Строение Вселенной. Теории. Интересные факты
Вселенная (лат. universum) — весь мир который нас окружает, бесконечный во времени и пространстве и бесконечно различный по формам вечно движущейся материи. В современной астрономии наблюдаемая нами Вселенная называется Метагалактикой. Ее основными объектами являются звезды. Звездные скопления образуют галактики. Название нашей галактики — Млечный путь — содержит сотни миллиардов звезд, а в нашей Вселенной насчитывается сотни миллиардов галактик.
Галактики
Что такое галактика? – Основная структурная единица во Вселенной, галактика содержит — 150 — 200 миллиардов звезд; звездные системы разного вида, которые состоят из звезд, газовых и пылевых туманностей и межзвездного рассеянного вещества.
Есть одиночные галактики, но обычно они предпочитают располагаться группами. Как правило это 50 галактик, которые занимают в диаметре 6 миллионов световых лет. Группа Млечного Пути насчитывает больше 40 галактик.
Скопления – это область с 50-1000 галактиками, которые могут достигать размеров в 2-10 мегапарсек (диаметр). Интересно заметить, что их скорости невероятно большие, а значит, должны преодолевать гравитацию. Однако они все же держатся вместе.
Обсуждения темной материи появляется на этапе рассмотрения именно галактических скоплений.
Порой группы объединяются, тем самым формируя сверхскопление. Это одни из крупнейших вселенских структур. Наибольший представитель – Великая Стена Слоуна, которая растянулась на 500 миллионов световых лет в длину, 200 миллионов световых лет в ширину и 15 миллионов световых лет в толщину.
Черные дыры
Что такое Черные дыры? – Космические объекты, существование которых предсказано теорией тяготения Эйнштейна (общая теория относительности), как результат эволюционных изменений в крупных массивных звездах на последних стадиях их жизни, завершающихся неограниченным гравитационным сжатием (гравитационный коллапс).
По мнению американского физик Никодима Поплавского, они ведут в другие вселенные. Эйнштейн считал, что упавшее в черную дыру вещество сжимается в сингулярность. Согласно уравнениям ученого, с другой стороны черной дыры находится белая дыра — объект, из которого материя и свет только исторгаются. В паре они образуют кротовую нору, и все, что попадает туда с одной стороны и выходя с другой, образует новый мир. В начале 90-х годов XX века, физик Ли Смолин предложил похожую и в чем-то более странную гипотезу: он также верил во вселенные с той стороны черной дыры, но полагал, что они подчиняются закону наподобие естественного отбора: воспроизводятся и мутируют в ходе эволюции.
Поплавский со своей теорией может прояснить некоторые «темные» места в современной физике: к примеру, откуда могла взяться космологическая сингулярность до Большого взрыва и гамма-всплески на краю нашей Вселенной, или почему Вселенная не сферическая, а, как видно, плоская. Даже скептикам не кажется, что теория Поплавского менее правдоподобна, чем догадка Эйнштейна насчет сингулярности.
Размерность Вселенной
Проблема размерности Вселенной интенсивно рассматривается уже больше 100 лет. Ряд явлений и уникальных экспериментов показывает, что видимый физический мир, может быть, является только подпространством Гиперпространства и образует в нем сложное «геометрическое образование». О том, что наша Вселенная – многомерный объект, писалось в «Тайной Доктрине» и Е. Блаватской.
Еще ученые в Древней Греции для описания физических процессов нашего мира, в частности движения небесных тел, использовали понятия взаимовложенных концентрических сфер. На базе их представлений Аристотель создал теорию так называемых гомоцентрических сфер и дал ей «физическое» обоснование. По его теории, небесные тела считаются жестко прикрепленными к комбинации скрепленных между собой жестких сфер с общим центром, при этом движение от каждой внешней сферы передается внутренним. В последствии эта теория не нашла распространения и была отброшена (удивительно, но эта теория полностью совпадает с предложенным процессом!).
