Ce știm despre univers, cum este cosmosul? Universul este o lume fără margini, greu de înțeles de mintea umană, care pare ireală și nematerială. De fapt, suntem înconjurați de materie, nemărginită în spațiu și timp, capabilă să îmbrace diverse forme. Pentru a încerca să înțelegem adevărata scară a spațiului cosmic, modul în care funcționează Universul, structura universului și procesele de evoluție, va trebui să trecem pragul propriei noastre viziuni asupra lumii, să privim lumea din jurul nostru dintr-un alt mod. unghi, din interior.

Formarea universului: primii pași

Spațiul pe care îl observăm prin telescoape este doar o parte a Universului stelar, așa-numita Megagalaxie. Parametrii orizontului cosmologic Hubble sunt colosali - 15-20 de miliarde de ani lumină. Aceste date sunt aproximative, deoarece în procesul de evoluție Universul se extinde constant. Expansiunea universului are loc prin răspândirea elementelor chimice și a radiației cosmice de fond cu microunde. Structura universului este în continuă schimbare. În spațiu, se ridică grupuri de galaxii, obiectele și corpurile Universului sunt miliarde de stele care formează elemente ale spațiului apropiat - sisteme stelare cu planete și sateliți.

Unde este începutul? Cum a apărut universul? Probabil că vârsta Universului este de 20 de miliarde de ani. Este posibil ca protomatterul fierbinte și dens să fi devenit sursa materiei cosmice, al cărei grup a explodat la un moment dat. Cele mai mici particule s-au format ca urmare a exploziei împrăștiate în toate direcțiile și continuă să se îndepărteze de epicentru în timpul nostru. Teoria Big Bang, care domină acum comunitatea științifică, este cea mai exactă descriere a procesului de formare a Universului. Substanța care a apărut ca urmare a unui cataclism cosmic a fost o masă eterogenă formată din cele mai mici particule instabile care, ciocnindu-se și împrăștiindu-se, au început să interacționeze între ele.

Big Bang-ul este o teorie a originii universului, care explică formarea acestuia. Conform acestei teorii, inițial a existat o anumită cantitate de materie, care, ca urmare a anumitor procese, a explodat cu o forță colosală, împrăștiind o masă de mamă în spațiul înconjurător.

Un timp mai târziu, conform standardelor cosmice - o clipă, conform cronologiei pământești - milioane de ani, a venit stadiul de materializare a spațiului. Din ce este făcut universul? Materia dispersată a început să se concentreze în cheaguri, mari și mici, în locul cărora au început să apară ulterior primele elemente ale Universului, mase uriașe de gaze - pepiniera viitoarelor stele. În cele mai multe cazuri, procesul de formare a obiectelor materiale în Univers este explicat de legile fizicii și termodinamicii, cu toate acestea, există o serie de puncte care nu pot fi încă explicate. De exemplu, de ce într-o parte a spațiului substanța în expansiune este concentrată mai mult, în timp ce într-o altă parte a universului materia este foarte rarefiată. Răspunsurile la aceste întrebări pot fi obținute numai atunci când mecanismul de formare a obiectelor spațiale, mari și mici, devine clar.

Acum, procesul de formare a Universului se explică prin acțiunea legilor Universului. Instabilitatea gravitațională și energia în diferite zone au declanșat formarea protostelelor, care, la rândul lor, sub influența forțelor centrifuge și a gravitației, au format galaxii. Cu alte cuvinte, în timp ce materia a continuat și continuă să se extindă, procesele de compresie au început sub influența forțelor gravitaționale. Particulele de nori de gaz au început să se concentreze în jurul centrului imaginar, formând în cele din urmă un nou sigiliu. Materialul de construcție din acest șantier gigantic este hidrogenul molecular și heliul.

Elementele chimice ale Universului sunt materialul de construcție primar din care a urmat ulterior formarea obiectelor Universului.

În plus, legea termodinamicii începe să funcționeze, procesele de dezintegrare și ionizare sunt activate. Moleculele de hidrogen și heliu se descompun în atomi, din care, sub influența forțelor gravitaționale, se formează miezul unei protostele. Aceste procese sunt legile Universului și au luat forma unei reacții în lanț, având loc în toate colțurile îndepărtate ale Universului, umplând universul cu miliarde, sute de miliarde de stele.

Evoluția Universului: Repere

Astăzi, în cercurile științifice, există o ipoteză despre ciclicitatea stărilor din care este țesută istoria Universului. Apărând ca urmare a exploziei protomatterului, acumulările de gaz au devenit o pepinieră pentru stele, care, la rândul lor, au format numeroase galaxii. Cu toate acestea, după ce a ajuns într-o anumită fază, materia din Univers începe să lupte pentru starea sa originală, concentrată, adică. Explozia și expansiunea ulterioară a materiei în spațiu sunt urmate de compresie și revenirea la o stare superdensă, la punctul de plecare. Ulterior, totul se repetă, nașterea este urmată de finală și așa mai departe multe miliarde de ani, la infinit.

