Содержание
От Земли до границ Вселенной. Институт космических исследований празднует юбилей
50 на 50
Сейчас Институт космических исследований принимает участие в трех видах программ по изучению других планет и небесных тел. Об этом сообщил ТАСС директор Института космических исследований РАН, член-корреспондент РАН Анатолий Петрукович.
Читайте также
Марс-бросок: какие задачи стоят перед миссией «ЭкзоМарс»
«Первый вариант — когда Россия делает научный аппарат, на него устанавливаются российские и зарубежные приборы (так, например, работает «Спектр-РГ»), затем есть проекты, в которых стороны делают вложения 50 на 50 (например, проект «ЭкзоМарс»)», — отметил Петрукович.
По словам директора ИКИ, еще один вариант сотрудничества подразумевает установку российских приборов на иностранные космические аппараты, как это было в случае с научным спутником «БепиКоломбо», который в 2018 году был запущен к Меркурию, и марсоходом Curiosity.
«В части этих проектов у нас сейчас утверждена российско-французская заявка на участие в индийском проекте по исследованию Венеры и обсуждается сотрудничество с китайской стороной по участию российских экспериментов в некоторых китайских проектах, в том числе по изучению кометы и астероидов», — пояснил глава института.
Седьмой континент Земли
В ноябре 2018 года прошло заседание Совета РАН по космосу с участием гендиректора Роскосмоса Дмитрия Рогозина и президента Российской академии наук Александра Сергеева, на котором рассматривалась концепция освоения и исследования Луны. В первую очередь она подразумевает исследование естественного спутника Земли автоматическими аппаратами, затем — пилотируемую программу.
Научный руководитель Института космических исследований РАН, академик Лев Зеленый сообщил ТАСС, что сейчас «первая часть программы идет по плану, нет оснований полагать, что они будут нарушены». По словам академика, исследование Луны имеет большое значение для фундаментальной науки, поскольку «это седьмой континент Земли, который мы должны изучать как Антарктиду, Арктику». На ее поверхности, в отличие от земной, сохранилась история ранних эпох Солнечной системы: ее можно изучать, например, по размерам и распределению кратеров, а также исследуя вещество метеоритов, которые оставили эти кратеры, добавил ученый.
При этом в околополярных районах, где в будущем Россия планирует разместить станции, есть залежи водяного льда, — возможно, остатки вещества упавших комет.
Читайте также
Первый искусственный объект на Луне
«Второе, что можно делать, — это исследовать Вселенную с Луны. Она находится достаточно далеко от Земли, обратная сторона практически экранирована от земного радиоизлучения, которое сильно мешает производить радиоастрономические наблюдения с нашей планеты», — подчеркнул Зеленый. Поэтому большой радиотелескоп на обратной стороне Луны будет ловить радиосигналы с гораздо большей чувствительностью.
Также Луна интересна с точки зрения изучения космической радиации, которая для космонавтов представляет большой риск. «Это частицы, которые очень сильно ускоряются при вспышках сверхновых, при каких-то мощных гамма-всплесках», —добавил научный руководитель ИКИ. Однако исследование Луны только с помощью автоматических станций невозможно, считает ученый.
«У техники всегда есть отказы, нестандартные ситуации, когда вмешательство человека необходимо», — подчеркнул Зеленый, отметив, что оптимальным из-за высокой радиации является вахтовый метод работы на естественном спутнике Земли.
В будущем, уверен академик, «коммерциализация Луны точно будет происходить». И эта тема является сложным и открытым вопросом, поскольку ее освоение может пойти по сценарию Дикого Запада. «На Луне есть ресурсы, за которые можно бороться. Но это далекая тема от академического института, нас интересует история и современное состояние Луны», — сказал научный руководитель ИКИ.
Входной контроль
В октябре 2021 года Роскосмос планирует отправить на Луну автоматическую станцию «Луна-25», которая станет первым отечественным аппаратом в современной России на естественном спутнике Земли. В качестве основной даты старта выбрано 1 октября, резервной — 30 октября.
Заведующий отделом ядерной планетологии ИКИ РАН Игорь Митрофанов сообщил ТАСС, что пандемия коронавируса никак не сказалась на планах. «Основная часть научной аппаратуры уже находится в НПО им. С. А. Лавочкина. Приборы прошли так называемый входной контроль», — отметил он.
Читайте также
Обитаемые космические станции: путь к Луне и другим планетам
Вторая часть аппаратуры, по словам ученого, будет отправлена на предприятие до 15 июня.
