Чем отличается понятия вселенная космос метагалактика

Резюме — Космос против Вселенной

Основное различие между космосом и вселенной состоит в том, что пространство относится к пустоте между небесными объектами, тогда как вселенная относится ко всей совокупности всей физической материи и энергии, солнечных систем, планет, галактик и всего содержимого пространства. Таким образом, можно предположить, что пространство является частью Вселенной.

Изображение предоставлено:
1. «Галактика-2048 × 1152» от Gamemasterz — собственная работа (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia
2. «Атмосфера Земли» Кельвинсонг — собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia

Источник

Что такое Метагалактика

Что такое Метагалактика? Эта вся обозримая Вселенная, которую мы можем увидеть с помощью мощнейших телескопов и другого оборудования. Это все возможные галактики, звездные системы и скопления, которые доступны нашему взору. В таких масштабах не то что Земля, весь Млечный путь является лишь песчинкой. Метагалактика исследуется с помощью телескопов, таких, как проект «Телескоп Горизонт Событий», который подарил нам первую настоящую фотографию черной дыры. Такое оборудование позволяет заглянуть в самые дальние уголки космоса.

Структура

Вещество Метагалактики распространено неравномерно, есть места с высокой плотностью, есть полностью пустые. Галактики собираются в группы, и даже супергруппы – облака, которые могут состоять из нескольких тысяч таких систем. Млечный Путь тоже является частью такого облака, ядро которого находится относительно недалеко от нас на расстоянии в 40 миллионов световых лет в созвездиях Волосы Вероники и Дева.

До сих пор мы очень мало знаем о составе, форме и истинных размерах Метагалактики. Скорее всего, наша Вселенная безгранична, так как нам до сих пор не удалось увидеть изменения в плотности расположения звездных систем. Но, возможно, наше оборудование просто способно исследовать лишь небольшую ее часть.

Структура метагалактики

Размеры

Вы уже знаете, что Метагалактика – это обозримая Вселенная, которая расширяется с самого Большого Взрыва – момента ее возникновения. Мы определяем ее «границы» по реликтовому излучению, и то место, где заканчивается это рассеивание является последним, что мы в состоянии исследовать. Таким образом был вычислен примерный радиус Метагалактики. Он составляет 46 миллиардов световых лет. Но, каким бы он ни был, мы в любом случае не сможем заглянуть дальше, чем на 14 миллиардов световых лет, так как 14 млрд лет – это предполагаемый возраст Вселенной. И, учитывая, что свет движется всегда с одинаковой скоростью, даже если за этими границами есть что-то еще, мы не в состоянии этого увидеть, потому что свет оттуда до нас до сих пор не дошел.

Мы уже как-то рассуждали на тему, что находится на краю Вселенной, и даже это лишь догадки. А то, что может происходить за ее пределами, мы, скорее всего, так никогда и не узнаем.

Источник

Метагалактика — это. Определение и структура метагалактики

Звезды распределяются по просторам Вселенной неравномерно. Они объединяются в скопления, которые принято называть галактиками. Однако будет ошибкой считать, что видимые на небосклоне созвездия – это звездные скопления. Те светила, которые человек видит на одном участке небосклона, на самом деле могут быть удалены друг от друга на гигантское расстояние.

Определение вселенского масштаба

Согласно астрономическому словарю, метагалактика – это часть всей Вселенной, которую можно наблюдать и исследовать при помощи современных научных методов и приборов. В ней находится порядка миллиарда звездных систем. Есть и другое определение. Например, в Большой советской энциклопедии говорится, что метагалактика – это совокупность галактик, в которую включается множество галактик (порядка 1 млрд), которые можно наблюдать при помощи телескопов. Чем мощнее становится современная техника, тем больше расширяются границы человеческого знания о неведомой Вселенной. Материя Вселенной является материей, из которой состоит вся метагалактика. Иногда можно увидеть и такое определение: Вселенная и метагалактика – это синонимы.

Понятия «метагалактика» и «наблюдаемая Вселенная»

Чтобы более детально разобраться с тем, что такое метагалактика, нужно объяснить другой термин – «наблюдаемая Вселенная». Астрономы этим словосочетанием называют ту часть Вселенной, за которой человек может наблюдать с Земли. При этом ученые могут наблюдать и исследовать самые разные ее части – не только звезды и планеты, но и волны, и сигналы – все, что проходит относительно нашего дома во Вселенной. Наблюдаемая Вселенная является лишь частью необъятного Космоса. Она имеет собственную границу – космологический горизонт. Ученые считают, что общее число звездных скоплений в наблюдаемой Вселенной превышает 170 млрд.

Поскольку в понятие наблюдаемой Вселенной входит гораздо большее число объектов, чем возможно увидеть простому человеку, было введено понятие метагалактики. Звезды и галактики, наблюдаемые при помощи ультрасовременной техники, являются частью обозримой Вселенной. Если же ведется речь о тех объектах, которые находятся за этой границей досягаемости, то такие объекты носят название метагалактических. Многие астрономы полагают, что действительные размеры Вселенной значительно превышают те, что доступны наблюдению.

