Хотите увидеть реальные размеры Вселенной? Теперь у вас есть такая возможность
Как часто вы задумываетесь о том, насколько наша Вселенная большая? В повседневной суете вряд ли каждый из нас часто и вовсе о ней вспоминает — в конце концов, какой с этого прок, если большинство людей на планете не астрофизики. К тому же, увидеть реальный размер Вселенной своими глазами — действие само по себе невозможное. Но так было лишь до недавнего времени. Предлагаем вам немного отвлечься от ежедневных забот, расположиться поудобнее, включить расслабляющую музыку и отправиться в небольшое путешествие по обозримой Вселенной. Ну что, поехали?
Готовы ли вы отправиться в небольшое космическое путешествие?
Если вы когда-либо сомневались в том, что наш мир — безумное место, то пришла пора эти сомнения отбросить. И речь идет не о живых существах, населяющих планету Земля. Как минимум удивительным является сам факт того, что наш каменистый дом находится в космосе, в Солнечной системе рядом с другими планетами. А сама звездная система соседствует с другими системами в галактике Млечный Путь, которая, в свою очередь, входит в так называемую Местную группу галактик, которая … но обо всем по порядку.
Краткий экскурс во Вселенную
В 1920-х годах прошлого века астроном Эдвин Хаббл обнаружил нечто совершенно революционное и беспрецедентное. Он обнаружил, что наша Вселенная … жива. Она динамична, она меняется, она развивается со временем. Наша Вселенная была другой в прошлом и изменится в будущем. С течением времени галактики удаляются от нас и друг от друга. Мы живем в расширяющейся Вселенной. Но насколько быстро она расширяется сегодня? Астрономы стараются найти ответ на этот вопрос, но разные методы дают разные результаты, и решение этой проблемы может прийти в виде совершенно новой физики. Или же ученые делают что-то не так. Трудно сказать.
Мы понимаем расширение Вселенной благодаря общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Также, как понимаем гравитационные взаимодействия небесных объектов и компонентов Вселенной между собой. Общая теория относительности связывает количество и виды компонентов в пространстве с искажениями этого пространства, вызывая изгибы, сгибы и придавая Вселенной характерные особенности. Затем эта геометрия пространства-времени позволяет нам понять как движутся объекты, компоненты и сама Вселенная.
Перед вами модель расширяющейся Вселенной
Вселенная по определению состоит из самых разных компонентов, и поэтому подчиняется общей теории относительности. Количество и виды компонентов в больших масштабах подсказывают пространству-времени, как изгибаться в тех же самых больших масштабах и этот изгиб пространства-времени указывает всем остальным компонентам направление движения. Таким образом, ингредиенты Вселенной влияют на скорость ее расширения. И в разные моменты космической истории за это отвечали разные компоненты. Вселенная состоит из нормальной материи, радиации, темной материи и темной энергии. В течение последних 13,8 миллиардов лет некоторые из компонентов являлись более доминирующими, чем другие, что сказывалось на темпах расширения Вселенной в это конкретное время. И если изучая микроволновое излучение ученые могут понять, какой Вселенная была в молодости, то главным вопросом сегодня является причина ее ускоряющегося расширения. Вероятно, ответ на этот вопрос кроется в загадочной темной энергии — именно она, по мнению специалистов, является своего рода драйвером, который заставляет Вселенную ускорятся. Не так давно мы рассказывали вам о том, как ученые ищут темную энергию. Надеемся, ответ не заставит себя долго ждать.