Плотность материального вещества в космическом пространстве в окрестностях Солнца составляет 0,88·10-22 кг/м3. Это больше чем в тысячу миллиардов миллиардов раз меньше плотности воды. Что же может удерживать в таком практически пустом пространстве структуры звезд и галактик на четко обозначенных траекториях?
Распределение материи во Вселенной
В 1970-е годы группа советских и американских ученых под началом академика Зельдовича предприняла попытку построить объемную модель распределения материи во Вселенной. Для этой цели в компьютер были введены данные расстояний до многих тысяч галактик. Результат получился ошеломляющим – галактики, объединенные в метагалактики, располагались в пространстве как бы на гранях некой ячеистой структуры с шагом порядка 100 млн. световых лет. Внутри этих ячеек наблюдалась относительная пустота. Говоря по другому, пространственно-временной континуум оказался структурированным! Это сильно ослабило авторитет теории Большого Взрыва и сторонников фридмановской модели Вселенной.
Вероятно, кроме нашей метагалактики существует еще множество метагалактик, совокупность которых образует систему огромных размеров – так называемую терагалактику («террас» означает «чудовище»); множество терагалактик образует систему еще более колоссальных размеров и т. д.
Еще гипотезы
1908 год – ученый Шарлье (Франция) выдвинул гипотезу, по которой Вселенная представляет из себя последовательность систем все больших размеров. Звезды образуют звездные скопления, объединяющиеся в галактики. В свою очередь галактики образуют скопления галактик, составляющих метагалактику. И таким образом размеры этих огромных звездных систем должны нарастать до бесконечности. Это так называемая дискретная самоподобная космологическая парадигма, подчеркивающая иерархическую организацию систем природы от наименьших наблюдаемых элементарных частиц до наибольших видимых кластеров галактик.
Гипотезы Шарлье в то время не имела особой популярности. Это объясняется тем, что одновременно появилась общая теория относительности, которая поразила умы своей необычной идеей о конечной, но неограниченной Вселенной. Но результаты наблюдений пока не дали убедительных доказательств в пользу выводов теории относительности и конечности Вселенной. Гипотеза бесконечной Вселенной кажется в большей степени правдоподобной. В такой ситуации модель Шарлье приобретает особый интерес.
Действительно, предложенный в монографии подход о пространстве, состоящем из взаимовложенных друг в друга сфер, совпадает как с гипотезой Шарлье, так и с дискретной самоподобной космологической парадигмой. Причем, как отмечает профессор Г. Альвен, гипотеза Шарлье объясняет парадокс Ольберса, по которой, если галактики равномерно распределены во Вселенной, то общая интенсивность их излучения будет необычайно велика, чего на самом деле не наблюдается. Кроме этого, гипотеза Шарлье позволяет избежать еще одной неприятности, связанной с тем, что при однородном распределении вещества во Вселенной необычно нарастает сила тяготения, обусловленная удаленными областями пространства.
Потому, по мнению автора монографии, Вселенную необходимо рассматривать, в соответствии с гипотезой Шарлье как последовательность концентрических сфер все больших размеров. К тому же «вопрос о том, что представляет из себя Вселенная без указания размерности пространства, из которого производится наблюдение, лишен смысла».
Недавно этому появилось научное подтверждение.
Новые гипотезы строения Вселенной
Английский физик Роджер Пенроуз из Оксфорда и его коллега Ваган Гурзадян из Ереванского физического института после тщательного изучения т.н. реликтового излучения – микроволнового фона, который остался после Большого взрыва и сохраняющий информацию о зарождении Вселенной и ее развитии, обнаружили во Вселенной странные неоднородности в виде концентрических кругов.
По мнению ученых, Вселенные возникают чередой – одна за другой. И конец предыдущей становится началом последующей.
«В будущем наша Вселенная возвратиться в то состояние, в котором она была в момент Большого взрыва, – говорит Пенроуз, – станет однородной. И из бесконечно большой снова превратится в бесконечно малую». Кстати, аналогичного мнения придерживаются и астрофизики Пол Стейнхардт из Принстона и Нейл Турок из Кембриджа.
В наше время появляется много новых теорий и гипотез о строении Вселенной, в частности, ученые приходят к выводу, что «наша Вселенная существует внутри Вселенной с бОльшим числом измерений пространства».
