Чем отличаются 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

Размеры Вселенной

Размеры Вселенной настолько огромны, что даже наша Солнечная система в ней не кажется хоть сколько-нибудь значимой. Просторы мироздания так велики, что говорят о них по большей части даже не в астрономическом смысле, а в философском. Потому что даже представить это пространство очень сложно.

С философской стороны весь окружающий нас материальный мир безграничен. Он представляется разными формами и состояниями материи, постоянно развивается и даже расширяется. С астрономической стороны во Вселенную включают все, что существует вокруг нас и нас самих: пространство, время, вещество, энергия. Это все звезды, планеты, системы, галактики, каждый объект, окружающий вас прямо сейчас. Истинный размер Вселенной сегодня узнать невозможно. Вряд ли человечеству вообще удастся сделать это когда-либо, даже с развитием технологий. Поэтому в этом вопросе нашлось место и религиозной стороне, которая принимает Вселенную за бесконечность, высшую силу, бога, все и ничего, начало и конец времени и пространства.

Размеры Вселенной

Масштабы Вселенной

Чтобы хотя бы приблизительно вообразить размеры мироздания, стоит оценить масштабы некоторых ее элементов. Для примера возьмем человека как самый маленький объект. Это, конечно же, неправда, но так нам будет проще представить. Для него кругосветное путешествие вокруг Земли – это огромное расстояние, которое даже на самолете преодолевается за часы, а пешком даже по прямой дороге его можно было бы пройти только за долгие годы. Однако в масштабах нашей Солнечной системы Земля – лишь крупица. В сравнении с Сатурном или Юпитером наша планета выглядит как теннисный мяч на фоне баскетбольного. А рядом с Солнцем она и вовсе просто семечка.

При этом в масштабах Вселенной вся Солнечная система – это даже не семечка и не песчинка, а какая-то крайне малая доля песчинки, которой и вовсе можно пренебречь как незначительной погрешностью. Размеры нашей системы – порядка 120 а.е. При этом одна астрономическая единица – это примерно 150 миллиардов километров. А диаметр всей нашей галактики и вовсе составляет один квинтиллион километров (единица и 18 нулей). И вот галактику уже можно сравнить с полноценной песчинкой на огромном пляже даже обозримой Вселенной, не говоря уже о том, какова ее протяженность может быть на самом деле.

Сравнение размеров небесных тел

Каждую ночь на небе мы можем наблюдать множество звезд и созвездий, которые находятся от нас на расстоянии многих миллионов световых лет. Некоторые из них так далеко, что конкретная звезда, возможно, уже даже погасла, а свет от нее идет к нам до сих пор. Просто напоминаю: скорость света считается самой высокой среди всех во Вселенной. И даже если самое быстрое явление идет к нам так долго, представьте, каково будет преодолевать такие расстояния всему остальному.

Каждое звездное скопление объединяется с другими группы. К примеру, Млечный путь входит в Местную группу, диаметр которой составляет порядка одного мегапарсека. Даже свет пройдет такое расстояние более чем за три миллиона лет.

Но даже группы – это еще не самые большие части мироздания. Подробнее обо всех известных объединениях можете прочитать в нашей статье о строении Вселенной. Например, так называемые сверхскопления (суперкластеры) могут насчитывать в себе несколько сотен галактических групп, и даже они входят в состав еще больших формирований.

Наша галактика является частью сверхскопления Ланиакея, в котором находится центр тяжести, притягивающий все галактики суперкластера к себе. Его также называют центром обозримой Вселенной. Размеры даже этого сверхскопления порядка полумиллиарда световых лет, а оно во Вселенной, естественно, не одно. Пожалуй, суперкластеры считаются самыми большими объектами, потому что мы просто не можем ни увидеть, ни представить еще более громадные части пространства.

Галактика Млечный путь

Размеры обозримой Вселенной

Обозримая Вселенная или Метагалактика – это все космическое пространство, каждая галактика и планета, которую мы можем увидеть. Мы не можем видеть дальше, чем на 13,8 млрд световых лет, потому что всему нашему мирозданию и есть столько лет. Свет от его более далеких областей до нас еще попросту не дошел. Поэтому нельзя точно сказать, что находится за пределами Вселенной, по крайней мере видимой. Согласно теории расширения пространства, все космические объекты удаляются друг от друга на сверхсветовой скорости. Но даже при этом мы все еще наблюдаем свет от некоторых из них, даже если на самом деле они уже могли значительно удалиться от нашей галактики.

Границей Метагалактики принято считать космологический горизонт. Это не значит, что за ним лишь пустота. Скорее всего, там находятся такие же звезды и планеты, но увидеть их мы не можем. Понять истинные размеры обозримой Вселенной сложно еще и потому, что объекты отдаляются друг от друга.

Размеры обозримой Вселенной

Если взять Солнечную систему в качестве центра видимой Вселенной, то в диаметре все это пространство будет составлять примерно 93 миллиарда световых лет. Так как Метагалактика в основном однородна, многие предположения говорят о том, что за ее пределами находится все то же самое. А значит ее граница не является концом всего, и, возможно, все это тоже лишь песчинка в масштабах чего-то невообразимого большего.

Размеры космоса

Ошибочно приравнивать понятия «космос» и «Вселенная», потому что это не одно и то же. Космосом называют пустые части пространства, не заполненные оболочками небесных тел и всем прочим. Однако он все же не пустой, а состоит из межзвездного вещества и электромагнитного излучения. Также нельзя забывать и о наличии темной материи, которая, согласно теории, составляет большую часть космического пространства.

Сам космос тоже делится на несколько частей. Для удобства в качестве точки отсчета в этой классификации принимается Земля.

Масштабы обозримой Вселенной

• Ближний космос. На высоте примерно 19 км над уровнем моря проходит линия Армстронга. Там вода кипит не при 100 градусах по Цельсию, а примерно при температуре тела человека. Поэтому находится там без скафандра уже нельзя – у вас даже слюна начнет закипать. На 100 км над уровнем моря уже начинается космическое пространство.
• Околоземный космос. Эта область начинается там, где сила притяжения Земли становится слабее таковой от Солнца. Примерно 260 км. До этой высоты летают орбитальные спутники и МКС.
• Межпланетная область. Это линия полета Луны и максимальное расстояние, на которое человек удалялся от Земли. Происходило это всего один раз в 1969 году, хотя некоторые до сих пор считают, что никакой высадки и на Луну никогда и не было. Подробнее об этом можете узнать в нашей статье о лунном заговоре.
• Межзвездное пространство. Суть этого понятия полностью отражена в названии, здесь и пояснять нечего. Размеры таких областей составляют многие миллиарды километров.
• Межгалактическое пространство. Протяженность таких частей космоса измеряется в квинтиллионах километров.

Наша планета действительно большая для нас, животных и других живых организмов. Но, как становится понятно из всего выше сказанного, в пределах огромной Вселенной все это не имеет никакого значения. Небольшая погрешность, которой космическое пространство легко может пренебречь. И этот факт одновременно завораживает и пугает.

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