Будьте первым, кто узнает обо всех научных открытиях, подписывайтесь на наш новостной Telegram-канал
Эта таинственная, необъятная Вселенная
Думаю, все понимают, что на многие фундаментальные вопросы человечество не знает ответов. И это нормально. Как минимум, неизвестность, которую у нас есть возможность познать, разжигает в каждом человеке искреннее любопытство и желание хотя бы одним глазком посмотреть, что же находится там — за пределами нашей планеты. Технологический и научный прогресс позволил нам запустить в космос телескопы, космические аппараты и возвести Международную космическую станцию. Так, постепенно, с течением времени человечество познакомилось не только с обитателями Солнечной системы, но и с теми объектами, что находятся за ее пределами. Особенно выдающимся в этом свете выглядит Нобелевская премия по физике, которую в этом году вручили за открытие экзопланет — небесных тел, которые вращаются вокруг других звезд и на поверхности которых, возможно, есть жизнь. Миллиарды звезд и триллионы галактик — разве может человеческий разум так легко представить себе эти масштабы? Исследователи сомневаются в этом. Но попытаться посмотреть на Вселенную и понять реальные размеры небесных объектов определенно стоит. Так что почему бы не сделать это прямо сейчас?
Кадр сайта The Size of Space, который показывает насколько большие все объекты во Вселенной
Реальные размеры Вселенной
Новый сайт под названием «The Size of Space» показывает, насколько непостижимо обширен космос. Когда вы прокручиваете в сторону, сайт отправляется в увлекательное космическое путешествие — начиная от космонавта до всей наблюдаемой Вселенной. По мере увеличения масштаба, от космического корабля до спутников, планет и звезд, более мелкие объекты становятся крошечными точками, прежде чем исчезнуть совсем. Нил Агарвал, программист The Size of Space, использовал одни из лучших визуализаций для каждого из объектов — например, вращающуюся Землю программист создал на основе спутниковых снимков нашей планеты. А вот большинство черных дыр представляют собой просто нарисованные от руки круги, смешанные между красочными изображениями далеких галактик и сверхновых звезд. За исключением одного единственного изображения черной дыры M87*, которая была представлена миру в начале этого года.
Источник
Шкала масштабов Вселенной
Используйте онлайн интерактивную шкалу масштабов Вселенной: реальные размеры Вселенной, сравнение объектов космоса, планеты, звезды, скопления, галактики.
Мы все думаем об измерениях в общих понятиях, таких как другая реальность, или наше восприятие окружающей среды вокруг нас. Однако это лишь часть того, чем являются измерения на самом деле. И, прежде всего, существующее понимание измерений масштабов Вселенной – это лучшее из описанного в физике.
Физики предполагают, что измерения – это просто разные грани восприятия масштабов Вселенной. К примеру, первые четыре измерения включают длину, ширину, высоту и время. Однако, согласно квантовой физике, существуют другие измерения, описывающие природу вселенной и, возможно, всех вселенных. Многие ученые верят, что в настоящее время существует около 10 измерений.
Интерактивная шкала масштабов Вселенной
Измерение масштабов Вселенной
Первое измерение, как уже упоминалось, это длина. Хорошим примером одномерного объекта является прямая линия. Эта линия имеет только измерение длины. Вторым измерением является ширина. Это измерение включает и длину, хорошим примером двумерного объекта будет до невозможности тонкая плоскость. Вещи в двух измерениях можно рассматривать только в поперечном сечении.
Третье измерение включает высоту, и это измерение для нас наиболее знакомо. В комбинации с длиной и шириной, это наиболее хорошо видимая часть вселенной в терминах измерений. Лучшая физическая форма для описания этого измерения – куб. Третье измерение существует, когда пересекаются длина, ширина и высота.
Иерархическая шкала размеров Вселенной
Теперь все становится немного сложнее, потому что оставшиеся 7 измерений связаны с нематериальными понятиями, которые мы не можем наблюдать непосредственно, но знаем, что они существуют. Четвертое измерение – время. Это различие между прошлым, настоящим и будущим. Таким образом, лучшим описанием четвертого измерения будет хронология.
Другие измерения имеют дело с вероятностями. Пятое и шестое измерения связаны с будущим. Согласно квантовой физике, может быть любое количество вероятных вариантов будущего, но результат существует только один, и причина этого – выбор. Пятое и шестое измерения связаны с бифуркацией (изменением, разветвлением) каждой из этих вероятностей. В сущности, если бы вы могли управлять пятым и шестым измерением, вы могли бы вернуться во времени назад или побывать в различных вариантах будущего.
