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
Насколько велика Вселенная? Можно ли вообще ответить на этот вопрос?
Вселенная представляет собой огромное пространство, заполненное туманностями, звездными скоплениями, отдельными звездами, планетами с их спутниками, различными кометами, астероидами и, в конце концов, вакуумом, а также темной материей. Она настолько огромна, что полнота ответа на вопрос о том, насколько именно она большая, к сожалению, ограничена нашим нынешним уровнем развития технологий. Как бы там ни было, понимание размера Вселенной подразумевает понимание нескольких ключевых факторов. Одним из этих факторов, например, является понимание того, как ведет себя космос, а также понимание того, что то, что мы видим, является всего лишь так называемой «наблюдаемой Вселенной». Выяснить истинные размеры Вселенной мы не можем, потому что наши возможности не позволяют нам увидеть ее «край».
Рулеткой ее точно не измерить
Все, что находится за пределами видимой Вселенной, по-прежнему остается для нас загадкой и является предметом бесконечных споров и дискуссий среди астрофизиков всех мастей. Сегодня постараемся простыми словами объяснить то, к чему пришла наука к настоящему моменту времени в вопросах понимания размеров Вселенной, и постараемся ответить на один из самых животрепещущих и сложных вопросов о ее природе. Но сперва давайте рассмотрим базовые принципы того, как ученые определяют расстояние в космосе.
Как определяют расстояние в космосе
Самым простейшим методом определения расстояния в космосе является использование света. Однако если учесть то, каким образом свет распространяется в пространстве, то следует понимать, что те объекты, которые мы видим с Земли, в космосе необязательно будут выглядеть так же. Ведь для того, чтобы свет от далеких объектов достиг нашей планеты может потребоваться десятки, сотни, тысячи, а то и десятки тысяч лет.
Скорость света составляет 300 000 километров в секунду, но для космоса, для такого гигантского пространства, понятие секунды не является идеальной величиной для измерения.
В астрономии принято для определения расстояния использовать термин световой год. Один световой год приблизительно эквивалентен расстоянию 9 460 730 472 580 800 метров и дает нам не только представление о расстоянии, но также может говорить о том, какое количество времени потребуется свету объекта для того, чтобы нас достигнуть.
Такое расстояние сложно себе даже представить
Самым простым примером разницы времени и расстояний является свет Солнца. Среднее расстояние от нас до Солнца составляет около 150 000 000 километров. Допустим, у вас есть подходящий телескоп и защита для глаз, позволяющие вести за Солнцем наблюдение. Суть в том, что все, что вы будете видеть в телескоп, на самом деле происходило с Солнцем 8 минут назад (именно столько требуется свету, чтобы добрать до Земли). Свет Проксимы Центавра? Дойдет до нас только через четыре года. Или взять хотя бы такую крупную звезду, как Бетельгейзе, собирающуюся стать в скором времени сверхновой. Даже если бы это событие произошло сейчас, мы узнали бы о нем не раньше середины 27 века!
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Свет и его свойства сыграли ключевую роль в понимании нами того, насколько огромна Вселенная. В настоящий момент наши возможности позволяют нам заглянуть примерно на 46 миллиардов световых лет наблюдаемой Вселенной. Каким образом? Все благодаря используемой физиками и астрономами шкалы расстояний в астрономии.
Что такое параллакс
Телескопы являются лишь одним из инструментов для измерения космических расстояний и не всегда способны справится с этим заданием: чем дальше находится объект, расстояние до которого мы хотим измерить, тем сложнее это сделать. Радиотелескопы отлично подходят для измерения расстояний и проведения наблюдений лишь внутри нашей Солнечной системы. Они действительно способны предоставлять очень точные данные. Но стоит только направить их взор за пределы Солнечной системы, как их эффективность резко сокращается. Ввиду всех этих проблем астрономы решили прибегнуть к другому методу измерения расстояния — параллаксу.
Что такое параллакс? Объясним на простом примере. Закройте сначала один глаз и посмотрите на какой-нибудь объект, а затем закройте другой глаз и посмотрите снова на этот же объект. Заметили небольшое «изменение в положении» объекта? Этот «сдвиг» и называется параллаксом, методом, который используется для определения расстояния в космосе. Метод отлично работает, когда речь идет о звездах, находящихся в относительной близости от нас — примерно в радиусе 100 световых лет. Но когда и этот метод становится малоэффективным, ученые прибегают к другим.