«Мы сейчас проводим заключительное обучение искусственного интеллекта манипулятора, чтобы его движения были оптимальны. До 15 июня завершим поставку российских приборов на предприятие», — уточнил он. Затем начнется сборка и параллельно испытания всей аппаратуры. Если вес станции получится больше, чем нужно, с нее снимут часть аппаратуры и включат ее в более тяжелый аппарат «Луна-27».
На 2024 год запланирован запуск орбитального аппарата «Луна-26», который проведет геологоразведку и создаст трехмерную карту естественного спутника Земли. Как уточнил директор Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович, сейчас для проекта идет закупка электрорадиокомпонентов и их сертификация. «Где-то с конца этого года начнется изготовление финальных образцов приборов», — рассказал он, добавив, что в феврале завершились испытания по отработке электрических интерфейсов приборов — включения, выключения, переключения команд, подачи команд и снятия информации.
Также в ИКИ продолжается работа над автоматической лунной станцией «Луна-27».
Основная доля аппаратуры для нее будет использоваться такая же, как на «Луне-25», сообщил Игорь Митрофанов. Их летные образцы будут создаваться после летных испытаний первого аппарата современной программы исследования естественного спутника Земли. При этом «принципиально новая аппаратура находится на завершающем этапе конструкторско-доводочных испытаний», отметил он.
Без холодной ловушки
Читайте также
Возможность посмотреть на первый выход в открытый космос в 360°
Сейчас Луна кажется одним из главных направлений ИКИ, однако на самом деле институт участвует и в проектах по исследованием других небесных тел, подчеркнул Анатолий Петрукович. «Если мы посмотрим реально, сколько российских приборов работало на Марсе и еще полетят на Марс на иностранных аппаратах, выясниться, что для России направлением не меньшей важности является Марс», считает академик.
В частности, сейчас около Красной планеты работает орбитальный модуль TGO — совместный российско-европейский проект, запущенный в 2016 году.
Он исследует атмосферу Марса при помощи двух российских и двух европейских приборов, рассказал ТАСС заместитель научного руководителя миссии «ЭкзоМарс», заведующий лабораторией ИКИ РАН Олег Кораблев.
По его словам, наиболее громким результатом стало отсутствие в глобальной атмосфере планеты метана, который был обнаружен с Земли и с марсохода Curiosity. «Как это объяснить, пока не ясно. Либо марсоход видит что-то не то, либо мы упускаем какой-то процесс, который способен разрушить метан чрезвычайно быстро. Если уж метан появляется, он должен жить и накапливаться там в течение сотен лет», — объяснил Кораблев.
Еще одним неожиданным результатом, отметил ученый, является практически беспрепятственный переход воды в верхнюю часть атмосферы Марса. «Холодная ловушка (холодная область атмосферы, где возникает конденсация облаков — прим. ТАСС) на Марсе не работает. Таким образом, вода на Марсе практически беспрепятственно поступает в верхнюю часть атмосферы», — рассказал Кораблев, пояснив, что там она может распадаться на атомы и покидать атмосферу.
Различные научные исследования ранее показали, что на Марсе произошло существенное изменение климата — ушла вода. «Часть, возможно, ушла в грунт, а часть — в космос», — предположил завлабораторией ИКИ.
На августе-сентябрь 2022 года запланирован запуск следующего этапа миссии «ЭкзоМарс», включающего посадочную платформу и ровер. Они, в частности, будут изучать воду и гидратированные минералы по пути следования марсохода, регистрируя нейтроны, вылетающие из поверхности Марса из-за «бомбардировки» ее космическими лучами, и элементный состав грунта в точке посадки. Сейчас ровер и посадочная платформа проходят дополнительные испытания.
Штатный проект
В конце января ведущий инженер НПО им. С. А. Лавочкина Дмитрий Хмель сообщил о задаче Роскосмоса разработать программу исследования Венеры, аналогичную по масштабам российской лунной. Лев Зеленый подтвердил ТАСС эти планы. «Там есть идея сделать не отдельный проект, а программу, включающую несколько миссий», — пояснил научный руководитель ИКИ.
Первой экспедицией в рамках проекта будет «Венера-Д», пуск которой намечен на конец 2020-х годов. «Венера-Д» будет включена в готовящуюся программу, она переходит из статуса инициативного проекта <…> в штатный проект федеральной космической программы», — отметил Зеленый. Он отметил, что сейчас переговоры с американцами по проекту затормозились из-за пандемии коронавируса.