Измерения с 7 по 10 связаны с Вселенной и ее масштабом. Они основываются на том, что существует несколько вселенных, и каждая имеет собственные последовательности измерений реальности и возможных результатов. Десятое, и последнее, измерение, на самом деле является одним из всех возможных результатов всех вселенных.
Источник
Шкала масштабов Вселенной v2 на русском флеш приложение
Скриншот из приложения
Интерактивная шкала масштабов Вселенной флэш-приложение, где в удобной форме, можно получить представление о нашем мире в различных масштабах от самых маленьких до всей Вселенной целиком. С помощью этого приложения вы сможете не только совершить увлекательное путешествие, но и узнать много интересного и познавательного о сути вещей и различных явлений.
Открыть на весь экран
Нажмите кнопку СТАРТ и откройте для себя новый, неизведанный мир!
Источник
Шкала масштабов Вселенной
Вселенная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии. Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то, следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления). Вселенная является предметом исследования космологии.
Найдены возможные дубликаты
простым поиском по Пикабу уже с десяток таких выбивает. @moderator, баян.
Ольга Сильченко — Эволюция дисковых галактик
Как изучается эволюция дисковых галактик? Чем отличаются молодые и старые галактики? Как со временем меняются темпы звёздообразования в галактиках? От чего зависят наблюдаемые различия в структуре дисковых галактик и какими они бывают?
Рассказывает Ольга Сильченко, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научной работе Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга
Астрономы обнаружили невидимую межгалактическую дорогу
Международная группа астрономов впервые получила изображение скопления галактик с черной дырой в центре, которые движутся на высокой скорости, образуя межгалактический поток материи.
Как сообщает Phys.org , полученные данные подтверждают ранее выдвинутые теории происхождения и эволюции Вселенной. В частности, ранее астрономы предположили, что почти с самого рождения Вселенной существует так называемая космическая паутина.
Ученые теоретически доказали, что галактики связаны невидимыми человеческому глазу нитями. Это своего рода дороги, состоящие из очень тонкого слоя газа и соединяющие скопления галактик по всей Вселенной. Считается, что материя на этих дорогах настолько разрежена, что ускользает даже от самых чувствительных камер и телескопов.
В 2020 году была зафиксирована первая из таких дорог — межгалактическая газовый поток длиной 50 миллионов световых лет. Но только сейчас ученые получили четкое изображение с беспрецедентным уровнем детализации Северного скопления галактик, обнаруженного на этой газовой нити.
Чтобы его получить, астрономы объединили изображения, полученные из различных источников, в том при помощи радиотелескопа CSIRO ASKAP и спутников eROSITA, XMM-Newton и Chandra. Это помогло детализировать снимки и впервые разглядеть крупную галактику, в центре которой находится черная дыра.
По словам ведущего автора исследования Энджи Вероники из Института астрономии Аргеландера при Боннском университете, вещество за галактикой струится и напоминает «косы бегущей девушки».
«Превосходная чувствительность телескопа ASKAP к слабому расширенному радиоизлучению стала ключом к обнаружению этих струй радиоизлучения сверхмассивной черной дыры, — говорит руководитель исследовательского проекта EMU, профессор Эндрю Хопкинс из австралийского Университета Маккуори. — Форма и ориентация этих струй, в свою очередь, дают важные ключи к разгадке движения галактики, в которой находится черная дыра».
Проанализировав полученное изображение, ученые пришли к выводу, что Северное скопление теряет материю по мере своего перемещения. В целом наблюдения подтверждают теоретическое представление о том, что газовая нить — это межгалактический поток материи. Северное скопление движется по этой дороге на высокой скорости к двум другим, гораздо более крупным скоплениям галактик, названным Abell 3391 и Abell 3395.
