Tähtitieteilijät ovat osoittaneet ihmiskunnan paikan maailmankaikkeudessa. Maapallon vertaaminen muihin planeetoihin, tähtiin ja universumin esineisiin Universumi on tänä vuonna kylmempää kuin viime vuonna

Kaikki ihmiset kokevat ristiriitaisia ​​tunteita katsoessaan tähtitaivaalle kirkkaana yönä. Kaikki tavallisen ihmisen ongelmat alkavat nähdä merkityksettöminä, ja jokainen alkaa miettiä olemassaolonsa merkitystä. Yötaivas näyttää valtavalta, mutta todellisuudessa näemme vain lähiympäristön.

Alla on postaus siitä, kuinka laaja ja hämmästyttävä universumimme on.

Tämä on Maa. Täällä me asumme.

Ja tässä olemme aurinkokunnassamme.

Maan ja kuun välinen etäisyys asteikolla. Ei näytä liian isolta, vai mitä?

Vaikka kannattaa miettiä uudestaan. Tämän etäisyyden sisäpuolelle voit sijoittaa kaikki aurinkokuntamme planeetat, mukavia ja siistejä.

Ja tässä on Maan koko (no, kuusi maapalloa) verrattuna Saturnukseen.

Jos planeetallamme olisi Saturnuksen kaltaisia ​​renkaita, ne näyttäisivät tältä.

Planeettojemme välissä on tonnia komeettoja. Tältä yksi heistä näyttää verrattuna Los Angelesiin.

Mutta tämä ei ole mitään verrattuna aurinkoomme. Katso vain.

Tältä näytämme Marsista.

Katse Saturnuksen renkaiden takaa.

Tältä planeettamme näyttää aurinkokunnan reunalta.

Maan ja Auringon asteikkojen vertailu. Pelottavaa, eikö?

Ja tässä on sama aurinko Marsin pinnalta.

Mutta se ei ole mitään. He sanovat, että avaruudessa on enemmän tähtiä kuin kaikilla maan rannoilla on hiekkajyviä.

Ja on tähtiä, jotka ovat paljon suurempia kuin pieni aurinkomme. Katsokaapa kuinka pieni se on Canis Majorin tähdistössä olevaan tähteen verrattuna.

Mutta yksikään niistä ei voi verrata galaksin kokoon. Jos pienennämme Auringon valkosolun kokoiseksi ja pienennämme Linnunradan galaksia samassa suhteessa, se on Yhdysvaltojen kokoinen.

Linnunrata on valtava. Olemme täällä jossain.

Mutta siinä kaikki, mitä voimme nähdä.

Kuitenkin jopa galaksimme on lyhyt muihin verrattuna. Tässä on Linnunrata verrattuna IC 1011:een.

Ajattele vain kaikkea, mitä siellä voi olla.

Muista vain - esimerkki hyvin pienestä osasta maailmankaikkeutta. Pieni osa yötaivasta.

Ja on täysin mahdollista olettaa, että mustia aukkoja on. Tässä on mustan aukon koko verrattuna Maan kiertorataan, vain pelotteluksi

Joten jos tulet koskaan turhautuneeksi, että missasit suosikki-TV-ohjelmasi... muista vain...

Tämä on kotisi

Tämä on aurinkokunnan kotisi.

Ja näin tapahtuu, jos loitonnat.

Jatketaan...

Ja vähän lisää…

Melkein…

Ja tässä se on. Se on kaikki mitä havaittavassa universumissa on. Ja tässä on meidän paikkamme siinä. Vain pieni muurahainen jättiläispurkissa

Uskomattomia faktoja

Oletko koskaan miettinyt kuinka suuri maailmankaikkeus on?

8. Tämä ei kuitenkaan ole mitään verrattuna aurinkoon.

Kuva maasta avaruudesta

9. Ja tämä näkymä planeetallemme kuusta.

10. Tämä on me Marsin pinnalta.

11. Ja tämä näkymä maapallolle Saturnuksen renkaiden takana.

12. Ja tämä on kuuluisa valokuva " Vaaleansininen piste", jossa Maa on kuvattu Neptunuksesta lähes 6 miljardin kilometrin etäisyydeltä.

