Шкала масштабов Вселенной
Используйте онлайн интерактивную шкалу масштабов Вселенной: реальные размеры Вселенной, сравнение объектов космоса, планеты, звезды, скопления, галактики.
Мы все думаем об измерениях в общих понятиях, таких как другая реальность, или наше восприятие окружающей среды вокруг нас. Однако это лишь часть того, чем являются измерения на самом деле. И, прежде всего, существующее понимание измерений масштабов Вселенной – это лучшее из описанного в физике.
Физики предполагают, что измерения – это просто разные грани восприятия масштабов Вселенной. К примеру, первые четыре измерения включают длину, ширину, высоту и время. Однако, согласно квантовой физике, существуют другие измерения, описывающие природу вселенной и, возможно, всех вселенных. Многие ученые верят, что в настоящее время существует около 10 измерений.
Интерактивная шкала масштабов Вселенной
Измерение масштабов Вселенной
Первое измерение, как уже упоминалось, это длина. Хорошим примером одномерного объекта является прямая линия. Эта линия имеет только измерение длины. Вторым измерением является ширина. Это измерение включает и длину, хорошим примером двумерного объекта будет до невозможности тонкая плоскость. Вещи в двух измерениях можно рассматривать только в поперечном сечении.
Третье измерение включает высоту, и это измерение для нас наиболее знакомо. В комбинации с длиной и шириной, это наиболее хорошо видимая часть вселенной в терминах измерений. Лучшая физическая форма для описания этого измерения – куб. Третье измерение существует, когда пересекаются длина, ширина и высота.
Иерархическая шкала размеров Вселенной
Теперь все становится немного сложнее, потому что оставшиеся 7 измерений связаны с нематериальными понятиями, которые мы не можем наблюдать непосредственно, но знаем, что они существуют. Четвертое измерение – время. Это различие между прошлым, настоящим и будущим. Таким образом, лучшим описанием четвертого измерения будет хронология.
Другие измерения имеют дело с вероятностями. Пятое и шестое измерения связаны с будущим. Согласно квантовой физике, может быть любое количество вероятных вариантов будущего, но результат существует только один, и причина этого – выбор. Пятое и шестое измерения связаны с бифуркацией (изменением, разветвлением) каждой из этих вероятностей. В сущности, если бы вы могли управлять пятым и шестым измерением, вы могли бы вернуться во времени назад или побывать в различных вариантах будущего.
Измерения с 7 по 10 связаны с Вселенной и ее масштабом. Они основываются на том, что существует несколько вселенных, и каждая имеет собственные последовательности измерений реальности и возможных результатов. Десятое, и последнее, измерение, на самом деле является одним из всех возможных результатов всех вселенных.
Источник
Космос в масштабе: сравнение размеров и тотальная пустота
Земля – это крошечная песчинка в безжизненном и пустом вакууме Вселенной. Чтобы представить себе масштабы и сравнить размеры космических объектов и расстояния между ними, давайте для наглядности уменьшим Землю до размера апельсина. Что получится?
Луна – ближайший к нам космический объект, она получится размером примерно с вишенку, а от «апельсина» до неё будет примерно 3 метра. То есть, почти абсолютная пустота вокруг и где-то на расстоянии 3-ёх метров вокруг маленькой голубой тёплой Земли вращается совсем ма-ахонькая такая холодная каменная «вишенка»…
Две ближайшие к нам планеты – Венера и Марс: жаркая Венера ближе к Солнцу и лишь чуть-чуть уступит в размере земному «апельсину», а вот прохладный Марс дальше чем мы от центра солнечной системы и будет практически в 2 раза меньше. При этом, даже в таком масштабе расстояния до них получатся уже достаточно большими – 300 метров от Земли до Венеры и 440 метров до Марса. Просто представьте себе: небольшие такие «фрукты» – Земля, Марс и Венера, которые движутся по своим орбитам в чёрном пустом космосе, и минимальное расстояние между ними – это сотни метров.
На практике, если такую модель сконструировать в реальности, то разглядеть все эти «планеты-фрукты» невооружённым глазом будет просто невозможно – даже те, у которых соседние орбиты. Причём, чем дальше от Солнца, тем огромнее становятся дистанции. Например, последняя планета – Нептун, при таком раскладе будет находиться на расстоянии… 35 с лишним километров!