Китай построит на орбите Земли космическую солнечную электростанцию
Китай хочет стать первой страной, которая развернёт на околоземной орбите солнечную электростанцию. Объект планируется использовать для сбора, а также передачи собранной энергии на Землю. Конструкцию планируется разместить на геостационарной орбите, на высоте 35 786 километров, где она сможет постоянно находиться над выбранной точкой Земли, рассказал Лун Лэхао (Long Lehao), главный конструктор китайских ракет серии «Чанчжэн-9» на презентации, прошедшей в Гонконге, передаёт SpaceNews.
Китай планирует построить на орбите Земли космическую солнечную электростанцию
Китай хочет стать первой страной, которая развернёт на околоземной орбите солнечную электростанцию. Объект планируется использовать для сбора, а также передачи собранной энергии на Землю. Конструкцию планируется разместить на геостационарной орбите, на высоте 35 786 километров, где она сможет постоянно находиться над выбранной точкой Земли, рассказал Лун Лэхао (Long Lehao), главный конструктор китайских ракет серии «Чанчжэн-9» на презентации, прошедшей в Гонконге, передаёт SpaceNews.
Проект предусматривает строительство на орбите больших солнечных панелей. Преимуществом электростанции станет возможность почти постоянного получения солнечной энергии, независимо от погодных условий. Передавать энергию на Землю планируется с помощью лазеров или микроволн.
По словам Луна, проект должен начаться с небольшого эксперимента по передаче энергии в 2022 году. К 2030 году на орбиту планируется вывести полноценную электростанцию мегаваттного класса. Коммерческую станцию гигаваттного класса китайские учёные хотят разместить на орбите к 2050 году. Согласно расчётам, для этого потребуется более ста запусков сверхтяжёлой ракеты «Чанчжэн-9», в ходе которых на орбиту будет доставлено около 10 тыс. тонн конструкций для сборки сооружения. Суммарная площадь солнечной электростанции, согласно ожиданиям, составит один квадратный километр.
Проект орбитальной электростанции упоминался в числе китайских космических планов ещё в 2008 году. В 2019 году Китайская академия космических технологий в городе Чунцин приступила к строительству экспериментальной базы для испытания способов беспроводной передачи энергии.
Осуществлять доставку на орбиту элементов будущей солнечной электростанции планируется с помощью модернизированной сверхтяжёлой ракеты «Чанчжэн-9». Минувшей весной проект ракеты-носителя получил одобрение правительства Китая после нескольких лет разработки. Усовершенствованная версия ракеты сможет выводить на околоземную орбиту до 150 тонн полезной нагрузки, а на отлётную к Луне траекторию — от 50 до 53 тонн.
Того и гляди, доживем до сферы Дайсона
Космический телескоп James Webb будет наблюдать самые далекие квазары Вселенной
Квазары представляют собой яркие, далекие и активные сверхмассивные черные дыры, массы которых достигают миллионов и миллиардов масс Солнца. Расположенные обычно в центрах галактик, эти объекты питаются падающей на них материей и разражаются мощными вспышками излучения. Квазары являются одними из самых ярких объектов Вселенной и превосходят по светимости все звезды родительской галактики вместе взятые, а джеты и ветра квазаров принимают активное участие в формировании родительской галактики.
Вскоре после запуска космического телескопа James Webb («Джеймс Уэбб») команда ученых направит объектив телескопа на шесть самых далеких и ярких квазаров Вселенной.
Исследователи будут изучать свойства данных квазаров, а также их связь с ранними этапами эволюции галактик в ранней Вселенной. Кроме того, команда планирует использовать эти квазары для изучения газа, наполняющего пространство между галактиками, в частности, в период реионизации космоса, который закончился тогда, когда Вселенная еще была очень молода. Эти задачи планируется решить, используя экстремальную чувствительность телескопа James Webb и его сверхвысокое угловое разрешение.
