Другие галактики и размеры нашей вселенной
Какой формы бывают галактики и как велико их число?
Галактики похожие на нашу
О существовании галактик подобных “Млечному пути” человечество не догадывалось очень долго. Те светлые пятна, что удавалось рассмотреть в несовершенные телескопы, даже в начале 20-го века, рассматривались как “туманности”, и по мнению ученых не представляли особого интереса.
Однако техника не стоит на месте, и вскоре, у некоторых из этих “туманностей” стали замечать странности, а именно, обнаружено, что часть из светящихся объектов имеет спиральную форму. В таких “спиральных туманностях” из туманного ядра, более яркого к центру, выходят ветви, или рукава, закручивающиеся вокруг ядра по спирали подобно часовой пружине.
Как оказалось, “рукава” этих туманностей состоят из множества чрезвычайно слабых звезд. Туманность оказалась, как говорят, разрешенной на звезды. Стало ясно, что ближе к центру сплошное туманное сияние получается лишь вследствие слияния для нас в одну сплошную массу мириадов звезд, расположенных очень тесно.
Только тогда стало понятно, что перед нами не облака космической пыли, светящееся отраженным светом, или разреженного газа, а чрезвычайно далекие звездные системы, возможно, являющиеся копиями нашей собственной.
Окончательно точка в вопросе была поставлена в 1944 году, когда удалось разрешить на звезды центральную часть спиральной туманности в Андромеде и обе небольшие туманности эллиптической формы расположенные по соседству.
Если до этого многие допускали, что эллиптические туманности и центральные части спиральных туманностей состоят не из звезд, а из газа или метеоритной пыли, то теперь сомнений не оставалось – перед нами были самые настоящие галактики.
Спектры подтверждают звездную природу этих спиральных туманностей-галактик. Это были спектры поглощения, очень похожие на спектр Солнца; они показывают, что большинство звезд в галактиках типа Андромеды — желтые звезды солнечного типа. По смещению темных линий в спектрах этих галактик были определены скорости их движения и выяснено, что движутся в космосе они как единое целое, со скоростью сотен километров в секунду.
Вскоре в новых галактиках были открыты и хорошо знакомые нам цефеиды, и долгопериодические переменные, и яркие голубоватые звезды, а на краях спиральной туманности Андромеды, обнаружили шаровые звездные скопления – точь в точь такие же, как на “Млечном пути”.
Спиральная галактика (туманность) Андромеды, или М31
Спиральная туманность Андромеды кажется больше и ярче всех потому, что она ближе всего к нашей Галактике. Расстояние до нее составляет “всего” 850 тысяч световых лет. Вот оно, это ближайшее расстояние! Свет ее, доходящий сейчас до нас, покинул туманность Андромеды в ту пору, когда на Земле не было еще человечества, но и тогда она выглядела так же, как выглядит сейчас.
Размер ее составляет около 50 тысяч световых лет по диаметру, но в направлении, перпендикулярном к плоскости ее наибольшего распространения, она во много раз тоньше — сильно сплющена. Сопоставляя вид туманностей, таких, как в Треугольнике (почти круглых внешних очертаний), в Андромеде (продолговатой или эллиптической) и в Деве (веретенообразной), мы должны заключить, что различие их вида определяется только ракурсом по отношению к нам.
Спиральная галактика (туманность) Треугольника, или М33
Дело в том, что галактика в туманности Треугольника лежит перед нами «плашмя», галактика в созвездии Андромеды своей плоскостью симметрии наклонена к нам, а галактика в созвездии Девы повернута к нам ребром.
Очевидно, что если сравнить эти звездные системы и нашу галактику, просто разложив их в ряд на воображаемом столе, они будут выглядеть практически копиями друг друга.
Все вновь открытые спиральные галактики вращаются вокруг своей короткой оси, перпендикулярной к плоскости их экватора. Однако есть у них и свои особенности.
Так, спиральная галактика в Андромеде во внешних своих частях вращается как твердое тело, например, колесо. Это означает, что внешние ее части, дающие мало света и содержащие, казалось бы, поэтому мало звезд, тем не менее имеют большую массу.
У галактики в созвездии Треугольника внутренние части, до расстояния в 3 тысячи световых лет от центра, также вращаются как твердое тело. А вот у “внешних” рукавов, наоборот, скорость вращения уменьшается очень быстро. Отсюда следует, что, в противоположность галактике, находящейся в Андромеде, здесь большая часть массы сосредоточена в центральном ядре. Масса эта составляет миллиард масс Солнца, как это устанавливается вычислением на основании наблюденной скорости вращения.
Эллиптическая галактика М87 в созвездии Девы
Звезды в пространстве группируются, как мы видим, в гигантские системы преимущественно спиральной формы.
