Факты о космосе, которые заставят почувствовать себя песчинкой
Иногда очень сложно представить себе насколько огромным является космос. Мы можем наблюдать лишь малую часть Вселенной, а Земля — это всего лишь небольшая сцена в огромном космическом пространстве. Вот несколько интересных фактов о космосе, которые возможно заставят вас задуматься о своем месте в этом мире.
1. Солнце составляет 99,8 процентов массы Солнечной системы
А именно 1 989 100 000 000 000 000 000 000 000 000 кг. Все остальные планеты, спутники, астероида и другие материи, включая всех людей на Земле вмещаются в оставшиеся 0,2 процента.
2. Газовое облако в созвездии Орел содержит достаточно алкоголя, чтобы создать 200 септиллионов литров пива
Количество этанола было измерено в 1995 году, и ученые обнаружили 30 других химических веществ в облаке, но алкоголь был основным.
3. Мы обнаружили больше тысячи планет за пределами Солнечной системы за последние 20 лет
На данный момент подтверждено существование 1822 планет.
4. Все планеты Солнечной системы могли бы уместиться между Землей и Луной
Расстояние между Землей и Луной (384 440 км) – [Диаметр Меркурия (4879 км) + диаметр Венеры (12 104 км) + диаметр Марса (6771 км) + диаметр Юпитера (138 350 км) + диаметр Сатурна (114 630 км) + диаметр Урана (50 532 км) + диаметр Нептуна (49 105 км)] = 8069 км
5. Фотону требуется в среднем 170 000 лет, чтобы пройти от ядра Солнца к поверхности
Но всего лишь 8 минут, чтобы достичь Земли.
6. Мы не сможем услышать никаких звуков в космосе
Аппарат Вояджер попытался записать звук межзвездного пространства с помощью инструмента плазменной волны, но так как газ в межзвездном пространстве менее плотный, мы сами не сможем услышать этот звук.
Если бы звуковая волна проходила сквозь большое облако газа в космосе, всего несколько атомов в секунду достигли барабанной перепонки, и мы бы не услышали звук, так как наша барабанная перепонка не достаточно чувствительная.
7. Кольца Сатурна время от времени исчезают
Каждые 14-15 лет кольца Сатурна поворачиваются ребром к Земле. Они настолько узкие по сравнению с тем насколько большим является Сатурн, что кажется, что они исчезают.
8. У Сатурна есть дополнительное огромное кольцо, открытое только в 2009 году
Кольцо начинается примерно в 6 миллионах километрах от Сатурна, и его протяженность составляет 12 миллионов км, куда вместилось бы 300 Сатурнов. Спутник Сатурна Феба вращается внутри кольца и некоторые астрономы считают, что именно он является источником появления кольца.
9. На северном полюсе Сатурна есть шестиугольное облако
Шестиугольный вихрь простирается почти на 30 000 км в поперечнике.
10. В нашей Солнечной системе есть астероид с кольцами, как у Сатурна
У астероида Харикло два плотных и узких кольца. Это пятый объект в Солнечной системе, у которого есть кольца, наряду с Сатурном, Юпитером, Нептуном и Ураном.
11. Юпитер в 2,5 раза больше, чем все планеты Солнечной системы вместе взятые
Юпитер просто огромен.
12. За полтора часа на Землю попадает больше солнечной энергии, чем мы использовали за весь 2001 год
13. Если бы вы упали в черную дыру, вас бы растянуло как лапшу
Явление называется спаггетификация.
14. Если ничто не потревожит Луну (например, метеорит), то следы, оставленные на ее поверхности, продлятся вечно
В отличие от Земли тут нет эрозии, вызванной ветром и водой.
15. Недавно была открыта звезда, прятавшаяся в блеске сверхновой звезды 21 год
Звезда и ее спутница, которая взорвалась и прятала ее из виду, находятся в галактике M81, находящейся на расстоянии 11 миллионов световых лет от Земли.
16. Навозные жуки ориентируются по Млечному пути
Птицы, тюлени и люди используют звезды для ориентирования, но африканские навозные жуки используют целую галактику, а не отдельные звезды, чтобы убедится в том, что они двигаются по прямой.