В центре нашей импровизированной системы находится «жёлтый карлик» – звезда по имени Солнце, до которого от «Земли-апельсина» будет 1 километр и 177 метров – очень далеко. Да, само по себе Солнце в сравнении с «апельсином» выглядит впечатляюще большим – почти 11 метров в диаметре, то есть примерно как трёх или четырёхэтажный огнедышащий дом, пылающий и сияющий от внутренней термоядерной реакции. Но каково расстояние до него, представляете?! Где этот «дом» и где наш «апельсин»?! А между ними – больше километра вакуума и космического холода (-273°С). Тем не менее, долетающего до Земли света достаточно для того, чтобы у нас здесь была жизнь…
Примечание: кстати, наше Солнце – это довольно мелкая звезда, а самые крупные из них – это всё равно что высоченные скалистые горы в сравнении с дачным домиком…
Вы же запомнили, что последняя планета нашей солнечной системы (если представить Землю размером с апельсин) находится на расстоянии примерно 35 километров от Солнца? А как вы думаете, где в таком случае находится следующая планета? Ближайшая к нам солнечная система – это планетарная система «красного карлика» с названием Проксима Центавра и в нашей сравнительной системе координат она находится на огромном удалении – ну почти как от Земли до Луны в реальности (но помним про соответствующий масштаб). А всё это эпичное расстояние – только безжизненная пустота и мрачный холод, холод и пустота…
Кстати, не лишним будет напомнить, что мы с вами, вообще-то, находимся в относительно плотной области галактики Млечный Путь, а вокруг нас, в основном, только ещё более пустынные пространства. Впрочем, по поводу «пустоты» имеются некие сомнения, связанные с недавно открытым феноменом «тёмной энергии» и «тёмной материи», но об этом поговорим как-нибудь в следующий раз.
А вы знаете, что защищает Землю и всё живое на ней от жёсткого космического излучения и холода? Тоненький слой атмосферы (ну и магнитное поле, конечно). В нашем примере – это будет практически неразличимая прослойка газа вокруг «апельсина», толщина которого составит всего 0,9 мм. При этом, надо понимать, что 97% из них – это абсолютно неприспособленная для жизни человека среда, которая считается «атмосферой» лишь условно. Таким образом, область жизни человека на планете размером с апельсин – это тонюсенький микроскопический слой на самой его поверхности…
Всё это важно понимать для осознания своего места во вселенной. И ценить свою крохотную биосферу.
Для справки:
диаметр условного апельсина – 10 см
глубина атмосферы Земли – 120 км (относительно пригодны для жизни – только первые 4-5 км)
диаметр Луны – 3 474 км
диаметр Земли – 12 750 км
диаметр Венеры – 12 100 км
диаметр Марса – 6 792 км
диаметр Солнца – 1 392 000 км
расстояние от Земли до Луны – 384 300 км
расстояние от Земли до Венеры – от 38 до 261 млн км
расстояние от Земли до Марса – от 55,7 до 401 млн км
расстояние от Солнца до Земли – 150 млн км (в среднем)
расстояние от Солнца до Нептуна – 4 500 млн км (в среднем)
Источник
Шкала масштабов Вселенной
Вселенная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии. Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то, следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления). Вселенная является предметом исследования космологии.
Найдены возможные дубликаты
простым поиском по Пикабу уже с десяток таких выбивает. @moderator, баян.
Ольга Сильченко — Эволюция дисковых галактик
Как изучается эволюция дисковых галактик? Чем отличаются молодые и старые галактики? Как со временем меняются темпы звёздообразования в галактиках? От чего зависят наблюдаемые различия в структуре дисковых галактик и какими они бывают?
Рассказывает Ольга Сильченко, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научной работе Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга
Астрономы обнаружили невидимую межгалактическую дорогу
Международная группа астрономов впервые получила изображение скопления галактик с черной дырой в центре, которые движутся на высокой скорости, образуя межгалактический поток материи.
Как сообщает Phys.org , полученные данные подтверждают ранее выдвинутые теории происхождения и эволюции Вселенной. В частности, ранее астрономы предположили, что почти с самого рождения Вселенной существует так называемая космическая паутина.
Ученые теоретически доказали, что галактики связаны невидимыми человеческому глазу нитями. Это своего рода дороги, состоящие из очень тонкого слоя газа и соединяющие скопления галактик по всей Вселенной. Считается, что материя на этих дорогах настолько разрежена, что ускользает даже от самых чувствительных камер и телескопов.
