Știați că Universul pe care îl observăm are limite destul de clare? Suntem obișnuiți să asociem Universul cu ceva infinit și de neînțeles. Cu toate acestea, știința modernă, întrebată despre „infinitul” Universului, oferă un răspuns complet diferit la o astfel de întrebare „evidentă”.
Conform conceptelor moderne, dimensiunea Universului observabil este de aproximativ 45,7 miliarde de ani lumină (sau 14,6 gigaparsecs). Dar ce înseamnă aceste numere?
Prima întrebare care vine în minte unei persoane obișnuite este cum poate Universul să nu fie infinit? S-ar părea că este incontestabil că containerul a tot ceea ce există în jurul nostru ar trebui să nu aibă limite. Dacă aceste limite există, care sunt ele mai exact?
Să presupunem că un astronaut ajunge la granițele Universului. Ce va vedea în fața lui? Un zid solid? Bariera de incendiu? Și ce este în spatele ei - golul? Alt Univers? Dar golul sau alt Univers poate însemna că ne aflăm la granița universului? La urma urmei, asta nu înseamnă că nu există „nimic” acolo. Golul și un alt Univers sunt, de asemenea, „ceva”. Dar Universul este ceva care conține absolut totul „ceva”.
Ajungem la o contradicție absolută. Se pare că granița Universului trebuie să ne ascundă ceva care nu ar trebui să existe. Sau granița Universului ar trebui să îndepărteze „totul” de „ceva”, dar acest „ceva” ar trebui, de asemenea, să facă parte din „totul”. În general, absurditate totală. Atunci cum pot oamenii de știință să declare dimensiunea limită, masa și chiar vârsta Universului nostru? Aceste valori, deși neînchipuit de mari, sunt încă finite. Contestă știința cu evidentul? Pentru a înțelege acest lucru, să urmărim mai întâi cum au ajuns oamenii la înțelegerea noastră modernă a Universului.
Extinderea granițelor
Din timpuri imemoriale, oamenii au fost interesați de cum este lumea din jurul lor. Nu este nevoie să dăm exemple ale celor trei piloni și ale altor încercări ale anticilor de a explica universul. De regulă, în cele din urmă totul s-a rezumat la faptul că baza tuturor lucrurilor este suprafața pământului. Chiar și în vremurile antichității și Evul Mediu, când astronomii aveau cunoștințe extinse despre legile mișcării planetare de-a lungul sferei cerești „fixate”, Pământul a rămas centrul Universului.
Desigur, chiar și în Grecia Antică existau cei care credeau că Pământul se învârte în jurul Soarelui. Au fost cei care au vorbit despre multele lumi și despre infinitul Universului. Dar justificări constructive pentru aceste teorii au apărut abia la cotitura revoluției științifice.
În secolul al XVI-lea, astronomul polonez Nicolaus Copernic a făcut prima descoperire majoră în cunoașterea Universului. El a demonstrat ferm că Pământul este doar una dintre planetele care se învârt în jurul Soarelui. Un astfel de sistem a simplificat foarte mult explicația unei mișcări atât de complexe și complicate a planetelor din sfera cerească. În cazul unui Pământ staționar, astronomii au fost nevoiți să vină cu tot felul de teorii inteligente pentru a explica acest comportament al planetelor. Pe de altă parte, dacă Pământul este acceptat ca în mișcare, atunci o explicație pentru astfel de mișcări complicate vine de la sine. Astfel, o nouă paradigmă numită „heliocentrism” a luat loc în astronomie.
Mulți Sori
Cu toate acestea, chiar și după aceasta, astronomii au continuat să limiteze Universul la „sfera stelelor fixe”. Până în secolul al XIX-lea, ei nu au putut estima distanța până la stele. Timp de câteva secole, astronomii au încercat fără niciun rezultat să detecteze abaterile de poziție a stelelor în raport cu mișcarea orbitală a Pământului (paralaxe anuale). Instrumentele acelor vremuri nu permiteau măsurători atât de precise.
În cele din urmă, în 1837, astronomul ruso-german Vasily Struve a măsurat paralaxa. Acesta a marcat un nou pas în înțelegerea dimensiunii spațiului. Acum, oamenii de știință ar putea spune cu siguranță că stelele sunt asemănări îndepărtate cu Soarele. Iar lumina noastră nu mai este centrul tuturor, ci un „rezident” egal al unui grup de stele nesfârșit.
Astronomii s-au apropiat și mai mult de a înțelege scara Universului, deoarece distanțele până la stele s-au dovedit a fi cu adevărat monstruoase. Chiar și dimensiunea orbitelor planetelor părea nesemnificativă în comparație. În continuare a fost necesar să înțelegem cum sunt concentrate stelele în .
Multe Căi Lactee
Celebrul filozof Immanuel Kant a anticipat bazele înțelegerii moderne a structurii pe scară largă a Universului încă din 1755. El a emis ipoteza că Calea Lactee este un uriaș grup de stele în rotație. La rândul lor, multe dintre nebuloasele observate sunt, de asemenea, „căile lactee” mai îndepărtate - galaxii. În ciuda acestui fapt, până în secolul al XX-lea, astronomii credeau că toate nebuloasele sunt surse de formare a stelelor și fac parte din Calea Lactee.
Situația s-a schimbat când astronomii au învățat să măsoare distanțele dintre galaxii folosind . Luminozitatea absolută a stelelor de acest tip depinde strict de perioada de variabilitate a acestora. Comparând luminozitatea lor absolută cu cea vizibilă, este posibil să se determine distanța până la ele cu mare precizie. Această metodă a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea de Einar Hertzschrung și Harlow Scelpi. Datorită lui, astronomul sovietic Ernst Epic a determinat în 1922 distanța până la Andromeda, care s-a dovedit a fi cu un ordin de mărime mai mare decât dimensiunea Căii Lactee.