Читайте также
Роботы-самоубийцы. 35 лет назад к Венере полетели последние советские станции
«Мы должны были встретиться в октябре и подтвердить свои намерения», — уточнил академик. По его словам, встреча должна была пройти на большом симпозиуме по изучению Солнечной системы. Однако из-за пандемии «пока не понятно, как это произойдет», возможно, придется работать дистанционно.
«Через два-три года возможен запуск второй «Венеры», потом третьей — уже к середине 30-х годов», — пояснил научный руководитель ИКИ. Миссии будут включать посадочные аппараты, различные средства для исследования атмосферы, баллоны и другие аппараты.
«Я думаю, что об основных чертах [программы] в следующем году мы сможем говорить публично», — заключил Зеленый.
ИКИ планирует участвовать в исследовании Венеры не только в рамках собственных аппаратов, но и путем создания прибора для индийской орбитальной миссии. Об этом рассказал ТАСС Олег Кораблев. «Мы предложили туда два российских прибора, работающих с использованием одного и того же принципа — исследования атмосферы методом солнечных «просвечиваний». В итоге мы объединили два прибора в один», — сообщил он.
Этот прибор предназначен для исследования атмосферы Венеры методом спектроскопии. Он будет меньше, чем на «ЭкзоМарсе», но принцип действия схож. Некоторые компоненты прибора будут французскими. В итоге, по состоянию на сегодня, это единственный иностранный прибор в составе проекта.
Вода на Меркурии
В 2018 году была запущена миссия «БепиКоломбо» — совместный проект Европейского и Японского космических агентств. Ожидается, что на рабочую орбиту он выйдет в 2024 году.
Полет будет долгим не из-за дальности Меркурия, а из-за сложной траектории, которая сводит потребности включения двигателей для торможения аппарата к минимуму. Несколько приборов на «БепиКоломбо» были сделаны с участием сотрудников ИКИ, и один — полностью разработан и изготовлен в Институте.
«Он будет измерять спектр гамма-излучения поверхности Меркурия и поток нейтронов с разными энергиями с поверхности планеты. Эти измерения позволят по гамма-спектру определить элементный состав», — пояснил Игорь Митрофанов.
Регистрация нейтронов, по мнению ученого, является успешным методом изучения состава вещества с точки зрения присутствия там воды, поскольку водород существенно влияет на спектральный поток нейтронов. «Изучая этот поток с поверхности, мы сможем определить, в каких местах (в основном, это будут окрестности полюсов) присутствует вода на Меркурии и какая массовая доля этой воды», — заверил он.
Поиск примитивной жизни
Изучение космоса продолжается. Директор ИКИ напомнил, что оно включает исследования не только планет, но и астрофизических объектов — звезд, галактик, Вселенной, околосолнечного пространства, магнитных бурь, ионосферы Земли, а также изучение самой Земли из космоса и другие.
Они, подчеркнул Петрукович, позволяют узнать что-то новое для жизни на Земле.
«Была информация о том, что гелий испытывали как средство для лечения коронавирусной инфекции. Гелий, как известно, был впервые был обнаружен на Солнце (потому и получил свое название). Потом уже на Земле нашли», — напомнил Петрукович.
Еще одной целью космических исследований является поиск примитивной жизни на одноклеточном или вирусном уровне на Марсе и в верхних облаках Венеры. Если такая внеземная жизнь будет обнаружена на «соседях Земли», это поможет понять, есть ли шансы встретить что-то подобное на более далеких планетах, добавил Петрукович.
Кроме того, подобные исследования нужны и для лучшего понимания нашего собственного дома: например, чтобы понимать, почему Земля сохранила условия, для человека весьма комфортные, в то время как Венера разогрелась и превратилась в «парниковый ад», а Марс, наоборот, переохладился и потерял почти всю атмосферу.
«Это важно, чтобы понимать долговременные закономерности развития климата Земли», — подытожил директор ИКИ.
Екатерина Москвич
Теги:
Рогозин, Дмитрий ОлеговичРоссияСергеев, Александр Михайлович
Луна, далее везде. Каких свершений ждать от исследователей космоса в 2023 году
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
В конце 2022 года в рамках миссии «Артемида-1» вокруг Луны совершил облет непилотируемый корабль «Орион»
В последнее время космос становится таким же популярным, как в 1960-е годы, когда только начиналось его освоение и шла настоящая космическая гонка между двумя (тогда еще только двумя) космическими державами — СССР и США. Ну, может быть, дети и не возвращаются из детского сада с твердым намерением стать космонавтом, однако же все мы с интересом ждем, кто, когда и куда долетит и высадится.
