Размеры Вселенной в световых годах масштаб Вселенной
Размеры Вселенной для нас непостижимо велики. Все, что нас окружает, да и мы сами – это лишь крупинки этого всеобъемлющего понятия. Да и само оно имеет не сколько астрономический, сколько философский подтекст.
К философской части вселенной относится весь существующий в природе материальный мир, который не имеет границ во времени и пространстве. Он представлен разными формами и состояниями, принимаемыми материей в результате своего развития.
Астрономической частью вселенной ученые считают все, что существует: пространство, материя, время, энергия. В нее так же входят планеты, звезды, другие все возможные космические тела. Размер Вселенной ученые могут осознать лишь частично. Да и подобрать ей точное и емкое определение исследователи не могут. Возможно, она эквивалентна Богу или иным проявлениям Высшего Разума.
Масштабы Вселенной
Чтобы хотя бы немного приблизиться к ответу на вопрос, каковы размеры Вселенной, необходимо оценить масштабы отдельных ее частей. Для человека обогнуть земной шар задача сложная, но вполне выполнимая. А теперь представьте, что наша планета по сравнению с Сатурном, как монетка в сравнении с баскетбольным мячом. А по отношению к Солнцу Земля вообще выглядит как маленькое зернышко.
Вся Солнечная система также не обладает значительной протяженностью в масштабе Вселенной. Если рассматривать пределом системы границу гелиосферы, ее протяженность составляет около 120 астрономических единиц. При этом за одну а.е. принимают расстояние, равное
150 млрд. км. А теперь представьте, что диаметр всей галактики Млечный путь, частью которой является Солнце с окружающими его планетами, равен 1 квинтиллиону километров. Это число в 18 нулями. А само скопление разных небесных тел содержит, по разным подсчетам, от 2*1011 до 4*1011 звезд, большинство из которых превосходят по размерам наше небесное светило.
И ведь Млечный путь – не единственная галактика во всем космическом пространстве. На звездном небе Земли невооруженным глазом можно рассмотреть соседние звездные скопления: Андромеду, Большое и Малое Магеллановы облака. Расстояния до них измеряется в мегапарсеках — в миллионах световых лет. И каждая из них также простирается на немыслимые для человеческого разума расстояния.
Все скопления звезд группируются в крупномасштабные объединения – группы галактик. К примеру, Млечный путь и соседние формирования входят в Местную группу диаметром около 1 мегапарсека. Представьте, для того, чтобы лучу света пройти ее из одного конца в другой, понадобится 3,2 млн. лет.
Но и эта величина не является самой большой. Группы галактик, в свою очередь, объединены в сверхскопления или суперкластер. Эти крупномасштабные вселенские структуры содержат сотни и тысячи галактических групп и миллионы звездных формирований. Так, в Суперкластере Девы, куда входит Млечный путь, расположено более 100 групп галактик. Протяженность этой структуры составляет более 200 млн. световых лет и эта лишь часть гигантского формирования Ланиакея.
Центр тяжести Ланиакеи – сверхскопление Великий аттрактор, притягивает к себе все остальные структуры этой части космического пространства. Его можно смело назвать центром Вселенной, с оговоркой, что это лишь сердцевина познанного нами космоса. Вся же Ланиакея имеет диаметр более 500 млн. световых лет. И, чтобы в окончательно осознали масштабы Вселенной, представьте, что это гигантское образование – всего лишь та малая часть космоса, которую смог обозреть и представить человек.
Видимая Вселенная и ее размеры
Видимая, или Наблюдаемая Вселенная – очень сложное понятие. По теории советского геофизика Фридмана, все космическое пространство находится сейчас в стадии расширения. При этом все его элементы отдаляются друг от друга со сверхсветовой скоростью. Относительно Земли, видимая часть вселенских просторов – это та область безграничного пространства, откуда до нас может поступать излучение. При этом сам объект, испускающий сигнал, уже мог приобрести сверхсветовую скорость удаления от нашей галактики, но излучение от него мы все еще регистрируем.
