen ringan lainnya, radiasi peninggalan, dan distribusi ketidakhomogenan di Alam Semesta (misalnya galaksi).

Para astronom yakin alam semesta sangat panas dan penuh radiasi setelah big bang.

Partikel atom - proton, elektron, dan neutron - terbentuk dalam waktu sekitar 10 detik.

Atom-atom itu sendiri—atom helium dan hidrogen—terbentuk hanya beberapa ratus ribu tahun kemudian, ketika alam semesta mendingin dan ukurannya mengembang secara signifikan.

Gema Big Bang.

Jika Big Bang terjadi 13 miliar tahun yang lalu, saat ini Alam Semesta sudah mendingin hingga suhu sekitar 3 derajat Kelvin, yaitu 3 derajat di atas nol mutlak.

Para ilmuwan merekam kebisingan radio latar belakang menggunakan teleskop. Suara-suara radio di seluruh langit berbintang sesuai dengan suhu ini dan dianggap sebagai gema Big Bang yang masih mencapai kita.

Menurut salah satu legenda ilmiah paling populer, Isaac Newton melihat sebuah apel jatuh ke tanah dan menyadari bahwa itu terjadi karena pengaruh gravitasi yang berasal dari bumi itu sendiri. Besarnya gaya ini bergantung pada berat badan.

Gravitasi sebuah apel yang bermassa kecil tidak mempengaruhi pergerakan planet kita; Bumi bermassa besar dan menarik apel ke arahnya.

Dalam orbit kosmik, gaya gravitasi menahan seluruh benda langit. Bulan bergerak sepanjang orbit Bumi dan tidak menjauh darinya; dalam orbit sirkumsolar, gaya gravitasi Matahari menahan planet-planet, dan Matahari berada pada posisinya dalam kaitannya dengan bintang-bintang lain, suatu gaya yang jauh lebih besar daripada gaya gravitasi. memaksa.

Matahari kita adalah sebuah bintang, dan merupakan bintang biasa yang berukuran sedang. Matahari, seperti semua bintang lainnya, adalah bola gas bercahaya, dan seperti tungku raksasa, yang menghasilkan panas, cahaya, dan bentuk energi lainnya. Tata surya terdiri dari planet-planet yang mengorbit matahari dan, tentu saja, matahari itu sendiri.

Bintang-bintang lain, karena jaraknya yang sangat jauh dari kita, tampak kecil di langit, namun kenyataannya, beberapa di antaranya berdiameter ratusan kali lebih besar daripada Matahari kita.

Bintang dan galaksi.

Para astronom menentukan lokasi bintang dengan menempatkannya di dalam atau berhubungan dengan konstelasi. Konstelasi – ini adalah sekelompok bintang yang terlihat di area tertentu di langit malam, tetapi kenyataannya tidak selalu terletak di dekatnya.

Bintang-bintang di ruang angkasa yang sangat luas dikelompokkan menjadi kepulauan bintang yang disebut galaksi. Galaksi kita, yang disebut Bima Sakti, mencakup Matahari beserta seluruh planetnya. Galaksi kita memang bukan yang terbesar, namun cukup besar untuk dibayangkan.

Jarak di Alam Semesta diukur dalam kaitannya dengan kecepatan cahaya; umat manusia tidak mengetahui apa pun yang lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Kecepatan cahaya adalah 300 ribu km/detik. Sebagai tahun cahaya, para astronom menggunakan satuan seperti itu - ini adalah jarak yang ditempuh seberkas cahaya dalam setahun, yaitu 9,46 juta juta km.

Proxima di konstelasi Centaur adalah bintang terdekat dengan kita. Letaknya 4,3 tahun cahaya. Kami tidak melihatnya seperti kami memandangnya lebih dari empat tahun lalu. Dan cahaya Matahari mencapai kita dalam waktu 8 menit 20 detik.