Edwin Hubble a continuat inițiativa lui Epic. Măsurând luminozitatea Cefeidelor din alte galaxii, el le-a măsurat distanța și a comparat-o cu deplasarea spre roșu din spectrele lor. Așa că în 1929 și-a dezvoltat faimoasa lege. Lucrarea sa a infirmat definitiv punctul de vedere conform căruia Calea Lactee este marginea Universului. Acum era una dintre multele galaxii care fuseseră odată considerate parte a ei. Ipoteza lui Kant a fost confirmată la aproape două secole de la dezvoltarea ei.
Ulterior, legătura descoperită de Hubble între distanța unei galaxii de la un observator în raport cu viteza de îndepărtare a acesteia de la acesta, a făcut posibilă realizarea unei imagini complete a structurii la scară largă a Universului. S-a dovedit că galaxiile erau doar o parte nesemnificativă a acesteia. S-au conectat în clustere, clustere în superclustere. La rândul lor, superclusterele formează cele mai mari structuri cunoscute din Univers - fire și pereți. Aceste structuri, adiacente supervidurilor uriașe (), constituie structura pe scară largă a Universului cunoscut în prezent.
Infinit aparent
Din cele de mai sus rezultă că, în doar câteva secole, știința a trecut treptat de la geocentrism la o înțelegere modernă a Universului. Totuși, acest lucru nu răspunde de ce limităm Universul astăzi. Până la urmă, până acum vorbeam doar despre scara spațiului, și nu despre însăși natura lui.
Primul care a decis să justifice infinitul Universului a fost Isaac Newton. După ce a descoperit legea gravitației universale, el a crezut că, dacă spațiul ar fi finit, toate corpurile sale s-ar contopi mai devreme sau mai târziu într-un singur întreg. Înaintea lui, dacă cineva a exprimat ideea de infinitatea Universului, a fost exclusiv filozofic. Fără nicio bază științifică. Un exemplu în acest sens este Giordano Bruno. Apropo, ca și Kant, el a fost cu multe secole înaintea științei. El a fost primul care a declarat că stelele sunt sori îndepărtați, iar planetele se învârt și ele în jurul lor.
S-ar părea că însuși faptul infinitului este destul de justificat și evident, dar punctele de cotitură ale științei secolului al XX-lea au zguduit acest „adevăr”.
Univers staționar
Primul pas semnificativ către dezvoltarea unui model modern al Universului a fost făcut de Albert Einstein. Celebrul fizician și-a prezentat modelul de Univers staționar în 1917. Acest model se baza pe teoria generală a relativității, pe care o dezvoltase cu un an mai devreme. Conform modelului său, Universul este infinit în timp și finit în spațiu. Dar, după cum sa menționat mai devreme, potrivit lui Newton, un Univers cu o dimensiune finită trebuie să se prăbușească. Pentru a face acest lucru, Einstein a introdus o constantă cosmologică, care a compensat atracția gravitațională a obiectelor îndepărtate.
Oricât de paradoxal ar suna, Einstein nu a limitat însăși finitudinea Universului. În opinia sa, Universul este o înveliș închisă a unei hipersfere. O analogie este suprafața unei sfere tridimensionale obișnuite, de exemplu, un glob sau Pământul. Indiferent cât de mult călătorește un călător peste Pământ, el nu va ajunge niciodată la marginea acestuia. Totuși, asta nu înseamnă că Pământul este infinit. Călătorul se va întoarce pur și simplu la locul din care și-a început călătoria.
Pe suprafața hipersferei
În același mod, un rătăcitor spațial, care traversează Universul lui Einstein pe o navă, se poate întoarce înapoi pe Pământ. Numai că de această dată rătăcitorul se va deplasa nu de-a lungul suprafeței bidimensionale a unei sfere, ci de-a lungul suprafeței tridimensionale a unei hipersfere. Aceasta înseamnă că Universul are un volum finit și, prin urmare, un număr finit de stele și masă. Cu toate acestea, Universul nu are nici granițe, nici centru.
Einstein a ajuns la aceste concluzii conectând spațiul, timpul și gravitația în celebra sa teorie. Înainte de el, aceste concepte erau considerate separate, motiv pentru care spațiul Universului era pur euclidian. Einstein a demonstrat că gravitația în sine este o curbură a spațiului-timp. Acest lucru a schimbat radical ideile timpurii despre natura Universului, bazate pe mecanica newtoniană clasică și geometria euclidiană.
Univers în expansiune
Nici chiar descoperitorul „noului Univers” însuși nu era străin de iluzii. Deși Einstein a limitat Universul în spațiu, el a continuat să-l considere static. Conform modelului său, Universul a fost și rămâne etern, iar dimensiunea lui rămâne mereu aceeași. În 1922, fizicianul sovietic Alexander Friedman a extins semnificativ acest model. Conform calculelor sale, Universul nu este deloc static. Se poate extinde sau contracta în timp. Este de remarcat faptul că Friedman a ajuns la un astfel de model bazat pe aceeași teorie a relativității. A reușit să aplice mai corect această teorie, ocolind constanta cosmologică.
Albert Einstein nu a acceptat imediat acest „amendament”. Acest nou model a venit în ajutorul descoperirii Hubble menționate anterior. Recesiunea galaxiilor a dovedit incontestabil faptul expansiunii Universului. Așa că Einstein a trebuit să-și recunoască greșeala. Acum Universul avea o anumită vârstă, care depinde strict de constanta Hubble, care caracterizează rata de expansiune a acestuia.
Dezvoltarea în continuare a cosmologiei
Pe măsură ce oamenii de știință au încercat să rezolve această întrebare, au fost descoperite multe alte componente importante ale Universului și au fost dezvoltate diverse modele ale acestuia. Așa că în 1948, George Gamow a introdus ipoteza „Universului fierbinte”, care s-a transformat mai târziu în teoria big bang-ului. Descoperirea din 1965 i-a confirmat suspiciunile. Acum, astronomii au putut observa lumina care a venit din momentul în care Universul a devenit transparent.
Materia întunecată, prezisă în 1932 de Fritz Zwicky, a fost confirmată în 1975. Materia întunecată explică de fapt însăși existența galaxiilor, a clusterelor de galaxii și a structurii universale în sine. Așa au aflat oamenii de știință că cea mai mare parte a masei Universului este complet invizibilă.