13. Tässä on koko Maa vastaan ​​aurinko, joka ei edes mahdu kokonaan valokuvaan.

Suurin tähti

14. Ja tämä Aurinko Marsin pinnalta.

15. Kuten kuuluisa tähtitieteilijä Carl Sagan sanoi kerran, avaruudessa enemmän tähtiä kuin hiekanjyviä kaikilla maan rannoilla.

16. Niitä on monia tähdet paljon suurempia kuin aurinkomme. Katsokaa kuinka pieni aurinko on.

Kuva Linnunradan galaksista

18. Mutta mikään ei ole verrattavissa galaksin kokoon. Jos vähennät Aurinko leukosyytin kokoiseksi(valkosolu) ja kutistaa Linnunradan galaksia samalla mittakaavalla, Linnunrata olisi Yhdysvaltojen kokoinen.

19. Tämä johtuu siitä, että Linnunrata on valtava. Siellä aurinkokunta on sen sisällä.

20. Mutta näemme vain hyvin pieni osa galaksiamme.

21. Mutta jopa galaksimme on pieni muihin verrattuna. Tässä Linnunrata verrattuna IC 1011:een, joka sijaitsee 350 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta.

22. Ajattele sitä tässä Hubble-teleskoopin ottamassa valokuvassa, tuhansia galakseja, joista jokaisessa on miljoonia tähtiä, joista jokaisella on omat planeetansa.

23. Tässä on yksi galaksit UDF 423, jotka sijaitsevat 10 miljardin valovuoden etäisyydellä. Kun katsot tätä kuvaa, katsot miljardeja vuosia menneisyyteen. Jotkut näistä galakseista muodostuivat useita satoja miljoonia vuosia alkuräjähdyksen jälkeen.

24. Mutta muista, että tämä valokuva on erittäin, hyvin pieni osa maailmankaikkeutta. Se on vain pieni osa yötaivasta.

25. On melko turvallista olettaa, että jossain on mustat aukot. Tässä on mustan aukon koko verrattuna Maan kiertorataan.

Tiesitkö, että havaitsemamme maailmankaikkeudella on melko selvät rajat? Olemme tottuneet yhdistämään universumin johonkin äärettömään ja käsittämättömään. Moderni tiede universumin "äärettömyyden" kysymykseen tarjoaa kuitenkin täysin erilaisen vastauksen tällaiseen "ilmeiseen" kysymykseen.

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

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

Oletetaan, että joku astronautti lensi universumin rajoille. Mitä hän näkee edessään? Kiinteä seinä? Paloeste? Ja mitä sen takana on - tyhjyys? Toinen universumi? Mutta voiko tyhjyys tai toinen universumi tarkoittaa, että olemme maailmankaikkeuden rajalla? Se ei tarkoita, että "ei mitään". Tyhjyys ja toinen universumi on myös "jotain". Mutta universumi on se, joka sisältää ehdottomasti kaiken "jotain".

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

Laajentaa rajoja

Ihminen on ollut ikimuistoisista ajoista lähtien kiinnostunut siitä, millainen maailma ympärillään on. Et voi antaa esimerkkejä kolmesta valaasta ja muista muinaisten yrityksistä selittää maailmankaikkeutta. Yleensä loppujen lopuksi kaikki johtui siitä, että kaiken perusta on maallinen taivaanvahvuus. Jopa antiikin aikoina ja keskiajalla, jolloin tähtitieteilijöillä oli laajat tiedot planeettojen liikelaeista "kiinteällä" taivaanpallolla, maa pysyi maailmankaikkeuden keskipisteenä.

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

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

Monet aurinkot

Kuitenkin myös sen jälkeen tähtitieteilijät jatkoivat universumin rajoittamista "kiinteiden tähtien palloon". 1800-luvulle asti he eivät kyenneet arvioimaan etäisyyttä valaisimiin. Tähtitieteilijät ovat useiden vuosisatojen ajan yrittäneet havaita poikkeamia tähtien sijainnissa suhteessa Maan kiertoradan liikkeeseen (vuosittaiset parallaksit). Tuon ajan työkalut eivät sallineet näin tarkkoja mittauksia.