«Все эти квазары, которые мы изучаем, существовали очень давно, в то время, когда возраст Вселенной составлял менее 800 миллионов лет, или менее 6 процентов от ее текущего возраста. Поэтому эти наблюдения дали нам возможность изучить эволюцию галактик и формирование сверхмассивных черных дыр в эту очень раннюю эпоху существования нашего мира», — объяснил член исследовательской группы Сантьяго Аррибас (Santiago Arribas), профессор кафедры астрофизики Центра астробиологии в Мадриде, Испания. Аррибас также входит в состав научной команды бортового инструмента Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) обсерватории James Webb.
Обсерватория James Webb способна работать с очень низкими уровнями яркости. Это имеет большое значение, поскольку, даже несмотря на то, что изучаемые квазары являются очень яркими сами по себе, они, тем не менее, находятся на огромном расстоянии от нас, поэтому сигнал, принимаемый обсерваторией, будет очень слабым. Только невероятная чувствительность космического телескопа James Webb позволит провести эти наблюдения, пояснили члены команды.
Первые звезды зажглись через 250-350 миллионов лет после Большого взрыва
«Космический рассвет», период истории Вселенной, когда в ней зажглись первые звезды, мог начаться через 250-350 миллионов лет после Большого взрыва, согласно новому исследованию.
В этой работе отмечается, что новый космический телескоп НАСА James Webb Space Telescope (JWST), запуск которого запланирован на ноябрь этого года, будет иметь достаточно высокую чувствительность для прямых наблюдений процессов формирования первых галактик.
Команда, возглавляемая астрономами из Соединенного Королевства, изучила шесть самых далеких галактик, известных науке, свет которых прошел почти через всю Вселенную, прежде чем достичь нас. Исследователи нашли, что эти галактики наблюдаются в период, когда возраст Вселенной составлял всего лишь 550 миллионов лет.
Анализируя снимки, сделанные при помощи космических телескопов Hubble («Хаббл») и Spitzer («Спитцер»), исследователи рассчитали, что возраст этих галактик составляет от 200 до 300 миллионов лет, что позволило датировать появление первых звезд в космосе.
Главный автор исследования доктор Николас Ляпорт (Nicolas Laporte) из Кембриджского университета, СК, пояснил: «Теоретики считают, что Вселенная на протяжении первых нескольких сотен миллионов лет оставалась темной, прежде чем в ней появились первые звезды и галактики. Датировка момента появления первых звезд во Вселенной представляет собой важную задачу современной астрономии».
«Наши наблюдения показывают, что «космический рассвет» произошел в период между 250 и 350 миллионами лет после Большого взрыва и что галактики в этот период были достаточно яркими для того, чтобы их можно было наблюдать при помощи космического телескопа нового поколения James Webb».
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Европейское космическое агентство представило долгосрочный план космических миссий до 2050 года
Не так давно European Space Agency (ESA) сообщило, что планирует запустить зонд EnVision к Венере. Сейчас же стал известен ряд фактов о других длительных миссиях, запланированных до середины текущего века.
Главные научные миссии ESA, которые, как предполагается, состоятся с 2035 по 2050 год, будут сконцентрированы на изучении спутников газовых гигантов нашей звездной системы, экзопланет и экосистемы Млечного пути. Кроме того, планируется ряд исследований в области физики ранней Вселенной.
В текущий момент ESA работает над программой Cosmic Vision, третий этап которой длится с 2015 года и будет завершен в 2025 году. Четвертый этап будет включать несколько миссий, которые пройдут в течение следующих 25 лет.
В позапрошлом году ESA попросило ученых внести идеи для четвертого этапа программы и получило в ответ более сотни предложений от научного сообщества. В свою очередь тематические группы оценили предложенные темы и сформулировали выводы. В конечном итоге ESA определило приоритетные направления. Их тематика была оглашена в первой половине июня. Конкретные задачи предстоящих миссий будут определены позднее.
По сообщениям ESA, первая тематика будет продолжением общей тенденции изучения спутников планет, уже упоминавшуюся в рамках части других миссий, например, Jupiter Icy, в задачи которой входит изучение спутников Юпитера с возможностью дальнейшего расширения области работы вплоть до соседних газовых гигантов.