Începutul și sfârșitul universului în conformitate cu natura ciclică a evoluției universului

Cu toate acestea, după ce am omis subiectul formării Universului, care rămâne o întrebare deschisă, ar trebui să trecem la structura universului. În anii 30 ai secolului XX, a devenit clar că spațiul cosmic este împărțit în regiuni - galaxii, care sunt formațiuni uriașe, fiecare cu propria populație stelară. Cu toate acestea, galaxiile nu sunt obiecte statice. Viteza de expansiune a galaxiilor din centrul imaginar al Universului este în continuă schimbare, fapt dovedit de convergența unora și îndepărtarea altora unele de altele.

Toate aceste procese, din punct de vedere al duratei vieții pământești, durează foarte lent. Din punctul de vedere al științei și al acestor ipoteze, toate procesele evolutive au loc rapid. În mod convențional, evoluția Universului poate fi împărțită în patru etape - ere:

• era hadronului;
• era leptonică;
• era fotonică;
• era stelară.

Scala de timp cosmică și evoluția Universului, conform căreia apariția obiectelor spațiale poate fi explicată

În prima etapă, toată materia a fost concentrată într-o picătură nucleară mare, constând din particule și antiparticule, combinate în grupuri - hadroni (protoni și neutroni). Raportul dintre particule și antiparticule este de aproximativ 1:1,1. Apoi urmează procesul de anihilare a particulelor și antiparticulelor. Protonii și neutronii rămași sunt materialul de construcție din care este format Universul. Durata erei hadronului este neglijabilă, doar 0,0001 secunde - perioada reacției explozive.

În plus, după 100 de secunde, începe procesul de sinteză a elementelor. La o temperatură de un miliard de grade, moleculele de hidrogen și heliu se formează în procesul de fuziune nucleară. În tot acest timp, substanța continuă să se extindă în spațiu.

Din acest moment începe o etapă lungă, de la 300 de mii la 700 de mii de ani, de recombinare a nucleelor ​​și electronilor, formând atomi de hidrogen și heliu. În acest caz, se observă o scădere a temperaturii substanței, iar intensitatea radiației scade. Universul devine transparent. Hidrogenul și heliul formate în cantități colosale, sub influența forțelor gravitaționale, transformă Universul primar într-un șantier uriaș. După milioane de ani, începe era stelară - care este procesul de formare a protostelelor și a primelor protogalaxii.

Această împărțire a evoluției în etape se încadrează în modelul Universului fierbinte, care explică multe procese. Adevăratele cauze ale Big Bang-ului, mecanismul expansiunii materiei rămân neexplicate.

Structura și structura universului

Odată cu formarea hidrogenului gazos, începe era stelară a evoluției Universului. Hidrogenul sub influența gravitației se acumulează în acumulări uriașe, cheaguri. Masa și densitatea unor astfel de clustere sunt colosale, de sute de mii de ori mai mari decât masa galaxiei formate în sine. Distribuția neuniformă a hidrogenului, observată în stadiul inițial al formării universului, explică diferențele de dimensiuni ale galaxiilor formate. Acolo unde ar fi trebuit să existe o acumulare maximă de hidrogen gazos, s-au format megagalaxii. Acolo unde concentrația de hidrogen a fost neglijabilă, au apărut galaxii mai mici, precum casa noastră stelară, Calea Lactee.

Versiunea conform căreia Universul este un punct de început-sfârșit în jurul căruia se învârt galaxiile în diferite stadii de dezvoltare

Din acest moment, Universul primește primele formațiuni cu limite clare și parametri fizici. Acestea nu mai sunt nebuloase, acumulări de gaz stelar și praf cosmic (produse de explozie), protoclustere de materie stelară. Acestea sunt țări-stele, zona care este uriașă în ceea ce privește mintea umană. Universul devine plin de fenomene cosmice interesante.

Din punct de vedere al justificărilor științifice și al modelului modern al Universului, galaxiile s-au format mai întâi ca urmare a acțiunii forțelor gravitaționale. Materia a fost transformată într-un vârtej universal colosal. Procesele centripete au asigurat fragmentarea ulterioară a norilor de gaz în grupuri, care au devenit locul de naștere al primelor stele. Protogalaxiile cu o perioadă de rotație rapidă s-au transformat în timp în galaxii spirale. Acolo unde rotația a fost lentă și s-a observat în principal procesul de comprimare a materiei, s-au format galaxii neregulate, de cele mai multe ori eliptice. Pe acest fundal, în Univers au avut loc procese mai grandioase - formarea de superclustere de galaxii, care se ating strâns între ele cu marginile lor.