Bima Sakti dengan ratusan ribu juta bintang berbentuk roda berputar raksasa dengan poros yang menonjol – hubnya. Matahari terletak 250 ribu tahun cahaya dari porosnya, lebih dekat ke tepi roda ini. Matahari berputar mengelilingi pusat Galaksi pada orbitnya setiap 250 juta tahun.

Galaksi kita adalah salah satu dari sekian banyak galaksi, dan tidak ada yang tahu berapa jumlah totalnya. Lebih dari satu miliar galaksi telah ditemukan, dan jutaan bintang di setiap galaksi telah ditemukan. Ratusan juta tahun cahaya dari penduduk bumi adalah galaksi terjauh yang diketahui.

Kita mengintip masa lalu terjauh alam semesta dengan mempelajarinya. Semua Galaksi menjauh dari kita dan satu sama lain. Tampaknya Alam Semesta masih terus mengembang dan Big Bang adalah asal mulanya.

Jenis bintang apa saja yang ada?

Bintang adalah bola gas ringan (plasma) yang mirip dengan Matahari. Mereka terbentuk dari lingkungan gas berdebu (kebanyakan dari helium dan hidrogen), karena ketidakstabilan gravitasi.

Bintang-bintang itu berbeda-beda, tetapi begitu semuanya muncul dan setelah jutaan tahun, bintang-bintang itu akan menghilang. Matahari kita hampir berumur 5 miliar tahun dan, menurut para astronom, ia akan tetap ada selama itu, dan kemudian ia akan mulai mati.

Matahari - ini adalah bintang tunggal, banyak bintang lainnya yang biner, yaitu terdiri dari dua bintang yang berputar mengelilingi satu sama lain. Para astronom juga mengetahui bintang rangkap tiga dan disebut bintang ganda, yang terdiri dari banyak benda bintang.

Supergiant adalah bintang terbesar.

Antares, dengan diameter 350 kali diameter Matahari, adalah salah satu bintang tersebut. Namun, semua raksasa super mempunyai kepadatan yang sangat rendah. Raksasa adalah bintang yang lebih kecil dengan diameter 10 hingga 100 kali lebih besar dari Matahari.

Kepadatan mereka juga rendah, tetapi lebih besar dari pada raksasa super. Sebagian besar bintang yang terlihat, termasuk Matahari, diklasifikasikan sebagai bintang deret utama, atau bintang perantara. Diameternya bisa sepuluh kali lebih kecil atau sepuluh kali lebih besar dari diameter Matahari.

Katai merah disebut bintang deret utama terkecil dan katai putih - Disebut benda-benda yang lebih kecil lagi yang tidak lagi termasuk dalam bintang deret utama.

Katai putih (seukuran planet kita) sangat padat namun sangat redup. Massa jenisnya jutaan kali lebih besar daripada massa jenis air. Mungkin terdapat hingga 5 miliar katai putih di Bima Sakti saja, meskipun para ilmuwan sejauh ini hanya menemukan beberapa ratus katai putih.

Mari kita tonton video yang membandingkan ukuran bintang sebagai contoh.

Kehidupan seorang bintang.

Setiap bintang, seperti disebutkan sebelumnya, lahir dari awan debu dan hidrogen. Alam semesta penuh dengan awan seperti itu.

Pembentukan bintang dimulai ketika, di bawah pengaruh gaya lain (tidak ada yang mengerti) dan di bawah pengaruh gravitasi, seperti yang dikatakan para astronom, terjadi keruntuhan atau “runtuhnya” suatu benda langit: awan mulai berputar, dan pusatnya memanas. Anda dapat menyaksikan evolusi bintang.

Reaksi nuklir dimulai ketika suhu di dalam awan bintang mencapai satu juta derajat.

Selama reaksi ini, inti atom hidrogen bergabung membentuk helium. Energi yang dihasilkan oleh reaksi dilepaskan dalam bentuk cahaya dan panas, dan bintang baru pun menyala.