17. Объект размером с Марс столкнулся с Землей 4,5 миллиардов лет назад
Это пока самое правдоподобное объяснение того, как сформировалась Луна. От объекта откололся кусок, ставший Луной, и заставил ось Земли слегка наклониться.
18. Мы все сделаны из звездной пыли
После Большого Взрыва, крошечные частицы соединились в водород и гелий. Затем в очень плотных и горячих центрах звёзд они объединились, создав элементы, включая железо.
Так как люди и другие животные, и большая часть материи содержит эти элементы, можно сказать, что мы состоим из звездной пыли.
19. В известной Вселенной бесчисленное количество звезд
Мы не знаем, сколько звезд во Вселенной. На данный момент мы используем приблизительные оценки, чтобы узнать, сколько звезд в нашей галактике Млечном пути. Умножив это число на предположительное число галактик во Вселенной, можно сказать, что существует невообразимое количество звезд.
Согласно исследованию Австралийского национального института число звезд составляет примерно 70 секстиллионов, а это 70 000 миллион миллион миллионов.
Источник
20 фактов о космосе, которые заставят вас почувствовать себя крошечным
Иногда очень сложно представить себе насколько огромным является космос.
Мы можем наблюдать лишь малую часть Вселенной, а Земля — это всего лишь небольшая сцена в огромном космическом пространстве.
Вот несколько интересных фактов о космосе, которые возможно заставят вас задуматься о своем месте в этом мире.
1. Солнце составляет 99,8 процентов массы Солнечной системы
А именно 1 989 100 000 000 000 000 000 000 000 000 кг. Все остальные планеты, спутники, астероиды и другие материи, включая всех людей на Земле вмещаются в оставшиеся 0,2 процента.
2. Газовое облако в созвездии Орел содержит достаточно алкоголя, чтобы создать 200 септиллионов литров пива
Количество этанола было измерено в 1995 году, и ученые обнаружили 30 других химических веществ в облаке, но алкоголь был основным.
3. Мы обнаружили больше тысячи планет за пределами Солнечной системы за последние 20 лет
На данный момент подтверждено существование 1822 планет.
4. Звук межзвёздного пространства звучит жутковато
Космический аппарат Вояджер-1 записал звук вибрирующей плотной плазмы в межзвездном пространстве в 2012 и 2013 году. Вот как он звучит.
Планеты Солнечной системы
5. Все планеты Солнечной системы могли бы уместиться между Землей и Луной
Расстояние между Землей и Луной (384 440 км) – [Диаметр Меркурия (4879 км) + диаметр Венеры (12 104 км) + диаметр Марса (6771 км) + диаметр Юпитера (138 350 км) + диаметр Сатурна (114 630 км) + диаметр Урана (50 532 км) + диаметр Нептуна (49 105 км)] = 8069 км
6. Фотону требуется в среднем 170 000 лет, чтобы пройти от ядра Солнца к поверхности
Но всего лишь 8 минут, чтобы достичь Земли.
7. Мы не сможем услышать никаких звуков в космосе
Аппарат Вояджер попытался записать звук межзвездного пространства с помощью инструмента плазменной волны, но так как газ в межзвездном пространстве менее плотный, мы сами не сможем услышать этот звук.
Если бы звуковая волна проходила сквозь большое облако газа в космосе, всего несколько атомов в секунду достигли барабанной перепонки, и мы бы не услышали звук, так как наша барабанная перепонка не достаточно чувствительная.
8. Кольца Сатурна время от времени исчезают
Каждые 14-15 лет кольца Сатурна поворачиваются ребром к Земле. Они настолько узкие по сравнению с тем насколько большим является Сатурн, что кажется, что они исчезают.
9. У Сатурна есть дополнительное огромное кольцо, открытое только в 2009 году
Кольцо начинается примерно в 6 миллионах километрах от Сатурна, и его протяженность составляет 12 миллионов км, куда вместилось бы 300 Сатурнов. Спутник Сатурна Феба вращается внутри кольца и некоторые астрономы считают, что именно он является источником появления кольца.