În cele din urmă, în 1998, în timpul unui studiu al distanței până la, s-a descoperit că Universul se extinde într-un ritm accelerat. Acest ultim punct de cotitură în știință a dat naștere înțelegerii noastre moderne a naturii universului. Coeficientul cosmologic, introdus de Einstein și infirmat de Friedman, și-a găsit din nou locul în modelul Universului. Prezența unui coeficient cosmologic (constantă cosmologică) explică expansiunea accelerată a acestuia. Pentru a explica prezența unei constante cosmologice, a fost introdus conceptul de câmp ipotetic care conține cea mai mare parte a masei Universului.
Înțelegerea modernă a mărimii Universului observabil
Modelul modern al Universului este numit și modelul ΛCDM. Litera „Λ” înseamnă prezența unei constante cosmologice, ceea ce explică expansiunea accelerată a Universului. „CDM” înseamnă că Universul este umplut cu materie întunecată rece. Studii recente indică faptul că constanta Hubble este de aproximativ 71 (km/s)/Mpc, ceea ce corespunde vârstei Universului de 13,75 miliarde de ani. Cunoscând vârsta Universului, putem estima dimensiunea regiunii sale observabile.
Conform teoriei relativității, informațiile despre orice obiect nu pot ajunge la un observator cu o viteză mai mare decât viteza luminii (299.792.458 m/s). Se pare că observatorul vede nu doar un obiect, ci și trecutul său. Cu cât un obiect este mai departe de el, cu atât trecutul este mai îndepărtat. De exemplu, privind Luna, vedem așa cum a fost cu puțin mai mult de o secundă în urmă, Soarele - cu mai bine de opt minute în urmă, cele mai apropiate stele - ani, galaxii - cu milioane de ani în urmă etc. În modelul staționar al lui Einstein, Universul nu are limită de vârstă, ceea ce înseamnă că regiunea sa observabilă nu este, de asemenea, limitată de nimic. Observatorul, înarmat cu instrumente astronomice din ce în ce mai sofisticate, va observa obiecte din ce în ce mai îndepărtate și mai vechi.
Avem o imagine diferită cu modelul modern al Universului. Potrivit acesteia, Universul are o vârstă, și deci o limită de observație. Adică, de la nașterea Universului, niciun foton nu ar fi putut parcurge o distanță mai mare de 13,75 miliarde de ani lumină. Se pare că putem spune că Universul observabil este limitat de la observator la o regiune sferică cu o rază de 13,75 miliarde de ani lumină. Cu toate acestea, acest lucru nu este chiar adevărat. Nu trebuie să uităm de expansiunea spațiului Universului. Până când fotonul ajunge la observator, obiectul care l-a emis se va afla deja la 45,7 miliarde de ani lumină de noi. ani. Această dimensiune este orizontul particulelor, este granița Universului observabil.
Peste orizont
Deci, dimensiunea Universului observabil este împărțită în două tipuri. Dimensiunea aparentă, numită și raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină). Și dimensiunea reală, numită orizont de particule (45,7 miliarde de ani lumină). Important este că ambele aceste orizonturi nu caracterizează deloc dimensiunea reală a Universului. În primul rând, ele depind de poziția observatorului în spațiu. În al doilea rând, se schimbă în timp. În cazul modelului ΛCDM, orizontul de particule se extinde cu o viteză mai mare decât orizontul Hubble. Știința modernă nu răspunde la întrebarea dacă această tendință se va schimba în viitor. Dar dacă presupunem că Universul continuă să se extindă cu accelerație, atunci toate acele obiecte pe care le vedem acum vor dispărea mai devreme sau mai târziu din „câmpul nostru vizual”.
În prezent, cea mai îndepărtată lumină observată de astronomi este radiația cosmică de fond cu microunde. Privind în el, oamenii de știință văd Universul așa cum a fost la 380 de mii de ani după Big Bang. În acest moment, Universul s-a răcit suficient de mult încât a fost capabil să emită fotoni liberi, care sunt detectați 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 nesemnificativă de alte elemente. Din neomogenitățile observate în acest nor, grupurile de galaxii se vor forma ulterior. Se pare că tocmai acele obiecte care se vor forma din neomogenități în radiația cosmică de fond cu microunde sunt situate cel mai aproape de orizontul particulelor.
Adevărate Granițe
Dacă Universul are granițe adevărate, neobservabile, este încă o chestiune de speculație pseudoștiințifică. Într-un fel sau altul, toată lumea este de acord asupra infinitului 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 ar trebui să uităm de diferitele modele ale Multiversului cu Universurile sale închise, deschise, paralele și găurile de vierme. Și există multe, multe versiuni diferite, al căror număr este limitat doar de imaginația umană.
Dar dacă activăm realismul rece sau pur și simplu ne dăm înapoi de la toate aceste ipoteze, atunci putem presupune că Universul nostru este un container omogen infinit al tuturor stelelor și galaxiilor. Mai mult, în orice punct foarte îndepărtat, fie că este vorba de miliarde de gigaparsec de la noi, toate condițiile vor fi exact aceleași. În acest moment, orizontul particulelor și sfera Hubble vor fi exact aceleași, cu aceeași radiație relictă la marginea lor. Vor fi aceleași stele și galaxii în jur. Interesant, acest lucru nu contrazice expansiunea Universului. La urma urmei, nu doar Universul se extinde, ci spațiul său însuși. Faptul că în momentul Big Bang-ului Universul a apărut dintr-un punct înseamnă doar că dimensiunile infinit de mici (practic zero) care erau atunci s-au transformat acum în unele neimaginat de mari. În viitor, vom folosi tocmai această ipoteză pentru a înțelege clar amploarea Universului observabil.
Reprezentare vizuala
Diverse surse oferă tot felul de modele vizuale care permit oamenilor să înțeleagă scara Universului. Cu toate acestea, nu este suficient să realizăm cât de mare este cosmosul. Este important să ne imaginăm cum se manifestă de fapt concepte precum orizontul Hubble și orizontul particulelor. Pentru a face acest lucru, să ne imaginăm modelul pas cu pas.