Также отмечается, что исследование потенциальной обитаемости объектов в нашей звездной системе важно для понимания появления форм жизни и еще более важно для поиска схожих с Землей планет в других звездных системах.
Сообщается, что ESA взяло на себя обязанность к концу первой половины XXI века сформировать миссию для исследования экзопланет с умеренным климатом. В настоящее время агентство обладает зондами для ведения подобных исследований. В первую очередь это уже запущенный Cheops, а также Plato и Ariel, запуски которых запланированы на вторую половину десятилетия.
Нельзя не упомянуть миссии, в задачи которых войдет исследование физических свойств ранней Вселенной, а также изучение первичных структур космоса и черных дыр. Данные миссии должны помочь решить ряд фундаментальных проблем в астрофизике. Упомянутые миссиям будет присвоен, так называемый, L-класс. На такие миссии агентство тратит как минимум 650 млн. европейской валюты.
Ответ на пост «Поговорим о «холодном»»
По поводу «криогенной закалки» ножей.
Первое, что должно смутить человека, немного разбирающегося в физике — это фазовый переход при сверхнизких температурах.
Как ты, @Babakin, возможно, помнишь, скорость движения атомов сильно снижается при понижении температуры. Собственно, именно поэтому ты греешь заготовку перед закалкой — при высокой температуре у тебя образуется фаза, которая не может существовать в равновесии при комнатной температуре, а затем ты её резко охлаждаешь, и она уже не может вернуться в равновесное состояние, так как диффузия углерода в железе при комнатной температуре очень невысокая.
Ну и еще один момент — на диаграмме нет горизонтальных линий ниже той, о которой мы говорили. Т.е. сколько не понижай температуру — новой фазы уже не будет.
Закалка напрямую жидким азотом может немного «поджать» аустенит. Если ты делаешь закалку сразу в жидком азоте, то чисто теоретически у тебя может образоваться чуть больше мартенсита, чем при охлаждении до комнатной температуры. Делать криозакалку после отпуска для увеличения количества мартенсита смысла нет.
Второй нюанс. Как ты знаешь, при охлаждении все тела уменьшаются в объёме. Так и тут, кристаллы мартенсита будут обжиматься аустенитом вокруг и немного повреждаться (и аустенит тоже), т.е. в них будут образовываться дефекты. А чем больше дефектов в кристалле — тем выше твердость. Т.е. после окунания в жидкий азот твердость немного вырастет. Но тут всё дело в том, что и аустенит и мартенсит имеют довольно близкие коэффициенты термического расширения, и делать такое «в сторону нуля температур» не очень эффективно. Но вполне можно добиться увеличения твердости на несколько процентов (но далеко не на 10%). Но это если сталь «правильная». Этот эффект теоретически можно получить и при криозакалке уже после отпуска, но тут сильно спорно, будет ли он вообще.
Ну а теперь еще такой момент — есть материалы, у которых действительно есть фазовые переходы при низких температурах. Например, в ниобии при комнатной температуре содержится водород (как и во многих других металлах) и при охлаждении ниже -100С в нем (в ниобии) обрауется фаза гидридов ниобия с другой кристаллической решеткой. В нем прямо вырастают «пирамидки», разрывая основной материал. И для сверхпроводящих элементов это просто головная боль. Поэтому мы долго и упорно изучали и изучаем все эти явления. Но тут нюанс — у водорода очень большой коэффициент диффузии в металлах даже при сверхнизких температурах — он легко и быстро перемещается между узлов кристаллической решетки, ведь ион волорода — это обычный протон. А вот в сталях перемещатся нужно атомам углерода, а они сильно больше водорода.
Вот так вот. Жаль тебя расстраивать, но это всё байка для далёких от науки.
@Babakin, если тебе интересно, я могу промерять микротвердость на кусках стали, закаленной обычным способом и с криозакалкой.
Источник