Все эти примеры убедительно показывают, что эволюция любой системы от микро- до мега размеров осуществляется развертыванием первичноцелостной монады на составляющие ее координаты материи. Указанное развертывание происходит путем последовательного усложнения системы с троичным переходом от более простой системы к более сложной с образованием трех взаимовложенных миров. Причем каждая следующая ось имеет свое пространство, в котором находится предшествующая ось со своим собственным пространством. К примеру, трехмерный объект, движущийся в пространстве оси у, в то же время совершает движение в пространстве собственной оси развития х.
Таким образом, теория связанных пространств лежит в основе строения человека, Земли и Вселенной. При этом выстраивается иерархическая структура всего пространства, состоящего из вложенных друг в друга иерархических сфер системы пространства. Отсюда становится понятной иерархическая система структур Вселенной.
Значит, в Природе существует подобие форм и свойств структур независимо от их пространственного масштаба, а Вселенная определяется как многомерная система в виде иерархии структур.
Имеет ли Вселенная границы
Отсюда также следует ответ на вопрос, есть ли у Вселенной границы. При рассмотрении развития Вселенной согласно предлагаемой теории связанных пространств ответ будет однозначный – у Вселенной, как и всего в нашем мире, есть границы. Только эти границы до такой степени велики, что человек не в состоянии охватить их своим умом. Это совпадает с мнением А. Эйнштейна: по его мнению, Вселенная представляет из себя замкнутую оболочку гиперсферы. Современная наука считает Вселенную многомерной, в которой наша «местная» трехмерная Вселенная является только одним из ее слоев, что также совпадает с теорией связанных пространств.
Эта теория дает возможность также объяснить парадокс, возникший с движением двух космических аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11», которые первые в истории человечества вышли за пределы Солнечной системы. По непонятной причине произошло их торможение, хотя казалось бы, они движутся в безвоздушном пространстве и торможения быть не должно. Исходя из предложенной в монографии гипотезы, выйдя за пределы Солнечной системы космические аппараты оказались в другом пространстве, в котором вектор развития направлен перпендикулярно, потому новое пространство имеет абсолютно другие характеристики по сравнению с предыдущим.
Новая научная парадигма уже возникает на основе тех знаний, которые накоплены человечеством. Многомерное строение Вселенной постепенно становится понятным и объяснимым фактором. Это дает основание утверждать, что найдены общие закономерности в иерархии систем.
Интересные факты о Вселенной
• Самым отдаленные звезды, которые нам видны, выглядят так-же, как выглядели 14 000 000 000 лет назад. Свет от этих звезд доходит до нас сквозь пространства через многие миллиарды лет, причем имеет скорость 300 000 км/сек.
• Таинственные Черные дыры – одни из самых любопытных и малоизученных объектов Вселенной. Они обладают до такой степени громадным притяжением, что выйти за пределы Черный дыры ничто не может, даже свет.
• Во Вселенной имеется гигантский пузырь, в составе которого имеется только газ. Появился он, по вселенским меркам, не так давно, только через два миллиарда лет после Большого Взрыва. Длинной пузырь – 200 миллионов космических лет, а расстояние от Земли до него – 12 миллиардов космических лет.
• Квазары – невероятно яркие объекты (намного ярче Солнца).
• В Солнечной Системе существует тело, похожее на Землю. Это спутник Сатурна, Титан. На его поверхности есть реки, вулканы, моря, а атмосфера имеет высокую плотность. Расстояние от Сатурна до его спутника приблизительно равно расстоянию от Земли до Солнца, соотношение массы тел примерно такое же. Однако разумной жизни на Титане, скорей всего не будет из-за водоемов – состоящих из метана и пропана.
• Невесомость в космосе, плохо влияет на здоровье человека. Одним из самых значительных изменений в организме человека в невесомости являются потеря кальция костями, перемещение жидкостей вверх и ухудшение работы кишечника.