Debu bintang dan gas sisa diamati di sekitar bintang baru. Planet-planet terbentuk mengelilingi Matahari kita dari materi ini. Tentu saja, planet-planet serupa terbentuk di sekitar bintang-bintang lain, dan kemungkinan besar terdapat beberapa bentuk kehidupan di banyak planet, yang penemuannya tidak diketahui oleh umat manusia.

Ledakan bintang.

Nasib sebuah bintang sangat bergantung pada massanya. Ketika bintang seperti Matahari kita menggunakan “bahan bakar” hidrogennya, cangkang heliumnya berkontraksi dan lapisan luarnya mengembang.

Bintang menjadi raksasa merah pada tahap kehidupannya. Kemudian, seiring waktu, lapisan luarnya menjauh dengan tajam, hanya menyisakan inti kecil yang terang dari bintang - katai putih. Katai hitam(massa karbon yang sangat besar) yang menjadi bintang, perlahan-lahan mendingin.

Nasib yang lebih dramatis menanti bintang-bintang dengan massa beberapa kali massa Bumi.

Mereka menjadi raksasa super, jauh lebih besar daripada raksasa merah, seiring dengan berkurangnya bahan bakar nuklir mereka dan mereka berkembang menjadi sangat besar.

Setelah itu, di bawah pengaruh gravitasi, terjadi keruntuhan inti yang tajam. Bintang itu terkoyak oleh ledakan energi yang dilepaskan tak terbayangkan.

Para astronom menyebut ledakan semacam itu sebagai supernova. Jutaan kali lebih terang dari Matahari, sebuah supernova bersinar selama beberapa waktu. Untuk pertama kalinya dalam 383 tahun, pada bulan Februari 1987, supernova dari galaksi tetangga terlihat dengan mata telanjang dari Bumi.

Bergantung pada massa awal bintang, benda kecil yang disebut bintang neutron mungkin tertinggal setelah supernova. Dengan diameter tidak lebih dari beberapa puluh kilometer, bintang semacam itu terdiri dari neutron padat, sehingga kepadatannya berkali-kali lipat lebih besar daripada kepadatan katai putih yang sangat besar.

Lubang hitam.

Kekuatan keruntuhan inti pada beberapa supernova begitu besar sehingga kompresi materi praktis tidak menyebabkan hilangnya materi. Bagian luar angkasa dengan gravitasi yang sangat tinggi tetap ada, bukan materi. Daerah seperti itu disebut lubang hitam; kekuatannya begitu kuat sehingga menarik segala sesuatu ke dalam dirinya.

Lubang hitam tidak dapat terlihat karena sifatnya. Namun, para astronom yakin mereka telah menemukannya.

Para astronom sedang mencari sistem bintang biner dengan radiasi yang kuat dan percaya bahwa itu muncul dari materi yang keluar ke lubang hitam, disertai dengan pemanasan suhu jutaan derajat.

Sumber radiasi semacam itu ditemukan di konstelasi Cygnus (yang disebut lubang hitam Cygnus X-1). Beberapa ilmuwan percaya bahwa selain lubang hitam, lubang putih juga ada. Lubang putih ini muncul di tempat materi yang terkumpul bersiap untuk memulai pembentukan benda bintang baru.

Alam semesta juga penuh dengan formasi misterius yang disebut quasar. Ini mungkin adalah inti galaksi jauh yang bersinar terang, dan di luarnya kita tidak melihat apa pun di Alam Semesta.

Segera setelah terbentuknya Alam Semesta, cahayanya mulai bergerak ke arah kita. Para ilmuwan percaya bahwa energi yang setara dengan quasar hanya dapat berasal dari lubang kosmik.

Pulsar pun tak kalah misteriusnya. Pulsar adalah formasi yang secara teratur memancarkan pancaran energi. Menurut para ilmuwan, mereka adalah bintang yang berotasi dengan cepat, dan sinar cahaya memancar darinya, seperti suar kosmik.