Словно острова суши, плывут они в безбрежном океане вселенной. В некоторых местах, как, например, в созвездии Девы, галактики группируются в облака галактик — своеобразные архипелаги. В некоторых местах неба в телескоп или на фотографии можно насчитать больше далеких галактик, чем отдельных звезд находящихся нашем “Млечном пути”! И чем дальше мы устремляемся к границам непознанного, тем больше и больше новых звездных миров открывается нашему взору, и кажется, что движение это не кончится никогда.
Представления о размерах вселенной
А ведь было время, когда богословы исчисляли границу мира как расстояние до сферы неподвижных звезд в 700 тысяч километров! Это стало сомнительным уже после измерения расстояния до ближайшего небесного тела — Луны (385 тысяч километров). Еще дальше отодвинулись границы вселенной с определением расстояния Земли и планет от Солнца.
Измеренные потом расстояния до звезд превзошли самые щедрые оценки расстояния до границы мира, а теперь известны галактики, отстоящие от нас на сотни миллионов световых лет.
Несомненно, что когда удастся исследовать подробнее более далекие от нас галактики, среди них окажутся такие, которые не уступят нашей ни по размеру, ни по массе, а может быть, будут и больше, чем она.
Но, в конце концов, убедившись, что Земля не центр мира, что она не наибольшая из планет, что наше Солнце не самое большое, не самое яркое, не можем ли мы после всех этих ударов по нашему ложному самолюбию наконец «позволить себе роскошь» считать, что мы живем в одной из наибольших галактик, хотя и на ее краю?
Снова нет, потому что границы познания продолжают раздвигаться. Сейчас мы “видим” звездные миры отстоящие от нас на 600 миллионов световых лет. И это не предел расстояния – пока это только предел нашей техники.
Все видимые галактики, а также и великое множество других, более далеких, которые будут открыты гигантскими телескопами будущего, образуют великое скопление галактик, называемое Метагалактикой. Если галактики — острова вселенной, то Метагалактика — её огромнейший архипелаг. Что же будет когда мы дойдем со своими телескопами и до её границ?
Нельзя утверждать наверняка, но скорее всего, будут открыты другие Метагалактики, подобные нашей, и движению этому не будет конца.
Источник
Бесконечный космос. Сколько вселенных существует? Существует ли граница у космоса
Мы видим звездное небо постоянно. Космос кажется загадочным и необъятным, а мы являемся лишь крохотной частью этого огромного мира, загадочного и безмолвного.
Всю жизнь человечество задается разными вопросами. Что находится там, за пределами нашей галактики? Есть ли что-то за границей космоса? Да и существует ли у космоса граница? Даже ученые долгое время размышляют над этими вопросами. Бесконечен ли космос? В этой статье приведена информация, которой на сегодняшний день располагают ученые.
Границы бесконечного
Считается, что наша Солнечная система образовалась в результате Большого взрыва. Он произошел из-за сильного сжатия материи и разорвал ее, разбросав газы в разные стороны. Этот взрыв дал жизнь галактикам и солнечным системам. Раннее считалось, что возраст Млечного Пути составляет 4,5 миллиардов лет. Однако в 2013 году телескоп «Планк» позволил ученым пересчитать возраст Солнечной системы. Теперь он оценивается в 13,82 миллиардов лет.
Самая современная техника не может охватить весь космос. Хотя новейшие аппараты способны поймать свет звезд, удаленных от нашей планеты на 15 миллиардов световых лет! Это могут быть даже те звезды, которые уже умерли, но их свет все еще путешествует по космосу.
Наша Солнечная система — лишь маленькая часть огромной галактики, которая называется Млечный Путь. Сама же Вселенная вмещает тысячи подобных галактик. И бесконечен ли космос — неизвестно.
То, что Вселенная постоянно расширяется, образуя все новые и новые космические тела, является научным фактом. Вероятно, ее внешний вид постоянно меняется, поэтому миллионы лет назад, как уверены некоторые ученые, она выглядела совершенно иначе, чем сегодня. И если Вселенная растет, то она определенно имеет границы? Сколько Вселенных существует за нею? Увы, этого никто не знает.
Расширение космоса
Сегодня ученые утверждают, что космос расширяется очень быстро. Быстрее, чем они считали раннее. Из-за расширения Вселенной экзопланеты и галактики удаляются от нас с разной скоростью. Но при этом скорость ее роста одинакова и равномерна. Просто эти тела находятся от нас на различном расстоянии. Так, альфа Центавра, ближайшая к Солнцу звезда, «убегает» от нашей Земли со скоростью 9 см/с.
Теперь ученые ищут ответ еще на один вопрос. Что заставляет Вселенную расширяться?
Темная материя и темная энергия
Темная материя — это гипотетическое вещество. Она не производит энергию и свет, но занимает 80% пространства. О наличии этого неуловимого вещества в космосе ученые догадывались еще в 50 годах прошлого века. Хотя прямых доказательств ее существования не было, сторонников этой теории с каждым днем становилось все больше. Возможно, в ее составе присутствуют неизвестные нам вещества.