Прошлый год завершился успешным запуском беспилотного корабля «Орион» миссии «Артемида-1», облетевшего Луну в рамках подготовки к уже пилотируемому полету и высадке.
Что же готовит наступивший 2023 год?
- НАСА успешно запустило к Луне миссию «Артемида»
- Японский миллиардер рассказал, кого возьмет к Луне. Среди восьми добровольцев — диджей и звезда K-pop
- Эмблема Космических сил США оказалась очень похожа на логотип Star Trek
Лунные миссии
После успеха лунной орбитальной миссии корабля «Орион» НАСА намерено этот успех развить и послать новые экспедиции, по ходу которых будут проведены научные эксперименты и испытано оборудование в преддверии пилотируемого полета к Луне. Он запланирован на 2025 год.
Автор фото, Intuitive Machines/NASA
Подпись к фото,
Посадочный модуль Nova-C оправится к Луне на ракете Falcon 9
В частности, НАСА отправит на Луну первый посадочный модуль Nova-C, который должен прилуниться в районе Океана Бурь и доставить пять посылочек с научным оборудованием, которое потом понадобится астронавтам.
Низкочастотные радиопередатчики, сенсоры и фото- и видеокамеры будут испытаны в автономном режиме, чтобы определить, насколько эффективно они справляются со сбором и передачей данных, что может пригодиться для будущих пилотируемых миссий.
В рамках подготовки к новой высадке на Луну с помощью первой ракеты-носителя Vulcan Centaur будет отправлена и посадочная капсула Peregrine.
Эта капсула, оборудованная пятью маневровыми двигателями, будет использоваться для доставки грузов на поверхность Луны.
Космический туризм
Сразу два рейса с космическими туристами, раскошелившимися на 10-дневный отпуск на орбите, стартуют в этом году к МКС. Это дорогое удовольствие — около 60 млн долларов, но зато и виды из иллюминатора станции открываются фантастические. Впрочем, кому-то в новом году повезет еще больше.
Японский миллиардер Юсаку Маэдзава уже назвал имена восьми счастливчиков, которых он бесплатно возьмет с собой в путешествие к Луне на космическом корабле Starship компании SpaceX Илона Маска.
Маэдзава, уже побывавший на орбите в 2021 году (он летал в качестве туриста на Международную космическую станцию на российском «Союзе»), надеется вернуться в космос и отправиться на орбиту Луны в рамках проекта под названием dearMoon («Дорогая Луна»). Полет должен продлиться около недели, правда, посадка на спутник Земли в его программу не входит.
На МКС и обратно
Автор фото, NASA
Подпись к фото,
МКС зависит от постоянных поставок с Земли
В последние годы мы уже привыкли к тому, что корабль Crew Dragon компании Space X стал для МКС рейсовым автобусом: он точно по расписанию доставляет туда грузы и меняет экипажи станции. Расписание «Дракона» на новый год остается прежним, но теперь на маршрут выйдет еще и Boeing CST-100 Starliner.
Starliner — это космический аппарат (условно) многоразового использования, предназначенный для доставки экипажей на МКС и на другие объекты низкой орбиты, за работой которого нам впервые удастся понаблюдать в новом году.
Корабль набит разными современными приспособлениями и, конечно же, оснащен интернетом, а «условно многоразовый» он потому, что рассчитан не более чем на 10 запусков (что по меркам таких пусков весьма много).
Ледяные луны Юпитера
Автор фото, NASA
Подпись к фото,
Ио, третья по величине луна Юпитера, интереса у ученых не вызвала из-за отсутствия воды
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Европейское космическое агентство (ЕКА) тоже не намерено отставать от конкурентов и в апреле планирует запустить аппарат Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE, Исследователь ледяных лун Юпитера). О его задачах можно судить уже по названию: в ходе миссии, которая продлится 13 лет, будут изучены три спутника Юпитера — Ганимед, Каллисто и Европа — под поверхностью которых, как считается, есть большие запасы воды, а значит, потенциально их можно сделать обитаемыми.
В 2031 году, если все пойдет по плану, JUICE долетит до Юпитера, пролетит мимо изучаемых спутников, а в декабре 2034 года приблизится к Ганимеду и станет первым космическим кораблем, попавшим на орбиту чужой луны.