10. На северном полюсе Сатурна есть шестиугольное облако
Шестиугольный вихрь простирается почти на 30 000 км в поперечнике.
11. В нашей Солнечной системе есть астероид с кольцами, как у Сатурна
У астероида Харикло два плотных и узких кольца. Это пятый объект в Солнечной системе, у которого есть кольца, наряду с Сатурном, Юпитером, Нептуном и Ураном.
12. Юпитер в 2,5 раза массивнее (тяжелее), чем все планеты Солнечной системы вместе взятые
Его вес равен весу 317,8 таких планет как Земля.
Интересные факты о космосе
13. За полтора часа на Землю попадает больше солнечной энергии, чем мы использовали за весь 2001 год
14. Если бы вы упали в черную дыру, вас бы растянуло как лапшу
Явление называется спаггетификация.
15. Если ничто не потревожит Луну (например, метеорит), то следы, оставленные на ее поверхности, останутся нетронутыми навсегда
В отличие от Земли тут нет эрозии, вызванной ветром и водой.
16. Недавно была открыта звезда, прятавшаяся в блеске сверхновой звезды 21 год
Звезда и ее спутница, которая взорвалась и прятала ее из виду, находятся в галактике M81, находящейся на расстоянии 11 миллионов световых лет от Земли.
17. Навозные жуки ориентируются по Млечному пути
Птицы, тюлени и люди используют звезды для ориентирования, но африканские навозные жуки используют целую галактику, а не отдельные звезды, чтобы убедится в том, что они двигаются по прямой.
18. Объект размером с Марс столкнулся с Землей 4,5 миллиардов лет назад
Это пока самое правдоподобное объяснение того, как сформировалась Луна. От объекта откололся кусок, ставший Луной, и заставил ось Земли слегка наклониться.
Звезды Вселенной
19. Мы все сделаны из звездной пыли
После Большого Взрыва, крошечные частицы соединились в водород и гелий. Затем в очень плотных и горячих центрах звёзд они объединились, создав элементы, включая железо.
Так как люди и другие животные, и большая часть материи содержит эти элементы, можно сказать, что мы состоим из звездной пыли.
20. В известной Вселенной бесчисленное количество звезд
Мы не знаем, сколько звезд во Вселенной. На данный момент мы используем приблизительные оценки, чтобы узнать, сколько звезд в нашей галактике Млечном пути. Умножив это число на предположительное число галактик во Вселенной, можно сказать, что существует невообразимое количество звезд.
Согласно исследованию Австралийского национального института число звезд составляет примерно 70 секстиллионов , а это 70 000 миллион миллион миллионов.
Источник
Прошло много лет, но теперь мы знаем размеры Вселенной
Масштабы космоса сложно представить и еще сложнее — точно определить. Но благодаря гениальным догадками физиков, мы думаем, что хорошо представляем, насколько велик космос. «Давайте прогуляемся по Вселенной», — такое приглашение сделал американский астроном Харлоу Шепли перед аудиторией в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1920 году. Он принимал участие в так называемой Большой Дискуссии, посвященной масштабам Вселенной, вместе с коллегой Хибером Кертисом.
Неужели Вселенная не безгранична?
Шепли полагал, что наша галактика Млечный Путь была 300 000 световых лет в поперечнике. Это в три раза больше, чем думают сейчас, но для того времени измерения были вполне неплохие. В частности, он рассчитал в целом правильные пропорциональные расстояния в пределах Млечного Пути — положение нашего Солнца относительно центра галактики, к примеру.
В начале 20 века, впрочем, 300 000 световых лет казались многим современникам Шепли каким-то абсурдно большим числом. А мысль о том, что другие спиральные галактики вроде Млечного Пути — которые были видны в телескопы — были такими же большими, вообще не принимали всерьез. Да и сам Шепли считал, что Млечный Путь должен быть особенным. «Даже если спирали представлены звездами, они не сравнимы по размеру с нашей звездной системой», говорил он своим слушателям.