Superclusterele sunt numeroase grupuri de galaxii și grupuri de galaxii din structura pe scară largă a Universului. În termen de 1 miliard St. ani există aproximativ 100 de superclustere

Din acel moment a devenit clar că Universul este o hartă uriașă, unde continentele sunt grupuri de galaxii, iar țările sunt megagalaxii și galaxii care s-au format cu miliarde de ani în urmă. Fiecare dintre formațiuni este formată dintr-un grup de stele, nebuloase, acumulări de gaz interstelar și praf. Totuși, toată această populație reprezintă doar 1% din volumul total al formațiunilor universale. Masa și volumul principal al galaxiilor este ocupat de materie întunecată, a cărei natură nu este posibil de aflat.

Diversitatea Universului: clase de galaxii

Prin eforturile astrofizicianului american Edwin Hubble, avem acum granițele universului și o clasificare clară a galaxiilor care îl locuiesc. Clasificarea sa bazat pe caracteristicile structurale ale acestor formațiuni gigantice. De ce galaxiile au forme diferite? Răspunsul la aceasta și la multe alte întrebări este dat de clasificarea Hubble, conform căreia Universul este format din galaxii din următoarele clase:

• spirală;
• eliptic;
• galaxii neregulate.

Primele includ cele mai comune formațiuni care umplu universul. Trăsăturile caracteristice ale galaxiilor spirale sunt prezența unei spirale clar definite care se rotește în jurul unui nucleu luminos sau tinde spre o punte galactică. Galaxiile spirale cu un nucleu sunt notate prin simbolurile S, în timp ce obiectele cu o bară centrală au deja denumirea SB. Această clasă include și noastre galaxie calea lactee, în centrul căruia nucleul este despărțit printr-o punte luminoasă.

O galaxie spirală tipică. În centru, se vede clar un miez cu un pod de la capetele căruia emană brațe spiralate.

Formațiuni similare sunt împrăștiate în tot universul. cel mai apropiat de noi galaxia spirală Andromeda- un gigant care se apropie rapid de Calea Lactee. Cel mai mare reprezentant al acestei clase cunoscut de noi este galaxia gigantică NGC 6872. Diametrul discului galactic al acestui monstru este de aproximativ 522 de mii de ani lumină. Acest obiect este situat la o distanță de 212 milioane de ani lumină de galaxia noastră.

Următoarea clasă comună de formațiuni galactice sunt galaxiile eliptice. Desemnarea lor în conformitate cu clasificarea Hubble este litera E (eliptică). Ca formă, aceste formațiuni sunt elipsoide. În ciuda faptului că există o mulțime de obiecte similare în Univers, galaxiile eliptice nu sunt foarte expresive. Ele constau în principal din elipse netede care sunt umplute cu grupuri de stele. Spre deosebire de spiralele galactice, elipsele nu conțin acumulări de gaz interstelar și praf cosmic, care sunt principalele efecte optice ale vizualizării unor astfel de obiecte.

Un reprezentant tipic al acestei clase, cunoscut astăzi, este o nebuloasă inelară eliptică din constelația Lyra. Acest obiect este situat la o distanță de 2100 de ani lumină de Pământ.

Vedere a galaxiei eliptice Centaurus A prin telescopul CFHT

Ultima clasă de obiecte galactice care populează universul sunt galaxiile neregulate sau neregulate. Clasificarea Hubble este caracterul latin I. Caracteristica principală este o formă neregulată. Cu alte cuvinte, astfel de obiecte nu au forme simetrice clare și un model caracteristic. În forma sa, o astfel de galaxie seamănă cu o imagine a haosului universal, unde grupurile de stele alternează cu nori de gaz și praf cosmic. La scara universului, galaxiile neregulate sunt un fenomen frecvent.

La rândul lor, galaxiile neregulate sunt împărțite în două subtipuri:

• Galaxiile neregulate de subtipul I au o structură neregulată complexă, o suprafață mare densă, care se distinge prin luminozitate. Adesea, o astfel de formă haotică a galaxiilor neregulate este rezultatul spiralelor prăbușite. Un exemplu tipic al unei astfel de galaxii sunt Norii Magellanic Mari și Mici;
• Galaxiile neregulate de subtip II au o suprafață joasă, o formă haotică și nu sunt foarte luminoase. Din cauza scăderii luminozității, astfel de formațiuni sunt greu de detectat în vastitatea universului.

Marele Nor Magellanic este cea mai apropiată galaxie neregulată de noi. Ambele formațiuni, la rândul lor, sunt sateliți ai Căii Lactee și pot fi absorbite în curând (în 1-2 miliarde de ani) de un obiect mai mare.

Galaxia neregulată Marele Nor Magellanic este un satelit al galaxiei noastre Calea Lactee.

În ciuda faptului că Edwin Hubble a plasat destul de precis galaxiile în clase, această clasificare nu este ideală. Am putea obține mai multe rezultate dacă am include teoria relativității a lui Einstein în procesul de cunoaștere a Universului. Universul este reprezentat de o multitudine de forme și structuri diferite, fiecare dintre ele având proprietățile și trăsăturile sale caracteristice. Recent, astronomii au reușit să detecteze noi formațiuni galactice care sunt descrise ca obiecte intermediare între galaxiile spirale și eliptice.