Источник
60 удивительных фактов о Вселенной, которые вы должны знать
Наша Вселенная – удивительное и странное место. Часто очень трудно поверить в то, что говорят ученые! Поэтому сегодня, вместо того, чтобы писать о какой-то конкретную теме, мы решили написать о случайных и интересных фактах Вселенной.
Поверьте нам, это будет весело!
№1. Если вы распутаете свою ДНК, то она окажется длиной в 54,72 миллиарда километров, и будет простираться от Земли до Плутона, и обратно на Землю 13 раз!
№2. Знаете ли вы, что 99,99% обычной материи состоит из пустого пространства? Если вы удалите всё пустое пространство, вся человеческая раса (население мира) поместится в крошечный кусочек сахара.
№3. Атомы, из которых состоит наше тело, такие как кальций, железо и другие, были созданы в центре взрывающихся звезд несколько миллиардов лет назад.
№4. Фактически, атомы водорода, которые присутствуют в нашем организме, образовались в результате Большого взрыва, который произошел около 13,7 миллиардов лет назад.
№5. Одним из самых странных фактов Вселенной является то, что только 5% всей Вселенной видимы, а остальные, то есть 95%, составляют темная материя и темная энергия. Видимая Вселенная – это нечто, что очевидно видно (звезды, галактики и т. д.). Из оставшихся 95% Вселенной темная энергия составляет 68%, а темная материя – 27%. Это означает, что мы знаем только 5% всей нашей Вселенной…
Туманность Пузырь (также именуется как NGC 7635) относится к группе эмиссионных туманностей.
№6. Вы знаете, что такое нейтронная звезда? Когда взрывается огромная звезда (звезда с минимум 8 солнечными массами), ядро образует другую звезду, называемую нейтронной звездой. Вы знаете, насколько они плотны? Чайная ложка их материи или материала может перевесить Эверест!
№7. Из-за взрыва, у нейтронной звезды может быть ошеломляющая скорость вращения, способная достигать 600 оборотов в секунду.
№8. Хотите знать, сколько звезд в нашей Вселенной? Во всей нашей Вселенной существует три секстиллионов звезд, то есть 300 000 000 000 000 000 000 000. Для ленивых – 23 нуля после 3!
№9. Общее количество звезд в нашей Вселенной больше, чем общее количество песчинок, присутствующих на Земле.
№10. Солнце огромно, но насколько оно велико? Оно составляет 99,86% массы Солнечной системы.
№11 .Один день на Венере длиннее одного года Венеры! Да, вы правильно прочитали. Один год Венеры составляет 224 земных дня, а один день Венеры – 243 земных дня.
№12. Еще один интересный факт заключается в том, что Венера – единственная планета нашей Солнечной системы, которая вращается в обратно направлении!
№13. Если вы просто дотронетесь до двух кусков одного и того же вида металла вместе в вакууме или пространстве, они будут плавиться и объединяться.
Космическому телескопу НАСА Хабблу удалось заново взглянуть на одно из наиболее знаковых и популярных мест во Вселенной. Речь идет о Столпах Творения в туманности Орел.
№14. Мы полагаем, что вы знаете, что звуку нужна среда, чтобы путешествовать, и он не может путешествовать в вакууме. Пространство – это вакуум, и поэтому космическое пространство чрезвычайно тихо.
№15. Некоторые звезды настолько далеки от нас, что нам потребуются годы, чтобы увидеть их свет, а это значит, что мы смотрим в прошлое в нашем настоящем! Телескоп НАСА Хаббл может видеть во Вселенной события, которые произошли около 100 миллионов лет назад.
№16. Возникает некоторая статичность, если мы настраиваем телевизор между станциями. Небольшой процент этой статики, которую мы наблюдаем, — послесвечение Большого взрыва.
№17. Знаете ли вы, что наша Вселенная расширяется? Эдвин Хаббл сделал это удивительное открытие в 1920-х годах.
№18. В 1998 году космический телескоп Хаббл сделал еще одно удивительное открытие. Он изучал чрезвычайно далекие сверхновые и обнаружил, что Вселенная расширялась с ускорением. Предполагается, что темная энергия – это та сила, которая заставляет Вселенную расширяться.