Но и обозримая Вселенная не может наблюдаться астрономами полностью, ведь она ограничивается особым излучением. Из-за него практически невозможно наблюдать за тем, что находится за горизонтом. Это излучение – самый дальний объект, до которого «добралась» современная астрономия.

Галактические скопления

Галактики группируются в скопления различного типа точно так же, как это делают звезды. Различают два типа галактических скоплений – шарообразные и рассеянные. Все звезды, которые можно наблюдать невооруженным глазом или при помощи телескопов (исключая самые мощные из них), образуют одну систему – нашу Галактику. Ученые считают, что в ней порядка 100 млрд составляющих.

Обнаружение новых галактик

За границами Млечного Пути астрономы обнаружили большое число других звездных систем. По своему строению они похожи на нашу. Точно также они состоят из миллиардов звезд, некоторые их которых похожи на Солнце. Структура метагалактики стала предметом исследования уже на рубеже XIX и XX веков. Тогда некоторые астрономы были убеждены, что туманности в действительности являются звездными системами, которые удалены от Млечного Пути на миллиарды световых лет.

Галактика Андромеды – пример самостоятельной звездной системы

В начале XX века Эдвином Хабблом было доказано, что подобные туманности на самом деле являются отдельными, зачастую гигантских размеров звездными системами. Примером такой обособленной галактики является скопление звезд Андромеды. Наблюдать ее можно в ясную, но безлунную ночь. Она видна как светлое туманное пятнышко величиной с лунный диск. Во многом галактика похожа на Млечный Путь. Она видна для наблюдателей немного наклоненной по отношению к углу зрения. Самые яркие ее части построены по типу спирали, а сама она больше, чем наша галактика. Туманность Андромеды находится от нас на расстоянии более 1 млн световых лет.

Теория расширяющейся Вселенной

Эта теория является одной из самых грандиозных в науке. Ее другие названия – «теория расширяющейся метагалактики», или же попросту Теория большого взрыва. Ее основное положение заключается в том, что Вселенная родилась около 20 млрд лет назад. Это произошло по причине гигантского взрыва сгустка материи огромной плотности. Как возникла эта теория? Когда-то до нее были популярны так называемые изотропные модели Вселенной. Автором одной из них был А. Эйнштейн.

Что значит этот термин? Каждая галактика (и метагалактика) может быть разбита на несколько элементарных областей. То же самое можно проделать со всей Вселенной. Изотропия означает, что свойства метагалактики являются одинаковыми во всех таких областях. Согласно модели, предложенной Эйнштейном, метагалактика – это стационарная система, в которой не происходит никаких изменений. В дальнейшем эта теория была опровергнута отечественным ученым А. А. Фридманом. Он предложил модель расширяющейся Вселенной.

Квазары — самые яркие объекты Вселенной

Важный вклад в изучение различных объектов метагалактики дает изучение квазаров – необычных и завораживающе красивых формирований. Квазары подпитываются от неизведанных черных дыр, своим ярким сиянием они затмевают соседние галактики. Квазары обладают массой, в миллиарды раз превосходящей массу Солнца.

Когда ученые впервые получили данные о квазарах, они не могли поверить в их существование. Здоровое стремление к скептицизму заставляло их найти научное объяснение этим объектам. Однако последующие астрономические исследования показали, что перед учеными действительно находятся самые яркие формирования метагалактики. Сверхмассивные черные дыры являются лучшими источниками питания для квазаров. Черные дыры такого типа – это участки в космическом пространстве, гравитационные силы которых сильны настолько, что даже солнечный свет не может вырваться за их границы. Сверхмассивные черные дыры также являются загадкой для астрономов. Их размер может достигать размеров Солнечной системы. Как они формируются, никто из ученых пока не может понять.

Источник

Что находится за пределами Вселенной

Что находится за пределами Вселенной? Этим вопросом задаются как ученые, так и обычные люди, интересующиеся тайнами мироздания. Та часть звездного неба, что доступна нам по ночам, является лишь небольшой частью огромного космического пространства. В научном сообществе все еще ведутся споры о том, где проходит граница Вселенной и есть ли она вообще.

Существует множество гипотез, рассуждающих о возможных пределах космоса. Но главная проблема каждой из них заключается в том, что их невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Современные космические технологии не позволяют нам исследовать настолько огромное пространство. Поэтому научное сообщество продолжает выдвигать свои гипотезы о том, что находится на краю Вселенной и за ее пределами. С самыми популярными из них вы познакомитесь в этой статье.

Мультивселенная

Обозримая Вселенная

Прежде чем начать рассуждения о том, что находится за пределами Вселенной, необходимо понять, где эти самые пределы. Естественно, узнать о настоящих границах космического пространства мы не можем, но точно знаем, где заканчивается обозримая часть Вселенной – Метагалактика.