НАСА тем временем тоже не будет сидеть сложа руки и в октябре, воспользовавшись услугами частной аэрокосмической компании Илона Маска SpaceX, отправит к крупному железо-никелевому астероиду Психея корабль Falcon Heavy.
Запуск должен был состояться еще в 2022 году, однако его пришлось отложить из-за сбоев в программном обеспечении и других технических трудностей. Зато уж когда Falcon Heavy туда доберется, он заодно совершит облет Марса.
Совершенно секретно!
Конечно, всем нам хотелось бы побольше узнать о новых космических программах, но, увы, космосом интересуются не только гражданские, но и военные, так что много информации по-прежнему засекречено.
К примеру, недавно созданный новый вид вооруженных сил США, Космические силы, планируют в этом году запустить несколько своих ракет, но что и зачем они доставят в космос, остается загадкой.
Впрочем, некоторыми секретами американцы все же делятся: в 2022 году они сообщили, что их экспериментальный военный автономный космический самолет X-37B поставил рекорд пребывания на орбите — 908 дней. Так что не исключено, что в наступившем году мы еще услышим о нем.
Тем временем Россия, успевшая создать собственные Военно-космические силы раньше США (хоть какая-то победа в старой космической гонке), объявила о том, что к 2024 году выходит из программы МКС.
По словам нового главы «Роскосмоса» Юрия Борисова, космическая отрасль находится в непростой ситуации, поэтому теперь корпорация-монополист будет главным образом работать на российскую экономику: предоставлять услуги по навигации, связи и передаче метеоданных.
Как далеко до края Вселенной?
Этот «край» есть граница только во времени. Пабло Карлос Будасси (Unmismoobjetivo Wikimedia Commons)
Если бы вы отправились так далеко в космос, как только можете себе представить, с чем бы вы столкнулись? Будет ли предел тому, как далеко вы можете зайти, или вы сможете путешествовать на безграничное расстояние? Вернетесь ли вы в конечном итоге к исходной точке или продолжите путешествовать по пространству, с которым никогда раньше не сталкивались? Другими словами, есть ли у Вселенной край, и если да, то где он?
Хотите верьте, хотите нет, но на этот вопрос можно ответить тремя разными способами, и каждый из них дает свой ответ. Если вы посчитаете, как далеко вы могли бы зайти, если бы вы:
- улетели сегодня на сколь угодно мощной ракете,
- рассматривал все, что могло когда-либо связаться с нами или с кем мы могли связаться с начала горячего Большого Взрыва,
- или использовали только свое воображение, чтобы получить доступ ко всей Вселенной, в том числе за пределами того, что когда-либо будет доступно для наблюдения,
можно узнать, как далеко до края.
В каждом случае ответ интересен.
ReunMedia / Storyblocks
Главное, о чем следует помнить, это то, что пространство не такое, каким мы его обычно представляем. Обычно мы думаем о пространстве как о системе координат — трехмерной сетке, — где кратчайшее расстояние между двумя точками — прямая линия, а расстояния не меняются со временем.
Но оба этих предположения, которые так хороши в нашей повседневной жизни, терпят крах, когда мы начинаем рассматривать Вселенную большего масштаба за пределами нашей собственной планеты. Во-первых, представление о том, что кратчайшее расстояние между двумя точками — это прямая линия, разваливается, как только вы начинаете вводить в свою Вселенную массы и энергетические кванты.
Поскольку пространство-время подвержено искривлению, причиной которого является присутствие материи и энергии, кратчайшее расстояние между двумя точками неотъемлемо зависит от формы Вселенной между этими точками.
Кристофер Витале из Networkologies и Института Пратта
Кроме того, сама ткань пространства-времени не остается неизменной во времени. Во Вселенной, наполненной материей и энергией, статическая, неизменная Вселенная (где расстояния между точками остаются неизменными с течением времени) по своей природе нестабильна; Вселенная должна развиваться либо расширяясь, либо сжимаясь.
Если общая теория относительности Эйнштейна верна, это обязательно.
С точки зрения наблюдений доказательства того, что наша Вселенная расширяется, неопровержимы: впечатляющее подтверждение предсказаний Эйнштейна. Но это влечет за собой ряд последствий для объектов, разделенных космическими расстояниями, в том числе то, что расстояние между ними со временем увеличивается. Сегодня самые далекие объекты, которые мы можем видеть, находятся на расстоянии более 30 миллиардов световых лет, несмотря на то, что с момента Большого взрыва прошло всего 13,8 миллиарда лет.