№19. В том же году было также доказано, что Вселенная не только расширяется, но и ускоряется. Снова предполагается, что темная энергия разрывает таким образом космос на части. По мнению двух групп исследователей, чем дальше галактики находятся от Земли, тем быстрее они удаляются от Земли.
№20. Один из не менее удивительных фактов Вселенной – то, что форма Вселенной зависит от ее плотности. Она зависит от силы тяжести и скорости расширения. Если плотность Вселенной превышает критическое значение, Вселенная считается замкнутой, как сфера. И это означает, что Вселенная в конечном итоге прекратит расширяться и начнет взрываться. Это один из сценарий будущего и называется он – Большое Сжатие (Большой Хлопок).
№21. Если плотность Вселенной меньше критического значения, тогда Вселенная называется открытой. Вселенная бесконечна и может расширяться вечно.
№122. Если ее плотность в точности равна критической плотности, то форма Вселенной считается плоской. Даже здесь Вселенная продолжает расширяться медленнее с течением времени и в конечном итоге перестает расширяться после бесконечного периода времени.
Порой космические туманности на фото приобретают удивительные формы. Кажется, будто перед нами невиданное чудовище, поднявшее голову из малинового моря. Однако в реальности это всего лишь прекрасный столп газа и пыли, именованный туманностью Конус (NGC 2264).
№23. Если верить недавним исследованиям или измерениям, форма Вселенной плоская с погрешностью 2%.
№24. Знаете ли вы, что некоторые ученые разработали нечто, называемое теорией Мультивселенной? По их словам, когда произошел Большой взрыв, пространство и время по-разному расширялись в разных местах. Это породило нечто, называемое пузырьковыми Вселенными, которые могли функционировать независимо друг от друга, и у каждой Вселенной свой набор законов физики. Однако эта теория противоречива, и доказательств ее пока нет.
№25. Черные дыры образуются, когда очень массивные звезды сжимаются. Такой коллапс звезды также приводит к взрыву сверхновой. Гравитационная сила черных дыр настолько сильна, что ничто, буквально ничто не может вырваться из черных дыр. Даже свет.
№26. Ближайшая к Земле черная дыра находится на расстоянии около 10 000 световых лет от Земли.
№27. Скафандры, которые носят космонавты, сначала должны быть нагреты, затем охлаждены, затем герметизированы и, наконец, снабжены свежим воздухом.
№28. Астронавтам требуется шесть долгих часов, чтобы надеть эти скафандры.
№29. Луна является одной из основных причин, почему у нас есть приливы и волны на нашей планете.
№30. Как и на Венере, день на Меркурии длиннее года на Меркурии. Год на Меркурии заканчивается 88 земными днями, а день на Меркурии — 176 земными днями!
№31. С 1930 по 2006 год Плутон считался планетой, но с 2006 года он был реклассифицирован как карликовая планета. Теперь люди снова хотят, чтобы он был классифицирован, как планета.
№32. Вселенная была очень горячей, пока была молодой. В настоящее время доказано, что по мере расширения Вселенной она охлаждается и может в конечном итоге привести к так называемой Большой Заморозке. Эта большая заморозка также называется «жаркой смертью».
В глубоком пространстве можно отыскать настоящую драгоценность, представленную планетарной туманностью IC 418 (Спирограф).
№33. Измерения, сделанные с помощью WMAP, т. е. микроволнового анизотропного зонда Уилкинсона, посвященного современной плотности и геометрии Вселенной, поддерживают теорию Большой Заморозки.
№34. Диаметр нашей Вселенной составляет ошеломляющие 150 миллиардов световых лет. Разве мы не говорили, что эта статья о Вселенских фактах поразит вас?
№35. Поскольку Вселенная расширяется – у нее нет центра. Многие когда-то думали, что Земля была центром Вселенной. Но нет.
№36. Знаете ли вы, что Луна удаляется от Земли? Луна удаляется примерно на 3,8 сантиметра от Земли каждый год.
№37. Мы дали вам общее количество звезд, присутствующих во вселенной. И удивительно то, что каждый день рождаются новые 275 миллионов звезд!