Каковы размеры Видимой Вселенной? Границей наблюдаемой части космоса является космологический горизонт. Все вселенские структуры, находящиеся за пределами этой области, испускают излучение, которое не доходит до Солнечной системы. Однако точные размеры видимой части Вселенной установить очень трудно из-за ее постоянно ускоряющегося расширения.
Если принять нашу звездную систему за центр наблюдаемой части космоса, а поверхность последнего рассеяния реликтового излучения за космологический горизонт, то вся эта сфера в диаметре будет составлять 93 млрд. световых лет. Ее составной структурой является Метагалактика — область космического пространства, доступная для изучения современными астрономическими приборами. Метагалактика однородна и изотропна, а исследователи до сих пор спорят, является ли она всей Вселенной или только ее маленькой частицей. Ее протяженность постоянно меняется из-за совершенствования технологий, использующихся астрономами.
Что такое космос и каковы его размеры
Рассказывая про размеры Вселенной, нельзя не упомянуть про понятие «космос». Под этим термином понимают часть вселенских просторов, заполненную пустотой, лежащую за пределами атмосфер и оболочек небесных тел. Космос не пустой или полый. Он заполнен межзвездным веществом, состоящим из молекул водорода, кислорода, а также ионизирующего и электромагнитного излучения. Кроме того, присутствует темная материя, о которой уже несколько веков спорят ученые. Многие из них выдвигают гипотезу о том, что эта скрытая масса — связующее звено космического пространства.
Современные астрономы, принимая за точку отсчета нашу планету, различают:
- Ближний космос. Для человека он начинается на высоте порядка 19 километров. Это линия Армстронга, где происходит закипание воды при температуре человеческого тела. У человека, находящегося на этой высоте без скафандра, начинает закипать слюна и слезы. Высота всего в 100 километров считается международным официальным рубежом, после которого начинается космическое пространство.
- Околоземный космос – считается таковым до высоты около 260 тысяч километров. Это высота, до которой сила притяжения Земли превосходит притяжение Солнца. В диапазоне этих высот совершают орбитальные полеты наши космонавты и летают различные спутники.
- Межпланетная область. На этих высотах, а точнее удалениях от Земли совершает свой полет вокруг нашей планеты ее естественный спутник –Луна. На эти расстояния летали только автоматические космические станции и астронавты НАСА при высадке на Луну в 1970 году.
- Межзвездное пространство – удаление от Земли меряется уже в миллиардах километров.
- Межгалактическое пространство, где величины удаления составляют около 5 квинтиллионов километров. Все это ничтожно учитывая размер мироздания.
Насколько огромен мир?
После всего прочитанного стоит задуматься, насколько огромен мир, в котором мы живем. Люди всего лишь микробы по сравнению только с нашей Солнечной системой, не говоря уже о галактиках и космосе. При этом размер Вселенной не мыслим. И вряд ли мы сможем когда-нибудь познать его.
Источник
Место человека во Вселенной
Всем известно устаревшее представление о мире как о плоском диске, который лежит на черепахе или каком ином животном. Но оно действительно имело место быть, несмотря на кажущуюся абсурдность. Сверху этот диск накрывался твердым куполом небосвода, в который можно было упереться, поднявшись на необходимую высоту, а стоявшие на краю диска Атланты держали его на своих плечах. Если достаточно долго плыть в одном направлении, по представлениям древних, запросто можно было достичь края диска и упасть.