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

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

Monet Linnunradat

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

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

Edwin Hubble jatkoi Epicin hanketta. Mittaamalla kefeidien kirkkautta muissa galakseissa hän mittasi niiden etäisyyden ja vertasi sitä niiden spektrien punasiirtymään. Joten vuonna 1929 hän kehitti kuuluisan lakinsa. Hänen työnsä kumosi lopullisesti vakiintuneen näkemyksen siitä, että Linnunrata on maailmankaikkeuden reuna. Se oli nyt yksi monista galakseista, jotka olivat aiemmin pitäneet sitä erottamattomana osana. Kantin hypoteesi vahvistettiin lähes kaksi vuosisataa sen kehittämisen jälkeen.

Myöhemmin Hubblen löytämä yhteys galaksin etäisyyden havaitsijasta ja sen poistumisnopeuden välillä havaitsi, että se mahdollisti täydellisen kuvan kokoamisen universumin laajamittaisesta rakenteesta. Kävi ilmi, että galaksit olivat vain pieni osa sitä. Ne yhdistyivät klustereiksi, klusterit superklusteriksi. Superklusterit puolestaan ​​taittuvat maailmankaikkeuden suurimmiksi tunnetuiksi rakenteiksi - filamenteiksi ja seiniksi. Nämä rakenteet, jotka ovat valtavien supertyhjöiden () vieressä ja muodostavat tällä hetkellä tunnetun universumin laajamittaisen rakenteen.

Näennäinen äärettömyys

Edellä olevasta seuraa, että vain muutamassa vuosisadassa tiede on vähitellen väijynyt geosentrisistä nykyaikaiseen maailmankaikkeuden ymmärrykseen. Tämä ei kuitenkaan vastaa siihen, miksi rajoitamme maailmankaikkeutta nykyään. Loppujen lopuksi tähän asti kyse oli vain kosmoksen mittakaavasta, ei sen luonteesta.

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

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

Kiinteä universumi

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

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

Hypersfäärin pinnalla

Samalla tavalla avaruusvaeltaja, joka voittaa Einsteinin universumin tähtialuksella, voi palata takaisin Maahan. Vain tällä kertaa vaeltaja ei liiku pallon kaksiulotteisella pinnalla, vaan hyperpallon kolmiulotteisella pinnalla. Tämä tarkoittaa, että universumilla on äärellinen tilavuus ja siten äärellinen määrä tähtiä ja massaa. Universumilla ei kuitenkaan ole rajoja tai keskustaa.

Einstein teki tällaisia ​​johtopäätöksiä yhdistämällä tilan, ajan ja painovoiman kuuluisassa teoriassaan. Ennen häntä näitä käsitteitä pidettiin erillisinä, minkä vuoksi universumin avaruus oli puhtaasti euklidinen. Einstein osoitti, että painovoima itsessään on aika-avaruuden kaarevuus. Tämä muutti radikaalisti varhaiset käsitykset universumin luonteesta, jotka perustuivat klassiseen newtonilaiseen mekaniikkaan ja euklidiseen geometriaan.

Laajentuva Universumi

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

Albert Einstein ei heti hyväksynyt tällaista "korjausta". Tämän uuden mallin avuksi tuli aiemmin mainittu Hubblen löytö. Galaksien taantuma osoitti kiistattomasti maailmankaikkeuden laajenemisen. Joten Einsteinin oli myönnettävä virheensä. Nyt universumilla oli tietty ikä, joka riippuu tiukasti Hubble-vakiosta, joka kuvaa sen laajenemisnopeutta.

Kosmologian jatkokehitys

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

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

Lopulta vuonna 1998 etäisyyttä tutkittaessa havaittiin, että maailmankaikkeus laajenee kiihtyvällä vauhdilla. Tämä tieteen seuraava käännekohta synnytti nykyaikaisen ymmärryksen maailmankaikkeuden luonteesta. Einsteinin esittelemä ja Friedmannin kumoama kosmologinen kerroin löysi jälleen paikkansa universumin mallissa. Kosmologisen kertoimen (kosmologisen vakion) läsnäolo selittää sen kiihtyneen laajenemisen. Kosmologisen vakion läsnäolon selittämiseksi otettiin käyttöön käsite - hypoteettinen kenttä, joka sisältää suurimman osan maailmankaikkeuden massasta.