Să uităm că știința modernă nu știe despre regiunea „străină” a Universului. Renunțând la versiunile multiversurilor, a Universului fractal și a celorlalte „variete” ale sale, să ne imaginăm că este pur și simplu infinit. După cum sa menționat mai devreme, acest lucru nu contrazice extinderea spațiului său. Desigur, luăm în considerare faptul că sfera sa Hubble și sfera de particule sunt de 13,75 și, respectiv, 45,7 miliarde de ani lumină.
Scara Universului
Apăsați butonul START și descoperiți o lume nouă, necunoscută!
În primul rând, să încercăm să înțelegem cât de mare este scara universală. Dacă ați călătorit în jurul planetei noastre, vă puteți imagina cât de mare este Pământul pentru noi. Acum imaginați-vă planeta noastră ca un bob de hrișcă care se mișcă pe orbită în jurul unui pepene verde - Soare de mărimea unei jumătăți de teren de fotbal. În acest caz, orbita lui Neptun va corespunde mărimii unui oraș mic, zona va corespunde Lunii, iar zona limitei de influență a Soarelui va corespunde lui Marte. Se dovedește că Sistemul nostru Solar este la fel de mare decât Pământul pe cât este Marte mai mare decât hrișca! Dar acesta este doar începutul.
Acum să ne imaginăm că această hrișcă va fi sistemul nostru, a cărui dimensiune este aproximativ egală cu un parsec. Atunci Calea Lactee va avea dimensiunea a două stadioane de fotbal. Cu toate acestea, acest lucru nu va fi suficient pentru noi. Calea Lactee va trebui, de asemenea, redusă la dimensiunea în centimetri. Va semăna oarecum cu spuma de cafea învelită într-un vârtej în mijlocul spațiului intergalactic negru ca cafea. La douăzeci de centimetri de ea există aceeași „fărâmitură” spirală - Nebuloasa Andromeda. În jurul lor va fi un roi de galaxii mici ale Clusterului nostru Local. Dimensiunea aparentă a Universului nostru va fi de 9,2 kilometri. Am ajuns la o înțelegere a dimensiunilor Universale.
În interiorul bulei universale
Cu toate acestea, nu este suficient să înțelegem scara în sine. Este important să realizăm Universul în dinamică. Să ne imaginăm ca niște giganți, pentru care Calea Lactee are un diametru de centimetru. După cum am menționat tocmai acum, ne vom găsi în interiorul unei mingi cu o rază de 4,57 și un diametru de 9,24 kilometri. Să ne imaginăm că suntem capabili să plutim în interiorul acestei mingi, să călătorim, acoperind megaparsec întregi într-o secundă. Ce vom vedea dacă Universul nostru este infinit?
Desigur, nenumărate galaxii de tot felul vor apărea în fața noastră. Eliptice, spiralate, neregulate. Unele zone vor fi pline de ele, altele vor fi goale. Caracteristica principală va fi că vizual, toate vor fi nemișcate în timp ce noi suntem nemișcați. Dar de îndată ce facem un pas, galaxiile înseși vor începe să se miște. De exemplu, dacă putem discerne un sistem solar microscopic în Calea Lactee lungă de un centimetru, vom putea observa dezvoltarea lui. Depărtându-ne la 600 de metri de galaxia noastră, vom vedea protosteaua Soarele și discul protoplanetar în momentul formării. Apropiindu-ne de el, vom vedea cum apare Pământul, apare viața și apare omul. În același mod, vom vedea cum se schimbă și se mișcă galaxiile pe măsură ce ne îndepărtăm sau ne apropiem de ele.
În consecință, cu cât ne uităm galaxiile mai îndepărtate, cu atât vor fi mai vechi pentru noi. Deci cele mai îndepărtate galaxii vor fi situate la mai mult de 1300 de metri de noi, iar la cotitura de 1380 de metri vom vedea deja radiații relicte. Adevărat, această distanță va fi imaginară pentru noi. Cu toate acestea, pe măsură ce ne apropiem de radiația cosmică de fundal cu microunde, vom vedea o imagine interesantă. În mod firesc, vom observa cum se vor forma și dezvolta galaxiile din norul inițial de hidrogen. Când ajungem la una dintre aceste galaxii formate, vom înțelege că nu am parcurs deloc 1,375 de kilometri, ci toți 4,57.
Micșorează
Ca urmare, vom crește și mai mult în dimensiune. Acum putem plasa goluri întregi și pereți în pumn. Așa că ne vom găsi într-o bulă destul de mică din care este imposibil să ieșim. Nu numai că distanța până la obiectele de la marginea bulei va crește pe măsură ce se apropie, dar marginea în sine se va deplasa la infinit. Acesta este punctul central al mărimii Universului observabil.
Indiferent cât de mare este Universul, pentru un observator va rămâne întotdeauna o bulă limitată. Observatorul va fi întotdeauna în centrul acestei bule, de fapt el este centrul acesteia. Încercând să ajungă la orice obiect de la marginea bulei, observatorul își va deplasa centrul. Pe măsură ce vă apropiați de un obiect, acest obiect se va deplasa din ce în ce mai departe de marginea bulei și, în același timp, se va schimba. De exemplu, dintr-un nor de hidrogen fără formă se va transforma într-o galaxie cu drepturi depline sau, mai departe, într-un cluster galactic. În plus, calea către acest obiect va crește pe măsură ce vă apropiați de el, deoarece spațiul înconjurător în sine se va schimba. După ce am ajuns la acest obiect, îl vom muta doar de la marginea bulei în centrul său. La marginea Universului, radiațiile relicte vor pâlpâi în continuare.
Dacă presupunem că Universul va continua să se extindă într-un ritm accelerat, fiind apoi în centrul bulei și avansând timpul cu miliarde, trilioane și chiar ordine de ani mai mari, vom observa o imagine și mai interesantă. Deși bula noastră va crește, de asemenea, în dimensiune, componentele ei în schimbare se vor îndepărta și mai repede de noi, lăsând marginea acestei bule, până când fiecare particulă a Universului rătăcește separat în bula sa singuratică, fără posibilitatea de a interacționa cu alte particule.