Затем появились новые теории, которые видоизменяли общую картину мира. Так, сначала появилась геоцентристская, а затем и гелиоцентристская модели мира. Первая предполагала, что вся Вселенная вращается вокруг Земли, вторая — вокруг Солнца. Но работы Коперника, Кеплера и Ньютона окончательно заставили человечество принять тот факт, что точки, наблюдаемые на небосклоне невооруженным взглядом — это объекты, подобные Солнцу, только находящие очень далеко от нас. И тогда человечество, пожалуй, впервые осознало то, что оно не находится в центре Вселенной и что все вокруг крутится не вокруг него. Солнечная система оказалась лишь одним из многих образований во Вселенной, отличающимся лишь тем, что мы, люди, осознавшие этот факт, находимся именно здесь.
Дальнейшие исследования позволили понять, что Солнечная система находится на внутренней стороне одного из рукавов спиральной галактики под названием Млечный Путь, а также то, что таких галактик неисчислимое множество, удаленных на разное расстояние от нашей. Все звезды, которые можно увидеть невооруженным взглядом (а их около пяти тысяч), составляют ничтожно малую часть от звезд, которые есть лишь в одной нашей галактике (200-400 миллиардов). Сам Млечный Путь представляет собой лишь одну из многих сотен миллиардов галактик.
Если бы звезда была крупинкой соли, все звезды, видимые невооруженным глазом, уместились бы в чайной ложке, однако звезды всей Вселенной составили бы шар диаметром более тринадцати километров.
— Стивен Хокинг
Таким образом, человечество постепенно осознавало истинные масштабы Вселенной и поражалось собственной ничтожности. Размеры Вселенной действительно потрясают воображение. Их даже невозможно представить. Ближайшая к нам звезда — Проксима Центавра — находится более чем в четырех световых годах от нас (напомню, что Солнце находится в восьми световых минутах от нас — то есть примерно в 270 000 раз ближе, чем Проксима Центавра).
Собственно вот теперь и можно задать тот вопрос, который и является предметом данных размышлений. Одиноко ли человечество во Вселенной? Несет ли оно полную ответственность за жизнь во всей Вселенной или же существуют и другие расы, с которыми нам еще предстоит встретиться?
Существует две возможности: либо мы одиноки во Вселенной, либо нет. Обе одинаково ужасны.
— Артур Чарльз Кларк
Только представьте, сколь неописуемо холодна была бы Вселенная, населяй мы ее в одиночку. Является ли Земля единственной планетой, на которой образовалась жизнь, а человечество — единственной во Вселенной технологически развитой расой? Этот вопрос будоражит умы ученого мира наряду с такими глобальными вопросами как с чего все началось и чем все закончится.
По сути многие размышления о существовании внеземных цивилизаций сводятся сейчас к парадоксу, сформулированному физиком Энрико Ферми:
Соединение распространённой веры в то, что во Вселенной существует значительное количество технологически развитых цивилизаций, с отсутствием каких-нибудь наблюдений, которые бы её подтверждали, является парадоксальным и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны.
— Энрико Ферми
Другими словами, если существуют другие цивилизации, которые вполне могут иметь историю, насчитывающую многие миллиарды лет, то почему человечество до сих пор не наблюдает каких-либо зондов, радиопередач или иных признаков внеземного разума?
Одной из наиболее успешных попыток ответить на этот вопрос стало уравнение Дрейка, которое на основании таких данных, как количество звезд, образующихся в течение года в галактике, доля звезд, обладающих планетами, среднее количество планет с подходящими для зарождения жизни условиями, вероятность возникновения жизни и затем вероятность возникновения разумной жизни, доля цивилизаций, которые готовы к контакту среди всех развитых цивилизаций (то есть отсекаем недоразвитых), а также приблизительное время жизни развитой цивилизации. Но в данном конкретном случае все упирается в оценки этих параметров. Так, сам Дрейк в результате своих расчетов получил значение 10, то есть по крайней мере десять цивилизаций готовы к контакту в нашей галактике. Другие расчеты получали значения от 0,000125 до 5000. Однако, ученые сейчас склонны считать, что реальное значение гораздо ближе к минимальному значению данного диапазона.