Ларри Макниш из RASC Calgary Center
Когда мы измерим, насколько различные объекты далеки от их физических и световых свойств — наряду с величиной смещения их света в результате расширения Вселенной — мы сможем понять, что Вселенная состоит из. Наш космический коктейль в настоящее время состоит из:
- 0,01% излучения в виде фотонов,
- 0,1% нейтрино, неуловимая частица с малой массой, почти такая же многочисленная, как фотоны,
- 4,9% обычной материи, состоящей в основном из того же материала, что и мы: протоны, нейтроны и электроны,
- 27% темной материи, неизвестное вещество, которое притягивается, но не излучает и не поглощает свет,
- и 68% темной энергии, которая является присущей космосу энергией, которая заставляет удаленные объекты ускоряться при их удалении от нас.
Когда вы объединяете эти эффекты вместе, вы получаете уникальное и недвусмысленное предсказание того, как далеко в прошлом и настоящем находится край наблюдаемой Вселенной.
Э. Сигел
Это большое дело! Большинство людей предполагают, что если Вселенная существует уже 13,8 миллиарда лет с момента Большого взрыва, то предел того, насколько далеко мы можем видеть, будет 13,8 миллиарда световых лет, но это не совсем так.
Только если бы Вселенная была статична и не расширялась, это было бы правдой, но факт таков: чем дальше мы смотрим, тем быстрее удаляются от нас отдаленные объекты. Скорость этого расширения изменяется предсказуемым образом в зависимости от того, что находится во Вселенной, и, в свою очередь, знание того, что находится во Вселенной, и наблюдение за тем, как быстро расширяются объекты, говорит нам, как далеко они находятся.
Когда мы соберем все доступные данные вместе, мы придем к уникальному значению для всего вместе, включая расстояние до наблюдаемого космического горизонта: 46,1 миллиарда световых лет.
Фредерик МИШЕЛЬ и Эндрю З. Колвин, комментарии Э. Сигеля
Эта граница, однако, не является «краем» Вселенной в любом общепринятом смысле этого слова. Это вовсе не граница в пространстве; если бы мы оказались в любой другой точке пространства, мы все равно были бы в состоянии обнаруживать и наблюдать все вокруг нас в пределах этой сферы в 46,1 миллиарда световых лет с центром в нас.
Это потому, что «грань» является границей во времени, а не в пространстве. Этот край представляет собой предел того, что мы можем видеть, потому что скорость света — даже в расширяющейся Вселенной, управляемой общей теорией относительности — позволяет сигналам путешествовать только так далеко за 13,8 миллиардов лет истории Вселенной. Это расстояние превышает 13,8 миллиарда световых лет из-за расширения Вселенной, но оно все же конечно. Однако мы не можем охватить все это.
Э. Сигел, основано на работе пользователей Викисклада Ацколвина 429 и Фредерика МИХЕЛЯ
За пределами определенного расстояния мы можем видеть часть света, который уже излучался давным-давно, но никогда не увидим испускаемый свет прямо сейчас: через 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва.
За пределами определенного расстояния — которое, по моим расчетам, в настоящее время составляет примерно 18 миллиардов световых лет — даже сигнал, движущийся со скоростью света, никогда не достигнет нас.
Точно так же это означает, что если бы мы находились на космическом корабле произвольной мощности, все объекты, находящиеся в настоящее время в радиусе 18 миллиардов световых лет, были бы в конечном счете доступны для нас, даже если Вселенная продолжала расширяться и эти расстояния продолжал увеличиваться. Однако объекты за пределами этого никогда не будут доступны. Даже по мере того, как мы преодолевали все большие и большие расстояния, они удалялись быстрее, чем мы когда-либо могли путешествовать, не позволяя нам посещать их всю вечность. Уже, 94% всех галактик в наблюдаемой Вселенной находятся за пределами нашей вечной досягаемости.
.. [+] достичь, так как в настоящее время доступно только 6% объема, который мы можем наблюдать. Однако помимо того, что мы можем наблюдать, определенно есть еще Вселенная; то, что мы видим, представляет собой лишь крошечную часть того, что должно быть снаружи. НАСА, ЕКА, Р. Виндхорст, С. Коэн и М. Мехтли (ASU), Р. О’Коннелл (UVa), П. Маккарти (Обсерватория Карнеги), Н. Хати (Калифорнийский университет в Риверсайде), Р. Райан (Калифорнийский университет в Дэвисе) и Х. Ян (tOSU)
И тем не менее, есть другой «край», который мы могли бы рассмотреть: за пределами того, что мы можем наблюдать сегодня, или даже того, что мы потенциально можем наблюдать сколь угодно далеко в будущем, если мы повернем наши теоретические часы к бесконечность. Мы можем рассмотреть, насколько велика вся Вселенная — ненаблюдаемая Вселенная — и складывается ли она сама в себя или нет.