Deci, știința modernă nu are informații despre dimensiunea reală a Universului și dacă are limite. Dar știm cu siguranță că Universul observabil are o graniță vizibilă și adevărată, numită respectiv raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină) și raza particulelor (45,7 miliarde de ani lumină). Aceste limite depind în întregime de poziția observatorului în spațiu și se extind în timp. Dacă raza Hubble se extinde strict cu viteza luminii, atunci expansiunea orizontului particulelor este accelerată. Întrebarea dacă accelerarea orizontului particulelor va continua în continuare și dacă va fi înlocuită de compresie rămâne deschisă.
> Scara Universului
Utilizați online scara interactivă a universului: dimensiuni reale ale Universului, comparație de obiecte spațiale, planete, stele, clustere, galaxii.
Cu toții ne gândim la dimensiuni în termeni generali, cum ar fi o altă realitate sau percepția noastră asupra mediului din jurul nostru. Cu toate acestea, aceasta este doar o parte din ceea ce sunt de fapt măsurătorile. Și mai presus de toate, înțelegerea existentă măsurători ale scării Universului– acesta este cel mai bine descris în fizică.
Fizicienii sugerează că măsurătorile sunt pur și simplu diferite fațete ale percepției amplorii Universului. De exemplu, primele patru dimensiuni includ lungimea, lățimea, înălțimea și timpul. Cu toate acestea, conform fizicii cuantice, există și alte dimensiuni care descriu natura universului și, probabil, a tuturor universurilor. Mulți oameni de știință cred că în prezent există aproximativ 10 dimensiuni.
Scara interactivă a universului
Măsurând scara Universului
Prima dimensiune, după cum am menționat, este lungimea. Un bun exemplu de obiect unidimensional este o linie dreaptă. Această linie are doar o dimensiune de lungime. A doua dimensiune este lățimea. Această dimensiune include lungimea; un bun exemplu de obiect bidimensional ar fi un plan incredibil de subțire. Lucrurile în două dimensiuni pot fi văzute doar în secțiune transversală.
A treia dimensiune implică înălțimea, iar aceasta este dimensiunea cu care suntem cel mai familiar. Combinată cu lungimea și lățimea, este partea cea mai clar vizibilă a universului în termeni dimensionali. Cea mai bună formă fizică pentru a descrie această dimensiune este un cub. A treia dimensiune există atunci când lungimea, lățimea și înălțimea se intersectează.
Acum lucrurile devin puțin mai complicate, deoarece cele 7 dimensiuni rămase sunt asociate cu concepte intangibile pe care nu le putem observa direct, dar știm că există. A patra dimensiune este timpul. Este diferența dintre trecut, prezent și viitor. Astfel, cea mai bună descriere a celei de-a patra dimensiuni ar fi cronologia.
Alte dimensiuni se ocupă de probabilități. Dimensiunile a cincea și a șasea sunt asociate cu viitorul. Potrivit fizicii cuantice, poate exista orice număr de viitor posibil, dar există un singur rezultat, iar motivul pentru aceasta este alegerea. Dimensiunile a cincea și a șasea sunt asociate cu bifurcarea (schimbarea, ramificarea) fiecăreia dintre aceste probabilități. Practic, dacă ai putea controla dimensiunile a cincea și a șasea, ai putea să te întorci în timp sau să vizitezi diferite viitoare.
Dimensiunile de la 7 la 10 sunt legate de Univers și scara acestuia. Ele se bazează pe faptul că există mai multe universuri și fiecare are propria sa secvență de dimensiuni ale realității și posibile rezultate. A zecea și ultima dimensiune este de fapt unul dintre toate rezultatele posibile ale tuturor universurilor.
|
Care sunt pe el. În cea mai mare parte, suntem cu toții legați de locul în care trăim și lucrăm. Dimensiunea lumii noastre este uimitoare, dar nu este absolut nimic în comparație cu Universul. Cum se spune - „născut prea târziu pentru a explora lumea și prea devreme pentru a explora spațiul”. Este chiar jignitor. Cu toate acestea, haideți să începem - doar aveți grijă să nu vă amețiți. 1. Acesta este Pământul. Aceasta este aceeași planetă care este în prezent singura casă pentru umanitate. Locul în care viața a apărut în mod magic (sau poate nu atât de magic) și în cursul evoluției am apărut tu și cu mine. 2. Locul nostru în sistemul solar. Cele mai apropiate obiecte spațiale mari care ne înconjoară, desigur, sunt vecinii noștri din sistemul solar. Toată lumea își amintește numele din copilărie, iar în timpul lecțiilor despre lumea din jurul lor realizează modele. S-a întâmplat că nici dintre ei nu suntem cei mai mari...
3. Distanța dintre Pământul nostru și Lună. Nu pare atât de departe, nu? Și dacă luăm în considerare și vitezele moderne, atunci este „nimic”.
4. De fapt, este destul de departe. Dacă încercați, atunci foarte precis și confortabil - între planetă și satelit puteți plasa cu ușurință restul planetelor sistemului solar.
5. Totuși, să continuăm să vorbim despre planete. Înaintea ta este America de Nord, de parcă ar fi plasată pe Jupiter. Da, această mică pată verde este America de Nord. Vă puteți imagina cât de mare ar fi Pământul nostru dacă l-am muta la scara lui Jupiter? Oamenii ar fi, probabil, încă să descopere noi pământuri)
6. Acesta este Pământul în comparație cu Jupiter. Ei bine, mai precis șase Pământuri - pentru claritate.
7. Inelele lui Saturn, domnule. Inelele lui Saturn ar avea un aspect atât de superb, cu condiția să se învârtească în jurul Pământului. Uită-te la Polinezia - un pic ca pictograma Operei, nu?
8. Să comparăm Pământul cu Soarele? Nu pare asa de mare pe cer...
9. Aceasta este privirea asupra Pământului când îl privim de pe Lună. Frumos, nu? Atât de singur pe fundalul spațiului gol. Sau nu gol? Hai sa continuăm...
10. Și așa de pe Marte Pun pariu că nici măcar nu ai fi în stare să spui dacă a fost Pământ.