Masa depan Alam Semesta.

Tidak ada yang tahu apa nasib alam semesta kita. Tampaknya setelah ledakan awal, masih terus meluas. Ada dua kemungkinan skenario di masa depan yang sangat jauh.

Menurut yang pertama dari mereka, teori ruang terbuka, Alam Semesta akan mengembang hingga seluruh energi dihabiskan untuk semua bintang dan galaksi tidak ada lagi.

Kedua - teori ruang tertutup, yang menyatakan bahwa perluasan Alam Semesta suatu saat akan berhenti, akan mulai berkontraksi kembali dan akan terus menyusut hingga menghilang dalam prosesnya.

Para ilmuwan menyebut proses ini, dengan analogi dengan big bang, kompresi besar. Akibatnya, big bang lain bisa saja terjadi dan menciptakan alam semesta baru.

Jadi, segala sesuatu mempunyai awal dan akan ada akhir, tetapi tidak ada yang tahu apa yang akan terjadi...

Melihat langit berbintang di malam hari, tanpa sadar Anda bertanya pada diri sendiri: berapa banyak bintang yang ada di langit? Apakah masih ada kehidupan di suatu tempat, bagaimana semua ini terjadi, dan adakah akhir dari semuanya?

Kebanyakan astronom yakin bahwa Alam Semesta lahir dari ledakan dahsyat sekitar 15 miliar tahun yang lalu. Ledakan dahsyat ini, 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 pun tidak mampu mencakup seluruh ruang. Namun teknologi modern dapat menangkap cahaya dari bintang yang berjarak 15 miliar tahun cahaya dari Bumi! Mungkin bintang-bintang ini sudah lama hilang, mereka dilahirkan, menjadi tua dan mati, namun cahaya dari mereka melakukan perjalanan ke Bumi selama 15 miliar tahun dan teleskop masih dapat melihatnya.

Para ilmuwan dari berbagai generasi dan negara mencoba menebak, menghitung ukuran Alam Semesta kita, dan menentukan pusatnya. Sebelumnya, diyakini bahwa pusat alam semesta adalah planet Bumi kita. Copernicus membuktikan bahwa ini adalah Matahari, tetapi dengan berkembangnya pengetahuan dan ditemukannya galaksi Bima Sakti kita, menjadi jelas bahwa baik planet kita maupun Matahari bukanlah pusat Alam Semesta. Selama ini mereka mengira tidak ada galaksi lain selain Bima Sakti, namun hal tersebut juga dibantah.

Fakta ilmiah yang terkenal mengatakan bahwa Alam Semesta terus mengembang dan langit berbintang yang kita amati, struktur planet yang kita lihat sekarang, benar-benar berbeda dibandingkan jutaan tahun yang lalu. Jika Alam Semesta berkembang, berarti ada tepinya. Teori lain mengatakan bahwa di luar batas ruang kita terdapat alam semesta dan dunia lain.

Orang pertama yang memutuskan untuk membuktikan ketidakterbatasan alam semesta adalah Isaac Newton. Setelah menemukan hukum gravitasi universal, ia percaya bahwa jika ruang itu terbatas, cepat atau lambat semua benda di dalamnya akan tertarik dan bergabung menjadi satu kesatuan. Dan karena hal ini tidak terjadi, berarti Alam Semesta tidak memiliki batas.

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

Dengan cara yang sama, seorang pengembara luar angkasa, mulai dari planet kita dan melintasi Alam Semesta dengan kapal luar angkasa, dapat kembali ke Bumi. Hanya saja kali ini pengembara tidak akan bergerak sepanjang permukaan dua dimensi sebuah bola, tetapi sepanjang permukaan tiga dimensi dari sebuah hipersfer. Artinya, Alam Semesta mempunyai volume yang terbatas, sehingga jumlah bintang dan massanya juga terbatas. Namun, Alam Semesta tidak mempunyai batas dan pusat. Einstein percaya bahwa alam semesta bersifat statis dan ukurannya tidak pernah berubah.