Nykyinen käsitys havaittavan maailmankaikkeuden koosta

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

Suhteellisuusteorian mukaan tieto mistään esineestä ei voi saavuttaa havainnoijaa valonnopeutta (299792458 m/s) suuremmalla nopeudella. Osoittautuu, että tarkkailija ei näe vain esinettä, vaan sen menneisyyttä. Mitä kauempana esine on siitä, sitä kauempana se näyttää menneisyydestä. Esimerkiksi Kuuta katsomalla näemme sellaisena kuin se oli hieman yli sekunti sitten, Auringon - yli kahdeksan minuuttia sitten, lähimmät tähdet - vuosia, galaksit - miljoonia vuosia sitten jne. Einsteinin kiinteässä mallissa universumilla ei ole ikärajaa, mikä tarkoittaa, että sen havaittavaa aluetta ei myöskään rajoita mikään. Yhä kehittyneemmillä tähtitieteellisillä välineillä aseistettu tarkkailija tarkkailee yhä kauempana olevia ja muinaisempia kohteita.

Meillä on erilainen kuva nykyaikaisen maailmankaikkeuden mallin kanssa. Sen mukaan universumilla on ikä ja siten havainnointiraja. Toisin sanoen universumin syntymän jälkeen yhdelläkään fotonilla ei olisi ollut aikaa kulkea 13,75 miljardia valovuotta pitempi matka. Osoittautuu, että voimme sanoa, että havaittavaa maailmankaikkeutta rajoittaa tarkkailijasta pallomainen alue, jonka säde on 13,75 miljardia valovuotta. Tämä ei kuitenkaan ole aivan totta. Älä unohda universumin tilan laajenemista. Kunnes fotoni saavuttaa tarkkailijan, sen lähettänyt kohde on jo 45,7 miljardin valovuoden päässä meistä. vuotta. Tämä koko on hiukkashorisontti, ja se on havaittavan maailmankaikkeuden raja.

Horisontin yli

Joten havaittavan maailmankaikkeuden koko on jaettu kahteen tyyppiin. Näennäinen koko, jota kutsutaan myös Hubblen säteeksi (13,75 miljardia valovuotta). Ja todellinen koko, nimeltään hiukkashorisontti (45,7 miljardia valovuotta). On tärkeää, että kumpikaan näistä horisonteista ei luonnehdi lainkaan universumin todellista kokoa. Ensinnäkin ne riippuvat tarkkailijan sijainnista avaruudessa. Toiseksi ne muuttuvat ajan myötä. ΛCDM-mallin tapauksessa hiukkashorisontti laajenee nopeudella, joka on suurempi kuin Hubblen horisontti. Kysymys siitä, muuttuuko tämä suuntaus tulevaisuudessa, moderni tiede ei anna vastausta. Mutta jos oletetaan, että maailmankaikkeus jatkaa laajentumistaan ​​kiihtyvällä vauhdilla, niin kaikki nyt näkemämme esineet katoavat ennemmin tai myöhemmin "näkökentältämme".

Toistaiseksi kaukaisin tähtitieteilijöiden havaitsema valo on CMB. Tutkiessaan sitä tutkijat näkevät maailmankaikkeuden sellaisena kuin se oli 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Sillä hetkellä maailmankaikkeus jäähtyi niin paljon, että se pystyi lähettämään vapaita fotoneja, jotka vangitaan nykyään radioteleskooppien avulla. Tuohon aikaan maailmankaikkeudessa ei ollut tähtiä tai galakseja, vaan vain jatkuva vety-, heliumin ja mitätön määrä muita alkuaineita. Tässä pilvessä havaituista epähomogeenisuuksista muodostuu myöhemmin galaktisia klustereita. Osoittautuu, että juuri ne esineet, jotka muodostuvat kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn epähomogeenisuudesta, sijaitsevat lähimpänä hiukkashorisonttia.