11. Aceasta este o imagine a Pământului chiar dincolo de inelele lui Saturn
12. Dar dincolo de Neptun. Un total de 4,5 miliarde de kilometri. Cât timp ar dura căutarea?
13. Deci, să ne întoarcem la steaua numită Soare. O priveliște uluitoare, nu-i așa?
14. Iată Soarele de pe suprafața lui Marte.
15. Și iată comparația sa cu Scara vedetei VY Canis Majoris. Cum vă place? Mai mult decât impresionant. Vă puteți imagina energia concentrată acolo?
16. Dar toate acestea sunt o prostie dacă comparăm steaua noastră natală cu dimensiunea galaxiei Calea Lactee. Pentru a fi mai clar, imaginați-vă că ne-am comprimat Soarele la dimensiunea unei celule albe din sânge. În acest caz, dimensiunea Căii Lactee este destul de comparabilă cu dimensiunea Rusiei, de exemplu. Aceasta este Calea Lactee.
17. În general, vedetele sunt uriașe Tot ceea ce este plasat în acest cerc galben este tot ceea ce puteți vedea noaptea de pe Pământ. Restul este inaccesibil cu ochiul liber.
18. Dar există și alte galaxii. Iată Calea Lactee în comparație cu galaxia IC 1011, care se află la 350 de milioane de ani lumină de Pământ.
Să trecem din nou peste asta?Deci, acest Pământ este casa noastră.
Să micșorăm la dimensiunea sistemului solar...
Să micșorăm puțin mai mult...
Și acum la dimensiunea Căii Lactee...
Să continuăm să reducem...
Și mai departe…
Aproape gata, nu-ți face griji...
Gata! Finalizarea! Acesta este tot ceea ce umanitatea poate observa acum folosind tehnologia modernă. Nici măcar nu este o furnică... Judecă singur, doar nu te înnebuni...
Astfel de scale sunt greu de înțeles. Dar cineva declară cu încredere că suntem singuri în Univers, deși ei înșiși nu sunt cu adevărat siguri dacă americanii au fost sau nu pe Lună. Stai acolo, băieți... stai acolo. Astăzi vom vorbi despre faptul că Pământul este mic și despre dimensiunile altor corpuri cerești uriașe din Univers. Care sunt dimensiunile Pământului în comparație cu alte planete și stele din Univers. De fapt, planeta noastră este foarte, foarte mică... în comparație cu multe alte corpuri cerești și chiar și în comparație cu același Soare, Pământul este un bob de mazăre (de o sută de ori mai mic ca rază și de 333 de mii de ori mai mic ca masă) și există stele în vremuri, de sute, de mii (!!) de ori mai multe decât Soarele... În general, noi, oamenii, și fiecare dintre noi mai ales, suntem urme microscopice de existență în acest Univers, atomi invizibili pentru ochii creaturilor care ar putea trăi pe stele uriașe (teoretic, dar, poate practic). Gânduri din filmul pe această temă: ni se pare că Pământul este mare, așa este - pentru noi, deoarece noi înșine suntem mici și masa corpului nostru este nesemnificativă în comparație cu scara Universului, unii nu au avut niciodată chiar au fost în străinătate și nu pleacă aproape toată viața. Nu știu aproape nimic dincolo de limitele unei case, ale unei camere și chiar despre Univers. Iar furnicile cred că furnicarul lor este imens, dar noi o vom călca pe furnică și nici nu o vom observa. Dacă am avea puterea de a reduce Soarele la dimensiunea unei celule albe din sânge și de a reduce proporțional Calea Lactee, atunci ar fi egală cu scara Rusiei. Dar există mii sau chiar milioane și miliarde de galaxii în afară de Calea Lactee... Acest lucru nu se poate încadra în conștiința oamenilor. În fiecare an, astronomii descoperă mii (sau mai multe) de noi stele, planete și corpuri cerești. Spațiul este o zonă neexplorată și câte alte galaxii, stele, sisteme planetare vor fi descoperite și este foarte posibil să existe multe sisteme solare similare cu viață existentă teoretic. Putem judeca dimensiunile tuturor corpurilor cerești doar aproximativ, iar numărul de galaxii, sisteme și corpuri cerești din Univers este necunoscut. Cu toate acestea, pe baza datelor cunoscute, Pământul nu este cel mai mic obiect, dar este departe de cel mai mare; există stele și planete de sute, mii de ori mai mari!! Cel mai mare obiect, adică un corp ceresc, nu este definit în Univers, deoarece capacitățile umane sunt limitate, cu ajutorul sateliților și telescoapelor putem vedea doar o mică parte a Universului și nu știm ce este acolo. , în depărtarea necunoscută și dincolo de orizonturi... poate chiar corpuri cerești mai mari decât cele descoperite de oameni.
Deci, în cadrul Sistemului Solar, cel mai mare obiect este Soarele! Raza sa este de 1.392.000 km, urmat de Jupiter - 139.822 km, Saturn - 116.464 km, Uranus - 50.724 km, Neptun - 49.244 km, Pământul - 12.742,0 km, Venus - 12.103 km, Mars.03, 67 km etc.
Câteva zeci de obiecte mari - planete, sateliți, stele și câteva sute de mici, acestea sunt doar cele care au fost descoperite, dar sunt unele care nu au fost descoperite. Soarele este mai mare decât Pământul în rază - de peste 100 de ori, în masă - de 333 de mii de ori. Acestea sunt cântarele. Pământul este al șaselea obiect ca mărime din sistemul solar, foarte aproape de scara Pământului, Venus și Marte are jumătate din dimensiune. Pământul este în general un bob de mazăre în comparație cu Soarele. Și toate celelalte planete, cele mai mici, sunt practic praf pentru Soare... Cu toate acestea, Soarele ne încălzește indiferent de dimensiunea sa și de planeta noastră. Știai, ți-ai imaginat, mergând cu picioarele pe pământ de moarte, că planeta noastră este aproape un punct în comparație cu Soarele? Și, în consecință, suntem microorganisme microscopice pe el... Cu toate acestea, oamenii au o mulțime de probleme presante și, uneori, nu au timp să privească dincolo de pământ sub picioarele lor. Jupiter este de peste 10 ori mai mare decât Pământul, este a cincea planetă cea mai îndepărtată de Soare (clasificată ca gigantă gazoasă împreună cu Saturn, Uranus, Neptun). După giganții gazosi, Pământul este primul obiect cel mai mare din sistemul solar, după Soare. apoi vin restul planetelor terestre, Mercur după satelitul lui Saturn și Jupiter. Planetele terestre - Mercur, Pământ, Venus, Marte - sunt planete situate în regiunea interioară a sistemului solar.