№38. Путь фотона от ядра Солнца к поверхности Солнца длится 170 000 лет.
№39. У центр нашей галактики вкус малины и запах рома. Как мы узнали? Конечно, изучая пыль из центра нашей галактики.
№40. У Марса самая большая гора во всей Солнечной системе. Чтобы вам было проще понять, гора Эверест в высоту 8 844 метра, а гора Олимп (самая высокая гора Марса) — 22 500 метров.
№41. Земля находится на расстоянии 149,67 миллионов километров от Солнца. Земле потребуется 177 лет, чтобы достичь Солнца, если ее постоянная скорость будет 60 километров в час.
№42. Люди установили на Луне зеркала, которые помогают нам рассчитать точное расстояние Луны от Земли.
Космический телескоп Хаббл предоставил новое качественное фото удивительной туманности Кошачий Глаз. Здесь она действительно выглядит как пугающее око бесплотного колдуна Саурона из «Властелина колец».
№43. Наша галактика, Млечный Путь, вращается со скоростью 250 километров в секунду, и время, необходимое для завершения одного оборота, составляет 200 миллионов лет.
№44. Знаете ли вы, что в созвездии Орла находится газовое облако, в котором содержится огромное количество алкоголя? Мы можем сделать 400 триллионов пинт пива в этом газовом облаке. Похоже, это место, где мы должны жить!
№45. Если бы звезды в любой галактике были сжаты до размера теннисного мяча, то они были бы на расстоянии 4800 километров друг от друга (в среднем).
№46. Астрономы и ученые считают, что во Вселенной около 2 триллионов галактик.
№47. У большинства галактик черные дыры в центре, и масса таких черных дыр составляет 1/1000 массы материнской галактики.
№48. Первая черная дыра, которую мы сфотографировали, находится на расстоянии 500 миллионов триллионов километров от Земли. По оценкам, она в 3 миллиона раз больше Земли.
№49. Большое Красное Пятно на Юпитере сжимается. Раньше туда могло втиснуться три Земли, но теперь он может вместить только одну.
№50. Знаете ли вы, что Плутон меньше, чем Соединенные Штаты? Диаметр экватора Плутона равен расстоянию от Лондона до Денвера.
№51. Астрономы нашли гигантское облако водяного пара во Вселенной. Оно находится на расстоянии 10 миллиардов световых лет от Земли. Облако в 140 триллионов раз превышает массу воды, присутствующей в океанах Земли.
№52. Вот один из забавных фактов – скафандр NASA стоит 12 000 000 долларов. Модуль рюкзака и управления составляет 70% от общей стоимости.
№53. Астрономы обнаружили самый большой алмаз в нашей галактике. Алмаз называется BPM 37093. Это переменная звезда белого карлика, и у нее есть имя – Люси в честь известной песни Битлз «Люси в Небе с Алмазами». Ее диаметр около 40 000 километров, а вес составляет 10 миллиардов триллионов триллионов каратов.
Перед вами фото красивой туманности Яйцо (CRL2688) из космоса. Находится на удаленности в 3000 световых лет.
№54. Солнцу требуется около 225 миллионов лет, чтобы совершить оборот вокруг галактики Млечный путь.
№55. Уран вращается на боку, т.е. она одном полюсе в течение 42 земных лет длится лето, а на другом зима.
№56. Нейтронные звезды — самые быстрые вращающиеся объекты Вселенной.
№57. Вояджер-1 запечатлел самую дальнюю фотографию нашей планеты на расстоянии около 6 миллиардов километров от Земли.
№58. Только в нашей галактике 500 миллионов планет имеют потенциал или способность поддерживать жизнь! Эти планеты находятся в так называемой зоне Златовласки.
№59. Человеческий мозг — самый сложный объект, который известен в видимой Вселенной.
№60. Когда Вселенной было всего 10-43 секунды, она была меньше атома и составляла всего миллион миллиардов миллиардных размера атома.
Мы завершаем эту статью и позволим вам переварить некоторые из этих невероятных фактов.
Источник