Todelliset rajat

Se, onko maailmankaikkeudella todellisia, havaitsemattomia rajoja, on edelleen pseudotieteellisen spekuloinnin aihe. Tavalla tai toisella kaikki lähestyvät universumin ääretöntä, mutta he tulkitsevat tämän äärettömän täysin eri tavoin. Jotkut pitävät maailmankaikkeutta moniulotteisena, jossa "paikallinen" kolmiulotteinen universumimme on vain yksi sen kerroksista. Toiset sanovat, että universumi on fraktaali, mikä tarkoittaa, että paikallinen universumimme voi olla toisen hiukkanen. Älä unohda Multiversen erilaisia ​​​​malleja suljetuine, avoimina, rinnakkaisine universumeineen ja madonreikineen. Ja monia, monia muita erilaisia ​​versioita, joiden määrää rajoittaa vain ihmisen mielikuvitus.

Mutta jos otamme käyttöön kylmän realismin tai yksinkertaisesti siirrymme pois kaikista näistä hypoteeseista, voimme olettaa, että universumimme on loputon homogeeninen säiliö kaikista tähdistä ja galakseista. Lisäksi missä tahansa hyvin kaukaisessa kohdassa, olipa se sitten miljardeissa gigaparsekeissa meistä, kaikki olosuhteet ovat täsmälleen samat. Tässä vaiheessa hiukkashorisontti ja Hubble-pallo ovat täsmälleen samat, ja niiden reunassa on sama jäännesäteily. Ympärillä on samat tähdet ja galaksit. Mielenkiintoista on, että tämä ei ole ristiriidassa maailmankaikkeuden laajenemisen kanssa. Loppujen lopuksi ei vain universumi laajene, vaan sen avaruus. Se, että alkuräjähdyksen hetkellä maailmankaikkeus nousi yhdestä pisteestä, osoittaa vain, että silloin olleet äärettömän pienet (käytännössä nolla) koot ovat nyt muuttuneet käsittämättömän suuriksi. Tulevaisuudessa käytämme tätä hypoteesia ymmärtääksemme selvästi havaittavan maailmankaikkeuden mittakaavan.

Visuaalinen esitys

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

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

Universumin mittakaava

Paina START-painiketta ja löydä uusi, tuntematon maailma!
Aluksi yritetään ymmärtää, kuinka suuret Universal-asteikot ovat. Jos olet matkustanut ympäri planeettamme, voit hyvin kuvitella kuinka suuri maa on meille. Kuvittele nyt planeettamme tattarijyvänä, joka liikkuu kiertoradalla vesimeloni-auringon ympäri, puolen jalkapallokentän kokoisena. Tässä tapauksessa Neptunuksen kiertorata vastaa pienen kaupungin kokoa, alue - Kuuta, Auringon vaikutusrajan aluetta - Marsia. Osoittautuu, että aurinkokuntamme on yhtä paljon suurempi kuin Maa kuin Mars on suurempi kuin tattari! Mutta tämä on vasta alkua.

Kuvittele nyt, että tämä tattari on järjestelmämme, jonka koko on noin yksi parsek. Silloin Linnunrata on kahden jalkapallostadionin kokoinen. Tämä ei kuitenkaan riitä meille. Meidän on pienennettävä Linnunrata senttimetrin kokoiseksi. Se tulee jollain tapaa muistuttamaan kahvivaahtoa, joka on kääritty porealtaan keskellä kahvimustaa intergalaktista tilaa. Kaksikymmentä senttimetriä siitä on sama kierre "vauva" - Andromeda-sumu. Niiden ympärillä on parvi pieniä galakseja paikallisessa ryhmässämme. Universumimme näennäinen koko on 9,2 kilometriä. Olemme oppineet ymmärtämään universaalit ulottuvuudet.

Universaalin kuplan sisällä

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

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

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

Skaalaus

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

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

Jos oletetaan, että maailmankaikkeus jatkaa laajenemista kiihtyvällä tahdilla, niin ollessamme kuplan keskellä ja kiemurtelemalla aikaa miljardeja, triljoonia ja vielä korkeampia vuosia eteenpäin, huomaamme vielä mielenkiintoisemman kuvan. Vaikka myös kuplamme kasvaa, sen mutatoituvat komponentit siirtyvät pois meistä vielä nopeammin jättäen tämän kuplan reunan, kunnes kaikki universumin hiukkaset vaeltavat erilleen yksinäisessä kuplassaan ilman kykyä olla vuorovaikutuksessa muiden hiukkasten kanssa.