Pluto este de aproximativ o ori și jumătate mai mic decât Luna, astăzi este clasificată drept planetă pitică, este al zecelea corp ceresc din sistemul solar după 8 planete și Eris (o planetă pitică aproximativ asemănătoare ca mărime cu Pluto), constă de gheață și roci, cu o zonă ca America de Sud, o planetă mică, cu toate acestea, este mai mare ca scară în comparație cu Pământul și Soarele, Pământul este încă de două ori mai mic în proporții. De exemplu, Ganymede este un satelit al lui Jupiter, Titan este un satelit al lui Saturn - cu doar 1,5 mii de km mai puțin decât Marte și mai mult decât Pluto și planetele pitice mari. Există multe planete pitice și sateliți descoperiți recent și cu atât mai mult stele, mai mult de câteva milioane sau chiar miliarde. Există câteva zeci de obiecte în sistemul solar care sunt puțin mai mici decât Pământul și jumătate mai mici decât Pământul și câteva sute dintre acestea care sunt puțin mai mici. Vă puteți imagina câte lucruri zboară în jurul planetei noastre? Cu toate acestea, a spune „zboară în jurul planetei noastre” este incorect, deoarece, de regulă, fiecare planetă are un loc relativ fix în sistemul solar.
Și dacă un asteroid zboară spre Pământ, atunci este chiar posibil să-i calculăm traiectoria aproximativă, viteza de zbor, timpul de apropiere de Pământ și cu ajutorul anumitor tehnologii și dispozitive (cum ar fi lovirea asteroidului cu ajutorul arme atomice super-puternice pentru a distruge o parte din meteorit și modul în care consecința unei schimbări a vitezei și a traiectoriei de zbor) schimbă direcția de zbor dacă planeta este în pericol. Cu toate acestea, aceasta este o teorie; astfel de măsuri nu au fost încă aplicate în practică, dar au fost înregistrate cazuri de căderi neașteptate de corpuri cerești pe Pământ - de exemplu, în cazul aceluiași meteorit Chelyabinsk. În mintea noastră, Soarele este o minge strălucitoare pe cer; în abstract, este un fel de substanță despre care știm din imaginile din satelit, observațiile și experimentele oamenilor de știință. Totuși, tot ceea ce vedem cu proprii noștri ochi este o minge strălucitoare pe cer care dispare noaptea. Dacă comparați dimensiunile Soarelui și ale Pământului, atunci este aproximativ la fel ca o mașină de jucărie și un jeep uriaș; jeep-ul va zdrobi mașina fără să o observe. La fel, Soarele, dacă ar fi avut caracteristici un pic mai agresive și o capacitate nerealistă de a se mișca, ar fi absorbit totul în cale, inclusiv Pământul. Apropo, una dintre teoriile morții planetei în viitor spune că Soarele va înghiți Pământul.
Suntem obișnuiți, trăind într-o lume limitată, să credem doar ceea ce vedem și să luăm de bun doar ceea ce este sub picioarele noastre și să percepem Soarele ca pe o minge pe cer care trăiește pentru noi, pentru a lumina calea simplilor muritori. , pentru a ne încălzi, pentru a ne folosi Soarele în cea mai mare măsură, iar ideea că această stea strălucitoare poartă un potențial pericol pare ridicolă. Și doar câțiva oameni se vor gândi serios că există și alte galaxii în care există obiecte cerești de sute și uneori de mii de ori mai mari decât cele din sistemul solar. Oamenii pur și simplu nu pot înțelege în mintea lor care este viteza luminii, cum se mișcă corpurile cerești în Univers, acestea nu sunt formatele conștiinței umane... Am vorbit despre dimensiunile corpurilor cerești din cadrul Sistemului Solar, despre dimensiunile planetelor mari, am spus că Pământul este al 6-lea obiect ca mărime din Sistemul Solar și că Pământul este de o sută de ori mai mic decât Soarele (în diametru) , și de 333 de mii de ori în masă, totuși, există corpuri cerești în Univers MULT mai mari decât Soarele. Și dacă comparația dintre Soare și Pământ nu s-a încadrat în conștiința simplilor muritori, atunci faptul că există stele în comparație cu care Soarele este o minge - este și mai imposibil de încadrat în noi.
Cu toate acestea, conform cercetărilor științifice, acest lucru este adevărat. Și acesta este un fapt, bazat pe datele obținute de astronomi. Există și alte sisteme stelare în care viața planetară există asemănătoare cu a noastră, cea solară. Prin „viața planetelor” nu înțelegem viața pământească cu oameni sau alte creaturi, ci existența planetelor în acest sistem. Deci, referitor la problema vieții în spațiu - în fiecare an, în fiecare zi, oamenii de știință ajung la concluzia că viața pe alte planete este din ce în ce mai posibilă, dar aceasta rămâne doar speculație. În sistemul solar, singura planetă apropiată în condiții de cele de pe Pământ este Marte, dar planetele altor sisteme stelare nu au fost explorate pe deplin. De exemplu:
Aceste super-Pământuri sunt potențiali purtători de viață în Univers. Deși aceasta este o întrebare, deoarece criteriul principal pentru clasa de astfel de planete este o masă mai mare de 1 ori masa Pământului, totuși, toate planetele descoperite se învârt în jurul stelelor cu radiații termice mai puține în comparație cu Soarele, de obicei albe, roșii. și pitici portocalii.