Calea Lactee este cea mai cunoscută parte a universului pentru noi.

Două brațe spiralate, situate simetric în jurul centrului, alcătuiesc corpul principal al galaxiei. Spiralele, la rândul lor, constau din mâneci care curg lin una în alta. La joncțiunea brațelor Săgetător și Cygnus se află Soarele nostru, situat din centrul galaxiei Calea Lactee la o distanță de 2,62 10¹⁷ km. Spiralele și brațele galaxiilor spirale sunt grupuri de stele care cresc în densitate pe măsură ce se apropie de centrul galactic. Restul masei și volumului spiralelor galactice este materie întunecată și doar o mică parte este reprezentată de gazul interstelar și praful cosmic.

Poziția Soarelui în brațele Căii Lactee, locul galaxiei noastre în Univers

Grosimea spiralelor este de aproximativ 2 mii de ani lumină. Toată această prăjitură stratificată este în mișcare constantă, rotindu-se cu o viteză extraordinară de 200-300 km/s. Cu cât este mai aproape de centrul galaxiei, cu atât viteza de rotație este mai mare. soarele si al nostru sistem solar va dura 250 de milioane de ani pentru a face o revoluție completă în jurul centrului Căii Lactee.

Galaxia noastră este formată din un trilion de stele, mari și mici, supergrele și mijlocii. Cel mai dens grup de stele din Calea Lactee este brațul Săgetător. În această regiune se observă luminozitatea maximă a galaxiei noastre. Partea opusă a cercului galactic, dimpotrivă, este mai puțin strălucitoare și puțin distinsă prin observarea vizuală.

Partea centrală a Căii Lactee este reprezentată de un nucleu, ale cărui dimensiuni sunt probabil 1000-2000 parsecs. În această regiune cea mai strălucitoare a galaxiei este concentrat numărul maxim de stele, care au clase diferite, căi proprii de dezvoltare și evoluție. Practic, acestea sunt vechi stele supergrele care se află în stadiul final al secvenței principale. Confirmarea prezenței centrului îmbătrânit al galaxiei Calea Lactee este prezența în această regiune a unui număr mare de stele neutronice și găuri negre. Într-adevăr, centrul discului spiral al oricărei galaxii spirale este o gaură neagră supermasivă, care, asemenea unui aspirator gigant, aspiră obiecte cerești și materie reală.

Gaura neagră supermasivă din partea centrală a Căii Lactee este locul în care toate obiectele galactice mor.

În ceea ce privește clusterele stelare, oamenii de știință au reușit astăzi să clasifice două tipuri de clustere: sferice și deschise. Pe lângă grupurile de stele, spiralele și brațele Căii Lactee, ca orice altă galaxie spirală, sunt compuse din materie împrăștiată și energie întunecată. Fiind o consecință a Big Bang-ului, materia se află într-o stare foarte rarefiată, care este reprezentată de particule de praf și gaz interstelar rarefiate. Partea vizibilă a materiei este reprezentată de nebuloase, care la rândul lor sunt împărțite în două tipuri: nebuloase planetare și nebuloase difuze. Partea vizibilă a spectrului nebuloaselor se explică prin refracția luminii stelelor, care radiază lumină în interiorul spiralei în toate direcțiile.

În această supă cosmică există sistemul nostru solar. Nu, nu suntem singurii din această lume vastă. Ca și în cazul soare, multe stele au propriile lor sisteme planetare. Întreaga întrebare este cum să detectăm planete îndepărtate, dacă distanțele chiar și în interiorul galaxiei noastre depășesc durata existenței oricărei civilizații inteligente. Timpul din Univers este măsurat prin alte criterii. Planetele cu sateliții lor sunt cele mai mici obiecte din univers. Numărul de astfel de obiecte este incalculabil. Fiecare dintre acele stele care se află în intervalul vizibil poate avea propriile sisteme stelare. Este în puterea noastră să vedem doar cele mai apropiate planete existente de noi. Ce se întâmplă în vecinătate, ce lumi există în alte brațe ale Căii Lactee și ce planete există în alte galaxii, rămâne un mister.

Kepler-16 b este o exoplanetă în jurul stelei duble Kepler-16 din constelația Cygnus

Concluzie

Având doar o idee superficială despre cum a apărut Universul și cum evoluează, o persoană a făcut doar un mic pas spre înțelegerea și înțelegerea amplorii universului. Dimensiunile și scarile grandioase cu care se confruntă oamenii de știință astăzi indică faptul că civilizația umană este doar un moment în acest pachet de materie, spațiu și timp.