В 2020 году была зафиксирована первая из таких дорог — межгалактическая газовый поток длиной 50 миллионов световых лет. Но только сейчас ученые получили четкое изображение с беспрецедентным уровнем детализации Северного скопления галактик, обнаруженного на этой газовой нити.
Чтобы его получить, астрономы объединили изображения, полученные из различных источников, в том при помощи радиотелескопа CSIRO ASKAP и спутников eROSITA, XMM-Newton и Chandra. Это помогло детализировать снимки и впервые разглядеть крупную галактику, в центре которой находится черная дыра.
По словам ведущего автора исследования Энджи Вероники из Института астрономии Аргеландера при Боннском университете, вещество за галактикой струится и напоминает «косы бегущей девушки».
«Превосходная чувствительность телескопа ASKAP к слабому расширенному радиоизлучению стала ключом к обнаружению этих струй радиоизлучения сверхмассивной черной дыры, — говорит руководитель исследовательского проекта EMU, профессор Эндрю Хопкинс из австралийского Университета Маккуори. — Форма и ориентация этих струй, в свою очередь, дают важные ключи к разгадке движения галактики, в которой находится черная дыра».
Проанализировав полученное изображение, ученые пришли к выводу, что Северное скопление теряет материю по мере своего перемещения. В целом наблюдения подтверждают теоретическое представление о том, что газовая нить — это межгалактический поток материи. Северное скопление движется по этой дороге на высокой скорости к двум другим, гораздо более крупным скоплениям галактик, названным Abell 3391 и Abell 3395.
Китай построит на орбите Земли космическую солнечную электростанцию
Китай хочет стать первой страной, которая развернёт на околоземной орбите солнечную электростанцию. Объект планируется использовать для сбора, а также передачи собранной энергии на Землю. Конструкцию планируется разместить на геостационарной орбите, на высоте 35 786 километров, где она сможет постоянно находиться над выбранной точкой Земли, рассказал Лун Лэхао (Long Lehao), главный конструктор китайских ракет серии «Чанчжэн-9» на презентации, прошедшей в Гонконге, передаёт SpaceNews.
Китай планирует построить на орбите Земли космическую солнечную электростанцию
Китай хочет стать первой страной, которая развернёт на околоземной орбите солнечную электростанцию. Объект планируется использовать для сбора, а также передачи собранной энергии на Землю. Конструкцию планируется разместить на геостационарной орбите, на высоте 35 786 километров, где она сможет постоянно находиться над выбранной точкой Земли, рассказал Лун Лэхао (Long Lehao), главный конструктор китайских ракет серии «Чанчжэн-9» на презентации, прошедшей в Гонконге, передаёт SpaceNews.
Проект предусматривает строительство на орбите больших солнечных панелей. Преимуществом электростанции станет возможность почти постоянного получения солнечной энергии, независимо от погодных условий. Передавать энергию на Землю планируется с помощью лазеров или микроволн.
По словам Луна, проект должен начаться с небольшого эксперимента по передаче энергии в 2022 году. К 2030 году на орбиту планируется вывести полноценную электростанцию мегаваттного класса. Коммерческую станцию гигаваттного класса китайские учёные хотят разместить на орбите к 2050 году. Согласно расчётам, для этого потребуется более ста запусков сверхтяжёлой ракеты «Чанчжэн-9», в ходе которых на орбиту будет доставлено около 10 тыс. тонн конструкций для сборки сооружения. Суммарная площадь солнечной электростанции, согласно ожиданиям, составит один квадратный километр.
Проект орбитальной электростанции упоминался в числе китайских космических планов ещё в 2008 году. В 2019 году Китайская академия космических технологий в городе Чунцин приступила к строительству экспериментальной базы для испытания способов беспроводной передачи энергии.
Осуществлять доставку на орбиту элементов будущей солнечной электростанции планируется с помощью модернизированной сверхтяжёлой ракеты «Чанчжэн-9». Минувшей весной проект ракеты-носителя получил одобрение правительства Китая после нескольких лет разработки. Усовершенствованная версия ракеты сможет выводить на околоземную орбиту до 150 тонн полезной нагрузки, а на отлётную к Луне траекторию — от 50 до 53 тонн.
Того и гляди, доживем до сферы Дайсона
Космический телескоп James Webb будет наблюдать самые далекие квазары Вселенной
Квазары представляют собой яркие, далекие и активные сверхмассивные черные дыры, массы которых достигают миллионов и миллиардов масс Солнца. Расположенные обычно в центрах галактик, эти объекты питаются падающей на них материей и разражаются мощными вспышками излучения. Квазары являются одними из самых ярких объектов Вселенной и превосходят по светимости все звезды родительской галактики вместе взятые, а джеты и ветра квазаров принимают активное участие в формировании родительской галактики.