Это было обосновано профессором палеонтологии Уордом в рамках его концепции уникальной Земли. То есть, создание условий, в которых могла бы зародиться жизнь, а затем из нее зародиться разумная жизнь, а также развиться до достаточного уровня ужасно мала, а потому если жизнь и существовала или будет существовать, то вероятность встретить ее в тот же временной промежуток времени, в который развивается человечество пренебрежимо мала.
Также довольно популярной является так называемая гипотеза зоопарка. Кто не смотрел фильм “Шоу Трумана”. Вот представьте то же самое, только вместо одного Трумана — все человечество, а вместо укрытой площадки-города — наша Земля.
И если планета Земля — это не одно огромное галактическое шоу (что отлично показано в сериале South Park s07 e04), то можно предположить одно из двух: либо нас изучают, либо ждут, когда мы разовьемся до некоторого определенного уровня чтобы затем выйти на контакт. И если со вторым все понятно, то в случае первого варианта все довольно жутко.
Разумеется, фантасты уже представили нам самые разные варианты этих событий. Рассказ великого фантаста Айзека Азимова “Выведение человека. ” как раз представляет нам размышления одного гениального ученого на эту тему.
Так, человечество изучает другие виды с точки зрения генетики. Берется по одной особи двух видов, они скрещиваются, и смотрится, что получается на выходе (обычно данный процесс происходит с одноклеточными простейшими, некоторыми растениями). Но что было бы, если бы существовали люди, а точнее раса людей, которая бы воспроизводилась, допустим, с недельными интервалами? Тогда бы человечество могло бы изучать их и ставить на них различные опыты. Однако, именно так бы поступали по отношению к нам существа, чей жизненный цикл можно оценить в тысячи лет. Для них мы рождаемся и умираем достаточно быстро, чтобы можно было успешно проводить на нас опыты. А в случае внезапного быстрого технологического скачка всегда можно устроить катаклизм, войну или еще что-нибудь в этом роде. Ведь эти наблюдатели достаточно развиты.
На это же указывает и то, что человек слишком сильно отличается от прочих приматов (которые, согласно теории эволюции, были нашими предками). Общий принцип заключается в том, что чем существо больше, тем дольше оно живет. Однако, человек живет в два раза дольше других крупных обезьян, даже больше, чем горилла, хотя его средний вес (по крайней мере стандартного, дефолтного человека) куда меньше. К тому же, мы сравнительно позднее достигаем зрелости.
Возникает очевидное предположение, что нас самым тщательным образом селектировали, чтобы для каких-то неизвестных нам целей увеличить продолжительность нашей жизни.
— Доктор Рэлсон, главный герой рассказа “Выведение человека. ”
С другой стороны, быть может, за нами просто наблюдают до тех пор, пока мы не достигнем достаточного уровня развития. Тогда все, что остается человечеству — это развиваться и ждать в надежде, что мы развиваемся в правильном направлении и что это когда-нибудь произойдет, а не повторится сюжет рассказа Терри Биссона “Они сделаны из мяса”, когда пришельцы, имеющие совершенно иную природу существования и находящиеся на гораздо более совершенной ступени развития нашли нашу планету и с удивлением пронаблюдали за нашими жалкими попытками развиваться и существовать.
Ведь поистине вероятность того, что человечество выберется с этой планеты довольно невелика. В космосе человек будет получать огромное количество радиации, а расстояния настолько огромные, что человечество должно либо придумать способ сверхсветового передвижения (что нереально согласно с текущей научной доктриной), либо создавать огромные корабли-колонии, где будет проходить несколько человеческих жизненных циклов прежде чем корабль достигнет цели и с корабля на землю ступят лишь потомки тех, кто садился на борт корабля в самом начале, либо технология червоточин (кротовых нор, искривления пространства-времени). Из всего этого наиболее желанным и адекватным реальности в итоге выглядит именно последний вариант.