Modelarea Universului în conformitate cu conceptul de prezență a materiei în spațiu, ținând cont de timp

Studiul universului merge de la Copernic până în zilele noastre. La început, oamenii de știință au pornit de la modelul heliocentric. De fapt, s-a dovedit că cosmosul nu are un centru real și toată rotația, mișcarea și mișcarea au loc conform legilor Universului. În ciuda faptului că există o explicație științifică pentru procesele în curs, obiectele universale sunt împărțite în clase, tipuri și tipuri, niciun corp din spațiu nu este similar cu altul. Dimensiunile corpurilor cerești sunt aproximative, precum și masa lor. Locația galaxiilor, stelelor și planetelor este condiționată. Ideea este că nu există un sistem de coordonate în Univers. Observând spațiul, facem o proiecție pe întregul orizont vizibil, având în vedere al nostru Pământ punct de referință zero. De fapt, suntem doar o particulă microscopică, pierdută în întinderile nesfârșite ale Universului.

Universul este o substanță în care toate obiectele există în strânsă relație cu spațiul și timpul

La fel ca legarea la dimensiuni, timpul din Univers ar trebui să fie considerat componenta principală. Originea și vârsta obiectelor spațiale vă permite să faceți o imagine a nașterii lumii, să evidențiați etapele evoluției universului. Sistemul cu care avem de-a face este strâns legat de intervale de timp. Toate procesele care au loc în spațiu au cicluri - început, formare, transformare și final, însoțite de moartea unui obiect material și trecerea materiei într-o altă stare.

Privind cerul înstelat noaptea, cineva își pune involuntar întrebarea: câte stele sunt pe cer? Mai există viață pe undeva, cum a apărut totul și există un sfârșit la toate?

Majoritatea astronomilor științifici sunt siguri că Universul s-a născut ca urmare a celei mai puternice explozii, acum aproximativ 15 miliarde de ani. Această explozie uriașă, numită în mod obișnuit „Big Bang” sau „Big Impact”, s-a format dintr-o comprimare puternică a materiei, a dispersat gaze fierbinți în diferite direcții și a dat naștere galaxiilor, stele și planete. Chiar și cele mai moderne și noi dispozitive astronomice nu sunt capabile să acopere întreg spațiul. Dar tehnologia modernă poate capta lumina de la stelele aflate la 15 miliarde de ani lumină distanță de Pământ! Poate că aceste stele au dispărut de mult, s-au născut, au îmbătrânit și au murit, dar lumina de la ele a călătorit pe Pământ timp de 15 miliarde de ani și telescopul încă o vede.

Oamenii de știință din multe generații și țări încearcă să ghicească, să calculeze dimensiunea universului nostru, să-i determine centrul. Se credea că centrul universului este planeta noastră Pământ. Copernic a dovedit că acesta este Soarele, dar odată cu dezvoltarea cunoștințelor și descoperirea galaxiei noastre Calea Lactee, a devenit clar că nici planeta noastră și nici măcar Soarele nu sunt centrul Universului. Multă vreme s-a crezut că nu mai există galaxii în afară de Calea Lactee, dar acest lucru a fost și infirmat.

Un fapt științific bine-cunoscut sugerează că Universul se extinde constant, iar cerul înstelat pe care îl observăm, structura planetelor pe care le vedem acum, este complet diferită de acum milioane de ani. Dacă Universul crește, înseamnă că există margini. O altă teorie spune că există alte universuri și lumi dincolo de granițele cosmosului nostru.

Issac Newton a fost primul care a decis să justifice infinitul universului. După ce a descoperit legea gravitației universale, el a crezut că, dacă spațiul ar fi finit, toate corpurile sale ar fi mai devreme sau mai târziu atrase și fuzionate într-un singur întreg. Și dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci Universul nu are granițe.

S-ar părea că toate acestea sunt logice și evidente, dar totuși Albert Einstein a reușit să spargă aceste stereotipuri. El și-a creat modelul Universului pe baza propriei teorii a relativității, conform căreia Universul este infinit în timp, dar finit în spațiu. El a comparat-o cu o sferă tridimensională sau, în termeni simpli, cu globul nostru. Indiferent cât de mult călătorește pe Pământ, el nu va ajunge niciodată la marginea lui. Totuși, asta nu înseamnă că Pământul este infinit. Călătorul se va întoarce pur și simplu la locul de unde și-a început călătoria.

În același mod, un rătăcitor în spațiu, pornind de pe planeta noastră și depășind Universul pe o navă, se poate întoarce înapoi pe Pământ. Numai că de această dată rătăcitorul se va deplasa nu pe suprafața bidimensională a sferei, ci pe suprafața tridimensională a hipersferei. Aceasta înseamnă că Universul are un volum finit și, prin urmare, un număr finit de stele și masă. Cu toate acestea, universul nu are granițe sau centru. Einstein credea că universul este static și nu își schimbă niciodată dimensiunea.