Способ, которым мы можем ответить на этот вопрос, основан на экстраполяции того, что мы наблюдаем, когда пытаемся измерить пространственную кривизну Вселенной: степень искривления пространства в самом большом масштабе, который мы можем наблюдать.
Если Вселенная имеет положительную кривизну, параллельные линии будут сходиться, а сумма трех углов треугольника будет больше 180 градусов. Если Вселенная имеет отрицательную кривизну, параллельные линии будут расходиться, а сумма трех углов треугольника будет меньше 180 градусов. А если Вселенная плоская, то параллельные линии останутся параллельными, а все треугольники будут содержать ровно 180 градусов.
Научная группа НАСА / WMAP
Мы делаем это, беря самые отдаленные сигналы из всех, такие как свет, оставшийся после Большого Взрыва, и подробно изучаем, как формируются колебания. Если Вселенная искривлена либо в положительном, либо в отрицательном направлении, наблюдаемые нами флуктуационные модели будут искажаться, проявляясь либо в больших, либо в меньших угловых масштабах, в отличие от плоской Вселенной.
Если мы возьмем наилучшие доступные данные, которые получены как из флуктуаций космического микроволнового фона, так и из деталей того, как галактики группируются вместе в больших масштабах на различных расстояниях, мы придем к неизбежному выводу: Вселенная неотличима от идеального пространственного плоскостность. Если она искривлена, то на уровне не более 0,4%, а это означает, что если Вселенная искривлена как гиперсфера, то ее радиус как минимум в ~250 раз больше той части, которую мы наблюдаем.
Smoot Cosmology Group / LBL
Если вы определяете край Вселенной как самый дальний объект, которого мы могли бы достичь, если бы начали свое путешествие немедленно, то наш нынешний предел — всего лишь расстояние в 18 миллиардов световых лет, охватывающее только 6% объема нашей наблюдаемой Вселенной.
Если вы определяете его как предел того, от кого мы можем наблюдать сигнал — от кого мы можем видеть и кто может видеть нас — тогда граница достигает 46,1 миллиарда световых лет. Но если вы определяете его как пределы ненаблюдаемой Вселенной, то единственным ограничением, которое у нас есть, является ее размер не менее 11 500 миллиардов световых лет, а может быть и больше.
Это не обязательно означает, что Вселенная бесконечна. Он может быть плоским и все еще изогнутым, с формой, похожей на пончик, известной математически как тор. Какой бы большой и обширной ни была наблюдаемая Вселенная, она все же конечна, и у нее есть конечное количество информации, которой мы можем научить. Кроме того, окончательные космические истины все еще остаются нам неизвестными.
Пользователь ESO и deviantART InTheStarlightGarden
Космос существует вечно?
Это статья из новой серии книг «Любопытные дети», предназначенной для детей. Разговор просит детей присылать вопросы, на которые они хотели бы получить ответ от эксперта. Приветствуются любые вопросы – серьезные, странные или дурацкие!
Вечен ли космос? ** – Конрад, 6 лет, Сидней**
Космос, вероятно, будет существовать вечно, но правда в том, что мы этого не знаем. Во всяком случае, еще нет. Вот почему это отличный вопрос, потому что наука занимается поиском ответов на вещи, которые мы еще не знаем.
Итак, что мы знаем о космосе? Мы знаем, что он большой, очень большой. Он достаточно велик, чтобы вместить Землю и все остальные планеты. Он достаточно велик, чтобы включать в себя Солнце и все звезды, которые мы видим ночью.
Не так давно люди думали, что, глядя в ночное небо, они видят весь космос.
Так было до тех пор, пока не появился Эдвин Хаббл. Он был американским астрономом, и то, что он обнаружил, было настолько удивительным, что НАСА назвало в его честь космический телескоп Хаббла.
Звезды далеко-далеко
Почти 100 лет назад астроном Хаббл наблюдал за небольшими размытыми пятнами света, спрятанными среди всех звезд, которые мы можем видеть. Никто точно не знал, что это такое, но Хаббл обнаружил, что эти блики состоят из звезд и, что еще более важно, находятся далеко.