Joten modernilla tieteellä ei ole tietoa siitä, mitkä ovat maailmankaikkeuden todelliset mitat ja onko sillä rajoja. Mutta tiedämme varmasti, että havaittavalla maailmankaikkeudella on näkyvä ja todellinen raja, jota kutsutaan Hubblen säteeksi (13,75 miljardia valovuotta) ja hiukkasten säteeksi (45,7 miljardia valovuotta). Nämä rajat ovat täysin riippuvaisia ​​tarkkailijan sijainnista avaruudessa ja laajenevat ajan myötä. Jos Hubblen säde laajenee tiukasti valonnopeudella, hiukkashorisontin laajeneminen kiihtyy. Kysymys siitä, jatkuuko sen hiukkashorisontin kiihtyvyys entisestään ja muuttuuko supistuminen, on edelleen avoin.

Yleensä ajattelemme vuotta melko pitkänä ajanjaksona. Ihmisten kannalta paljon voi tapahtua 365 päivässä (tai niin). Mutta universumiin verrattuna se on kirjaimellisesti hetki. Ja jopa niin lyhyessä ajassa kuin vuosi, aurinkokunnassamme, galaksissamme ja maailmankaikkeudessa tapahtuu hienovaraisia ​​muutoksia, jotka johtavat suuriin, hitaisiin muutoksiin suurimmalla aikaskaalalla. Julkaistu verkkoportaalissa

Maan pyöriminen on hidastunut

Et tietenkään luultavasti huomannut sitä. Aika, joka kuluu maapallon pyörimiseen kerran akselinsa ympäri - vuorokaudessa - on 14 nanosekuntia pidempi kuin vuosi sitten. Tästä seuraa, että aurinkokunnan aamunkoitteessa päivä maapallolla oli lyhyempi: Maa teki vallankumouksen 6-8 tunnissa, koska vuosi koostui yli tuhannesta päivästä. Mutta hidas pyöritys on vasta alkua.

Kuu on tänä vuonna kauempana kuin viime vuonna

Jälleen, et todennäköisesti huomaa tätä, mutta on olemassa perustavanlaatuinen säilymislaki, joka tekee tämän tarpeelliseksi: kulmamomentin säilymisen laki. Kuvittele Maa - Kuu -järjestelmä: ne pyörivät akselinsa ympäri, kun taas Kuu pyörii Maan ympäri. Jos Maan pyöriminen hidastuu, tämä tarkoittaa, että jotain on tasapainotettava tätä menetystä vastaan. Kyse on siitä, että Kuu kiertää maata: Kuu on väistymässä pelastaakseen järjestelmän.

Aurinko on kuumempi kuin vuosi sitten

Aurinko muuttaa aineen energiaksi ja menettää noin 1017 kg massaa vuodessa Einsteinin kaavan E = mc2 mukaan. Polttamalla polttoainetta Aurinko kuumenee, alkaa polttaa polttoainetta nopeammin, mikä johtaa kokonaisenergiantuotannon kasvuun. Kaukana tulevaisuudessa Auringosta tulee tarpeeksi kuuma keittämään Maan valtameret ja lopettamaan tuntemamme elämän. Viime kädessä Auringon aiheuttama ilmaston lämpeneminen lopettaa meidät kaikki. Ja kaikki tämä on vain aurinkokunnassamme; galaksi ja kaikki sen ulkopuolella muuttuivat myös vuodessa.

Universumi on tänä vuonna kylmempää kuin viime vuonna

Alkuräjähdyksen jälkihehku on kauhean kylmä. Tämä jäähtyminen ja laajeneminen jatkuvat, kunnes se saavuttaa absoluuttisen nollan. Vuoden ajan emme todennäköisesti huomaa eroa, mutta vesi kuluttaa kiven. Muutamia kymmeniä maailmankaikkeuden aikakausia lisää - emmekä enää tiedä, että kosmista mikroaaltotaustaa on koskaan ollut olemassa.

20 000 tähteä on tullut meille saavuttamattomiksi

Pimeä energia jatkaa voimansa kasvua ja lisää universumin laajenemista, mikä kiihdyttää kaukaisten galaksien taantumaa. Kaikista universumin havaittavista galakseista 97 % on kadonnut meille ikuisesti. Mutta loput 3 % eivät vain ryyppää lähellä, vaan myös pakenevat yhä nopeammin. Joka vuosi 20 000 uutta tähteä, jotka olivat saavutettavissa (valonnopeudella liikkuessa), ovat tulleet tavoittamattomiksi.