Cu toate acestea, cele mai mari minți nu sunt imune la erori. În 1927, fizicianul nostru sovietic Alexander Fridman a completat semnificativ acest model. Conform calculelor sale, universul nu este deloc static. Se poate extinde sau contracta în timp. Einstein nu a acceptat imediat un astfel de amendament, dar odată cu deschiderea telescopului Hubble s-a dovedit faptul expansiunii Universului, de atunci. galaxii împrăștiate, adică s-au îndepărtat unul de altul.

S-a dovedit deja că Universul se extinde cu accelerație, că este umplut cu materie întunecată rece și vârsta lui este de 13,75 miliarde de ani. Cunoscând vârsta Universului, este posibil să se determine dimensiunea regiunii sale observabile. Dar nu uitați de expansiunea constantă.

Deci, dimensiunea universului observabil este împărțită în două tipuri. Dimensiunea aparentă, numită și raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină), despre care am vorbit mai sus. Și dimensiunea reală, numită orizont de particule (45,7 miliarde de ani lumină). Acum vă explic: cu siguranță, ați auzit că atunci când ne uităm la cer, vedem trecutul altor stele, planete și nu ceea ce se întâmplă acum. De exemplu, privind Luna, vedem cum era acum puțin mai mult de o secundă, Soarele - acum mai bine de opt minute, cele mai apropiate stele - ani, galaxii - acum milioane de ani etc. Adică de la nașterea Universului, niciun foton, adică. lumina nu ar fi avut timp să călătorească mai mult de 13,75 miliarde de ani lumină. Dar! Nu uitați de faptul expansiunii universului. Deci, în timp ce ajunge la observator, obiectul Universului în curs de dezvoltare care a emis această lumină se va afla deja la 45,7 miliarde de ani lumină distanță de noi. ani. Această dimensiune este orizontul particulelor și este granița universului observabil.

Cu toate acestea, ambele aceste orizonturi nu caracterizează deloc dimensiunea reală a Universului. Se extinde și dacă această tendință va continua, atunci toate acele obiecte pe care le putem observa acum vor dispărea mai devreme sau mai târziu din câmpul nostru vizual.

Până acum, cea mai îndepărtată lumină observată de astronomi este CMB. Acestea sunt unde electromagnetice antice care au apărut la nașterea universului. Aceste unde sunt detectate folosind antene foarte sensibile și direct în spațiu. Privind în CMB, oamenii de știință văd Universul așa cum a fost la 380.000 de ani după Big Bang. În acel moment, Universul s-a răcit atât de mult încât a putut să emită fotoni liberi, care sunt capturați astăzi cu ajutorul radiotelescoapelor. În acel moment, în Univers nu existau stele sau galaxii, ci doar un nor continuu de hidrogen, heliu și o cantitate neglijabilă de alte elemente. Din neomogenitățile observate în acest nor, se vor forma ulterior clustere galactice.

Oamenii de știință încă dezbat dacă există granițe adevărate, neobservabile în univers. Într-un fel sau altul, toată lumea converge spre infinitul Universului, dar interpretează acest infinit în moduri complet diferite. Unii consideră Universul ca fiind multidimensional, unde Universul nostru tridimensional „local” este doar unul dintre straturile sale. Alții spun că Universul este fractal, ceea ce înseamnă că Universul nostru local poate fi o particulă a altuia. Nu uitați de diferitele modele ale Multiversului, i.e. existența unui număr infinit de alte universuri dincolo de al nostru. Și multe, multe versiuni diferite, al căror număr este limitat doar de imaginația umană.

Universul... Ce cuvânt groaznic. Amploarea a ceea ce denotă acest cuvânt este dincolo de orice înțelegere. Pentru noi, a conduce 1000 de km este deja o distanță și ce înseamnă ele în comparație cu o figură uriașă, care indică cel mai mic diametru posibil al Universului nostru, din punctul de vedere al oamenilor de știință.


Această cifră nu este doar colosală - este ireală. 93 de miliarde de ani lumină! Aceasta este exprimată în kilometri ca 879.847.933.950.014.400.000.000.

Ce este Universul?

Ce este Universul? Cum să înțelegem această imensitate cu mintea, pentru că, așa cum a scris Kozma Prutkov, aceasta nu este dată nimănui. Să ne bazăm pe lucruri familiare, simple, care ne pot conduce la înțelegerea dorită prin analogie.

Din ce este făcut universul nostru?

Pentru a rezolva asta, mergi chiar acum în bucătărie și apucă buretele de spumă pe care îl folosești pentru a spăla vasele. Am luat? Deci, țineți în mâini un model al universului. Dacă te uiți mai atent la structura buretelui printr-o lupă, vei vedea că este vorba de o mulțime de pori deschiși, limitați nici măcar de pereți, ci mai degrabă de punți.

Universul este ceva asemănător, dar nu cauciucul spumos este folosit ca material pentru săritori, dar ...... Nu planete, nu sisteme stelare, ci galaxii! Fiecare dintre aceste galaxii este alcătuită din sute de miliarde de stele care orbitează în jurul unui nucleu central și fiecare poate avea o lungime de până la sute de mii de ani lumină. Distanța dintre galaxii este de obicei de aproximativ un milion de ani lumină.