Галактика Андромеды заполнена звездами за пределами нашего Млечного Пути.
Адам Эванс
Одно это открытие перевернуло наше представление о космосе.
Звезды, которые мы видим в ночном небе, являются частью Галактики Млечный Путь. Это галактика, которой мы принадлежим.
Блики света, которые изучал Хаббл, были другими галактиками, каждая из которых была заполнена звездами, планетами и множеством других вещей. Некоторые галактики меньше нашего Млечного Пути, а другие больше.
Космос оказался намного больше, чем кто-либо мог себе представить.
Солнце — одна из миллиардов звезд Галактики Млечный Путь.
Калтех
Как увидеть навсегда?
Космос большой, но будет ли он вечным? Проблема в том, что мы не можем видеть вечно. Существует предел того, сколько пространства мы можем видеть, точно так же, как мы не можем выйти за пределы нашей парадной двери и увидеть каждый город в Австралии.
Та часть пространства, которую мы можем видеть, называется наблюдаемой Вселенной. Он содержит весь свет, который мы когда-либо сможем увидеть (потому что, когда мы смотрим в пространство, мы в основном ищем свет).
Наблюдаемую Вселенную можно даже измерить. это 93 миллиарда световых лет от одной стороны до другой.
О таком расстоянии даже астрономам сложно подумать. Это все равно, что совершить около 300 000 оборотов нашей Галактики Млечный Путь, а наше Солнце за всю свою жизнь сделало только 20 кругов.
Или вы можете вообразить, что совершите круговорот Земли 20 миллионов триллионов раз?
Весь свет, который мы видим, является частью нашей наблюдаемой Вселенной.
Ави Соломон/flickr
Более того, наблюдаемая Вселенная сосредоточена на нас, потому что мы находимся в центре и смотрим в космос. Инопланетянин на другой планете, в далекой галактике, имел бы свою собственную наблюдаемую вселенную. Возможно, вам захочется представить, что каждый из нас находится внутри нашей собственной вселенной-пузыря.
Если бы два наших пузыря перекрылись, то инопланетянин увидел бы то же самое, что и мы. Но как насчет мест, которые находятся за пределами нашего пузыря? Увидит ли инопланетянин пустоту на краю космоса?
Нет, наверное, нет. Более вероятно, что они увидят часть космоса, которую мы никогда не сможем увидеть.
Теоретически космос продолжается и продолжается…
Так почему же ученые думают, что космос существует вечно? Это из-за формы пространства.
Наша часть космоса, или наблюдаемая Вселенная, имеет особую форму: она плоская.
Это означает, что если бы у каждого из вас и вашего друга был свой собственный ракетный корабль, и вы оба взлетели бы и путешествовали по прямой, во веки веков, вы бы никогда не встретились. На самом деле вы всегда будете оставаться на одном и том же расстоянии друг от друга в пределах наблюдаемой Вселенной.
Если форма пространства плоская, то две ракеты никогда не встретятся.
НАСА/Трой Крайдер
Но это действительно особый случай. Если бы пространство было сформировано каким-то другим образом, могло бы произойти многое. Две ваши ракеты, летящие по прямой линии, могут в конечном итоге пересечься, или они могут подойти очень близко, но никогда не встретиться, или, возможно, они пойдут в другом направлении и отдалятся друг от друга.
Но только плоское пространство удержит ракеты точно друг от друга.
Ученые придумали, как решить эту особую проблему плоскостности.
И, что немаловажно, их идея решает и некоторые другие проблемы, объясняющие, почему космос выглядит именно так, как мы его видим.
Когда одна идея решает множество проблем, ученые называют это теорией. Это означает, что мы можем быть на правильном пути к поиску ответа.
Теория говорит, что пространство должно быть очень, очень большим, но мы можем видеть только небольшую его часть, и эта часть выглядит особенной и плоской. Это похоже на то, как Земля кажется плоской, если только вы не астронавт, плавающий в космосе. Там, наверху, вы видите гораздо больше Земли, что можно увидеть, как она изгибается.
Готов поспорить, что космос существует вечно. Возможно, однажды наука поможет нам сказать, правда ли это.
Когда вы видите намного больше Земли, она перестает быть плоской.
НАСА/Рид Уайзман
Привет, любознательные дети! У вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта? Попросите взрослого отправить нам свой вопрос.