Вскоре после запуска космического телескопа James Webb («Джеймс Уэбб») команда ученых направит объектив телескопа на шесть самых далеких и ярких квазаров Вселенной.
Исследователи будут изучать свойства данных квазаров, а также их связь с ранними этапами эволюции галактик в ранней Вселенной. Кроме того, команда планирует использовать эти квазары для изучения газа, наполняющего пространство между галактиками, в частности, в период реионизации космоса, который закончился тогда, когда Вселенная еще была очень молода. Эти задачи планируется решить, используя экстремальную чувствительность телескопа James Webb и его сверхвысокое угловое разрешение.
«Все эти квазары, которые мы изучаем, существовали очень давно, в то время, когда возраст Вселенной составлял менее 800 миллионов лет, или менее 6 процентов от ее текущего возраста. Поэтому эти наблюдения дали нам возможность изучить эволюцию галактик и формирование сверхмассивных черных дыр в эту очень раннюю эпоху существования нашего мира», — объяснил член исследовательской группы Сантьяго Аррибас (Santiago Arribas), профессор кафедры астрофизики Центра астробиологии в Мадриде, Испания. Аррибас также входит в состав научной команды бортового инструмента Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) обсерватории James Webb.
Обсерватория James Webb способна работать с очень низкими уровнями яркости. Это имеет большое значение, поскольку, даже несмотря на то, что изучаемые квазары являются очень яркими сами по себе, они, тем не менее, находятся на огромном расстоянии от нас, поэтому сигнал, принимаемый обсерваторией, будет очень слабым. Только невероятная чувствительность космического телескопа James Webb позволит провести эти наблюдения, пояснили члены команды.
Первые звезды зажглись через 250-350 миллионов лет после Большого взрыва
«Космический рассвет», период истории Вселенной, когда в ней зажглись первые звезды, мог начаться через 250-350 миллионов лет после Большого взрыва, согласно новому исследованию.
В этой работе отмечается, что новый космический телескоп НАСА James Webb Space Telescope (JWST), запуск которого запланирован на ноябрь этого года, будет иметь достаточно высокую чувствительность для прямых наблюдений процессов формирования первых галактик.
Команда, возглавляемая астрономами из Соединенного Королевства, изучила шесть самых далеких галактик, известных науке, свет которых прошел почти через всю Вселенную, прежде чем достичь нас. Исследователи нашли, что эти галактики наблюдаются в период, когда возраст Вселенной составлял всего лишь 550 миллионов лет.
Анализируя снимки, сделанные при помощи космических телескопов Hubble («Хаббл») и Spitzer («Спитцер»), исследователи рассчитали, что возраст этих галактик составляет от 200 до 300 миллионов лет, что позволило датировать появление первых звезд в космосе.
Главный автор исследования доктор Николас Ляпорт (Nicolas Laporte) из Кембриджского университета, СК, пояснил: «Теоретики считают, что Вселенная на протяжении первых нескольких сотен миллионов лет оставалась темной, прежде чем в ней появились первые звезды и галактики. Датировка момента появления первых звезд во Вселенной представляет собой важную задачу современной астрономии».
«Наши наблюдения показывают, что «космический рассвет» произошел в период между 250 и 350 миллионами лет после Большого взрыва и что галактики в этот период были достаточно яркими для того, чтобы их можно было наблюдать при помощи космического телескопа нового поколения James Webb».
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Европейское космическое агентство представило долгосрочный план космических миссий до 2050 года
Не так давно European Space Agency (ESA) сообщило, что планирует запустить зонд EnVision к Венере. Сейчас же стал известен ряд фактов о других длительных миссиях, запланированных до середины текущего века.
Главные научные миссии ESA, которые, как предполагается, состоятся с 2035 по 2050 год, будут сконцентрированы на изучении спутников газовых гигантов нашей звездной системы, экзопланет и экосистемы Млечного пути. Кроме того, планируется ряд исследований в области физики ранней Вселенной.
В текущий момент ESA работает над программой Cosmic Vision, третий этап которой длится с 2015 года и будет завершен в 2025 году. Четвертый этап будет включать несколько миссий, которые пройдут в течение следующих 25 лет.