Expansiunea universului

Universul nu este doar mare, ci se extinde constant. Acest fapt, stabilit prin observarea deplasării spre roșu, a stat la baza teoriei Big Bang.


Potrivit NASA, vârsta universului de la Big Bang care l-a început este de aproximativ 13,7 miliarde de ani.

Ce înseamnă cuvântul „univers”?

Cuvântul „Univers” are rădăcini slave vechi și, de fapt, este o hârtie de calc din cuvântul grecesc oikoumenta (οἰκουμένη) derivat din verb οἰκέω „eu locuiesc, locuiesc”. Inițial, acest cuvânt denota întreaga parte locuită a lumii. Un înțeles similar a fost păstrat în limba bisericii până astăzi: de exemplu, Patriarhul Constantinopolului are cuvântul „ecumenic” în titlu.

Termenul provine de la cuvântul „așezare” și este doar în consonanță cu cuvântul „totul”.

Ce se află în centrul universului?

Problema centrului Universului este un lucru extrem de confuz și nu a fost încă rezolvată definitiv. Problema este că nu este clar dacă există sau nu deloc. Este logic să presupunem că, de când a existat un Big Bang, din epicentrul căruia au început să se împrăștie nenumărate galaxii, înseamnă că, urmărind traiectoria fiecăreia dintre ele, este posibil să găsim centrul Universului la intersecția dintre aceste traiectorii. Dar adevărul este că toate galaxiile se îndepărtează una de cealaltă cu aproximativ aceeași viteză și, practic, se observă aceeași imagine din fiecare punct al Universului.


S-au teoretizat atât de multe aici încât orice academician va înnebuni. A patra dimensiune a fost adusă chiar în discuție de mai multe ori, dacă nu ar fi corect, dar nu există o claritate specială în această problemă până în prezent.

Dacă nu există o definiție inteligibilă a centrului Universului, atunci considerăm că este o ocupație goală să vorbim despre ceea ce este chiar în acest centru.

Ce este în afara universului?

Oh, aceasta este o întrebare foarte interesantă, dar la fel de vagă ca și cea anterioară. În general, nu se știe dacă universul are limite. Poate că nu există. Poate că sunt. Poate că, pe lângă Universul nostru, există și altele cu alte proprietăți ale materiei, cu legi ale naturii și constante ale lumii diferite de ale noastre. Nimeni nu poate răspunde definitiv la o astfel de întrebare.

Problema este că putem observa universul doar la o distanță de 13,3 miliarde de ani lumină. De ce? Foarte simplu: ne amintim că vârsta Universului este de 13,7 miliarde de ani. Având în vedere că observația noastră are loc cu o întârziere egală cu timpul petrecut de lumină pentru a parcurge distanța corespunzătoare, nu putem observa Universul înainte de momentul în care acesta a luat ființă. La această distanță, vedem un univers de copil mic...

Ce altceva știm despre univers?

Mult si nimic! Știm despre strălucirea relicvei, despre corzile cosmice, despre quasari, găuri negre și multe, multe altele. Unele dintre aceste cunoștințe pot fi fundamentate și dovedite; ceva sunt doar calcule teoretice care nu pot fi confirmate în mod concludent, iar ceva este doar un rod al imaginației bogate a pseudo-oamenilor de știință.


Dar un lucru știm sigur: nu va veni niciodată momentul în care ne vom șterge cu ușurare sudoarea de pe frunte și să spunem: „Uf! Întrebarea este în sfârșit pe deplin înțeleasă. Nu mai e nimic de prins aici!”

Fiecare dintre noi ne-am întrebat măcar o dată în ce lume imensă trăim. Planeta noastră este o cantitate nebună de orașe, sate, drumuri, păduri, râuri. Majoritatea oamenilor nu văd niciodată jumătate din ea în viața lor. Este greu de imaginat scara grandioasă a planetei, dar există o sarcină și mai grea. Dimensiunea Universului este ceva ce, poate, nici cea mai dezvoltată minte nu-și poate imagina. Să încercăm să ne dăm seama ce crede știința modernă despre asta.

Concept de bază

Universul este tot ceea ce ne înconjoară, despre care știm și ghicim ce a fost, este și va fi. Dacă reducem intensitatea romantismului, atunci acest concept definește tot ce există în știință fizic, ținând cont de aspectul temporal și de legile care guvernează funcționarea, interconectarea tuturor elementelor etc.

Desigur, este destul de dificil să ne imaginăm dimensiunile reale ale Universului. În știință, această problemă este discutată pe scară largă și nu există încă un consens. În ipotezele lor, astronomii se bazează pe teoriile existente ale formării lumii așa cum o cunoaștem, precum și pe datele obținute ca urmare a observației.