В итоге выходит, что все наше будущее зависит от практической возможности и нашей догадливости и изобретательности в плане открытия одной конкретной технологии. Другими словами, в случае, если пришельцы действительно за нами наблюдали, они вполне резонно могли бы сказать себе “А оно нам надо?” и полететь дальше, предполагая вероятность того, что эти недоразвитые существа когда-либо вырвутся за пределы своей планеты, стремящейся к нулю.
Но наша планета не вечна и в конечном счете рано или поздно человечеству придется задуматься о балансе. О балансе производства, потребления, населения, смертности и рождаемости. В результате все это выльется в стагнирующее общество, которое будет оставаться в одном и том же состоянии до тех пор, пока Солнце не потухнет (с огромным предшествующим расширением, которое поглотит нашу планету, надо сказать). Такое расселение в одной глобальной агломерации по поверхности всей Земли было названо экуменополис. Термин был введен Доксиадисом в 1968 году, однако полностью данная тема была раскрыта в небольшом рассказе все того же Азимова “В лето 2430 от Р.Х.”. В нем ведется речь о том моменте человеческой истории, когда у него не осталось средств для того, чтобы строить космические корабли, когда полностью перешли на питание водорослями, когда достигли той отметки количества обитателей планеты Земля, все из которых люди, большее количество которых экосистема планеты просто не выдержала бы. Найден идеальный баланс для всей этой экосистемы: пятнадцать триллионов человек, двадцать миллиардов тонн человеческих мозгов, полное отсутствие ресурсов к дальнейшему развитию, стагнация общества и абсолютно бессмысленное существование каждого из населяюших планету существ.
В огромном, занимающем весь континет хдании пять триллионов из населяющих его людей мирно спали; около двух — мирно закусывали; половина триллиона неспешно занималась любовью… Триллионы ложились спать, триллионы вставали с кроватей; это рутинное житье-бытье не нарушалось никакими случайностями.
— Айзек Азимов, рассказ “В лето 2430 от Р.Х.”
А теперь давайте подумаем, что реально мы можем предложить расе пришельцев, с которой мы так отчаянно хотим встретиться? Стоит понимать, что они уже умеют пересекать огромные космические расстояния, а потому в целом находятся на более высокой ступени развития. Все, что у нас есть, это ряд технологий относительно нас самих, животных, населяющих эту конкретную планету и объектов, с помощью которых можно удовлетворять наши потребности. Не думаю, что уникальная формула кока-колы или обычное электричество станут для пришельцев откровением. Компьютеры? Программируемые машины? Кроссовки? Шоколадные батончики? Ровным счетом ни-че-го. Так зачем же им выходить с нами на контакт?
Если же пришельцы придут на нашу планету с нашествием, что мы сможем им противопоставить? Сейчас вершина военных технологий недалеко ушла от основного принципа огнестрельного оружия: небольшой взрыв толкает что-нибудь твердое вперед. Ракетостроение — суть то же. Никаких разрушающих разрезающих все на своем пути лазеров, плазма-ганов и прочего. Есть усовершенствованная технология тысячелетней давности и ядерное оружие, которое никто не использует, потому как можно себя уничтожить и всю планету в целом.
А вероятность того, что на нас нападет небольшой отряд вымирающих существ а-ля XCOM: Enemy Unknown довольно невелика, а потому если вторжение и будет, то оно будет полномасштабным, по всем фронтам и с обстрелом с орбиты. Так оно нам надо? Не лучше ли нам просто взять и спрятаться на своей планете, пока нам не будет чем бить в ответ? Или пока человечеству не будет угрожать смертельная опасность от какого-нибудь природного катаклизма?
И вообще, быть может, человечество отживает свою роль в этой Вселенной? Оно было создано Богом, инопланетянами или еще кем-нибудь, и теперь, выполнив свое высшее предназначение, так и должно остаться в рамках данной конкретной планеты, дождаться своего локального конца света, когда Солнце начнет расширяться перед своим коллапсом, и исчезнуть. Навсегда.
Источник