В позапрошлом году ESA попросило ученых внести идеи для четвертого этапа программы и получило в ответ более сотни предложений от научного сообщества. В свою очередь тематические группы оценили предложенные темы и сформулировали выводы. В конечном итоге ESA определило приоритетные направления. Их тематика была оглашена в первой половине июня. Конкретные задачи предстоящих миссий будут определены позднее.
По сообщениям ESA, первая тематика будет продолжением общей тенденции изучения спутников планет, уже упоминавшуюся в рамках части других миссий, например, Jupiter Icy, в задачи которой входит изучение спутников Юпитера с возможностью дальнейшего расширения области работы вплоть до соседних газовых гигантов.
Также отмечается, что исследование потенциальной обитаемости объектов в нашей звездной системе важно для понимания появления форм жизни и еще более важно для поиска схожих с Землей планет в других звездных системах.
Сообщается, что ESA взяло на себя обязанность к концу первой половины XXI века сформировать миссию для исследования экзопланет с умеренным климатом. В настоящее время агентство обладает зондами для ведения подобных исследований. В первую очередь это уже запущенный Cheops, а также Plato и Ariel, запуски которых запланированы на вторую половину десятилетия.
Нельзя не упомянуть миссии, в задачи которых войдет исследование физических свойств ранней Вселенной, а также изучение первичных структур космоса и черных дыр. Данные миссии должны помочь решить ряд фундаментальных проблем в астрофизике. Упомянутые миссиям будет присвоен, так называемый, L-класс. На такие миссии агентство тратит как минимум 650 млн. европейской валюты.
Ответ на пост «Поговорим о «холодном»»
По поводу «криогенной закалки» ножей.
Первое, что должно смутить человека, немного разбирающегося в физике — это фазовый переход при сверхнизких температурах.
Как ты, @Babakin, возможно, помнишь, скорость движения атомов сильно снижается при понижении температуры. Собственно, именно поэтому ты греешь заготовку перед закалкой — при высокой температуре у тебя образуется фаза, которая не может существовать в равновесии при комнатной температуре, а затем ты её резко охлаждаешь, и она уже не может вернуться в равновесное состояние, так как диффузия углерода в железе при комнатной температуре очень невысокая.
Ну и еще один момент — на диаграмме нет горизонтальных линий ниже той, о которой мы говорили. Т.е. сколько не понижай температуру — новой фазы уже не будет.
Закалка напрямую жидким азотом может немного «поджать» аустенит. Если ты делаешь закалку сразу в жидком азоте, то чисто теоретически у тебя может образоваться чуть больше мартенсита, чем при охлаждении до комнатной температуры. Делать криозакалку после отпуска для увеличения количества мартенсита смысла нет.
Второй нюанс. Как ты знаешь, при охлаждении все тела уменьшаются в объёме. Так и тут, кристаллы мартенсита будут обжиматься аустенитом вокруг и немного повреждаться (и аустенит тоже), т.е. в них будут образовываться дефекты. А чем больше дефектов в кристалле — тем выше твердость. Т.е. после окунания в жидкий азот твердость немного вырастет. Но тут всё дело в том, что и аустенит и мартенсит имеют довольно близкие коэффициенты термического расширения, и делать такое «в сторону нуля температур» не очень эффективно. Но вполне можно добиться увеличения твердости на несколько процентов (но далеко не на 10%). Но это если сталь «правильная». Этот эффект теоретически можно получить и при криозакалке уже после отпуска, но тут сильно спорно, будет ли он вообще.
Ну а теперь еще такой момент — есть материалы, у которых действительно есть фазовые переходы при низких температурах. Например, в ниобии при комнатной температуре содержится водород (как и во многих других металлах) и при охлаждении ниже -100С в нем (в ниобии) обрауется фаза гидридов ниобия с другой кристаллической решеткой. В нем прямо вырастают «пирамидки», разрывая основной материал. И для сверхпроводящих элементов это просто головная боль. Поэтому мы долго и упорно изучали и изучаем все эти явления. Но тут нюанс — у водорода очень большой коэффициент диффузии в металлах даже при сверхнизких температурах — он легко и быстро перемещается между узлов кристаллической решетки, ведь ион волорода — это обычный протон. А вот в сталях перемещатся нужно атомам углерода, а они сильно больше водорода.
Вот так вот. Жаль тебя расстраивать, но это всё байка для далёких от науки.
@Babakin, если тебе интересно, я могу промерять микротвердость на кусках стали, закаленной обычным способом и с криозакалкой.
Источник