Namun, pikiran terhebat tidak lepas dari delusi. Pada tahun 1927, fisikawan Soviet kami Alexander Friedman memperluas model ini secara signifikan. Menurut perhitungannya, alam semesta sama sekali tidak statis. Itu dapat meluas atau menyusut seiring waktu. Einstein tidak langsung menerima perubahan tersebut, namun dengan ditemukannya teleskop Hubble, fakta perluasan Alam Semesta terbukti, karena galaksi tersebar, mis. sedang menjauh satu sama lain.

Kini telah terbukti bahwa Alam Semesta mengembang dengan kecepatan yang semakin cepat, dipenuhi materi gelap yang dingin dan berusia 13,75 miliar tahun. Dengan mengetahui usia Alam Semesta, kita dapat menentukan ukuran wilayah yang dapat diamati. Tapi jangan lupa tentang ekspansi terus-menerus.

Jadi, ukuran Alam Semesta teramati terbagi menjadi dua jenis. Ukuran nyatanya, disebut juga radius Hubble (13,75 miliar tahun cahaya), yang telah kita bahas di atas. Dan ukuran sebenarnya disebut cakrawala partikel (45,7 miliar tahun cahaya). Sekarang saya akan menjelaskannya: Anda mungkin pernah mendengar bahwa ketika kita melihat ke langit, kita melihat masa lalu bintang dan planet lain, dan bukan apa yang terjadi sekarang. Misalnya, ketika kita melihat Bulan, kita melihat keadaannya 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 lahirnya Alam Semesta, tidak ada foton, mis. cahaya tidak akan punya waktu untuk menempuh jarak lebih dari 13,75 miliar tahun cahaya. Tetapi! Kita tidak boleh melupakan fakta perluasan Alam Semesta. Jadi, pada 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, merupakan batas Alam Semesta yang dapat diamati.

Namun, kedua cakrawala ini sama sekali tidak mencirikan ukuran Alam Semesta yang sebenarnya. Hal ini berkembang dan jika tren ini terus berlanjut, maka semua objek yang sekarang dapat kita amati cepat atau lambat akan hilang dari pandangan kita.

Saat ini, cahaya terjauh yang diamati oleh para astronom adalah radiasi latar gelombang mikro kosmik. Ini adalah gelombang elektromagnetik kuno yang muncul saat lahirnya Alam Semesta. Gelombang ini dideteksi menggunakan antena yang sangat sensitif dan langsung di luar angkasa. Dengan mengintip radiasi latar gelombang mikro kosmik, para ilmuwan melihat Alam Semesta seperti keadaannya 380 ribu tahun setelah Big Bang. Pada saat ini, alam semesta cukup dingin sehingga mampu memancarkan foton bebas, yang saat ini dapat dideteksi dengan bantuan teleskop radio. Pada saat itu, tidak ada bintang atau galaksi di Alam Semesta, yang ada hanya awan hidrogen, helium, dan sejumlah kecil unsur lainnya yang terus menerus. Dari ketidakhomogenan yang teramati di awan ini, selanjutnya akan terbentuk gugus galaksi.

Para ilmuwan masih memperdebatkan apakah ada batas-batas alam semesta yang benar dan tidak dapat diamati. Dengan satu atau lain cara, setiap orang sepakat tentang ketidakterbatasan Alam Semesta, tetapi 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 lapisannya. Yang lain mengatakan bahwa Alam Semesta adalah fraktal - yang berarti bahwa Alam Semesta lokal kita mungkin merupakan partikel dari alam semesta lain. Kita tidak boleh melupakan berbagai model Multiverse, mis. keberadaan alam semesta lain yang jumlahnya tak terbatas di luar alam semesta kita. Dan ada banyak sekali versi berbeda, yang jumlahnya hanya dibatasi oleh imajinasi manusia.