Primul super-Pământ descoperit în zona locuibilă în 2007 a fost planeta Gliese 581 c lângă steaua Gliese 581, planeta având o masă de aproximativ 5 mase Pământului, „înlăturată din stea sa cu 0,073 UA”. e. și este situat în „zona de viață” a stelei Gliese 581.” Mai târziu, în apropierea acestei stele au fost descoperite un număr de planete și astăzi sunt numite sistem planetar; steaua în sine are o luminozitate scăzută, de câteva zeci de ori mai mică decât Soarele. A fost una dintre cele mai senzaționale descoperiri din astronomie. Cu toate acestea, să revenim la subiectul marilor vedete. Mai jos sunt fotografii ale celor mai mari obiecte și stele din sistemul solar în comparație cu Soarele și apoi cu ultima stea din fotografia anterioară.
Mercur< Марс < Венера < Земля; Pământ< Нептун < Уран < Сатурн < Юпитер; Jupiter< < Солнце < Сириус; Sirius< Поллукс < Арктур < Альдебаран; Aldebaran< Ригель < Антарес < Бетельгейзе; Betelgeuse< Мю Цефея < < VY Большого Пса Și această listă include și cele mai mici stele și planete (singura stea cu adevărat mare din această listă este probabil VY Canis Majoris).. Cea mai mare nici măcar nu poate fi comparată cu Soarele, deoarece Soarele pur și simplu nu va fi vizibil. Raza ecuatorială a Soarelui a fost folosită ca unitate de măsură pentru raza stelei - 695.700 km. De exemplu, steaua VV Cephei este de 10 ori mai mare decât Soarele, iar între Soare și Jupiter cea mai mare stea este considerată Wolf 359 (o singură stea din constelația Leului, o pitică roșie slabă).
Capella este de 12,2 ori mai mare decât raza Soarelui. Steaua polară are o rază de 30 de ori mai mare decât Soarele. O stea din constelația Ursa Mică, situată în apropierea Polului Nord al lumii, o supergigantă din clasa spectrală F7I.
Star Y Canes Venatici este mai mare decât Soarele de (!!!) de 300 de ori! (adică de aproximativ 3000 de ori mai mare decât Pământul), o gigantă roșie din constelația Canes Venatici, una dintre cele mai tari și mai roșii stele. Și aceasta este departe de cea mai mare stea.
De exemplu, steaua VV Cephei A este de 1050-1900 de ori mai mare ca rază decât Soarele!Și vedeta este foarte interesantă pentru inconstanța și „scurgerea” sa: „luminozitatea este de 275.000-575.000 de ori mai mare. Steaua umple lobul Roche, iar materialul ei curge către însoțitorul vecin. Viteza de ieșire a gazului ajunge la 200 km/s. S-a stabilit că VV Cephei A este o variabilă fizică care pulsa cu o perioadă de 150 de zile.” Desigur, cei mai mulți dintre noi nu vor înțelege informațiile în termeni științifici, dacă pe scurt - o stea înroșită care pierde materie. Dimensiunea, puterea și strălucirea luminozității sale sunt pur și simplu imposibil de imaginat. Deci, cele mai mari 5 stele din Univers (recunoscute drept cele cunoscute și descoperite în prezent), în comparație cu care Soarele nostru este un bob de mazăre și un fir de praf:
— VX Săgetător are de 1520 de ori diametrul Soarelui. O stea supergigant, hipergigant, variabilă din constelația Săgetător își pierde masa din cauza vântului stelar.
- Westerland 1-26 - de aproximativ 1530-2544 de ori raza Soarelui. Supergianta roșie, sau hipergianta, „este situată în clusterul de stele Westerland 1 din constelația Altar”.
— Steaua WOH G64 din constelația Doradus, o supergigantă roșie de tip spectral M7.5, este situată în galaxia vecină a Marelui Nor Magellanic. Distanța până la sistemul solar este de aproximativ 163 de mii de ani lumină. ani. de 1540 de ori mai mare decât raza Soarelui.
— NML Cygnus (V1489 Cygnus) are o rază de 1183 - 2775 de ori mai mare decât Soarele, - „steaua, o hipergigantă roșie, este situată în constelația Cygnus.”
— UY Scutum este de 1516 - 1900 de ori mai mare decât raza Soarelui. În prezent, cea mai mare stea din Calea Lactee și din Univers.
Din această listă vedem că există aproximativ o sută (90) de stele mult mai mari decât Soarele (!!!). Și există stele pe o scară pe care Soarele este o pată, iar Pământul nu este nici măcar praf, ci un atom. Cert este că locurile din această listă sunt distribuite conform principiului preciziei în determinarea parametrilor, a masei, există stele aproximativ mai mari decât UY Scuti, dar dimensiunile lor și alți parametri nu au fost stabiliți cu siguranță, totuși, parametrii de această stea poate intra într-o zi în discuție. Este clar că există stele de 1000-2000 de ori mai mari decât Soarele. Și, poate, există sau se formează sisteme planetare în jurul unora dintre ele și cine va garanta că nu poate exista viață acolo... sau nu acum? Nu a existat sau nu va fi niciodată? Nimeni... Știm prea puține despre Univers și spațiu. Da, și chiar și dintre stelele prezentate în imagini - ultima stea - VY Canis Majoris are o rază egală cu 1420 de raze solare, dar steaua UY Scuti la vârful pulsației are aproximativ 2000 de raze solare și se presupune că există stele. mai mare de 2,5 mii de raze solare. O astfel de scară este imposibil de imaginat; acestea sunt formate cu adevărat extraterestre. Desigur, o întrebare interesantă este - uitați-vă la prima poză din articol și la ultimele fotografii, unde sunt multe, multe stele - cum coexistă atât de multe corpuri cerești în Univers destul de calm? Nu există explozii, nici ciocniri ale acestor supergiganți, pentru că cerul, din ceea ce este vizibil pentru noi, este plin de stele... De fapt, aceasta este doar concluzia simplilor muritori care nu înțeleg scara Universului. - vedem o imagine distorsionată, dar de fapt există suficient loc pentru toată lumea acolo și poate că există explozii și coliziuni, dar acest lucru pur și simplu nu duce la moartea Universului și chiar a unei părți a galaxiilor, deoarece distanța de la stea a stea este enorm.  
|