Наблюдаемый космос – это пространство, из которого наши технологии способны регистрировать рассеяние реликтового излучения. Те области, где оно заканчивается, и принято считать за границы обозримого космоса. Реликтовое излучение – это энергия, высвободившаяся во время Большого взрыва и распространяющаяся по Вселенной до сих пор. Примерный радиус Метагалактики составляет 46 миллиардов световых лет.

Обозримая Вселенная

Однако насчет обозримой Вселенной у ученых есть два противоположных мнения. Одни считают, что за пределами Метагалактики есть и другие системы, а мы наблюдаем лишь малую часть необъятного космоса. Другое мнение говорит о том, что это и есть вся Вселенная, и за ее пределами уже ничего нет.

Помимо Метагалактики, есть такое понятие, как область Хаббла. Так называют часть обозримого космоса, которую мы можем увидеть с помощью своих технологий. Она составляет примерно 13,8 миллиарда световых лет. Так как возраст Вселенной составляет примерно столько же, свет из ее более далеких областей до нас еще попросту не дошел. Область Хаббла рано или поздно расширится, увеличив количество наблюдаемых нами звездных систем.

Мультивселенная

С обозримыми границами Вселенной разобрались, но что же находится за их пределами? Если космическое пространство представляет собой ограниченную область, пусть и очень большую, то почему рядом с ней не может существовать других подобных территорий? Что если наша Вселенная не единственная в своем роде, а лишь одна из бесчисленного множества?

Мультивселенная

Гипотеза Мультивселенной говорит о том, что каждая отдельная Вселенная представляет собой нечто вроде пузыря, формирующегося из вещества во время Большого взрыва. Все миры рождаются, эволюционируют и в конечном итоге умирают, сменяясь новыми. Одним из наиболее известных сторонников данной гипотезы был Стивен Хокинг. Также ее поддерживают, пожалуй, самый известный популяризатор науки астрофизик Нил Деграсс Тайсон, один из первых людей в области квантовых вычислений Дэвид Дойч, Алан Харви Гут – первый физик, предложивший идею космической инфляции, и Брайан Рэндолф Грин – известный популяризатор теории струн.

Стивен Хокинг

В Мультивселенной существует бесконечное множество «пузырей», которые работают по одним и тем же законам природы, но находятся в разных состояниях. Параллельные Вселенные никак не зависят друг от друга и практически не взаимодействуют.

Эта гипотеза на данном этапе даже не совсем научная. Она предполагает, что может находиться за пределами Вселенной, но доказать или хотя бы попытаться экспериментально проверить не может. Поэтому пока это скорее философский вопрос, чем научный. Но, если предположение окажется правдой, это будет означать, что, помимо нашей, существует огромное количество Вселенных с конечными размерами и продолжительностью жизни.

Полное ничто

Космос постоянно расширяется. Это утверждение официально признано современным научным сообществом. Но даже ученые не могут сказать, будет ли это продолжаться вечно и до каких масштабов может увеличиться Вселенная.

Некоторые теоретики предполагают, что наш мир имеет свои границы, но за их пределами нет ничего. Согласно такой гипотезе, когда Вселенная заканчивается, остается лишь абсолютная пустота, полное ничего, в котором не действуют ни одни законы физики. Туда не доходит свет, его нельзя ощутить, увидеть, там нет времени и пространства. Гипотеза гласит, что космос представляет собой замкнутый шар, который парит в бесконечном ничего, к которому не применимы ни одни из знакомых нам физических параметров.

Теория абсолютной пустоты

Осознать и принять абсолютную пустоту довольно сложно для человеческого мозга. Даже если гипотеза верна, мы не сможем представить, как выглядит полное ничто. Черный фон? Белый? Матрица? Гадать можно долго, но вряд ли мы действительно сможем это представить.

Голограмма

Последний труд Стивена Хокинга, который был издан уже после смерти ученого, содержит одно очень занятное предположение. Оно говорит о том, что наша Вселенная может оказаться всего лишь голограммой какой-то первичной плоскости. Большой взрыв привел к появлению той самой плоскости, а наш мир – ее двумерная проекция. Именно двумерная, а 3D – это просто иллюзия. Все наше пространство-время и законы физики тоже представляют собой проекцию, искажение реальности.

Гипотеза довольно сложная, и ее даже понять тяжело, не то что доказать. Если вдруг она окажется правдой, это будет означать, что все законы природы, работающие в трехмерном мире, на самом деле так не работают и являются лишь искажением. Если за пределами нашей Вселенной лежит первичная плоскость, то мы даже представить себе не сможем, как в ней все устроено. Наряду с абсолютной пустотой и Мультивселенной эта теория, как и сотни других, являются больше философскими, чем научными. А что на самом деле находится за пределами Вселенной мы вряд ли когда-нибудь узнаем.

Источник