Кертис не согласился. Он думал, и это было правильно, что во Вселенной было много других галактик, разбросанных подобно нашей. Но его отправной точкой было допущение, что Млечный Путь был намного меньше, чем подсчитал Шепли. По расчетам Кертиса, Млечный Путь был всего 30 000 световых лет в диаметре — или в три раза меньше, чем показывают современные расчеты.
В три раза больше, в три раза меньше — речь идет о таких огромных расстояниях, что вполне понятно, что астрономы, размышлявшие на эту тему сто лет назад, могли так ошибаться.
Какого размера Млечный Путь?
Это наша галактика Млечный путь
Сегодня мы достаточно уверены, что Млечный Путь где-то между 100 000 и 150 000 световым годами в поперечнике. Наблюдаемая Вселенная, конечно, намнооооооого больше. Полагают, что ее диаметр составляет 93 миллиарда световых лет. Но с чего такая уверенность? Как вообще можно измерить что-то такое с Земли?
С тех пор, как Коперник заявил, что Земля не является центром Солнечной системы, мы всегда с трудом переписывали наши представления о том, чем является Вселенной — и особенно насколько большой она может быть. Даже сегодня, как мы увидим, мы собираем новые свидетельства касательно того, что целая Вселенная может быть гораздо больше, чем мы думали недавно.
Кейтлин Кейси, астроном из Университета штата Техас в Остине, изучает Вселенную. Она говорит, что астрономы разработали набор хитроумных инструментов и систем измерения, чтобы подсчитать не только расстояние от Земли до других тел в нашей Солнечной системе, но и пропасти между галактиками и даже до самого конца наблюдаемой Вселенной.
Шаги к измерению всего этого проходят через шкалу расстояний в астрономии. Первая ступень этой шкалы довольно проста и в наши дни полагается на современные технологии.
«Мы можем просто отразить радиоволны от ближайших планет в Солнечной системе, вроде Венеры и Марса, и измерить время, которое понадобится этим волнам, чтоб вернуться на Землю, — говорит Кейси. — Измерения, таким образом, будут очень точными».
Большие радиотелескопы вроде Аресибо в Пуэрто-Рико могут делать эту работу — но они также способны на большее. Аресибо, например, может обнаруживать астероиды, летающие вокруг нашей Солнечной системы и даже создавать их изображения, в зависимости от того, как радиоволны отражаются от поверхности астероида.
Но использовать радиоволны для измерения расстояний за пределами нашей Солнечной системы непрактично. Следующая ступень в этой космической шкале — это измерение параллакса. Мы делаем это постоянно, даже не осознавая. Люди, как и многие животные, интуитивно понимают расстояние между собой и объектами, благодаря тому, что у нас есть два глаза.
Как измеряют размеры в космосе
Если вы держите объект перед собой — руку, например — и смотрите на него одним открытым глазом, а затем переключаетесь на другой глаз, вы видите, как ваша рука слегка сдвигается. Это называется параллаксом. Разницу между этими двумя наблюдениями можно использовать для определения расстояния до объекта.
Наш мозг делает это естественным образом с информацией из обоих глаз, и астрономы делают то же самое с ближайшими звездами, только используют другие органы чувств: телескопы.
Представьте, что в космосе плавает два глаза, по обе стороны от нашего Солнца. Благодаря орбите Земли, у нас имеются эти глаза, и мы можем наблюдать смещение звезд относительно объектов на фоне, используя этот метод.
«Мы измеряем положение звезд в небе, скажем, в январе, а потом ждем шесть месяцев и измеряем положение тех же звезд в июле, когда оказываемся по другую сторону Солнца», говорит Кейси.
Тем не менее есть порог, за которым объекты уже так далеки — около 100 световых лет — что наблюдаемое смещение слишком малое, чтобы обеспечить полезный расчет. На этом расстоянии мы все еще будем далеки от края нашей собственной галактики.
Следующий шаг — установка по главной последовательности. Он опирается на наше знание того, как звезды определенного размера — известные как звезды главной последовательности — развиваются с течением времени.
Во-первых, они меняют цвет, с возрастом становясь краснее. Точно измеряя их цвет и яркость, а после сравнивая это с тем, что известно о расстоянии до звезд главной последовательности, которые измеряются методом тригонометрического параллакса, мы можем оценить положение этих, более далеких звезд.