Metagalaxie

Diverse ipoteze definesc universul ca un spațiu fără dimensiuni sau nespus de vast, despre care multe despre care știm puține. Pentru a aduce claritate și posibilitatea de a discuta zona disponibilă pentru studiu, a fost introdus conceptul de Metagalaxie. Acest termen se referă la partea din univers disponibilă pentru observare prin metode astronomice. Datorită îmbunătățirii tehnologiei și cunoștințelor, aceasta este în continuă creștere. Metagalaxia este o parte a așa-numitului univers observabil - spațiul în care materia a reușit să atingă poziția actuală în timpul perioadei sale de existență. Când vine vorba de a înțelege care este dimensiunea Universului, în majoritatea cazurilor se vorbește despre Metagalaxie. Nivelul actual de dezvoltare tehnologică face posibilă observarea obiectelor situate la o distanță de până la 15 miliarde de ani lumină de Pământ. Timpul în determinarea acestui parametru joacă, aparent, un rol nu mai puțin decât spațiul.

Vârsta și mărimea

Potrivit unor modele ale universului, acesta nu a apărut niciodată, ci există pentru totdeauna. Cu toate acestea, teoria Big Bang care domină astăzi oferă lumii noastre un „punct de plecare”. Potrivit astronomilor, vârsta universului este de aproximativ 13,7 miliarde de ani. Dacă te muți înapoi în timp, te poți întoarce la Big Bang. Indiferent dacă dimensiunile Universului sunt infinite, partea observabilă a acestuia are limite, deoarece viteza luminii este finită. Include toate acele locații care pot avea un impact asupra observatorului terestru de la Big Bang. Dimensiunile universului observabil cresc datorită expansiunii sale constante. Conform ultimelor estimări, ocupă un spațiu de 93 de miliarde de ani lumină.

O multime de

Să vedem ce este universul. Dimensiunile spațiului cosmic, exprimate în cifre uscate, sunt, desigur, izbitoare, dar greu de înțeles. Pentru mulți, va fi mai ușor să-și dea seama de amploarea lumii din jurul lor dacă știu câte sisteme, precum Solarul, se potrivesc în ea.

Steaua noastră și planetele înconjurătoare sunt doar o mică parte din Calea Lactee. Potrivit astronomilor, Galaxia are aproximativ 100 de miliarde de stele. Unii dintre ei au descoperit deja exoplanete. Nu numai dimensiunea Universului este izbitoare - deja spațiul ocupat de partea sa nesemnificativă, Calea Lactee, inspiră respect. Este nevoie de o sută de mii de ani pentru ca lumina să călătorească prin galaxia noastră!

grup local

Astronomia extragalactică, care a început să se dezvolte după descoperirile lui Edwin Hubble, descrie multe structuri similare cu Calea Lactee. Cei mai apropiați vecini ai săi sunt Nebuloasa Andromeda și Norii Magellanic Mari și Mici. Împreună cu alți câțiva „sateliți” formează grupul local de galaxii. Este separat de formațiunea similară vecină cu aproximativ 3 milioane de ani lumină. Este chiar înfricoșător să-ți imaginezi cât timp i-ar lua unui avion modern să parcurgă o asemenea distanță!

Observat

Toate grupurile locale sunt separate printr-un spațiu vast. Metagalaxia include câteva miliarde de structuri similare cu Calea Lactee. Dimensiunea universului este cu adevărat uimitoare. Este nevoie de 2 milioane de ani pentru ca un fascicul de lumină să călătorească de la Calea Lactee la Nebuloasa Andromeda.

Cu cât o bucată de spațiu este mai departe de noi, cu atât știm mai puține despre starea sa actuală. Datorită caracterului finit al vitezei luminii, oamenii de știință pot obține doar informații despre trecutul unor astfel de obiecte. Din aceleași motive, așa cum am menționat deja, aria universului disponibilă pentru cercetarea astronomică este limitată.

Alte lumi

Cu toate acestea, acestea nu sunt toate informațiile uimitoare care caracterizează universul. Dimensiunile spațiului cosmic, aparent, depășesc semnificativ Metagalaxia și partea observabilă. Teoria inflației introduce un astfel de concept precum Multiversul. Este format din multe lumi, probabil formate simultan, care nu se intersectează una cu cealaltă și se dezvoltă independent. Nivelul actual de dezvoltare a tehnologiei nu dă speranță pentru cunoașterea Universurilor învecinate similare. Unul dintre motive este aceeași caracter finit al vitezei luminii.

Dezvoltarea rapidă a științei spațiale ne schimbă înțelegerea asupra cât de mare este universul. Starea actuală a astronomiei, teoriile ei și calculele oamenilor de știință sunt greu de înțeles pentru cei neinițiați. Cu toate acestea, chiar și un studiu superficial al problemei arată cât de vastă este lumea din care facem parte și cât de puține știm încă despre ea.