Как появилась теория о темной материи? Дело в том, что галактические скопления давно бы разрушились, если бы их массу составляли только видимые нам материалы. В итоге получается, что большая часть нашего мира представлена неуловимым, неизвестным пока нам веществом.
В 1990 году была обнаружена так называемая темная энергия. Ведь раньше физики думали, что сила притяжения работает на замедление, однажды расширение Вселенной прекратится. Но обе команды, которые взялись за изучение этой теории, неожиданно выявили ускорение расширения. Представьте себе, что вы подбрасываете в воздух яблоко и ждете, когда она упадет, но вместо этого оно начинает удаляться от вас. Это говорит о том, что на расширение влияет некая сила, которая была названа темной энергией.
Сегодня ученые устали спорить о том, бесконечен космос или нет. Они пытаются понять, как выглядела Вселенная до Большого взрыва. Однако этот вопрос не имеет смысла. Ведь время и пространство сами по себе так же бесконечны. Итак, рассмотрим несколько теорий ученых о космосе и его границах.
Бесконечность — это.
Такое понятие, как «бесконечность», является одним из наиболее удивительных и относительных понятий. Издавна оно интересует ученых. В реальном мире, в котором мы живем, все имеет конец, в том числе и жизнь. Поэтому бесконечность манит своей таинственностью и даже некоей мистичностью. Бесконечность трудно представить. Но она существует. Ведь именно с ее помощью решается множество задач, и не только математических.
Бесконечность и ноль
Многие ученые уверены в теории бесконечности. Однако израильский математик Дорон Зельбергер не разделяет их мнение. Он утверждает, что существует огромное число и, если прибавить к нему единицу, конечный результат окажется нулевым. Однако данное число лежит так далеко за пределами человеческого понимания, что его наличие никогда не будет доказано. Именно на этом факте базируется математическая философия под названием «Ультрабесконечность».
Бесконечный космос
Есть ли вероятность того, что при сложении двух одинаковых чисел получится то же число? На первый взгляд это кажется абсолютно невозможным, но если речь идет о Вселенной. Согласно расчетам ученых, при отнимании от бесконечности единицы получается бесконечность. При сложении двух бесконечностей вновь выходит бесконечность. А вот если вычесть бесконечность из бесконечности, вероятнее всего, получится единица.
Древние ученые также задавались вопросом о том, существует ли граница у космоса. Их логика была простой и одновременно гениальной. Их теория выражается в следующем. Представьте себе, что вы достигли края Вселенной. Протянули руку за ее границу. Однако рамки мира раздвинулись. И так бесконечно. Представить это очень трудно. Но еще труднее представить, что же существует за ее границей, если она действительно есть.
Тысячи миров
Эта теория гласит, что космос бесконечен. Вероятно, в нем есть миллионы, миллиарды других галактик, которые вмещают в себя миллиарды других звезд. Ведь, если мыслить обширно, все в нашей жизни начинается снова и снова — фильмы следуют один за другим, жизнь, заканчиваясь в одном человеке, начинается в другом.
В мировой науке на сегодняшний день считается общепринятой концепция о многокомпонентной Вселенной. Но сколько Вселенных существует? Никто из нас этого не знает. В других галактиках могут находиться совсем иные небесные тела. В этих мирах господствуют совершенно другие законы физики. Но как доказать их наличие экспериментальным способом?
Сделать это можно лишь обнаружив взаимодействие между нашей Вселенной и другими. Это взаимодействие происходит через некие кротовые норы. Но как найти их? Одно из последних предположений ученых гласит, что такая нора есть прямо в центре нашей Солнечной системы.
Ученые предполагают, что в том случае, если космос бесконечен, где-то на его просторах находится двойник нашей планеты, а, возможно, и всей Солнечной системы.
Другое измерение
Еще одна теория гласит, что размеры космоса имеют пределы. Все дело в том, что ближайшую галактику (Андромеду) мы видим такой, какой она была миллион лет назад. Еще дальше — значит еще раньше. Расширяется не космос, расширяется пространство. Если мы сможем превысить скорость света, зайдем за границу космоса, то попадем в прошлое состояние Вселенной.
А что же находится за этой пресловутой границей? Возможно, другое измерение, без пространства и времени, которое только может представить наше сознание.
«Путешествие на край Вселенной»
Этот фильм был снят в 2008 году. Качественная графика покажет вам нашу Солнечную систему, а также всю галактику и даже пространство за ее пределами. Расстояние, на которое фильм переносит телезрителей, трудно вообразить. Вы увидите необычные и загадочные явления, которые происходят в космосе.
«Путешествие на край Вселенной» — один из лучших документальных фильмов о космосе.
Источник