Epäilemättä emme tiedä paljon omasta universumi. Lisäksi meillä on nyt älykkäämpiä teorioita asioista, joita emme tiedä, kuin todellista tietoa. Mutta niistä asioista, jotka jo tiedämme, voimme korostaa nämä 10 hämmästyttävää tosiasiaa maailmankaikkeudesta.

1. Kun hän ilmestyi, se oli erittäin kuuma

Alkuräjähdysteoria- Tämä on yksi versioista maailmankaikkeuden alkuperästä, joka on laajalti hyväksytty ympäri maailmaa. Tämän teorian mukaan maailmankaikkeuden lämpötila syntyessään oli miljoonia Celsius-asteita tai miljardeja Kelvin-asteita, ja sekunti ennen syntymää se saavutti 10 miljardia Kelviniä.

2. Se jäähtyy vähitellen

Tämän päivän universumin lämpötila on noin 451 celsiusastetta tai 2,725 kelviniä. Verrattuna lämpötilaan, jossa se syntyi, voimme luottavaisesti sanoa merkittävästä lämpötilan laskusta.

3. Universumin koko

Nykyaikaiset laskelmat ovat osoittaneet, että maailmankaikkeuden leveys on 150 miljardia valovuotta. Ottaen huomioon sen tosiasian, että se jatkaa laajentumistaan, voidaan olettaa, että se levenee vielä miljardilla valovuodella.

4. Universumin ikä

Maailmankaikkeuden iäksi arvioidaan 13,7 miljardia vuotta. Tämä on kuitenkin enimmäkseen arvailua, ja on 1 %:n mahdollisuus, että tämä luku on oikea.

5. Universumin rakenne

Maailmankaikkeudessa on valtava määrä järjestelmiä, mukaan lukien filamentit, superklusterit sekä galaksi- ja klusteriryhmät. Suurin osa niistä on tyhjiä tiloja tai avointa tilaa.

6.

Kuva: Sweetie / flickr

Ottaen huomioon sen tosiasian, että maapallo ei ole kaukana litteästä, tämä on ehdottomasti yksi hämmästyttävimmistä faktoista maailmankaikkeudesta. Einsteinin suhteellisuusteorian perusteella maailmankaikkeudella on kolme perusmuotoa: avoin, suljettu ja litteä. WMAP-avaruusobservatorion tutkimus on osoittanut, että maailmankaikkeuden muoto on litteä.

7. Emme voi nähdä häntä kokonaan.

Maailmankaikkeudessa on monia puolia, joita emme yksinkertaisesti voi tunkeutua. Vaikka sähkömagneettisen spektrin eri aallonpituudet, kuten radioaallot, infrapuna- ja röntgensäteet sekä näkyvä valo auttavat meitä näkemään enemmän, on silti paljon sellaista, jota ei voi nähdä paljaalla silmällä.

8. Universumilla ei ole keskustaa

Minusta näyttää siltä, ​​että tätä hämmästyttävää tosiasiaa on vaikea ymmärtää. Monet kuvittelevat alkuräjähdyksen ja räjähdyksen keskus on maailmankaikkeuden keskus, mutta todellisuudessa se ei ole.

9. Universumin osat liikkuvat poispäin toisistaan

Maailmankaikkeus laajenee ja kaikki sen osat etääntyvät toisistaan. Esimerkiksi Kuukin siirtyy pois maasta 3 cm vuodessa.

10. Vertailu erittäin pieniin rakenteisiin

Opetuksissa uskotaan, että kaikkien universumin salaisuuksien ymmärtämiseksi tarvitaan syvällistä pienempien, atomia pienempien rakenteiden tutkimusta.

Toivon, että nämä 10 hämmästyttävää faktaa universumistamme antavat sinulle yhden lisäsyyn arvostaa paikkaa, jossa asumme ja johon olemme osa. Universumi on paljon suurempi kuin voimme kuvitella. Ja on monia muita hänen mysteereitään, jotka pysyvät ikuisesti mysteerinä meille.