Принцип, который лежит в основе этих вычислений, заключается в том, что звезды одной массы и возраста будут казаться нам одинаково яркими, если бы находились на одном расстоянии от нас. Но поскольку зачастую это не так, мы можем использовать разницу в измерениях, чтобы выяснить, как далеки они на самом деле.
Наблюдаемую Вселенную проще всего представить в виде сферы, за пределами которой находится неизвестность. На изображении наблюдаемая Вселенная в логарифмическом масштабе
Звезды главной последовательности, которые используются для этого анализа, считаются одним из типов «стандартных свечей» — тел, величину которых (или яркость) мы можем посчитать математически. Эти свечи разбросаны по всему космосу и предсказуемо освещают Вселенную. Но звезды главной последовательности не единственные примеры.
Это понимание того, как яркость связана с расстоянием, позволяет нам понимать расстояния до еще более далеких объектов — вроде звезд в других галактиках. Подход как с основной последовательностью уже не будет работать, потому что свет этих звезд — которые в миллионах световых лет от нас, если не больше — трудно точно проанализировать.
Что такое цефеиды
Но в 1908 году ученый по имени Генриетта Суон Ливитт из Гарварда осуществила фантастическое открытие, которое помогло нам измерить и эти колоссальные расстояния. Суон Ливитт поняла, что существует особый класс звезд — цефеиды.
«Она заметила, что определенный тип звезды меняет свою яркость с течением временем, и это изменение яркости, в пульсации этих звезд, напрямую связано с тем, насколько они яркие по своей природе», говорит Кейси.
Другими словами, более яркая звезда класса цефеид будет «пульсировать» медленнее (в течение многих дней), чем более тусклая цефеида. Поскольку астрономы могут весьма просто измерить пульс цефеиды, они могут сказать, насколько яркая звезда. Затем, наблюдая за тем, насколько яркой она кажется нам, они могут рассчитать расстояние до нее.
Этот принцип аналогичен подходу с главной последовательностью в том смысле, что ключевой является яркость. Однако важно то, что расстояние можно измерить различными способами. И чем больше способов измерения расстояний у нас есть, тем лучше мы можем понять истинный масштаб наших космических задворок.
Именно открытие таких звезд в нашей собственной галактике убедило Харлоу Шепли в ее большом размере. В начале 1920-х годов Эдвин Хаббл обнаружил цефеиды в ближайшей к нам галактике Андромеды и заключил, что она всего в миллионе световых лет от нас.
Какого размера Вселенная
Сегодня, по нашим лучшим оценкам, эта галактика в 2,54 миллиона световых лет от нас. Стало быть, Хаббл ошибался. Но это нисколько не умаляет его заслуг. Потому что мы до сих пор пытаемся рассчитать расстояние до Андромеды. 2,54 миллиона лет — это число, по сути, является результатом относительно недавних расчетов.
Даже сейчас масштаб Вселенной сложно представить. Мы можем его оценивать, и очень хорошо, но, по правде говоря, точно вычислить расстояния между галактиками очень трудно. Вселенная невероятно большая. И нашей галактикой не ограничена.
Хаббл также измерил яркость взрывающихся белых карликов — сверхновых типа 1А. Их можно увидеть в довольно далеких галактиках, за миллиарды световых лет от нас. Поскольку яркость эти вычислений можно рассчитать, мы можем определить, насколько они далеки, как мы это сделали с цефеидами. Сверхновые типа 1А и цефеиды — примеры того, что астрономы называют стандартными свечами.
Есть еще одна особенность Вселенной, которая может помочь нам измерить действительно большие расстояния. Это красное смещение.
Если сирена кареты скорой помощи или полицейского автомобиля когда-нибудь проносилась мимо вас, вы знакомы с эффектом Доплера. Когда скорая приближается, сирена звучит пронзительнее, а когда удаляется, сирена снова стихает.
То же самое происходит с волнами света, только в мелких масштабах. Мы можем зафиксировать это изменение, анализируя спектр света удаленных тел. В этом спектре будут темные линии, поскольку отдельные цвета поглощаются элементами в источнике света и вокруг него — поверхности звезд, например.