Следующий способ определения расстояния носит название «метод главной последовательности». Он основан на наших знаниях о том, как со временем изменяются звезды определенных размеров. Сначала ученые определяют яркость и цвет звезды, а затем сравнивают показатели с ближайшими звездами, обладающими аналогичными характеристиками, выводя на основе этих данных приблизительное расстояние. Опять же, данный метод весьма ограничен и работает только в случае звезд, принадлежащих нашей галактике, или тех, которые находятся в радиусе 100 000 световых лет.
Чтобы заглянуть дальше, астрономы полагаются на метод измерения по цефеидам. Он основан на открытии американского астронома Генриетты Суон Ливитт, которая обнаружила зависимость между периодом изменения блеска и светимостью звезды. Благодаря этому методы многие астрономы смогли высчитать расстояния до звезд не только внутри нашей галактики, но и за ее пределами. В некоторых случаях речь идет о дистанциях в 10 миллионов световых лет.
Какого размера Вселенная?
И все же к вопросу размеров Вселенной мы пока не приблизились ни на йоту. Поэтому переходим к ультимативному средству измерений, основанному на принципе красного сдвига (или красного смещения). Суть красного смещения аналогична принципу работы эффекта Доплера. Вспомните железнодорожный переезд. Никогда не замечали, как звучание гудка поезда изменяется в зависимости от расстояния, усиливаясь при приближении и становясь тише при отдалении?
Свет работает примерно так же. Посмотрите на спектрограмму выше, видите черные линии? Они указывают на границы поглощения цвета химическими элементами, находящимися внутри и вокруг источника света. Чем больше сдвинуты линии к красной части спектра — тем дальше объект находится от нас. На основе подобных спектрограмм ученые также определяют то, насколько быстро объект двигается от нас.
Так мы плавно и подобрались к нашему ответу. Большая часть света, подвергшаяся красному смещению, принадлежит галактикам, возраст которых около 13,8 миллиарда лет.
Сколько лет Вселенной?
Если после прочтенного вы пришли к выводу, что радиус наблюдаемой нами Вселенной составляет всего 13,8 миллиарда световых лет, то вы не учли одной важной детали. Все дело в том, что на протяжении этих 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва Вселенная продолжала расширяться. Другими словами, это означает, что реальный размер нашей Вселенной гораздо больше, чем указано в наших изначальных измерениях.
Поэтому для того, чтобы узнать реальный размер Вселенной, необходимо принять во внимание еще один показатель, а именно то, насколько быстро Вселенная расширялась со времен Большого взрыва. Физики говорят, что наконец смогли вывести нужные цифры и уверены в том, что радиус видимой Вселенной в настоящий момент составляет около 46,5 миллиарда световых лет.
Правда, стоит также отметить, что эти подсчеты основаны лишь на том, что мы сами можем видеть. Точнее способны разглядеть в глубине космоса. Эти подсчеты не отвечают на вопрос истинного размера Вселенной. Кроме того, ученых заставляет задуматься некоторое несоответствие, согласно которому более удаленные от нас галактики в нашей Вселенной слишком хорошо сформированы, чтобы можно было считать, что они появились сразу после Большого взрыва. Для такого уровня развития потребовалось гораздо больше времени.
Необъяснимый факт, указанный выше, открывает целый ряд новых проблем. Некоторые ученые постарались посчитать, сколько потребовалось бы времени для развития этих полностью сформированных галактик. Например, оксфордские ученые пришли к выводу, что размер всей Вселенной может быть в 250 раз больше наблюдаемой.
Мы действительно способны измерить расстояния до объектов в пределах наблюдаемой Вселенной, но то, что находится за этой гранью, нам не известно. Конечно же, никто не говорит, что ученые не пытаются это выяснить, но, как уже говорилось выше, наши возможности ограничены нашим уровнем технического прогресса. Кроме того, не стоит также сразу отбрасывать предположение о том, что ученые, возможно, так никогда и не узнают настоящих размеров всей Вселенной, если учесть все факторы, находящиеся на пути решения этого вопроса.
Источник