Чем дальше объекты от нас, тем дальше в сторону красного конца спектра будут смещаться эти линии. И это не только потому что объекты далеки от нас, а потому что они еще и удаляются от нас с течением времени, благодаря расширению Вселенной. И наблюдение красного смещения света далеких галактик, собственно, предоставляет нам доказательство того, что Вселенная действительно расширяется.
Картик Шет, ученый NASA, предлагает такую аналогию: разместить точки на поверхности воздушного шара — каждая из которых будет представлять галактику — и затем надуть шар. По мере расширения резины, расстояние между точками на поверхности увеличивается. «Пока Вселенная расширяется, каждая галактика удаляется от других. Обычно волна должна быть такой же частоты, на которой она была излучена, но теперь пространство-время само растянулось, поэтому волна стала казаться длиннее».
Чем быстрее галактика удаляется от нас, тем дальше она должна быть — и тем больше красного смещения мы сможем обнаружить в свете, получив его на Земле. Опять же, именно Эдвин Хаббл открыл пропорциональную связь между его цефеидами в далеких галактиках и тем, сколько света из этих галактик прошло через красное смещение.
А теперь ключ нашей головоломки. Самое сильное красное смещение света, которое мы можем обнаружить в наблюдаемой Вселенной, показывает, что свет шел к нам из галактик, которым 13,8 миллиарда лет.
Поскольку это самый старый свет, который мы обнаружили, он также позволяет нам измерить возраст самой Вселенной.
Когда родилась Вселенная
Вселенная, которую мы в настоящее время видим, состоит из скоплений газа и пыли, звезд, черных дыр и галактик
Но в течение последних 13,8 миллиарда лет Вселенная постоянно расширялась — и поначалу делала это очень быстро. Принимая это во внимание, астрономы пришли к выводу, что галактики на краю наблюдаемой Вселенной, свет которых шел к нам 13,8 миллиарда лет, должны быть в 46,5 миллиардах световых лет от нас.
Это радиус наблюдаемой Вселенной. Умножьте его и получите диаметр: 93 миллиарда световых лет. Это число опирается на множество других измерений и научных изысканий, и это кульминация столетий работы. Но как говорит Кейси, оценка немного грубовата.
С одной стороны, учитывая сложность некоторых самых старых галактик, что мы можем обнаружить, непонятно, как они смогли образоваться так быстро после Большого Взрыва. Возможно, некоторые наши расчеты неправильны.
«Если одна из ступеней шкалы астрономических расстояний ошибается на 10%, тогда и другие ошибаются, поскольку они опираются друг на друга», говорит Кейси.
Все становится еще сложнее, когда мы пытаемся задумываться о Вселенной, которая лежит за пределами наблюдаемого. О «целой» Вселенной. В зависимости от того, какая теория больше вам по душе, целая Вселенная может быть конечна или бесконечна.
Недавно Мигран Варданян и его коллеги из Оксфордского университета в Великобритании проанализировали известные данные об объектах в наблюдаемой Вселенной, чтобы увидеть, что можно извлечь из этих знаний о форме целой Вселенной. Результаты привели к новым оценкам: целая Вселенная в 250 раз больше наблюдаемой.
Мы никогда не сможем увидеть эти далекие области. Но наблюдаемой Вселенной хватит большинству из нас. Для ученых вроде Кейси и Шета она бесконечно удивительна.
«Все, что мы узнали о Вселенной — о том, насколько она большая, насколько удивительны объекты в ней — мы сделали просто собрав эти фотоны света, которые прошли миллионы и миллионы световых лет, чтобы попасть в наши детекторы и камеры и умереть», говорит Шет.
«Это унизительно, — говорит Кейси. — Астрономия научила нас, что мы не в центре Вселенной, мы даже не в центре нашей Солнечной системы или галактики».
Однажды мы заберемся так далеко во Вселенную, что и представить трудно. Пока что мы можем только смотреть. Но и просто смотреть можно бесконечно далеко.
Источник